JP2021045318A - Oxygen concentrator - Google Patents

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Abstract

To maintain longer moisture absorption function, while suppressing a necessary amount of a moisture absorption layer, in an oxygen concentrator capable of sending, to an adsorption layer, dry air from which moisture is removed by the moisture absorption layer.SOLUTION: An oxygen concentrator 10 includes a plurality of moisture absorption layers for absorbing moisture contained in gas, first holding parts 71A and 71B for holding detachably the plurality of moisture absorption layers in an intake flow pass 21, and second holding parts 72A and 72B for holding detachably the plurality of moisture absorption layers in a discharge flow path 23. A moisture absorption layer held by the first holding parts 71A and 71B can be replaced with a moisture absorption layer held by the second holding parts 72A and 72B.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、酸素濃縮装置に関するものである。 The present invention relates to an oxygen concentrator.

特許文献1の酸素濃縮装置は、酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した複数の吸着筒と、吸着筒へ加圧空気を供給するコンプレッサと、を備えている。また、酸素濃縮装置は、吸着筒へ加圧空気を供給し濃縮酸素を取り出す吸着工程、吸着工程終了後の吸着筒を減圧排気し吸着剤を再生する脱着工程、吸着工程側吸着筒から濃縮酸素を均圧弁を開いて脱着工程側吸着筒へ導入し吸着剤をパージするパージ工程(パージ生成工程、パージ排気工程)、各吸着筒間を連通させる均圧工程を所定タイミングで繰り返す制御手段を備えている。この酸素濃縮装置は、運転スイッチを切ることにより装置の停止信号を受けとった場合、定常の運転シーケンスのパージ工程終了まで運転を継続することで、パージ排気工程側吸着筒の吸着剤の吸着した水分を排気し、吸着剤の劣化を抑制するようになっている。 The oxygen concentrator of Patent Document 1 includes a plurality of adsorption cylinders filled with an adsorbent capable of selectively adsorbing nitrogen rather than oxygen, and a compressor that supplies pressurized air to the adsorption cylinders. In addition, the oxygen concentrator has an adsorption step of supplying pressurized air to the adsorption cylinder to take out the concentrated oxygen, a desorption step of decompressing and exhausting the adsorption cylinder after the adsorption step to regenerate the adsorbent, and a concentrated oxygen from the adsorption cylinder on the adsorption process side. Is equipped with a control means that repeats the purge step (purge generation step, purge exhaust step) for opening the pressure equalizing valve and introducing it into the adsorption cylinder on the desorption process side to purge the adsorbent, and the pressure equalizing step for communicating between the suction cylinders at a predetermined timing. ing. When this oxygen concentrator receives a stop signal of the device by turning off the operation switch, it continues the operation until the end of the purge process of the steady operation sequence, so that the moisture adsorbed by the adsorbent in the adsorption cylinder on the purge exhaust process side Is exhausted to suppress deterioration of the adsorbent.

特許文献2の酸素濃縮装置は、コンプレッサと、コンプレッサの圧縮空気が交互に供給され、かつ窒素を吸着・脱着する吸着剤が充填された複数の吸着層と、を備えている。この酸素濃縮装置は、吸着層の上流に、圧縮空気中の水分を除去するための吸湿剤が充填された吸湿層が設けられている。吸湿層と吸着層との間には、水分濃度を検出するための水分センサが設けられている。水分センサにより圧縮空気中の水分濃度を計測し、吸湿剤の水分除去能力の低下を検出している。そして、吸湿剤の水分除去能力が低下した時点で、吸着剤が水分を吸着してしまう前に、吸湿剤を交換することで、水分による吸着剤の劣化を防止している。 The oxygen concentrator of Patent Document 2 includes a compressor and a plurality of adsorption layers filled with an adsorbent that alternately supplies compressed air from the compressor and adsorbs and desorbs nitrogen. In this oxygen concentrator, a hygroscopic layer filled with a hygroscopic agent for removing moisture in compressed air is provided upstream of the adsorption layer. A moisture sensor for detecting the moisture concentration is provided between the moisture absorbing layer and the adsorption layer. The moisture concentration in the compressed air is measured by the moisture sensor, and the decrease in the moisture removal ability of the hygroscopic agent is detected. Then, when the water absorbing ability of the hygroscopic agent is lowered, the adsorbent is replaced before the adsorbent adsorbs the water, thereby preventing the adsorbent from deteriorating due to the water content.

特開2011−92622号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-92622 特開2009−18970号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-18970

特許文献1の酸素濃縮装置は、停止信号を受けとった場合に、パージ排気工程側吸着筒内に存在する吸着剤から水分を排気することで、吸着剤の劣化を抑制し得る。しかし、この酸素濃縮装置は、吸着剤の劣化をある程度抑制できるものの、定常の運転シーケンスが繰り返されると吸着剤に水分が徐々に蓄積することが避けられない構成であり、吸着剤が使用不能となるまで水分が蓄積され続けてしまうものであった。そして、完全に劣化しきった場合には、劣化した吸着剤を廃棄して新しい吸着剤を吸着筒に充填することが必須となる構成であった。 When the oxygen concentrator of Patent Document 1 receives a stop signal, the deterioration of the adsorbent can be suppressed by exhausting water from the adsorbent existing in the adsorption cylinder on the purge exhaust process side. However, although this oxygen concentrator can suppress the deterioration of the adsorbent to some extent, it is inevitable that water gradually accumulates in the adsorbent when the steady operation sequence is repeated, and the adsorbent cannot be used. Moisture continued to accumulate until it became. When the adsorbent is completely deteriorated, it is essential to discard the deteriorated adsorbent and fill the adsorbent with a new adsorbent.

一方、特許文献2の酸素濃縮装置は、吸着層の上流側に吸湿剤が設けられ、吸湿剤と吸着層の間に設けられた水分センサによって吸湿剤の劣化状態を判断し得るようになっている。この酸素濃縮装置は、吸湿剤が一定程度水分を含んで劣化した場合には、吸湿剤を交換することで吸着層に乾燥空気を供給し得る状態を維持することができる。しかし、この酸素濃縮装置は、吸湿剤の劣化の度に吸湿剤を新規なものに交換しなければならず、継続的な使用のためには吸湿剤の必要量が増大することが避けられなかった。 On the other hand, in the oxygen concentrator of Patent Document 2, a hygroscopic agent is provided on the upstream side of the adsorption layer, and the deteriorated state of the hygroscopic agent can be determined by a moisture sensor provided between the hygroscopic agent and the adsorption layer. There is. This oxygen concentrator can maintain a state in which dry air can be supplied to the adsorption layer by exchanging the hygroscopic agent when the hygroscopic agent is deteriorated by containing a certain amount of water. However, this oxygen concentrator has to replace the hygroscopic agent with a new one every time the hygroscopic agent deteriorates, and it is inevitable that the required amount of the hygroscopic agent increases for continuous use. It was.

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、吸湿層によって水分を除去した乾燥空気を吸着層に送ることができる酸素濃縮装置において、吸湿層の必要量を抑えつつ吸湿機能をより長く維持し得る構成を実現することを目的とする。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and in an oxygen concentrator capable of sending dry air from which moisture has been removed by a moisture absorbing layer to an adsorption layer, the required amount of the moisture absorbing layer can be reduced. The purpose is to realize a configuration that can maintain the moisture absorption function for a longer period of time while suppressing it.

本発明の一つの解決手段である酸素濃縮装置は、
酸素より窒素を優先的に吸着する吸着層と、
前記吸着層に対し空気を供給して加圧する加圧部と、
前記加圧部から前記吸着層へ供給される空気が流通する前記吸着層よりも上流側の第1流路と、
前記吸着層で生成された酸素濃縮ガスが流通する前記吸着層よりも下流側の第2流路と、
を備える酸素濃縮装置であって、
気体に含まれる水分を吸収する複数の吸湿層と、
前記複数の吸湿層のうちのいずれか1つ以上を前記第1流路で着脱自在に保持する第1保持部と、
前記複数の吸湿層のうちの他の1つ以上を前記第2流路で着脱自在に保持する第2保持部と、
を備え、
前記第1保持部で保持される前記吸湿層と、前記第2保持部で保持される前記吸湿層とが交換可能とされている。
The oxygen concentrator, which is one of the solutions of the present invention, is
An adsorption layer that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen,
A pressurizing unit that supplies air to the adsorption layer to pressurize it,
A first flow path on the upstream side of the adsorption layer through which air supplied from the pressurizing portion to the adsorption layer flows.
A second flow path on the downstream side of the adsorption layer through which the oxygen concentrator gas generated in the adsorption layer flows, and
It is an oxygen concentrator equipped with
Multiple hygroscopic layers that absorb the moisture contained in the gas,
A first holding portion that detachably holds any one or more of the plurality of moisture absorbing layers in the first flow path, and
A second holding portion that detachably holds one or more of the plurality of moisture absorbing layers in the second flow path,
With
The moisture-absorbing layer held by the first holding portion and the moisture-absorbing layer held by the second holding portion are interchangeable.

上記の酸素濃縮装置は、吸着層よりも上流側の第1流路において1以上の吸湿層を保持することができるため、加圧部から第1流路を介して供給される空気から水分を除去し、吸着層に乾燥空気を送ることができる。よって、この酸素濃縮装置は、吸着層に水分が蓄積することに起因する吸着層の劣化を抑制し、吸着層から濃縮酸素を良好に放出する機能を継続的に維持することができる。 Since the oxygen concentrator can hold one or more moisture absorbing layers in the first flow path on the upstream side of the adsorption layer, moisture can be removed from the air supplied from the pressurizing part through the first flow path. It can be removed and dry air can be sent to the adsorption layer. Therefore, this oxygen concentrator can suppress the deterioration of the adsorption layer due to the accumulation of water in the adsorption layer, and can continuously maintain the function of satisfactorily releasing the concentrated oxygen from the adsorption layer.

更に、この酸素濃縮装置は、吸着層の上流側の第1保持部で保持される吸湿層と、下流側の第2保持部で保持される吸湿層とが交換可能とされている。第1保持部で1以上の吸湿層を保持しつつ第2保持部で他の1以上の吸湿層を保持した状態で使用を継続すると、第1保持部で保持される吸湿層は水分が徐々に蓄積してゆくため、その状態を継続しすぎると、その吸湿層において十分な吸湿機能を果たせなくなる。 Further, in this oxygen concentrator, the moisture absorbing layer held by the first holding portion on the upstream side of the adsorption layer and the moisture absorbing layer held by the second holding portion on the downstream side can be exchanged. If the use is continued with the first holding portion holding one or more moisture absorbing layers and the second holding portion holding the other one or more moisture absorbing layers, the moisture absorbing layer held by the first holding portion gradually loses moisture. If the state is continued too much, the moisture-absorbing layer cannot fulfill a sufficient moisture-absorbing function.

しかし、上記酸素濃縮装置は、ある程度水分が蓄積したタイミングで第1保持部に保持されていた吸湿層を第2保持部に保持させ、第2保持部に保持されていた吸湿層を第1保持部に保持させるように交換する対応が可能となる。このように交換がなされると、吸着層の上流側(第1保持部)に配置されることで水分が蓄積した吸湿層を、吸着層の下流側(第2保持部)に配置し直して乾燥した濃縮酸素に晒すことができる。 However, in the oxygen concentrator, the moisture absorbing layer held in the first holding portion is held in the second holding portion at the timing when water is accumulated to some extent, and the moisture absorbing layer held in the second holding portion is held in the first holding portion. It is possible to replace it so that it is held by the part. When the exchange is performed in this way, the hygroscopic layer in which water is accumulated by being arranged on the upstream side (first holding portion) of the adsorption layer is rearranged on the downstream side (second holding portion) of the adsorption layer. It can be exposed to dry concentrated oxygen.

よって、第2保持部に配置し直された吸湿層は、酸素濃縮装置の使用中に徐々に水分が脱離してゆき、水分除去機能を十分に有する吸湿層に再生し得る。一方で、上記交換により、吸着層の下流側(第2保持部)に配置されていた吸湿層(再生が図られた吸湿層)を吸着層の上流側(第1保持部)に配置し直すと、交換後には、再生された吸湿層によって吸着層の上流側での水分除去を継続することができる。 Therefore, the moisture absorbing layer rearranged in the second holding portion can be regenerated into a moisture absorbing layer having a sufficient moisture removing function by gradually desorbing water during use of the oxygen concentrator. On the other hand, by the above exchange, the moisture absorbing layer (regenerated moisture absorbing layer) arranged on the downstream side (second holding portion) of the adsorption layer is rearranged on the upstream side (first holding portion) of the adsorption layer. After the replacement, the regenerated moisture-absorbing layer can continue to remove water on the upstream side of the adsorption layer.

このような機能を有するため、上記酸素濃縮装置は、交換の度に新規の吸湿層を多量に補充するような対応が不要なものとなり、吸湿層の必要量を抑えつつ吸湿機能をより長く維持し得る装置となる。
その上で、酸素濃縮装置は、第2保持部に配置した吸湿層が使用中に徐々に水分が脱離するため、加湿された濃縮酸素を供給することができる。
Since the oxygen concentrator has such a function, it is not necessary to replenish a large amount of a new moisture-absorbing layer each time the oxygen concentrator is replaced, and the moisture-absorbing function is maintained for a longer period of time while suppressing the required amount of the moisture-absorbing layer. It becomes a possible device.
On top of that, the oxygen concentrator can supply humidified concentrated oxygen because the moisture absorbing layer arranged in the second holding portion gradually desorbs water during use.

上記の酸素濃縮装置において、吸湿層は、酸素より窒素を優先的に吸着する吸着材を有していてもよい。 In the above oxygen concentrator, the hygroscopic layer may have an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen.

上記の酸素濃縮装置は、吸湿層が酸素より窒素を優先的に吸着する吸着材を有するものであるため、吸着層だけでなく吸湿層によっても窒素を吸着することができ、酸素濃縮を行い得る領域をより確保することができる。但し、単に吸着材を含んだ吸湿層を用いるだけでは、吸湿層の使用が長くなるにつれて水分の吸収が進行し、窒素を吸着する性能が悪化する懸念がある。 Since the oxygen concentrator has an adsorbent in which the moisture absorbing layer preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, nitrogen can be adsorbed not only by the adsorbing layer but also by the moisture absorbing layer, and oxygen can be concentrated. More area can be secured. However, if the hygroscopic layer containing the adsorbent is simply used, the absorption of water progresses as the use of the hygroscopic layer becomes longer, and there is a concern that the performance of adsorbing nitrogen deteriorates.

しかし、上記酸素濃縮装置は、上流側(第1保持部)での配置によって吸湿層において水分の吸収が進行しても、その吸湿層を第2保持部に保持するように交換することが可能となる。よって、その吸湿層は、水分を離脱させるように再生が図られ、吸湿機能だけでなく、窒素吸着機能をも回復することができる。 However, the oxygen concentrator can be replaced so as to hold the moisture absorbing layer in the second holding portion even if the absorption of water in the moisture absorbing layer progresses due to the arrangement on the upstream side (first holding portion). It becomes. Therefore, the hygroscopic layer is regenerated so as to release water, and not only the hygroscopic function but also the nitrogen adsorption function can be restored.

上記の酸素濃縮装置において、第2保持部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部によって検出された前記第2保持部の温度の変化が所定の状態となった場合に報知する報知部と、を備えていてもよい。 In the above oxygen concentrator, a temperature detection unit that detects the temperature of the second holding unit and a notification that notifies when a change in the temperature of the second holding unit detected by the temperature detecting unit reaches a predetermined state. It may be provided with a part.

水分を含んだ吸湿層を第2保持部に配置した場合、吸湿層から水分が脱離することに応じて、水の脱離吸熱が生じ、第2保持部の温度が低下する。その後、吸湿層から水分が十分に脱離されると水分の脱離が生じにくくなり、脱離吸熱も生じにくくなるため、第2保持部の温度は上昇する。よって、上記酸素濃縮装置のように、第2保持部の温度の変化が所定の状態となった場合に報知を行えば、水分の脱離が生じにくくなっていること、即ち、吸湿層の乾燥が一定程度完了したことを外部に知らしめることができる。 When a moisture-containing endothermic layer is arranged in the second holding portion, the desorption endothermic of water is generated in response to the desorption of moisture from the moisture-absorbing layer, and the temperature of the second holding portion is lowered. After that, when the moisture is sufficiently desorbed from the moisture absorbing layer, the desorption of the moisture is less likely to occur, and the desorption endothermic is also less likely to occur, so that the temperature of the second holding portion rises. Therefore, as in the oxygen concentrator, if a notification is given when the temperature change of the second holding portion reaches a predetermined state, the desorption of water is less likely to occur, that is, the moisture absorbing layer is dried. Can be notified to the outside that has been completed to a certain extent.

上記の酸素濃縮装置において、温度検出部は、第2保持部の温度と、第2保持部の外部の温度とを検出してもよい。報知部は、温度検出部によって検出された第2保持部の温度と、第2保持部の外部の温度との差が所定値以下になった場合に報知してもよい。 In the above oxygen concentrator, the temperature detection unit may detect the temperature of the second holding unit and the temperature outside the second holding unit. The notification unit may notify when the difference between the temperature of the second holding unit detected by the temperature detecting unit and the temperature outside the second holding unit becomes a predetermined value or less.

上述したように、水分を含んだ吸湿層を第2保持部に配置した場合、吸湿層から水分が脱離することに応じて第2保持部の温度が低下し、その後、使用の進行に応じて水分の脱離が生じにくくなると脱離吸熱が生じにくくなるため、第2保持部の温度は上昇する。このように第2保持部の温度が上昇すると、第2保持部の温度と外部温度との差が徐々に縮まることになる。よって、上記酸素濃縮装置のように、第2保持部の温度と外部の温度との差が所定値以下になった場合に報知を行えば、吸湿層の乾燥が一定程度完了したことをより正確に検出し、より正確なタイミングで外部に知らしめることができる。 As described above, when the moisture absorbing layer containing moisture is arranged in the second holding portion, the temperature of the second retaining portion decreases as the moisture is desorbed from the moisture absorbing layer, and then as the use progresses. When the desorption of water is less likely to occur, the desorption heat absorption is less likely to occur, so that the temperature of the second holding portion rises. When the temperature of the second holding portion rises in this way, the difference between the temperature of the second holding portion and the external temperature gradually decreases. Therefore, as in the oxygen concentrator described above, if a notification is given when the difference between the temperature of the second holding portion and the temperature of the outside becomes equal to or less than a predetermined value, it is more accurate that the drying of the moisture absorbing layer is completed to a certain extent. It can be detected and notified to the outside at a more accurate timing.

上記の酸素濃縮装置において、第2保持部に吸湿層を保持させた後の使用の進行に応じた累積経過時間を計測する計測部と、計測部によって計測される累積経過時間が、所定の報知時間に達した場合に報知を行う報知部と、を備えていてもよい。
水分を含んだ吸湿層を第2保持部に保持させた場合、その後、酸素濃縮装置の使用の進行に応じて、吸湿層から水分が脱離していく。そして、使用の進行に応じた累積経過時間が一定程度経過すると吸湿層の乾燥が一定程度完了したことになり、そのタイミングで報知を行うことで、吸湿層の乾燥が一定程度完了したことを外部に知らしめることができる。
In the above oxygen concentrator, a measuring unit that measures the cumulative elapsed time according to the progress of use after the moisture absorbing layer is held in the second holding unit and a cumulative elapsed time measured by the measuring unit are notified as a predetermined value. It may be provided with a notification unit that notifies when the time is reached.
When the moisture-containing moisture-absorbing layer is held in the second holding portion, the moisture is subsequently desorbed from the moisture-absorbing layer as the use of the oxygen concentrator progresses. Then, when the cumulative elapsed time according to the progress of use elapses to a certain extent, the drying of the hygroscopic layer is completed to a certain extent, and by notifying at that timing, it is externally notified that the drying of the hygroscopic layer has been completed to a certain extent. Can be informed.

本発明は、吸湿層によって水分を除去した乾燥空気を吸着層に送ることができる酸素濃縮装置において、吸湿層の必要量を抑えつつ吸湿機能をより長く維持し得る。 According to the present invention, in an oxygen concentrator capable of sending dry air from which moisture has been removed by a moisture absorbing layer to an adsorption layer, the moisture absorbing function can be maintained for a longer period of time while suppressing the required amount of the moisture absorbing layer.

第1実施形態に係る酸素濃縮装置の内部構成を概念的に示した説明図である。It is explanatory drawing which conceptually showed the internal structure of the oxygen concentrator which concerns on 1st Embodiment. 図1の酸素濃縮装置においてガス供給制御の各工程における各三方弁及びパージ弁の切り替え態様を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the switching mode of each three-way valve and a purge valve in each step of a gas supply control in the oxygen concentrator of FIG. 図1の酸素濃縮装置において吸湿層の初期状態、劣化状態及び再生後の各状態での供給酸素濃度及び筒内圧力を示すデータを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the data which shows the supply oxygen concentration and the in-cylinder pressure in each state of the initial state, the deterioration state and the state after regeneration of the moisture absorption layer in the oxygen concentrator of FIG. 図1の酸素濃縮装置において累積経過時間と濃縮酸素の相対湿度との関係を示すデータを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the data which shows the relationship between the cumulative elapsed time and the relative humidity of concentrated oxygen in the oxygen concentrator of FIG. 図1の酸素濃縮装置における報知制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the notification control in the oxygen concentrator of FIG. 第2実施形態に係る酸素濃縮装置における報知制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the notification control in the oxygen concentrator which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る酸素濃縮装置の内部構成を概念的に示した説明図である。It is explanatory drawing which conceptually showed the internal structure of the oxygen concentrator which concerns on 3rd Embodiment.

1.第1実施形態
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ガスを供給する装置である。酸素濃縮装置10の出口11から排出された酸素濃縮ガスは、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ガスを生成し、出口11から排出する。
1. 1. First Embodiment 1-1. Configuration of Oxygen Concentrator The oxygen concentrator 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 is a device that concentrates oxygen from air taken in from the outside and supplies oxygen concentrator gas. The oxygen concentrator gas discharged from the outlet 11 of the oxygen concentrator 10 is supplied to the patient via, for example, a cannula (not shown). The oxygen concentrator 10 is a stationary oxygen concentrator, and is driven by, for example, a commercial power source as a drive source. The oxygen concentrator 10 concentrates oxygen from the air taken in from the intake port 13 to generate an oxygen concentrator gas, and discharges it from the outlet 11.

酸素濃縮装置10には、空気を取り込む取込口13と、空気から分離された窒素を排出する排気口15と、酸素濃縮ガスを排出する出口11と、が形成されている。酸素濃縮装置10は、取込流路21と、排出流路23と、排気流路25と、バイパス流路27と、を備えている。酸素濃縮装置10は、吸気フィルタ31と、コンプレッサ33と、第1吸着筒41と、第2吸着筒42と、一対の逆止弁43と、製品タンク45と、レギュレータ47と、比例弁49と、第1三方弁51と、第2三方弁52と、排気バッファ53と、パージ弁55と、圧力検出部57と、温度検出部59と、制御部60と、発音部61と、第1保持部71A,71Bと、第2保持部72A,72Bと、を備えている。 The oxygen concentrator 10 is formed with an intake port 13 for taking in air, an exhaust port 15 for discharging nitrogen separated from air, and an outlet 11 for discharging oxygen concentrated gas. The oxygen concentrator 10 includes an intake flow path 21, a discharge flow path 23, an exhaust flow path 25, and a bypass flow path 27. The oxygen concentrator 10 includes an intake filter 31, a compressor 33, a first suction cylinder 41, a second suction cylinder 42, a pair of check valves 43, a product tank 45, a regulator 47, and a proportional valve 49. , 1st three-way valve 51, 2nd three-way valve 52, exhaust buffer 53, purge valve 55, pressure detection unit 57, temperature detection unit 59, control unit 60, sounding unit 61, and first holding. The portions 71A and 71B and the second holding portions 72A and 72B are provided.

取込流路(第1流路)21は、第1吸着筒41及び第2吸着筒42の上流側の流路であり、コンプレッサ33から各吸着筒41,42が保持する吸着層へ供給される空気が流通する。具体的には、取込流路21は、取込口13から取り込んだ空気を第1保持部71A,71Bを介してそれぞれ第1吸着筒41及び第2吸着筒42に供給する流路である。取込流路21は、途中で分岐して、第1供給路21Aと第2供給路21Bとに分かれている。第1供給路21A及び第2供給路21Bは、それぞれ第1吸着筒41及び第2吸着筒42に接続されている。取込流路21における分岐前の流路には、取込口13側から順に吸気フィルタ31、コンプレッサ33が設けられている。 The intake flow path (first flow path) 21 is a flow path on the upstream side of the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42, and is supplied from the compressor 33 to the suction layers held by the suction cylinders 41 and 42. Air is circulated. Specifically, the intake flow path 21 is a flow path that supplies the air taken in from the intake port 13 to the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42, respectively, via the first holding portions 71A and 71B. .. The intake flow path 21 branches in the middle and is divided into a first supply path 21A and a second supply path 21B. The first supply passage 21A and the second supply passage 21B are connected to the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42, respectively. The intake filter 31 and the compressor 33 are provided in this order from the intake port 13 side in the flow path before branching in the intake flow path 21.

コンプレッサ(加圧部)33は、取込口13と第1保持部71A,71Bとの間に介在しており、取込口13から取り込んだ空気を圧縮して第1保持部71A,71Bに排出し得る。コンプレッサ33は、第1吸着筒41及び第2吸着筒42の吸着層に対し空気を供給して加圧する。 The compressor (pressurizing portion) 33 is interposed between the intake port 13 and the first holding portions 71A and 71B, and compresses the air taken in from the intake port 13 into the first holding portions 71A and 71B. Can be discharged. The compressor 33 supplies air to the suction layers of the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 to pressurize the suction layer.

第1保持部71A,71Bは、例えば筒状に構成され、取込流路21に設けられている。具体的には、第1保持部71A,71Bは、それぞれ第1供給路21A及び第2供給路21Bに設けられている。第1保持部71A,71Bは、例えばゼオライト系の吸湿材によって構成される吸湿層を着脱自在に保持する。この吸湿層は、酸素より窒素を優先的に吸着する吸着材としても機能する。第1保持部71A,71Bに収容される吸湿層は、コンプレッサ33から送り込まれた圧縮空気から水分を吸収して、乾燥した圧縮空気を下流側の第1吸着筒41及び第2吸着筒42にそれぞれ供給する。 The first holding portions 71A and 71B are formed in a tubular shape, for example, and are provided in the intake flow path 21. Specifically, the first holding portions 71A and 71B are provided in the first supply path 21A and the second supply path 21B, respectively. The first holding portions 71A and 71B detachably hold a moisture absorbing layer made of, for example, a zeolite-based moisture absorbing material. This hygroscopic layer also functions as an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen. The moisture absorbing layer accommodated in the first holding portions 71A and 71B absorbs moisture from the compressed air sent from the compressor 33, and the dried compressed air is transferred to the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 on the downstream side. Supply each.

第1吸着筒41及び第2吸着筒42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ガスを排出する機能を有する。各吸着筒41,42は、コンプレッサ33から送り込まれた圧縮空気が導入されるとともに、酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着層が筒内に配置された構成をなしている。吸着層は、例えば加圧されると空気中の窒素を酸素に優先して吸着し、減圧されると吸着した窒素を放出して吸着層の再生を行うゼオライト系の窒素吸着材である。各吸着筒41,42は、酸素濃縮ガスを生成し、生成した酸素濃縮ガスを排出流路23に排出する。 The first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 have a function of concentrating oxygen from the air taken in from the intake port 13 and discharging the oxygen-concentrated gas. Each of the adsorption cylinders 41 and 42 has a configuration in which compressed air sent from the compressor 33 is introduced and an adsorption layer that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen is arranged in the cylinder. The adsorption layer is, for example, a zeolite-based nitrogen adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen in the air when pressurized and releases the adsorbed nitrogen when the pressure is reduced to regenerate the adsorption layer. Each of the adsorption cylinders 41 and 42 generates oxygen-concentrated gas, and discharges the generated oxygen-concentrated gas to the discharge flow path 23.

排出流路(第2流路)23は、第1吸着筒41及び第2吸着筒42の下流側の流路であり、吸着層で生成された酸素濃縮ガスが流通する。具体的には、排出流路23は、各吸着筒41,42から出口11へと酸素濃縮ガスを流す流路である。排出流路23は、各吸着筒41,42に対して個別に接続されており、出口11に向かう途中で合流および分流して、最終的に1本の流路となって出口11につながっている。 The discharge flow path (second flow path) 23 is a flow path on the downstream side of the first adsorption cylinder 41 and the second adsorption cylinder 42, and the oxygen concentrated gas generated in the adsorption layer flows through the discharge flow path (second flow path) 23. Specifically, the discharge flow path 23 is a flow path for flowing oxygen-concentrated gas from the adsorption cylinders 41 and 42 to the outlet 11. The discharge flow path 23 is individually connected to each of the suction cylinders 41 and 42, merges and splits on the way to the outlet 11, and finally becomes one flow path and is connected to the outlet 11. There is.

排出流路23における合流前の流路には、各吸着筒41,42に対応して逆止弁43が設けられている。逆止弁43は、各吸着筒41,42から出口11側への気体の流入を許容する一方、出口11側から各吸着筒41,42への気体の流入を遮断する機能を有する。 A check valve 43 is provided in the discharge flow path 23 before merging, corresponding to the suction cylinders 41 and 42. The check valve 43 has a function of allowing the inflow of gas from the suction cylinders 41 and 42 to the outlet 11 side, while blocking the inflow of gas from the outlet 11 side to the suction cylinders 41 and 42.

排出流路23における合流後の流路には、一対の吸着筒41,42側から順に、製品タンク45、レギュレータ47、比例弁49が設けられている。製品タンク45は、各吸着筒41,42から排出された酸素濃縮ガスを蓄える容器である。 A product tank 45, a regulator 47, and a proportional valve 49 are provided in order from the pair of suction cylinders 41 and 42 side in the flow path after merging in the discharge flow path 23. The product tank 45 is a container for storing the oxygen concentrator gas discharged from each of the adsorption cylinders 41 and 42.

第2保持部72A,72Bは、例えば筒状に構成され、排出流路23において比例弁49の下流側(出口11に近い部分)に設けられている。排出流路23は、比例弁49の下流側で分岐して、第1排出流路23Aと第2排出流路23Bとに分かれている。そして、第2保持部72A,72Bは、それぞれ第1排出流路23A及び第2排出流路23Bに設けられている。第2保持部72A,72Bは、例えばゼオライト系の吸湿材によって構成される吸湿層を着脱自在に保持する。この吸湿層は、酸素より窒素を優先的に吸着する吸着材としても機能する。第2保持部72A,72Bに収容される吸湿層は、比例弁49から送られる空気によって水分が脱離されるため、第2保持部72A,72Bから加湿された空気が出口11側へと送られる。 The second holding portions 72A and 72B are formed in a tubular shape, for example, and are provided on the downstream side (the portion near the outlet 11) of the proportional valve 49 in the discharge flow path 23. The discharge flow path 23 branches on the downstream side of the proportional valve 49 and is divided into a first discharge flow path 23A and a second discharge flow path 23B. The second holding portions 72A and 72B are provided in the first discharge flow path 23A and the second discharge flow path 23B, respectively. The second holding portions 72A and 72B detachably hold a moisture absorbing layer made of, for example, a zeolite-based moisture absorbing material. This hygroscopic layer also functions as an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen. Moisture is desorbed from the moisture absorbing layer accommodated in the second holding portions 72A and 72B by the air sent from the proportional valve 49, so that the air humidified from the second holding portions 72A and 72B is sent to the outlet 11 side. ..

排出流路23における第2保持部72A,72Bの下流側には、出口11に向かう途中で合流して、1本の流路となって出口11につながっている。排出流路23の出口11付近には排出流路23を流れる気体の流量を検知する流量センサや、排出流路23を流れる気体の酸素濃度を検知する酸素センサ、バクテリアの通過を阻止するバクテリアフィルタなどを設けてもよい。 The downstream side of the second holding portions 72A and 72B in the discharge flow path 23 merges on the way to the outlet 11 to form a single flow path and is connected to the outlet 11. Near the outlet 11 of the discharge flow path 23, a flow rate sensor that detects the flow rate of the gas flowing through the discharge flow path 23, an oxygen sensor that detects the oxygen concentration of the gas flowing through the discharge flow path 23, and a bacterial filter that blocks the passage of bacteria. Etc. may be provided.

上述した取込流路21における分岐後の各々の供給路21A,21Bには、各吸着筒41,42に対応して三方弁51,52がそれぞれ設けられている。各三方弁51,52は、排気流路25に接続されており、排気流路25を介して排気口15に接続されている。排気流路25には、排気バッファ53が設けられている。三方弁51は、第1吸着筒41を加圧状態と減圧状態とに切り替える。加圧状態は、コンプレッサ33と第1吸着筒41との間の流路が開放され、且つ第1吸着筒41と排気口15との間の流路が閉塞されることで、第1吸着筒41に空気が供給される状態である。減圧状態は、コンプレッサ33と第1吸着筒41との間の流路が閉塞され、且つ第1吸着筒41と排気口15との間の流路が開放されることで、第1吸着筒41から排気流路25を介して酸素濃縮装置10の外部へ空気が排出され第1吸着筒41内の圧力が減圧される状態である。 Three-way valves 51 and 52 are provided in the respective supply paths 21A and 21B after branching in the above-mentioned intake flow path 21 corresponding to the respective suction cylinders 41 and 42, respectively. Each of the three-way valves 51 and 52 is connected to the exhaust flow path 25, and is connected to the exhaust port 15 via the exhaust flow path 25. An exhaust buffer 53 is provided in the exhaust flow path 25. The three-way valve 51 switches the first suction cylinder 41 between a pressurized state and a depressurized state. In the pressurized state, the flow path between the compressor 33 and the first suction cylinder 41 is opened, and the flow path between the first suction cylinder 41 and the exhaust port 15 is closed, so that the first suction cylinder is closed. Air is supplied to 41. In the reduced pressure state, the flow path between the compressor 33 and the first suction cylinder 41 is closed, and the flow path between the first suction cylinder 41 and the exhaust port 15 is opened, so that the first suction cylinder 41 Air is discharged to the outside of the oxygen concentrator 10 through the exhaust flow path 25, and the pressure inside the first adsorption cylinder 41 is reduced.

三方弁52は、第2吸着筒42を加圧状態と減圧状態とに切り替える。加圧状態は、コンプレッサ33と第2吸着筒42との間の流路が開放され、且つ第2吸着筒42と排気口15との間の流路が閉塞されることで、第2吸着筒42に空気が供給される状態である。減圧状態は、コンプレッサ33と第2吸着筒42との間の流路が閉塞され、且つ第2吸着筒42と排気口15との間の流路が開放されることで、第2吸着筒42から排気流路25を介して酸素濃縮装置10の外部へ空気が排出され第2吸着筒42内の圧力が減圧される状態である。 The three-way valve 52 switches the second suction cylinder 42 between a pressurized state and a depressurized state. In the pressurized state, the flow path between the compressor 33 and the second suction cylinder 42 is opened, and the flow path between the second suction cylinder 42 and the exhaust port 15 is closed, so that the second suction cylinder is closed. Air is supplied to 42. In the reduced pressure state, the flow path between the compressor 33 and the second suction cylinder 42 is closed, and the flow path between the second suction cylinder 42 and the exhaust port 15 is opened, so that the second suction cylinder 42 Air is discharged to the outside of the oxygen concentrator 10 through the exhaust flow path 25, and the pressure inside the second suction cylinder 42 is reduced.

三方弁51は、制御部60と電気的に接続されており、制御部60から制御信号が与えられることで、加圧状態と減圧状態とを切り替える。同様に、三方弁52は、制御部60と電気的に接続されており、制御部60から制御信号が与えられることで、加圧状態と減圧状態とを切り替える。具体的には、各三方弁51,52は、駆動電力が与えられていない状態では加圧状態となり、駆動電力が与えられている状態では減圧状態となる。 The three-way valve 51 is electrically connected to the control unit 60, and when a control signal is given from the control unit 60, the pressurization state and the depressurization state are switched. Similarly, the three-way valve 52 is electrically connected to the control unit 60, and when a control signal is given from the control unit 60, the pressurization state and the depressurization state are switched. Specifically, each of the three-way valves 51 and 52 is in a pressurized state when the driving power is not applied, and is in a depressurized state when the driving power is applied.

バイパス流路27は、各吸着筒41,42の出口11側同士を接続する流路である。バイパス流路27には、パージ弁55が設けられている。パージ弁55は、バイパス流路27を開放して第1吸着筒41と第2吸着筒42とが連通する連通状態と、バイパス流路27を閉塞して第1吸着筒41と第2吸着筒42とが連通しない非連通状態と、を切り替える。パージ弁55は、制御部60と電気的に接続されており、制御部60から制御信号が与えられることで、連通状態と非連通状態とを切り替える。具体的には、パージ弁55は、駆動電力が与えられていない状態ではバイパス流路27を閉塞した状態となり、駆動電力が与えられている状態ではバイパス流路27を開放した状態となる。 The bypass flow path 27 is a flow path that connects the outlet 11 sides of the suction cylinders 41 and 42 to each other. A purge valve 55 is provided in the bypass flow path 27. The purge valve 55 opens the bypass flow path 27 to communicate with the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42, and closes the bypass flow path 27 to allow the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 to communicate with each other. It switches between a non-communication state in which the 42 does not communicate with the 42. The purge valve 55 is electrically connected to the control unit 60, and when a control signal is given from the control unit 60, the purge valve 55 switches between a communication state and a non-communication state. Specifically, the purge valve 55 is in a state where the bypass flow path 27 is closed when the drive power is not applied, and is in a state where the bypass flow path 27 is open when the drive power is applied.

制御部(報知部)60は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びI/O(Input/Output)を有するマイクロコンピュータを備えている。制御部60は、圧力検出部57及び温度検出部59と電気的に接続されており、圧力検出部57が検知した圧力を示す情報及び温度検出部59が検知した温度を示す情報を取得し得る。制御部60は、コンプレッサ33、各三方弁51,52、及びパージ弁55と電気的に接続されており、これらの機器の動作を制御する。制御部60は、発音部61と電気的に接続されており、発音部61の動作を制御する。 The control unit (notification unit) 60 includes a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an I / O (Input / Output). The control unit 60 is electrically connected to the pressure detection unit 57 and the temperature detection unit 59, and can acquire information indicating the pressure detected by the pressure detection unit 57 and information indicating the temperature detected by the temperature detection unit 59. .. The control unit 60 is electrically connected to the compressor 33, the three-way valves 51 and 52, and the purge valve 55, and controls the operation of these devices. The control unit 60 is electrically connected to the sounding unit 61 and controls the operation of the sounding unit 61.

発音部(報知部)61は、メロディ、メッセージなどの音声を発する装置であり、例えば、スピーカやスピーカに対して音声信号を与える駆動回路などを備え、制御部60からの指示に対応した音声を発するように動作する。例えば、発音部61は、制御部60からの指示によって、吸湿層の乾燥が一定程度完了したことを外部に知らしめる報知を行う。 The sounding unit (notifying unit) 61 is a device that emits voices such as a melody and a message. It works to emit. For example, the sounding unit 61 notifies the outside that the drying of the moisture absorbing layer has been completed to a certain extent by the instruction from the control unit 60.

圧力検出部57は、第1吸着筒41又は第2吸着筒42内の圧力を検出する公知の圧力センサとして構成されている。圧力検出部57は、検出した圧力を示す情報を、制御部60に出力する。 The pressure detection unit 57 is configured as a known pressure sensor that detects the pressure in the first suction cylinder 41 or the second suction cylinder 42. The pressure detection unit 57 outputs information indicating the detected pressure to the control unit 60.

温度検出部(外部温度検出部)59は、熱電対などの公知の温度センサとして構成され、第2保持部72A,72Bの温度、および第2保持部72A,72Bの外部の温度を検出する。具体的には、温度検出部59は、第2保持部72A,72Bの筒表面に設けられる状態で、第2保持部72A,72Bの表面温度を検出する。また、温度検出部59は、第2保持部72Aが収容された空間(酸素濃縮装置10の外郭を構成するケースの内部空間)内の所定位置に設けられる状態で、第2保持部72A,72Bの外部の温度(装置内部温度)を検出する。温度検出部59は、検出した温度を示す情報を、制御部60に出力する。 The temperature detection unit (external temperature detection unit) 59 is configured as a known temperature sensor such as a thermocouple, and detects the temperature of the second holding units 72A and 72B and the temperature outside the second holding units 72A and 72B. Specifically, the temperature detecting unit 59 detects the surface temperature of the second holding units 72A and 72B while being provided on the cylinder surface of the second holding units 72A and 72B. Further, the temperature detection unit 59 is provided at a predetermined position in the space (internal space of the case constituting the outer shell of the oxygen concentrator 10) in which the second holding unit 72A is housed, and the second holding units 72A and 72B are provided. Detects the temperature outside the device (the temperature inside the device). The temperature detection unit 59 outputs information indicating the detected temperature to the control unit 60.

1−2.酸素濃縮装置の動作
酸素濃縮装置10は、電源がオフの状態では、三方弁51,52が加圧状態となり、パージ弁55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。
1-2. Operation of Oxygen Concentrator In the oxygen concentrator 10, when the power is off, the three-way valves 51 and 52 are in a pressurized state, and the purge valve 55 is in a state where the bypass flow path 27 is blocked. When a power switch (not shown) is operated, the oxygen concentrator 10 is turned on and performs the following operations.

酸素濃縮装置10は、取込口13から取り込んだ空気をコンプレッサ33によって圧縮させて一対の吸着筒41,42側に排出させる。酸素濃縮装置10は、図2に示すように、制御部60によって第1〜第6制御が行われる。制御部60は、まず、第1制御として、三方弁51を制御して第1吸着筒41を加圧状態とし、三方弁52を制御して第2吸着筒42を加圧状態とし、パージ弁55を制御して第1吸着筒41と第2吸着筒42とを連通状態とする。これにより、コンプレッサ33で圧縮された空気は、各三方弁51,52を介してそれぞれ第1保持部71A,71Bに供給される。第1保持部71A,71Bに収容される吸湿層は、圧縮空気から水分を吸収する。第1保持部71A,71Bから排出された圧縮空気は、各吸着筒41,42に供給される。各吸着筒41,42は、圧縮された空気から窒素を吸着することで酸素を濃縮した酸素濃縮ガスを生成し、生成した酸素濃縮ガスを出口11側に排出する。また、第1吸着筒41と第2吸着筒42は、パージ弁55および各三方弁51,52を介して連通状態となっている。そのため、各吸着筒41,42において、筒内圧力が均等化する。各吸着筒41,42から排出された酸素濃縮ガスは、製品タンク45に蓄えられる。 The oxygen concentrator 10 compresses the air taken in from the intake port 13 by the compressor 33 and discharges it to the pair of suction cylinders 41 and 42. As shown in FIG. 2, the oxygen concentrator 10 is subjected to the first to sixth controls by the control unit 60. First, as the first control, the control unit 60 controls the three-way valve 51 to put the first suction cylinder 41 in a pressurized state, and controls the three-way valve 52 to put the second suction cylinder 42 into a pressurized state, and the purge valve. The 55 is controlled to bring the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 into a communicating state. As a result, the air compressed by the compressor 33 is supplied to the first holding portions 71A and 71B via the three-way valves 51 and 52, respectively. The moisture absorbing layer accommodated in the first holding portions 71A and 71B absorbs moisture from the compressed air. The compressed air discharged from the first holding portions 71A and 71B is supplied to the suction cylinders 41 and 42, respectively. Each of the adsorption cylinders 41 and 42 generates oxygen-concentrated gas by adsorbing nitrogen from the compressed air, and discharges the generated oxygen-concentrated gas to the outlet 11 side. Further, the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 are in a communicating state via the purge valve 55 and the three-way valves 51 and 52, respectively. Therefore, the pressure inside the suction cylinders 41 and 42 is equalized. The oxygen concentrator gas discharged from each of the adsorption cylinders 41 and 42 is stored in the product tank 45.

次に、制御部60は、第2制御として、三方弁51を制御して第1吸着筒41を加圧状態とし、三方弁52を制御して第2吸着筒42を減圧状態とし、パージ弁55を制御して第1吸着筒41と第2吸着筒42とを非連通状態とする。第2吸着筒42を排気口15と連通させることで、第2吸着筒42は減圧され、第2吸着筒42から吸着した窒素が放出される。第1保持部71Aに収容される吸湿層は、引き続き、コンプレッサ33から供給される圧縮空気から水分を吸収する。第1吸着筒41は、引き続き、第1保持部71Aを通過した圧縮空気から窒素を吸着することで酸素を濃縮した酸素濃縮ガスを生成し、生成した酸素濃縮ガスを出口11側に排出する。 Next, as the second control, the control unit 60 controls the three-way valve 51 to put the first suction cylinder 41 in a pressurized state, controls the three-way valve 52 to put the second suction cylinder 42 into a depressurized state, and a purge valve. The 55 is controlled to bring the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 into a non-communication state. By communicating the second suction cylinder 42 with the exhaust port 15, the pressure of the second suction cylinder 42 is reduced, and the nitrogen adsorbed from the second suction cylinder 42 is released. The moisture absorbing layer housed in the first holding portion 71A subsequently absorbs moisture from the compressed air supplied from the compressor 33. The first adsorption cylinder 41 subsequently generates oxygen-concentrated gas by adsorbing nitrogen from the compressed air that has passed through the first holding portion 71A, and discharges the generated oxygen-concentrated gas to the outlet 11 side.

次に、制御部60は、第3制御として、三方弁51を制御して第1吸着筒41を加圧状態とし、三方弁52を制御して第2吸着筒42を減圧状態とし、パージ弁55を制御して第1吸着筒41と第2吸着筒42とを連通状態とする。第1吸着筒41と第2吸着筒42は、連通状態であるため、第1吸着筒41から出口11側に排出される酸素濃縮ガスの一部は、バイパス流路27を通じて第2吸着筒42に出口11側から流入する。このように、排気中の第2吸着筒42に酸素濃縮ガスを流入させることで、第2吸着筒42が放出した窒素を排気口15側に送り出す。これにより、窒素の排出が効率的に行われる。したがって、第1吸着筒41によって酸素濃縮ガスを生成している間に、第2吸着筒42を再生し、継続的に酸素濃縮ガスを供給する。 Next, as the third control, the control unit 60 controls the three-way valve 51 to put the first suction cylinder 41 in a pressurized state, controls the three-way valve 52 to put the second suction cylinder 42 into a depressurized state, and a purge valve. The 55 is controlled to bring the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 into a communicating state. Since the first adsorption cylinder 41 and the second adsorption cylinder 42 are in a communicating state, a part of the oxygen concentrating gas discharged from the first adsorption cylinder 41 to the outlet 11 side is passed through the bypass flow path 27 to the second adsorption cylinder 42. Inflow from the exit 11 side. In this way, by inflowing the oxygen-concentrated gas into the second adsorption cylinder 42 in the exhaust, the nitrogen released by the second adsorption cylinder 42 is sent out to the exhaust port 15 side. As a result, nitrogen is efficiently discharged. Therefore, while the oxygen concentrating gas is being generated by the first adsorption cylinder 41, the second adsorption cylinder 42 is regenerated and the oxygen concentrating gas is continuously supplied.

次に、制御部60は、第4制御として、三方弁51を制御して第1吸着筒41を加圧状態とし、三方弁52を制御して第2吸着筒42を加圧状態とし、パージ弁55を制御して第1吸着筒41と第2吸着筒42とを連通状態とする。これにより、コンプレッサ33で圧縮された空気は、各三方弁51,52を介してそれぞれ第1保持部71A,71Bに供給される。第1保持部71A,71Bに収容される吸湿層は、圧縮空気から水分を吸収する。第1保持部71A,71Bから排出された圧縮空気は、各吸着筒41,42に供給される。各吸着筒41,42は、圧縮された空気から窒素を吸着することで酸素を濃縮した酸素濃縮ガスを生成し、生成した酸素濃縮ガスを出口11側に排出する。また、第1吸着筒41と第2吸着筒42は、パージ弁55および各三方弁51,52を介して連通状態となっている。そのため、第1吸着筒41から第2吸着筒42に酸素濃縮ガスが供給され、各吸着筒41,42の筒内圧力が均等化する。これにより、第2吸着筒42は、第3制御で第1吸着筒41が生成した酸素濃縮ガスの一部を排気することなく、続く第5制御での出口11側への排出に利用する。 Next, as the fourth control, the control unit 60 controls the three-way valve 51 to put the first suction cylinder 41 in a pressurized state, controls the three-way valve 52 to put the second suction cylinder 42 into a pressurized state, and purges. The valve 55 is controlled to bring the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 into a communicating state. As a result, the air compressed by the compressor 33 is supplied to the first holding portions 71A and 71B via the three-way valves 51 and 52, respectively. The moisture absorbing layer accommodated in the first holding portions 71A and 71B absorbs moisture from the compressed air. The compressed air discharged from the first holding portions 71A and 71B is supplied to the suction cylinders 41 and 42, respectively. Each of the adsorption cylinders 41 and 42 generates oxygen-concentrated gas by adsorbing nitrogen from the compressed air, and discharges the generated oxygen-concentrated gas to the outlet 11 side. Further, the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 are in a communicating state via the purge valve 55 and the three-way valves 51 and 52, respectively. Therefore, the oxygen concentrated gas is supplied from the first adsorption cylinder 41 to the second adsorption cylinder 42, and the pressure inside the cylinders 41 and 42 is equalized. As a result, the second adsorption cylinder 42 is used for discharge to the outlet 11 side in the subsequent fifth control without exhausting a part of the oxygen concentrated gas generated by the first adsorption cylinder 41 in the third control.

次に、制御部60は、第5制御として、三方弁51を制御して第1吸着筒41を減圧状態とし、三方弁52を制御して第2吸着筒42を加圧状態とし、パージ弁55を制御して第1吸着筒41と第2吸着筒42とを非連通状態とする。第1吸着筒41を排気口15と連通させることで、第1吸着筒41は減圧され、第1吸着筒41から吸着した窒素が放出される。第1保持部71Bに収容される吸湿層は、引き続き、コンプレッサ33から供給される圧縮空気から水分を吸収する。第2吸着筒42は、第4制御から引き続き、第1保持部71Bを通過した圧縮空気から窒素を吸着することで酸素を濃縮した酸素濃縮ガスを生成し、生成した酸素濃縮ガスを出口11側に排出する。 Next, as the fifth control, the control unit 60 controls the three-way valve 51 to put the first suction cylinder 41 in a depressurized state, controls the three-way valve 52 to put the second suction cylinder 42 into a pressurized state, and a purge valve. The 55 is controlled to bring the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 into a non-communication state. By communicating the first suction cylinder 41 with the exhaust port 15, the pressure of the first suction cylinder 41 is reduced, and the nitrogen adsorbed from the first suction cylinder 41 is released. The moisture absorbing layer housed in the first holding portion 71B subsequently absorbs moisture from the compressed air supplied from the compressor 33. Continuing from the fourth control, the second adsorption cylinder 42 generates oxygen-concentrated gas by adsorbing nitrogen from the compressed air that has passed through the first holding portion 71B, and the generated oxygen-concentrated gas is discharged to the outlet 11 side. Discharge to.

次に、制御部60は、第6制御として、三方弁51を制御して第1吸着筒41を減圧状態とし、三方弁52を制御して第2吸着筒42を加圧状態とし、パージ弁55を制御して第1吸着筒41と第2吸着筒42とを連通状態とする。第1吸着筒41と第2吸着筒42は、連通状態であるため、第2吸着筒42から出口11側に排出される酸素濃縮ガスの一部は、バイパス流路27を通じて第1吸着筒41に出口11側から流入する。このように、排気中の第1吸着筒41に酸素濃縮ガスを流入させることで、第1吸着筒41が放出した窒素を排気口15側に送り出す。これにより、窒素の排出が効率的に行われる。したがって、第1吸着筒41によって酸素濃縮ガスを生成している間に、第1吸着筒41を再生することができ、継続的に酸素濃縮ガスを供給することができる。 Next, as the sixth control, the control unit 60 controls the three-way valve 51 to put the first suction cylinder 41 in the depressurized state, controls the three-way valve 52 to put the second suction cylinder 42 into the pressurized state, and the purge valve. The 55 is controlled to bring the first suction cylinder 41 and the second suction cylinder 42 into a communicating state. Since the first adsorption cylinder 41 and the second adsorption cylinder 42 are in a communicating state, a part of the oxygen concentrating gas discharged from the second adsorption cylinder 42 to the outlet 11 side is passed through the bypass flow path 27 to the first adsorption cylinder 41. Inflow from the exit 11 side. In this way, by allowing the oxygen concentrated gas to flow into the first suction cylinder 41 in the exhaust, the nitrogen released by the first suction cylinder 41 is sent out to the exhaust port 15 side. As a result, nitrogen is efficiently discharged. Therefore, while the oxygen concentrating gas is being generated by the first adsorption cylinder 41, the first adsorption cylinder 41 can be regenerated and the oxygen concentrating gas can be continuously supplied.

以上のように、加圧状態となる吸着筒の切り替えを繰り返すことで、継続的に酸素濃縮ガスが供給されるガス供給制御が行われる。そして、製品タンク45に蓄えられた酸素濃縮ガスは、第2保持部72A,72Bなどを介して出口11から排出される。 As described above, by repeating the switching of the adsorption cylinders in the pressurized state, the gas supply control in which the oxygen concentrator gas is continuously supplied is performed. Then, the oxygen concentrated gas stored in the product tank 45 is discharged from the outlet 11 via the second holding portions 72A, 72B and the like.

1−3.吸湿層の交換
酸素濃縮装置10がガス供給制御を開始した時点では、第1保持部71A,71Bに保持される吸湿層は、使用前の状態(水分の吸収が行われていない状態)である。そのため、図3に示すように、第1保持部71A,71Bに保持される吸湿層及び各吸着筒41,42の吸着層で十分に窒素を吸着でき、酸素濃縮装置10から供給される酸素濃度は、初期状態(ガス供給制御を開始した時点の状態)で高い濃度を示している。なお、初期状態での酸素濃度を100%とする。また、窒素の分圧が低くなるため、第1吸着筒41内の最高圧が低い値(147kPa(G)程度)となる。
1-3. Replacement of Moisture Absorbing Layer When the oxygen concentrator 10 starts gas supply control, the moisture absorbing layer held by the first holding portions 71A and 71B is in a state before use (a state in which water is not absorbed). .. Therefore, as shown in FIG. 3, the moisture absorbing layers held by the first holding portions 71A and 71B and the adsorption layers of the adsorption cylinders 41 and 42 can sufficiently adsorb nitrogen, and the oxygen concentration supplied from the oxygen concentrator 10 can be sufficiently adsorbed. Indicates a high concentration in the initial state (the state at the time when the gas supply control is started). The oxygen concentration in the initial state is 100%. Further, since the partial pressure of nitrogen becomes low, the maximum pressure in the first adsorption cylinder 41 becomes a low value (about 147 kPa (G)).

そして、酸素濃縮装置10がガス供給制御を繰り返し行うことで、第1保持部71A,71Bに保持される吸湿層は、劣化状態(水分を初期状態よりも多く吸収している状態)となる。そのため、図3に示すように、第1保持部71A,71Bに保持される吸湿層で十分に窒素を吸着できず、酸素濃縮装置10から供給される酸素濃度は、初期状態よりも低い値(97.0kPa(G)程度)となる。また、窒素の分圧が高くなるため、第1吸着筒41内の最高圧が高い値(151kPa(G)程度)となる。 Then, as the oxygen concentrator 10 repeatedly controls the gas supply, the hygroscopic layers held by the first holding portions 71A and 71B are in a deteriorated state (a state in which more water is absorbed than in the initial state). Therefore, as shown in FIG. 3, the hygroscopic layers held by the first holding portions 71A and 71B cannot sufficiently adsorb nitrogen, and the oxygen concentration supplied from the oxygen concentrator 10 is lower than the initial state ( It will be about 97.0 kPa (G)). Further, since the partial pressure of nitrogen becomes high, the maximum pressure in the first adsorption cylinder 41 becomes a high value (about 151 kPa (G)).

一方で、第2保持部72A,72Bに保持される吸湿層は、第1保持部71A,71Bに保持される吸湿層、および各吸着筒41,42を通過して乾燥した空気(例えば相対湿度が1%程度の濃縮酸素)が供給される。そのため、使用前に水分を吸収している状態であっても、水分が脱離することになる(再生した吸湿層となる)。第2保持部72A,72Bに収容される吸湿層は、比例弁49から送られる空気によって水分が脱離されるため、第2保持部72A,72Bから加湿された空気が出口11側へと送られる。 On the other hand, the moisture absorbing layers held by the second holding portions 72A and 72B are the moisture absorbing layers held by the first holding portions 71A and 71B and the dry air (for example, relative humidity) that has passed through the adsorption cylinders 41 and 42. Is supplied with about 1% concentrated oxygen). Therefore, even if the water is absorbed before use, the water is desorbed (it becomes a regenerated moisture absorbing layer). Moisture is desorbed from the moisture absorbing layer accommodated in the second holding portions 72A and 72B by the air sent from the proportional valve 49, so that the air humidified from the second holding portions 72A and 72B is sent to the outlet 11 side. ..

そして、第1保持部71A,71Bに保持されて水分を吸収した吸湿層(劣化した吸湿層)と、第2保持部72A,72Bに保持されて水分を吸収していない吸湿層又は再生した吸湿層と、の交換を行う。すなわち、再生した吸湿層を第1保持部71A,71Bに保持させるとともに、劣化した吸湿層を第2保持部72A,72Bに保持させる。これにより、酸素濃縮装置10がガス供給制御を継続する際に、第1保持部71A,71Bに保持させた吸湿層でコンプレッサ33から供給される空気から十分に水分を吸収することができ、第2保持部72A,72Bに保持される吸湿層で水分が脱離することになる(再生した吸湿層となる)。そのため、図3に示すように、第1保持部71A,71Bに保持される吸湿層及び吸着筒41,42の吸着層で十分に窒素を吸着でき、酸素濃縮装置10から供給される酸素濃度は、初期状態に近い高い濃度(100%程度)となる。また、窒素の分圧が低くなるため、吸着筒41内の最高圧が低い値(145kPa(G)程度)となる。 Then, the moisture absorbing layer (deteriorated moisture absorbing layer) held by the first holding portions 71A and 71B and absorbing moisture, and the moisture absorbing layer held by the second holding portions 72A and 72B and not absorbing moisture or the regenerated moisture absorbing layer. Exchange with the layer. That is, the regenerated moisture-absorbing layer is held by the first holding portions 71A and 71B, and the deteriorated moisture-absorbing layer is held by the second holding portions 72A and 72B. As a result, when the oxygen concentrator 10 continues the gas supply control, the moisture absorbing layers held by the first holding portions 71A and 71B can sufficiently absorb moisture from the air supplied from the compressor 33, and the first 2 Moisture is desorbed in the moisture absorbing layer held by the holding portions 72A and 72B (it becomes a regenerated moisture absorbing layer). Therefore, as shown in FIG. 3, nitrogen can be sufficiently adsorbed by the hygroscopic layer and the adsorption layer of the adsorption cylinders 41 and 42 held by the first holding portions 71A and 71B, and the oxygen concentration supplied from the oxygen concentrator 10 is high. , The concentration becomes high (about 100%) close to the initial state. Further, since the partial pressure of nitrogen becomes low, the maximum pressure in the adsorption cylinder 41 becomes a low value (about 145 kPa (G)).

続いて、第2保持部72A,72Bに保持された吸湿層から水分が脱離した場合、この再生した吸湿層と、第1保持部71A,71Bに保持され水分を吸収して劣化した吸湿層と、の交換を行う。吸湿層の交換タイミングは、第2保持部72A,72Bに保持された吸湿層からの水分の脱離が一定程度完了した時点とすることができる。例えば、酸素濃縮装置10の出口11から排出される濃縮酸素の湿度は、図4に示すように時間変化する。なお、時間が0の時点での相対湿度(1%程度)は、第2保持部72A,72Bに吸湿層が保持されていない状態で供給される濃縮酸素の相対湿度である。酸素濃縮装置10の運転時間(ガス供給制御を繰り返し行う時間)が10時間程度では、相対湿度が1%程度となり、この状態で吸湿層からの水分の脱離(乾燥)が完了したと判断する。 Subsequently, when moisture is desorbed from the moisture absorbing layers held by the second holding portions 72A and 72B, the regenerated moisture absorbing layer and the deteriorated moisture absorbing layer held by the first holding portions 71A and 71B by absorbing moisture. And exchange. The replacement timing of the moisture absorbing layer can be set to a time when the desorption of water from the moisture absorbing layer held by the second holding portions 72A and 72B is completed to a certain extent. For example, the humidity of the concentrated oxygen discharged from the outlet 11 of the oxygen concentrator 10 changes with time as shown in FIG. The relative humidity (about 1%) when the time is 0 is the relative humidity of the concentrated oxygen supplied in a state where the moisture absorbing layer is not held in the second holding portions 72A and 72B. When the operating time of the oxygen concentrator 10 (time for repeating gas supply control) is about 10 hours, the relative humidity becomes about 1%, and it is determined that the desorption (drying) of water from the moisture absorbing layer is completed in this state. ..

第1保持部71A,71Bに保持される吸湿層と、第1吸着筒41又は第2吸着筒42に保持される吸着層の体積比は、例えば、1:3〜1:5とする。これにより、吸湿層側の体積を大きくしすぎないため、過剰に水分を吸収して再生後に濃縮酸素の酸素濃度を低下させる問題が生じなくなる。また、吸着層側体積を小さくしすぎないため、吸着層まで水分が吸着して吸湿層を再生しても十分な再生効果が得られない問題が生じなくなる。 The volume ratio of the moisture absorbing layer held by the first holding portions 71A and 71B to the suction layer held by the first suction cylinder 41 or the second suction cylinder 42 is, for example, 1: 3 to 1: 5. As a result, since the volume on the moisture absorbing layer side is not increased too much, the problem of excessively absorbing water and lowering the oxygen concentration of the concentrated oxygen after regeneration does not occur. Further, since the volume on the adsorption layer side is not made too small, the problem that a sufficient regeneration effect cannot be obtained even if the moisture is adsorbed to the adsorption layer and the moisture absorbing layer is regenerated does not occur.

1−4.報知制御
ここで、図5のフローチャートを用いて、酸素濃縮装置10における吸湿層の交換時期の報知制御について説明する。制御部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、上述したガス供給制御とともに、吸湿層の交換時期の報知制御を開始する。
1-4. Notification control Here, the notification control of the replacement time of the moisture absorbing layer in the oxygen concentrator 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. The control unit 60 starts notification control of the replacement time of the moisture absorbing layer together with the gas supply control described above, provided that the power of the oxygen concentrator 10 is turned on, for example.

制御部60は、まず、ステップS11で、第2保持部72Aの温度、および第2保持部72Aの外部の温度を検出する。具体的には、制御部60は、第2保持部72Aの温度として、温度検出部59によって検出された第2保持部72Aの筒表面温度を示す情報を取得する。制御部60は、第2保持部72Aの外部の温度として、第2保持部72Aが収容された空間(酸素濃縮装置10の外郭を構成するケースの内部空間)の温度(装置内部温度)を示す情報を取得する。 First, in step S11, the control unit 60 detects the temperature of the second holding unit 72A and the temperature outside the second holding unit 72A. Specifically, the control unit 60 acquires information indicating the cylinder surface temperature of the second holding unit 72A detected by the temperature detecting unit 59 as the temperature of the second holding unit 72A. The control unit 60 indicates the temperature (internal temperature of the device) of the space (internal space of the case constituting the outer shell of the oxygen concentrator 10) in which the second holding unit 72A is housed as the temperature outside the second holding unit 72A. Get information.

続いて、制御部60は、ステップS12で、ステップS11で検出した第2保持部72Aの温度の変化が所定の状態で、かつ第2保持部72Aの外部の温度との差が所定値以下であるか否か判断する。具体的には、制御部60は、第2保持部72Aの温度が一定程度(例えば2〜3℃)下がった後、第2保持部72Aの温度が上昇し、第2保持部72Aの温度と第2保持部72Aの外部の温度との差が所定値(例えば1℃)以下になったか否か判断する。ここで、水分を含んだ吸湿層を第2保持部72A,72Bに保持させた場合、吸湿層から水分が脱離することに応じて第2保持部72A,72Bの温度が低下し、その後、使用の進行に応じて水分の脱離が生じにくくなると脱離吸熱が生じにくくなるため、第2保持部72A,72Bの温度は上昇する。このように第2保持部72A,72Bの温度が上昇すると、第2保持部72A,72Bの温度とその外部温度との差が徐々に縮まることになる。そのため、第2保持部72Aの温度が上昇し、第2保持部72Aの温度とその外部温度との差が所定値以下になったことで、吸湿層の乾燥が一定程度完了したことになる。 Subsequently, in step S12, the control unit 60 changes the temperature of the second holding unit 72A detected in step S11 in a predetermined state, and the difference from the outside temperature of the second holding unit 72A is equal to or less than a predetermined value. Determine if it exists. Specifically, in the control unit 60, after the temperature of the second holding unit 72A drops by a certain degree (for example, 2 to 3 ° C.), the temperature of the second holding unit 72A rises, and the temperature of the second holding unit 72A becomes the same. It is determined whether or not the difference between the temperature of the second holding portion 72A and the outside temperature is equal to or less than a predetermined value (for example, 1 ° C.). Here, when the moisture-absorbing layers containing water are held by the second holding portions 72A and 72B, the temperature of the second holding portions 72A and 72B decreases as the moisture is desorbed from the moisture-absorbing layer, and then the temperature of the second holding portions 72A and 72B decreases. If the desorption of water becomes less likely to occur as the use progresses, the desorption heat absorption becomes less likely to occur, so that the temperatures of the second holding portions 72A and 72B rise. When the temperature of the second holding portions 72A and 72B rises in this way, the difference between the temperature of the second holding portions 72A and 72B and the external temperature thereof is gradually reduced. Therefore, the temperature of the second holding portion 72A rises, and the difference between the temperature of the second holding portion 72A and the external temperature thereof becomes a predetermined value or less, so that the drying of the moisture absorbing layer is completed to a certain extent.

制御部60は、ステップS12で、「第2保持部72Aの温度の変化が所定の状態で、かつ第2保持部72Aの外部の温度との差が所定値以下である状態」でないと判断する場合、Noに進み、再びステップS11を行う。具体的には、第2保持部72Aの温度が上昇していない場合や、第2保持部72Aの温度が上昇しても第2保持部72Aの外部の温度との差が所定値以下とならない場合には、ステップS12でNoに進む。一方で、制御部60は、ステップS12で、第2保持部72Aの温度が所定の上昇状態であると判断する場合、Yesに進み、ステップS13を行う。 In step S12, the control unit 60 determines that the change in the temperature of the second holding unit 72A is not in a predetermined state and the difference between the temperature of the second holding unit 72A and the outside temperature is not equal to or less than a predetermined value. If so, the process proceeds to No, and step S11 is performed again. Specifically, when the temperature of the second holding portion 72A does not rise, or even if the temperature of the second holding portion 72A rises, the difference from the outside temperature of the second holding portion 72A does not become a predetermined value or less. In that case, the process proceeds to No in step S12. On the other hand, when the control unit 60 determines in step S12 that the temperature of the second holding unit 72A is in a predetermined rising state, the process proceeds to Yes and the step S13 is performed.

制御部60は、ステップS13で、報知処理を行う。具体的には、制御部60は、発音部61に対して、吸湿層の乾燥が一定程度完了したことを外部に知らしめる音声を発するように指示を与える。吸湿層の乾燥が一定程度完了したことは、例えば、酸素濃縮装置10から供給される濃縮酸素の相対湿度が、1%程度となった状態である。発音部61は、制御部60から指示を受けると、スピーカからメロディ、メッセージなどの音声を発生させる。例えば、発音部61は、「吸湿層の交換をしてください」、「吸湿層の乾燥が完了しました」などのメッセージをスピーカから音声として出力する。なお、吸湿層の乾燥が一定程度完了したことの報知の方法は、発音部61による音声の出力の他に、ランプの点灯や、液晶ディスプレイでのメッセージの表示などであってもよい。制御部60は、ステップS13の処理を行うと、図5の報知制御を終了する。 The control unit 60 performs the notification process in step S13. Specifically, the control unit 60 gives an instruction to the sounding unit 61 to emit a sound notifying the outside that the drying of the moisture absorbing layer has been completed to a certain extent. The drying of the moisture absorbing layer is completed to a certain extent, for example, when the relative humidity of the concentrated oxygen supplied from the oxygen concentrator 10 is about 1%. When the sounding unit 61 receives an instruction from the control unit 60, the sounding unit 61 generates a voice such as a melody or a message from the speaker. For example, the sounding unit 61 outputs a message such as "Please replace the moisture absorbing layer" or "Drying of the moisture absorbing layer is completed" as a voice from the speaker. The method of notifying that the drying of the moisture absorbing layer has been completed to a certain extent may be, in addition to the output of voice by the sounding unit 61, lighting of a lamp, display of a message on a liquid crystal display, or the like. When the control unit 60 performs the process of step S13, the notification control of FIG. 5 ends.

1−5.効果
上述した酸素濃縮装置10では、吸着層よりも上流側の取込流路21において吸湿層を保持することができるため、コンプレッサ33から取込流路21を介して供給される空気から水分を除去し、吸着層に乾燥空気を送ることができる。よって、この酸素濃縮装置10は、吸着層に水分が蓄積することに起因する吸着層の劣化を抑制し、吸着層から濃縮酸素を良好に放出する機能を継続的に維持することができる。
1-5. Effect In the oxygen concentrator 10 described above, since the moisture absorbing layer can be held in the intake flow path 21 on the upstream side of the adsorption layer, moisture is removed from the air supplied from the compressor 33 via the intake flow path 21. It can be removed and dry air can be sent to the adsorption layer. Therefore, the oxygen concentrator 10 can suppress the deterioration of the adsorption layer due to the accumulation of water in the adsorption layer, and can continuously maintain the function of satisfactorily releasing the concentrated oxygen from the adsorption layer.

更に、この酸素濃縮装置10は、吸着層の上流側の第1保持部71A,71Bで保持される吸湿層と、下流側の第2保持部72A,72Bで保持される吸湿層とが交換可能とされている。第1保持部71A,71Bで吸湿層を保持しつつ第2保持部72A,72Bで他の吸湿層を保持した状態で使用を継続すると、第1保持部71A,71Bで保持される吸湿層は水分が徐々に蓄積してゆくため、その状態を継続しすぎると、その吸湿層において十分な吸湿機能を果たせなくなる。 Further, in this oxygen concentrator 10, the moisture absorbing layer held by the first holding portions 71A and 71B on the upstream side of the adsorption layer and the moisture absorbing layer held by the second holding portions 72A and 72B on the downstream side can be exchanged. It is said that. If the use is continued with the first holding portions 71A and 71B holding the moisture absorbing layer and the second holding portions 72A and 72B holding the other moisture absorbing layer, the moisture absorbing layer held by the first holding portions 71A and 71B becomes Since water gradually accumulates, if the state is continued too much, the hygroscopic layer cannot perform a sufficient hygroscopic function.

しかし、上記酸素濃縮装置10は、ある程度水分が蓄積したタイミングで第1保持部71A,71Bに保持されていた吸湿層を第2保持部72A,72Bに保持させ、第2保持部72A,72Bに保持されていた吸湿層を第1保持部71A,71Bに保持させるように交換する対応が可能となる。このように交換がなされると、吸着層の上流側(第1保持部71A,71B)に配置されることで水分が蓄積した吸湿層を、吸着層の下流側(第2保持部72A,72B)に配置し直して乾燥した濃縮酸素に晒すことができる。 However, the oxygen concentrator 10 causes the second holding portions 72A and 72B to hold the hygroscopic layer held by the first holding portions 71A and 71B at the timing when water is accumulated to some extent, and causes the second holding portions 72A and 72B to hold the moisture absorbing layer. It is possible to replace the held moisture absorbing layer so that the first holding portions 71A and 71B hold it. When the exchange is made in this way, the hygroscopic layer in which water is accumulated by being arranged on the upstream side (first holding portions 71A, 71B) of the adsorption layer is moved to the downstream side (second holding portions 72A, 72B) of the adsorption layer. ) Can be rearranged and exposed to dry concentrated oxygen.

よって、第2保持部72A,72Bに配置し直された吸湿層は、酸素濃縮装置10の使用中に徐々に水分が脱離してゆき、水分除去機能を十分に有する吸湿層に再生し得る。一方で、上記交換により、吸着層の下流側(第2保持部72A,72B)に配置されていた吸湿層(再生が図られた吸湿層)を吸着層の上流側(第1保持部71A,71B)に配置し直すと、交換後には、再生された吸湿層によって吸着層の上流側での水分除去を継続することができる。 Therefore, the moisture absorbing layers rearranged in the second holding portions 72A and 72B can be regenerated into a moisture absorbing layer having a sufficient moisture removing function by gradually desorbing water during the use of the oxygen concentrator 10. On the other hand, due to the above exchange, the moisture absorbing layer (regenerated moisture absorbing layer) arranged on the downstream side (second holding portions 72A, 72B) of the adsorption layer is changed to the upstream side (first holding portion 71A,) of the adsorption layer. If it is rearranged in 71B), the regenerated moisture absorbing layer can continue to remove water on the upstream side of the adsorption layer after the replacement.

このような機能を有するため、上記酸素濃縮装置10は、交換の度に新規の吸湿層を多量に補充するような対応が不要なものとなり、吸湿層の必要量を抑えつつ吸湿機能をより長く維持し得る装置となる。
その上で、酸素濃縮装置10は、第2保持部72A,72Bに配置した吸湿層が使用中に徐々に水分が脱離するため、加湿された濃縮酸素を供給することができる。
Since the oxygen concentrator 10 has such a function, it is not necessary to replenish a large amount of a new moisture-absorbing layer each time the oxygen concentrator 10 is replaced, and the moisture-absorbing function is extended while suppressing the required amount of the moisture-absorbing layer. It will be a sustainable device.
On top of that, the oxygen concentrator 10 can supply humidified concentrated oxygen because the moisture absorbing layers arranged in the second holding portions 72A and 72B gradually desorb water during use.

また、上記の酸素濃縮装置10は、吸湿層が酸素より窒素を優先的に吸着する吸着材を有するものであるため、吸着層だけでなく吸湿層によっても窒素を吸着することができ、酸素濃縮を行い得る領域をより確保することができる。但し、単に吸着材を含んだ吸湿層を用いるだけでは、吸湿層の使用が長くなるにつれて水分の吸収が進行し、窒素を吸着する性能が悪化する懸念がある。 Further, since the oxygen concentrator 10 has an adsorbent in which the moisture absorbing layer preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, nitrogen can be adsorbed not only by the adsorbing layer but also by the moisture absorbing layer, and oxygen is concentrated. It is possible to secure more areas where the above can be performed. However, if the hygroscopic layer containing the adsorbent is simply used, the absorption of water progresses as the use of the hygroscopic layer becomes longer, and there is a concern that the performance of adsorbing nitrogen deteriorates.

しかし、上記酸素濃縮装置10は、上流側(第1保持部71A,71B)での配置によって吸湿層において水分の吸収が進行しても、その吸湿層を第2保持部72A,72Bに保持するように交換することが可能となる。よって、その吸湿層は、水分を離脱させるように再生が図られ、吸湿機能だけでなく、窒素吸着機能をも回復することができる。 However, the oxygen concentrator 10 retains the moisture absorbing layer in the second holding portions 72A and 72B even if the moisture absorption progresses in the moisture absorbing layer due to the arrangement on the upstream side (first holding portions 71A and 71B). It becomes possible to exchange as. Therefore, the hygroscopic layer is regenerated so as to release water, and not only the hygroscopic function but also the nitrogen adsorption function can be restored.

上記の酸素濃縮装置10において、水分を含んだ吸湿層を第2保持部72A,72Bに配置した場合、吸湿層から水分が脱離することに応じて、水の脱離吸熱が生じ、第2保持部72A,72Bの温度が低下する。その後、吸湿層から水分が十分に脱離されると水分の脱離が生じにくくなり、脱離吸熱も生じにくくなるため、第2保持部72A,72Bの温度は上昇する。よって、上記酸素濃縮装置10のように、第2保持部72A,72Bの温度が所定の上昇状態となった場合に報知を行えば、水分の脱離が生じにくくなっていること、即ち、吸湿層の乾燥が一定程度完了したことを外部に知らしめることができる。 In the above oxygen concentrator 10, when the moisture-containing endothermic layers are arranged in the second holding portions 72A and 72B, the desorption endothermic heat of water is generated according to the desorption of moisture from the moisture-absorbing layer, and the second The temperature of the holding portions 72A and 72B decreases. After that, when the moisture is sufficiently desorbed from the moisture absorbing layer, the desorption of the moisture is less likely to occur, and the desorption endothermic is also less likely to occur, so that the temperatures of the second holding portions 72A and 72B rise. Therefore, as in the oxygen concentrator 10, if the notification is given when the temperature of the second holding portions 72A and 72B reaches a predetermined rising state, the desorption of water is less likely to occur, that is, the moisture absorption. It is possible to notify the outside that the drying of the layer is completed to a certain extent.

上記の酸素濃縮装置10において、水分を含んだ吸湿層を第2保持部72A,72Bに配置した場合、吸湿層から水分が脱離することに応じて第2保持部72A,72Bの温度が低下し、その後、使用の進行に応じて水分の脱離が生じにくくなると脱離吸熱が生じにくくなるため、第2保持部72A,72Bの温度は上昇する。このように第2保持部72A,72Bの温度が上昇すると、第2保持部72A,72Bの温度と外部温度との差が徐々に縮まることになる。よって、上記酸素濃縮装置10のように、第2保持部72A,72Bの温度と外部の温度との差が所定値以下になった場合に報知を行えば、吸湿層の乾燥が一定程度完了したことをより正確に検出し、より正確なタイミングで外部に知らしめることができる。 In the above oxygen concentrator 10, when the moisture absorbing layers containing water are arranged in the second holding portions 72A and 72B, the temperature of the second holding portions 72A and 72B decreases as the moisture is desorbed from the moisture absorbing layer. After that, if the desorption of water becomes less likely to occur as the use progresses, the desorption heat absorption becomes less likely to occur, so that the temperatures of the second holding portions 72A and 72B rise. When the temperature of the second holding portions 72A and 72B rises in this way, the difference between the temperature of the second holding portions 72A and 72B and the external temperature gradually decreases. Therefore, as in the oxygen concentrator 10, if the notification is given when the difference between the temperature of the second holding portions 72A and 72B and the external temperature becomes a predetermined value or less, the drying of the moisture absorbing layer is completed to a certain extent. It is possible to detect this more accurately and notify the outside at a more accurate timing.

2.第2実施形態
2−1.報知制御の説明
第2実施形態に係る酸素濃縮装置10では、吸湿層の交換時期の報知制御を第1実施形態と異なる方法で行ってもよい。図6は、第2実施形態に係る吸湿層の交換時期の報知制御の流れを示すフローチャートである。
2. Second Embodiment 2-1. Description of Notification Control In the oxygen concentrator 10 according to the second embodiment, notification control of the replacement time of the moisture absorbing layer may be performed by a method different from that of the first embodiment. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of notification control of the replacement time of the moisture absorbing layer according to the second embodiment.

制御部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、上述したガス供給制御とともに、吸湿層の交換時期の報知制御を開始する。制御部60は、まず、ステップS21で、酸素濃縮装置10の使用時間(上述したガス供給制御を行う時間)の計測を開始する。制御部(計測部)60は、例えば公知のタイマーとしての機能を備えている。ここで、酸素濃縮装置10の使用時間は、第1保持部71A,71Bと第2保持部72A,72Bとの間において吸湿層の交換が行われ、酸素濃縮装置10の電源がオンされた時点から使用の進行に応じた累積経過時間である。また、酸素濃縮装置10の使用時間は、酸素濃縮装置10の電源がオフされた場合でもリセットされない累積時間である。例えば、制御部60は、メモリに累積経過時間を随時記憶する。 The control unit 60 starts notification control of the replacement time of the moisture absorbing layer together with the gas supply control described above, provided that the power of the oxygen concentrator 10 is turned on, for example. First, in step S21, the control unit 60 starts measuring the usage time of the oxygen concentrator 10 (time for performing the gas supply control described above). The control unit (measurement unit) 60 has, for example, a function as a known timer. Here, the usage time of the oxygen concentrator 10 is the time when the moisture absorbing layer is exchanged between the first holding portions 71A and 71B and the second holding portions 72A and 72B and the power of the oxygen concentrator 10 is turned on. Cumulative elapsed time according to the progress of use. The usage time of the oxygen concentrator 10 is a cumulative time that is not reset even when the power of the oxygen concentrator 10 is turned off. For example, the control unit 60 stores the cumulative elapsed time in the memory at any time.

制御部60は、ステップS22で、酸素濃縮装置10の使用時間が、所定の経過時間に達したか否か判断する。所定の経過時間は、吸湿層の乾燥が一定程度完了する時間として予め設定された時間である。例えば、図4に示すデータに基づいて、濃縮酸素の相対湿度が1%程度となる時間(10時間程度)を、所定の経過時間とすることができる。ここで、水分を含んだ吸湿層を第2保持部72A,72Bに保持させた場合、その後、酸素濃縮装置10の使用の進行に応じて、吸湿層から水分が脱離していき、使用の進行に応じた累積経過時間が一定程度経過すると吸湿層の乾燥が一定程度完了したことになる。 In step S22, the control unit 60 determines whether or not the usage time of the oxygen concentrator 10 has reached a predetermined elapsed time. The predetermined elapsed time is a preset time as a time for the drying of the moisture absorbing layer to be completed to a certain extent. For example, based on the data shown in FIG. 4, the time (about 10 hours) at which the relative humidity of the concentrated oxygen becomes about 1% can be set as a predetermined elapsed time. Here, when the moisture-absorbing layer containing water is held by the second holding portions 72A and 72B, the moisture is subsequently desorbed from the moisture-absorbing layer as the oxygen concentrator 10 is used, and the progress of use is achieved. When the cumulative elapsed time according to the above elapses to a certain extent, the drying of the moisture absorbing layer is completed to a certain extent.

制御部60は、ステップS22で、酸素濃縮装置10の使用時間が、所定の経過時間に達していないと判断する場合、Noに進み、再びステップS22を行う。一方で、制御部60は、ステップS22で、酸素濃縮装置10の使用時間が、所定の経過時間に達したと判断する場合、Yesに進み、ステップS23を行う。 When the control unit 60 determines in step S22 that the usage time of the oxygen concentrator 10 has not reached the predetermined elapsed time, the process proceeds to No and the step S22 is performed again. On the other hand, when the control unit 60 determines in step S22 that the usage time of the oxygen concentrator 10 has reached a predetermined elapsed time, the process proceeds to Yes and the step S23 is performed.

制御部60は、ステップS23で、第1実施形態のステップS13と同様に報知処理を行う。制御部60は、ステップS23の処理を行うと、図6の報知制御を終了する。 In step S23, the control unit 60 performs the notification process in the same manner as in step S13 of the first embodiment. When the control unit 60 performs the process of step S23, the notification control of FIG. 6 ends.

2−2.効果
上述した酸素濃縮装置10では、水分を含んだ吸湿層を第2保持部72A,72Bに保持させた場合、その後、酸素濃縮装置10の使用の進行に応じて、吸湿層から水分が脱離していく。そして、使用の進行に応じた累積経過時間が一定程度経過すると吸湿層の乾燥が一定程度完了したことになり、そのタイミングで報知を行うことで、吸湿層の乾燥が一定程度完了したことを外部に知らしめることができる。
2-2. Effect In the oxygen concentrator 10 described above, when the moisture absorbing layers containing water are held by the second holding portions 72A and 72B, the moisture is subsequently desorbed from the moisture absorbing layer as the use of the oxygen concentrator 10 progresses. To go. Then, when the cumulative elapsed time according to the progress of use elapses to a certain extent, the drying of the hygroscopic layer is completed to a certain extent, and by notifying at that timing, it is externally notified that the drying of the hygroscopic layer has been completed to a certain extent. Can be informed.

3.第3実施形態
3−1.酸素濃縮装置の構成
図7に示す第3実施形態に係る酸素濃縮装置10は、第1保持部および第2保持部の構成が第1実施形態と異なっている。第1保持部および第2保持部の構成以外の構成は、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
3. 3. Third Embodiment 3-1. Configuration of Oxygen Concentrator The configuration of the first holding portion and the second holding portion of the oxygen concentrator 10 according to the third embodiment shown in FIG. 7 is different from that of the first embodiment. Since the configurations other than the configurations of the first holding portion and the second holding portion are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

図7に示すように、第1保持部271は、例えば筒状に構成され、取込流路21に設けられている。具体的には、第1保持部271は、取込流路21において第1供給路21Aと第2供給路21Bとに分岐する前の上流側であって、コンプレッサ33と三方弁51,52との間に設けられている。第1保持部271は、例えばゼオライト系の吸湿材によって構成される吸湿層を着脱自在に保持する。第1保持部271に収容される吸湿層は、コンプレッサ33から送り込まれた圧縮空気から水分を吸収して、乾燥した圧縮空気を、三方弁51,52を介して、下流側の第1吸着筒41及び第2吸着筒42にそれぞれ供給する。 As shown in FIG. 7, the first holding portion 271 is formed in a tubular shape, for example, and is provided in the intake flow path 21. Specifically, the first holding portion 271 is on the upstream side before branching into the first supply path 21A and the second supply path 21B in the intake flow path 21, and includes the compressor 33 and the three-way valves 51 and 52. It is provided between. The first holding portion 271 detachably holds a moisture absorbing layer made of, for example, a zeolite-based moisture absorbing material. The moisture absorbing layer accommodated in the first holding portion 271 absorbs moisture from the compressed air sent from the compressor 33, and the dried compressed air is sent to the first suction cylinder on the downstream side via the three-way valves 51 and 52. It is supplied to 41 and the second suction cylinder 42, respectively.

第2保持部272は、例えば筒状に構成され、比例弁49の下流側(出口11に近い部分)に設けられている。第2保持部272は、例えばゼオライト系の吸湿材によって構成される吸湿層を着脱自在に保持する。第2保持部272に収容される吸湿層は、比例弁49から送られる空気によって水分が脱離されるため、第2保持部272から加湿された空気が出口11側へと送られる。 The second holding portion 272 is formed in a tubular shape, for example, and is provided on the downstream side (a portion close to the outlet 11) of the proportional valve 49. The second holding portion 272 detachably holds a moisture absorbing layer made of, for example, a zeolite-based moisture absorbing material. Moisture is desorbed from the moisture absorbing layer accommodated in the second holding portion 272 by the air sent from the proportional valve 49, so that the air humidified from the second holding portion 272 is sent to the outlet 11 side.

第3実施形態のように第1保持部271を設ける場合であっても、第2保持部272に保持させる吸湿層と交換を行うことで、吸湿層の再生を行うことができ、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 Even when the first holding portion 271 is provided as in the third embodiment, the moisture absorbing layer can be regenerated by exchanging with the moisture absorbing layer held by the second holding portion 272, and the first embodiment can be performed. It can produce the same effect as the form.

4.他の実施形態
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。
4. Other Embodiments The present invention is not limited to the embodiments described above and the drawings, and for example, the following examples are also included in the technical scope of the present invention.

第1実施形態の説明では、図5の報知制御のステップS12において、制御部60は、第2保持部72Aの温度の変化が所定の状態(上昇状態)で、かつ第2保持部72Aの温度と第2保持部72Aの外部の温度との差が所定値(例えば1℃)以下になったか否か判断した。しかしながら、制御部60は、ステップS12で、第2保持部72Aの温度の変化が所定の状態となったか否かの判断のみを行う構成であってもよい。第2保持部72Aの温度の変化が所定の状態になることとは、例えば、第2保持部72Aの温度が所定値(例えば2℃)上昇したことや、第2保持部72Aの温度の時間に対する温度の変化率が所定値(例えば1℃/分)になったことなどであってもよい。 In the description of the first embodiment, in step S12 of the notification control of FIG. 5, the control unit 60 has the temperature change of the second holding unit 72A in a predetermined state (rising state) and the temperature of the second holding unit 72A. It was determined whether or not the difference between the temperature and the outside temperature of the second holding portion 72A was equal to or less than a predetermined value (for example, 1 ° C.). However, the control unit 60 may be configured to only determine in step S12 whether or not the temperature change of the second holding unit 72A has reached a predetermined state. The change in the temperature of the second holding portion 72A means that the temperature of the second holding portion 72A rises by a predetermined value (for example, 2 ° C.) or the time of the temperature of the second holding portion 72A. The rate of change in temperature with respect to the temperature may be a predetermined value (for example, 1 ° C./min).

第1実施形態の説明では、図5の報知制御のステップS11において、制御部60は、第2保持部72Aの温度を検出したが、第2保持部72Bの温度を検出してもよく、第2保持部72A,72Bの両方の温度を検出してもよい。そして、制御部60は、ステップS12の処理で、第2保持部72Bの温度や、第2保持部72A,72Bの各温度の平均値が、所定の上昇状態か否か判断してもよい。 In the description of the first embodiment, in step S11 of the notification control of FIG. 5, the control unit 60 has detected the temperature of the second holding unit 72A, but the temperature of the second holding unit 72B may be detected. 2 The temperatures of both the holding portions 72A and 72B may be detected. Then, the control unit 60 may determine in the process of step S12 whether or not the temperature of the second holding unit 72B and the average value of the temperatures of the second holding units 72A and 72B are in a predetermined rising state.

第1実施形態の説明において、吸湿層の再生時に、第2保持部72A,72Bを別途用意する熱源を用いて温める構成としてもよい。これにより、吸湿層の再生速度を上げることができ、水分の脱離の程度も向上させることができる。 In the description of the first embodiment, when the hygroscopic layer is regenerated, the second holding portions 72A and 72B may be heated by using a separately prepared heat source. As a result, the regeneration speed of the moisture absorbing layer can be increased, and the degree of moisture desorption can also be improved.

第1実施形態の説明において、温度検出部59は、第2保持部72A,72Bの温度とともに、第2保持部72A,72Bの外部の温度を検出する構成であった。しかしながら、第2保持部72A,72Bの外部の温度を検出する外部温度検出部を、温度検出部59の他に別途設けてもよい。 In the description of the first embodiment, the temperature detection unit 59 is configured to detect the temperature outside the second holding units 72A and 72B as well as the temperature of the second holding units 72A and 72B. However, an external temperature detection unit that detects the temperature outside the second holding units 72A and 72B may be provided separately in addition to the temperature detection unit 59.

10…酸素濃縮装置
21…取込流路(第1流路)
21A…第1供給路
21B…第2供給路
23…排出流路(第2流路)
23A…第1排出流路
23B…第2排出流路
33…コンプレッサ(加圧部)
41…第1吸着筒
42…第2吸着筒
59…温度検出部(外部温度検出部)
60…制御部(報知部、計測部)
61…発音部(報知部)
71A,71B,271…第1保持部
72A,72B,272…第2保持部
10 ... Oxygen concentrator 21 ... Intake flow path (first flow path)
21A ... 1st supply path 21B ... 2nd supply path 23 ... Discharge flow path (2nd flow path)
23A ... 1st discharge flow path 23B ... 2nd discharge flow path 33 ... Compressor (pressurizing part)
41 ... 1st adsorption cylinder 42 ... 2nd adsorption cylinder 59 ... Temperature detection unit (external temperature detection unit)
60 ... Control unit (notification unit, measurement unit)
61 ... Sounding part (notification part)
71A, 71B, 271 ... 1st holding part 72A, 72B, 272 ... 2nd holding part

Claims (5)

酸素より窒素を優先的に吸着する吸着層と、
前記吸着層に対し空気を供給して加圧する加圧部と、
前記加圧部から前記吸着層へ供給される空気が流通する前記吸着層よりも上流側の第1流路と、
前記吸着層で生成された酸素濃縮ガスが流通する前記吸着層よりも下流側の第2流路と、
を備える酸素濃縮装置であって、
気体に含まれる水分を吸収する複数の吸湿層と、
前記複数の吸湿層のうちのいずれか1つ以上を前記第1流路で着脱自在に保持する第1保持部と、
前記複数の吸湿層のうちの他の1つ以上を前記第2流路で着脱自在に保持する第2保持部と、
を備え、
前記第1保持部で保持される前記吸湿層と、前記第2保持部で保持される前記吸湿層とが交換可能とされている
酸素濃縮装置。
An adsorption layer that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen,
A pressurizing unit that supplies air to the adsorption layer to pressurize it,
The first flow path on the upstream side of the adsorption layer through which the air supplied from the pressurizing portion to the adsorption layer flows, and
A second flow path on the downstream side of the adsorption layer through which the oxygen concentrator gas generated in the adsorption layer flows, and
It is an oxygen concentrator equipped with
Multiple hygroscopic layers that absorb the moisture contained in the gas,
A first holding portion that detachably holds any one or more of the plurality of moisture absorbing layers in the first flow path, and
A second holding portion that detachably holds one or more of the plurality of moisture absorbing layers in the second flow path,
With
An oxygen concentrator in which the moisture absorbing layer held by the first holding portion and the moisture absorbing layer held by the second holding portion are interchangeable.
前記吸湿層は、酸素より窒素を優先的に吸着する吸着材を有する
請求項1に記載の酸素濃縮装置。
The oxygen concentrator according to claim 1, wherein the hygroscopic layer has an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen.
前記第2保持部の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部によって検出された前記第2保持部の温度の変化が所定の状態となった場合に報知する報知部と、
を備える
請求項1又は請求項2に記載の酸素濃縮装置。
A temperature detection unit that detects the temperature of the second holding unit,
A notification unit that notifies when a change in temperature of the second holding unit detected by the temperature detection unit reaches a predetermined state, and a notification unit.
The oxygen concentrator according to claim 1 or 2.
前記第2保持部の外部の温度を検出する外部温度検出部を有し、
前記報知部は、前記第2保持部の温度の変化が所定の状態となった場合かつ前記第2保持部の温度と、前記第2保持部の外部の温度との差が所定値以下になった場合に報知する
請求項3に記載の酸素濃縮装置。
It has an external temperature detection unit that detects the temperature outside the second holding unit, and has an external temperature detection unit.
In the notification unit, when the change in the temperature of the second holding unit is in a predetermined state, the difference between the temperature of the second holding unit and the temperature outside the second holding unit becomes a predetermined value or less. The oxygen concentrator according to claim 3, which notifies the case when the temperature is high.
前記第2保持部に前記吸湿層を保持させた後の使用の進行に応じた累積経過時間を計測する計測部と、
前記計測部によって計測される累積経過時間が、所定の報知時間に達した場合に報知を行う報知部と、
を備える
請求項1又は請求項2に記載の酸素濃縮装置。
A measuring unit that measures the cumulative elapsed time according to the progress of use after the second holding unit holds the moisture absorbing layer, and a measuring unit.
A notification unit that notifies when the cumulative elapsed time measured by the measurement unit reaches a predetermined notification time, and
The oxygen concentrator according to claim 1 or 2.
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