JP2777025B2 - Oxygen-enriched gas supply system and device - Google Patents

Oxygen-enriched gas supply system and device

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JP2777025B2
JP2777025B2 JP4212776A JP21277692A JP2777025B2 JP 2777025 B2 JP2777025 B2 JP 2777025B2 JP 4212776 A JP4212776 A JP 4212776A JP 21277692 A JP21277692 A JP 21277692A JP 2777025 B2 JP2777025 B2 JP 2777025B2
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大介 小畠
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、呼吸器疾患患者等に呼
吸用気体を供給する呼吸用気体供給装置を、通信制御装
置を介して中央情報手段装置と結んで、呼吸用気体供給
装置のモニタリング等を行うシステムを提供するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a respiratory gas supply device for connecting a respiratory gas supply device for supplying respiratory gas to a patient with respiratory disease or the like via a communication control device and a central information means. It provides a system for monitoring and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、呼吸器疾患の患者に対して酸素ボ
ンベから供給する酸素療法が行われており、最近では空
気中の酸素を分離濃縮して酸素濃縮気体を得るための酸
素濃縮器が開発され、それを用いた酸素療法が次第に普
及するようになってきている。
2. Description of the Related Art Conventionally, oxygen therapy supplied from an oxygen cylinder to a patient with respiratory disease has been performed. Recently, an oxygen concentrator for separating and concentrating oxygen in air to obtain an oxygen-enriched gas has been developed. Oxygen therapy using it has been developed and is becoming increasingly popular.

【0003】かかる酸素濃縮機としては、例えば酸素を
選択的に吸着し得る吸着剤を酸素濃縮機能部として用い
た吸着型酸素濃縮器や、酸素選択透過性膜を酸素濃縮機
能部として用いた膜型酸素濃縮器がある。
[0003] Such oxygen concentrators include, for example, an adsorption type oxygen concentrator using an adsorbent capable of selectively adsorbing oxygen as an oxygen concentrating function section, and a membrane using an oxygen selective permeable membrane as an oxygen concentrating function section. There is a type oxygen concentrator.

【0004】なお、酸素療法が用いられる他の酸素供給
方式として、液体酸素から適当に制御された速度で蒸発
した酸素を患者に供給する方法も知られている。
[0004] As another oxygen supply system using oxygen therapy, there is known a method in which oxygen evaporated from liquid oxygen at a suitably controlled rate is supplied to a patient.

【0005】酸素濃縮器は、病院において使用されるの
みならず、在宅医療用に家庭においても使用される場合
が次第に多くなってきている。なおこれらの酸素濃縮器
は、病院や家庭において個々に配置され、別々に運転状
況の把握及びその管理がなされている。
[0005] Oxygen concentrators are increasingly used not only in hospitals but also in homes for home care. These oxygen concentrators are individually arranged in hospitals and homes, and the operating conditions are separately grasped and managed.

【0006】これらの呼吸用気体装置は、患者(使用
者)の生命を維持する装置である。そのため、装置の信
頼性は非常に重要な要因である。例えば吸着型酸素濃縮
器の場合には、マイコン回路により、濃縮酸素ができる
だけ安定供給されるように制御されている。
[0006] These respiratory gas devices are devices for maintaining the life of a patient (user). Therefore, device reliability is a very important factor. For example, in the case of an adsorption type oxygen concentrator, control is performed by a microcomputer circuit so that concentrated oxygen is supplied as stably as possible.

【0007】しかし、長期間運転での部品の劣化などに
よる性能不良や故障が発生した場合、患者の生命を脅か
す事態となる。特に患者が一人暮らしの老人であった
り、離島などの遠隔地に住んでいる場合などは、万が一
の故障も許されず、また、不安感を与える装置であって
ならない側面が強く要求される。
[0007] However, if a performance defect or failure occurs due to deterioration of parts during long-term operation, the life of the patient is threatened. In particular, when the patient is an elderly person living alone or living in a remote place such as an isolated island, a failure should not be tolerated, and a device that does not cause anxiety is strongly required.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、遠隔地での
在宅酸素療法に用いられている呼吸用気体供給装置など
としての圧力変動吸着型酸素濃縮装置を遠隔監視によ
り、それが異常な状態となり緊急停止に至る以前にその
異常を予知して余裕を持って対応できるよう早目に検知
し、通信手段によって集中管理することを可能にした改
善された酸素濃縮気体供給システム及びそれに適した酸
素濃縮気体供給装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a pressure fluctuation adsorption-type oxygen concentrator such as a respiratory gas supply device used for home oxygen therapy in a remote place, which is monitored in an abnormal state by remote monitoring. An improved oxygen-enriched gas supply system and an oxygen suitable for it that can be detected as early as possible so that they can respond with a margin before the emergency stop, and can be centrally controlled by communication means It is an object of the present invention to provide a concentrated gas supply device.

【0009】[0009]

【発明の構成】本発明者は、かかる遠隔監視による運転
状態の使用状態の把握を可能にした改善された呼吸気体
供給システムを提供することを目的として鋭意研究した
結果、呼吸用気体供給装置に特定の通信制御手段を組み
合わせることが有効であることを見い出し、本発明に到
達した。
The present inventor has conducted intensive studies to provide an improved respiratory gas supply system capable of grasping the operating state of the operating state by such remote monitoring. The inventors have found that it is effective to combine specific communication control means, and arrived at the present invention.

【0010】即ち本発明は、酸素又は窒素を選択的に吸
着し得る吸着剤を充填した少なくとも1個の吸着床を備
えた圧力変動吸着型酸素濃縮手段と、酸素濃縮気体を使
用に供するための酸素濃縮気体供給手段と、該酸素濃縮
手段の運転状態に関する情報を検出し必要に応じてデジ
タル情報に変換するための情報検出手段と、検出された
情報が正常か異常かを判定するための判定手段と、その
判定結果を送信するための第一通信手段とを具備した酸
素濃縮気体供給装置と、(ii)該酸素濃縮気体供給装置
から送信される該判定結果を受信するための第二通信手
段と、第二通信手段から受信された該判定結果を記憶す
るための記憶手段と、電話回線を用いて該判定結果をモ
デム送信するための第三通信手段と、必要に応じて第三
通信手段を介して、記憶された該判定結果を送信する通
信制御手段とを具備した通信制御装置と、(iii )該通
信制御装置から送信される該判定結果をモデム受信する
第四通信手段を具備した中央情報処理装置とを有したこ
とを特徴とする酸素濃縮気体供給システムを提供するも
のである。
That is, the present invention provides a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrating means having at least one adsorbent bed filled with an adsorbent capable of selectively adsorbing oxygen or nitrogen, and an oxygen enriched gas for use. Oxygen-enriched gas supply means, information detection means for detecting information on the operating state of the oxygen-enrichment means and converting it to digital information as necessary, and determination for determining whether the detected information is normal or abnormal Means, and an oxygen-enriched gas supply device comprising first communication means for transmitting the determination result, and (ii) second communication for receiving the determination result transmitted from the oxygen-enriched gas supply device. Means, storage means for storing the determination result received from the second communication means, third communication means for transmitting the determination result by modem using a telephone line, and third communication if necessary. Through means A communication control device having communication control means for transmitting the stored determination result; and (iii) a central information processing device having a fourth communication means for receiving the determination result transmitted from the communication control device by modem. The present invention provides an oxygen-enriched gas supply system having the following.

【0011】かかる本発明には、該判定手段が、あらか
じめ設定された警報動作点及び/又は予報動作点と検出
された情報とを比較することによって運転状態が正常状
態、予報に相当する状態及び警報に相当する状態のいず
れに該当するかを判定し得るものであることを特徴とし
た酸素濃縮気体供給システムが含まれる。
According to the present invention, the determining means compares the detected operating information with a preset alarm operating point and / or forecast operating point to determine whether the operating state is a normal state or a state corresponding to the forecast. An oxygen-enriched gas supply system is characterized in that it can determine which of the states corresponds to an alarm.

【0012】また前記した本発明には、該情報検出手段
が、圧力変動吸着操作における高圧側圧力センサーと低
圧側圧力センサー及び使用に供される酸素濃縮気体中の
酸素濃度センサーの少なくとも1種を具備したものであ
る請求項1の酸素濃縮気体供給システムが含まれる。
In the present invention, the information detecting means may include at least one of a high-pressure side pressure sensor, a low-pressure side pressure sensor, and an oxygen concentration sensor in an oxygen-enriched gas to be used in the pressure fluctuation adsorption operation. An oxygen-enriched gas supply system according to claim 1 is provided.

【0013】さらにかかる本発明には、該検出手段が、
高圧側圧力センサーと低圧側圧力センサーを具備し、さ
らに該酸素濃縮手段における吸着床の脱着への切り替え
直前に該高圧側圧力センサーが作動し該吸着床の吸着へ
の切り替え直前に該低圧側圧力センサーが作動するよう
にするための制御手段を具備したものである酸素濃縮気
体供給システムが含まれる。
Further, in the present invention, the detecting means may include:
A high pressure side pressure sensor and a low pressure side pressure sensor are provided, and the high pressure side pressure sensor is activated immediately before switching to desorption of the adsorption bed in the oxygen concentrating means, and the low pressure side pressure is detected immediately before switching to adsorption of the adsorption bed. An oxygen-enriched gas supply system is provided that includes control means for causing the sensor to operate.

【0014】また本発明は、酸素又は窒素を選択的に吸
着し得る吸着剤を充填した少なくとも1個の吸着床を備
えた圧力変動吸着型酸素濃縮手段と、酸素濃縮気体を使
用に供するための酸素濃縮気体供給手段と、該酸素濃縮
手段の運転状態に関する情報を検出し必要に応じてデジ
タル情報に変換するための情報検出手段と、検出された
情報が正常か異常かを判定するための判定手段と、その
判定結果を送信するための第一通信手段とを具備した酸
素濃縮気体供給装置を提供するものである。
The present invention also provides a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrating means having at least one adsorbent bed filled with an adsorbent capable of selectively adsorbing oxygen or nitrogen, and a method for using the oxygen-enriched gas for use. Oxygen-enriched gas supply means, information detection means for detecting information on the operating state of the oxygen-enrichment means and converting it to digital information as necessary, and determination for determining whether the detected information is normal or abnormal It is an object of the present invention to provide an oxygen-enriched gas supply device comprising means and a first communication means for transmitting the determination result.

【0015】以下、本発明について必要に応じて図面を
用いながらさらに詳細に説明する。本発明の酸素濃縮気
体供給システムは、酸素濃縮気体供給装置と、通信制御
装置と中央情報処理装置とを具備したものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings as necessary. The oxygen-enriched gas supply system of the present invention includes an oxygen-enriched gas supply device, a communication control device, and a central information processing device.

【0016】図1は、本発明の酸素濃縮気体供給システ
ムの好ましい具体例について、そのシステムの構成と情
報の流れを示したものである。図1において、各患者宅
において使用されている酸素濃縮気体供給装置1の運転
状態や使用状況などに関する情報、即ちモニタリングデ
ータは、その装置1における通信回路かRS232Cケ
ーブル等のケーブル手段2を介して通信制御装置3にお
ける通信回路に常時取り込まれ、処理される。通信制御
装置3で処理されたデータは、一定周期で公衆電話回線
4を介して中央情報処理装置へ送信される。各患者宅か
ら中央情報処理装置5に送信されたデータは、通信処理
専用コンピュータによって処理され、データベースにそ
のデータを記録する。なお、この通信処理専用コンピュ
ータにおいて、フロッピーディスクに例えば1日分など
の新定期間分のデータをまとめて格納され、必要に応じ
てそのフロッピーディスクからデータを読み取って、デ
ータ処理専用コンピュータを用いてデータベースにその
データを記録するようにすることが望ましい。このよう
にすることによって、中央情報処理装置5のデータベー
スに蓄積されたデータは、装置の運転状態や患者の使用
状況等の把握を可能にし多角的な運用が容易にできるよ
うになる。
FIG. 1 shows the configuration of the oxygen-concentrated gas supply system according to the present invention and the flow of information. In FIG. 1, information on the operation state and usage status of the oxygen-enriched gas supply device 1 used in each patient's home, that is, monitoring data, is transmitted via a communication circuit in the device 1 or a cable means 2 such as an RS232C cable. The data is always taken into the communication circuit of the communication control device 3 and processed. The data processed by the communication control device 3 is transmitted to the central information processing device via the public telephone line 4 at a fixed cycle. The data transmitted from each patient's home to the central information processing device 5 is processed by a computer dedicated to communication processing, and the data is recorded in a database. In this computer dedicated to communication processing, data for a new fixed period, such as one day, is collectively stored on a floppy disk, and data is read from the floppy disk as necessary, and the data is processed using a computer dedicated to data processing. It is desirable to record the data in a database. By doing so, the data stored in the database of the central information processing device 5 enables the operation state of the device, the use status of the patient, and the like to be grasped, thereby facilitating various operations.

【0017】図1のシステムは、圧力変動吸着型酸素濃
縮機能部10を含み、そこからの酸素濃縮気体である呼
吸用気体の供給手段として鼻カニューラ11を含む。ま
たかかる酸素濃縮機能部10には、その運転状態や患者
の使用状況に関する情報を定量的に把握する情報収集機
能部として、吸着床等における半導体センサーを用いた
圧力センサー、使用に供する気体についての濃度センサ
ー、使用に供する気体の流量測定器における測定値の認
識手段等を含んだ情報収集系が含まれる。ここで得られ
たアナログ情報はA/D変換器によってデジタル情報に
変換され、SIO(シリアル入出力装置)を介して、そ
れらのデータを出力するための通信回路に送られ、RS
―232C通信ポート12からシリアル伝送される。す
なわち情報処理系により得られたデータは、直接あるい
はA/D変換後に、CPUに処理され、SIOを介し
て、通信回路に送られ、RS―232C通信ポートか
ら、シリアル伝送される。
The system of FIG. 1 includes a pressure swing adsorption type oxygen concentrating function unit 10 and a nasal cannula 11 as a means for supplying a respiratory gas as an oxygen-enriched gas therefrom. In addition, the oxygen concentrating function unit 10 includes a pressure sensor using a semiconductor sensor in an adsorption bed or the like as an information collecting function unit for quantitatively grasping information on an operation state and a use state of a patient, and a gas to be used. An information collection system including a concentration sensor, a means for recognizing a measured value of a gas flow measuring device to be used, and the like is included. The analog information obtained here is converted into digital information by an A / D converter, sent to a communication circuit for outputting the data via an SIO (serial input / output device),
-Serial transmission from the 232C communication port 12. That is, data obtained by the information processing system is processed by the CPU directly or after A / D conversion, sent to the communication circuit via the SIO, and serially transmitted from the RS-232C communication port.

【0018】本発明の酸素濃縮気体供給装置は、ゼオラ
イト等の吸着剤を充填した吸着床を供えた圧力変動吸着
型酸素濃縮手段と、その酸素濃縮気体を使用に供するた
めの供給手段と、酸素濃縮手段の運転状態に関する情報
を検出し必要に応じてデジタル情報に変換する情報検出
手段と、検出された情報が正常か否かを判定するための
判定手段と、その判定結果を送信するための通信手段を
具備したものである。
[0018] The oxygen-enriched gas supply apparatus of the present invention comprises a pressure fluctuation adsorption-type oxygen enrichment means provided with an adsorbent bed filled with an adsorbent such as zeolite; a supply means for using the oxygen-enriched gas for use; Information detecting means for detecting information relating to the operating state of the enrichment means and converting it to digital information as necessary; determining means for determining whether the detected information is normal; and transmitting the determination result. It has communication means.

【0019】圧力変動吸着型酸素濃縮手段には、各々空
気から酸素濃度の高められた酸素濃縮気体を分離するた
めの酸素濃縮機能部として、酸素又は窒素を選択的に吸
着し得る吸着剤を充填した1基又は2基以上の吸着床が
用いられ、通常各々吸着床に圧縮空気を導入するための
コンプレッサなる電動機付のポンプ手段が用いられる。
さらに必要に応じて、これらのポンプ手段を冷却するた
めの冷却風を生じさせるためのファン手段が具備され
る。また酸素濃縮機能部やポンプ手段を作用的に連結せ
しめるための導管手段や、その導管手段に必要な自動又
は手動の開閉弁が具備されている。
The pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrating means is filled with an adsorbent capable of selectively adsorbing oxygen or nitrogen as an oxygen concentrating function section for separating oxygen-enriched gas having an increased oxygen concentration from air. One or more adsorbent beds are used, and pump means with a motor as a compressor for introducing compressed air to each adsorbent bed are usually used.
Further, if necessary, a fan means for generating cooling air for cooling these pump means is provided. Further, a conduit means for operatively connecting the oxygen concentrating function section and the pump means, and an automatic or manual opening / closing valve required for the conduit means are provided.

【0020】呼吸用気体を使用に供する供給手段として
は、導管手段、鼻カニューラ、マスク等を具備したもの
があげられる。
The means for supplying the respirable gas for use includes those provided with a conduit means, a nasal cannula, a mask and the like.

【0021】情報検出手段により検出される常法として
は、圧力、酸素濃度、流量、濃縮器内の温度、電流、電
源減圧や内臓コンピュータなどについての異常に関する
もの、必要に応じて測定される酸素濃度や流量、圧力、
温度等に関する情報等があげられる。
The normal methods detected by the information detecting means include those relating to pressure, oxygen concentration, flow rate, temperature in the concentrator, current, power supply decompression, abnormalities in the built-in computer, etc., and oxygen measured as necessary. Concentration, flow rate, pressure,
Information on temperature and the like can be given.

【0022】図2は、本発明の酸素濃縮気体供給装置に
適用し得る圧力変動吸着型酸素濃縮手段の具体例を示し
たものである。
FIG. 2 shows a specific example of a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrating means applicable to the oxygen condensed gas supply device of the present invention.

【0023】即ち原料空気Aがソレノイド式4方切替弁
44の流路61を通り圧縮機43により圧縮された後、
切替弁44の流路62を通り吸着床41に供給される。
この吸着床41で窒素が吸着されて酸素濃度が例えば9
0体積%異常の酸素富化気体が電磁弁45を通り貯留タ
ンク42に流入する。さらに貯留タンクから電磁弁4
6、減圧弁47を経て除菌フィルター49を通り流量調
節器51を経た後、酸素富化気体として使用に供され
る。また吸着床41を脱着する工程では、電磁弁45を
閉じて、切替弁44を切り替えて、吸着床41の中の酸
素富化気体等を流路63を通して圧縮機を減圧手段とし
て用いて切替弁44の流路64からBとして放出する。
このように切替弁44と電磁弁45を調節することによ
って圧力変動方吸着分離を行なうものである。なお圧縮
機及びそれに付随した電導機をファン(図示せず)によ
る大気流れで冷却する。またCなる酸素富化気体は、通
常は水中バブリング方式の加湿器を通して加湿された
後、鼻カニューラ等の酸素濃縮気体供給手段により使用
者の鼻腔等に供給される。
That is, after the raw air A is compressed by the compressor 43 through the flow path 61 of the solenoid type four-way switching valve 44,
The gas is supplied to the adsorption bed 41 through the flow path 62 of the switching valve 44.
Nitrogen is adsorbed by the adsorption bed 41 and the oxygen concentration becomes 9
The oxygen-enriched gas having an abnormal volume of 0% by volume flows into the storage tank 42 through the solenoid valve 45. In addition, from the storage tank to the solenoid valve 4
6. After passing through the pressure reducing valve 47, passing through the sterilization filter 49, and passing through the flow controller 51, it is used as an oxygen-enriched gas. In the step of desorbing the adsorbent bed 41, the electromagnetic valve 45 is closed and the switching valve 44 is switched to allow the oxygen-enriched gas or the like in the adsorbent bed 41 to pass through the flow path 63 using a compressor as a depressurizing means. It is released as B from the flow path 64 of 44.
By adjusting the switching valve 44 and the solenoid valve 45 in this manner, the pressure fluctuation direction adsorption separation is performed. In addition, the compressor and the electric conductor attached thereto are cooled by the air flow by a fan (not shown). The oxygen-enriched gas C is usually humidified through an underwater bubbling humidifier, and then supplied to a user's nasal cavity or the like by an oxygen-enriched gas supply means such as a nasal cannula.

【0024】図2における52が吸着床用圧力センサー
であり、ここに高圧側加圧センサーと低圧側加圧センサ
ーが具備されている。また図2の53が吸着等の使用に
供する酸素濃縮気体用の圧力センサーであり、54がか
かる酸素濃縮気体用の酸素濃度センサーを示す。
In FIG. 2, reference numeral 52 denotes a pressure sensor for the adsorption bed, which is provided with a high pressure side pressure sensor and a low pressure side pressure sensor. Further, 53 in FIG. 2 is a pressure sensor for oxygen-enriched gas used for adsorption or the like, and 54 is an oxygen concentration sensor for such oxygen-enriched gas.

【0025】本発明の酸素濃縮気体供給装置は、運転に
関する検出情報が正常か否かの判定手段を有することを
特徴としており、そのより好ましい判定手段として予報
動作点を用いたものがあげられる。以下にかかる予報動
作点について詳細に説明する。
The oxygen-enriched gas supply apparatus of the present invention is characterized in that it has means for determining whether or not the detection information regarding the operation is normal. A more preferable example of the means uses a forecast operating point. Hereinafter, the forecast operation point will be described in detail.

【0026】図2の吸着床の圧力を示す圧力センサー5
2の正常動作状態における変化を図3に示す。図3
(a)が全体の圧力変動パターを示すものであり、図3
(b)がその詳細を示すものである。
Pressure sensor 5 indicating the pressure of the adsorption bed in FIG.
FIG. 3 shows a change in the normal operation state of No. 2. FIG.
(A) shows the whole pressure fluctuation pattern, and FIG.
(B) shows the details.

【0027】このように正常動作状態における吸着床の
最高到達圧力は、吸着動作から、脱着動作への切替え直
前であるが以下の理由により、毎回安定した一定圧力を
繰返す。
As described above, the maximum pressure of the adsorbent bed in the normal operation state is immediately before switching from the adsorption operation to the desorption operation, but is repeatedly stabilized at a constant pressure every time for the following reason.

【0028】すなわち、(i) 吸着床の容量及び吸着
床内に充填された吸着材の量、(ii) 吸着剤の性能、
(iii )コンプレッサにより供給されるガス量(空気
量)、(iv) コンプレッサにより排出されるガス量、
(v) 吸着床からサージタンクに取出される生成ガス
量、(vi) これらの動作を繰返す運転タイムサイクル
(吸着の時間及び脱着の時間)はすべて一定である。従
って酸素濃縮装置が正常に作動している限り、吸着床内
の圧力(圧力センサー52での検出圧力)は、図3
(a)に1例を示す通り常に一定の圧力変化を繰返して
いる。すなわち、吸着床の最高到達圧力も毎回同じ値を
示す。
That is, (i) the capacity of the adsorbent bed and the amount of the adsorbent filled in the adsorbent bed, (ii) the performance of the adsorbent,
(Iii) gas volume (air volume) supplied by the compressor, (iv) gas volume discharged by the compressor,
(V) The amount of generated gas taken out from the adsorption bed to the surge tank, (vi) The operation time cycle (time for adsorption and time for desorption) which repeats these operations is all constant. Therefore, as long as the oxygen concentrator operates normally, the pressure in the adsorbent bed (the pressure detected by the pressure sensor 52) is as shown in FIG.
(A) shows a constant change in pressure as shown in one example. That is, the maximum pressure of the adsorption bed also shows the same value every time.

【0029】正常時常には通常一定の圧力変化を繰返し
ている圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、酸素濃度
低下となる原因の1例としては、吸着剤の吸脱着性能劣
化がある。
One example of the cause of a decrease in oxygen concentration in a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator that normally repeats a constant pressure change in normal times is deterioration in adsorption / desorption performance of an adsorbent.

【0030】すなわち、正常な吸着動作においては、吸
着剤は供給された空気中のN2 を吸着する際、大幅な体
積変化を行なう。その変化はあたかも気体N2 が液化す
るごとく縮小される。
That is, in a normal adsorption operation, the adsorbent undergoes a large volume change when adsorbing N 2 in the supplied air. The change is though reduced as the gas N 2 is liquefied.

【0031】しかし吸着性能が劣化すると、その体積縮
小率は悪化し、吸着床内には吸着されないN2 が、気体
のまま残ることになる。そうすると吸着動作の終り(脱
着に切替る直前)の吸着床内圧力(P1)は正常時に較
べて上昇したり、吸着床内から生成ガス用サージタンク
内に吸着されなかったN2 ガスが流入し、生成ガス中の
酸素濃度低下の原因となる。但し、吸着床内の吸着剤は
最低必要量に加え多少劣化が生じても対応し得るように
余分に充填されており、ただちに生成ガスタンク内の酸
素濃度低下には至らないが、吸着床内圧力の上昇は起
る。
However, when the adsorption performance is deteriorated, the volume reduction ratio is deteriorated, and N 2 not adsorbed in the adsorption bed remains as a gas. Then the adsorbent bed within the pressure at the end of adsorption operation (toggle its immediately preceding desorption) (P1) is increased or, N 2 gas flows that were not adsorbed to the product gas surge tank from the adsorbent bed as compared to the normal This causes a decrease in the oxygen concentration in the produced gas. However, the adsorbent in the adsorbent bed is extra-filled so that it can cope with some deterioration in addition to the minimum required amount, and the oxygen concentration in the product gas tank does not immediately decrease. Rises.

【0032】従って、吸着床内圧力の上昇を観測すれば
生成ガス濃度低下を事前に予知することが可能となる。
この場合は、圧力上昇状況を測定することにより予知す
ることになり、予報圧力の設定値は圧力上限に対し、あ
る程度余裕を見込んで早目に検知できるよう正常値より
高く、異常時に対応した上限値より低い範囲で設定す
る。
Therefore, by observing the rise in the pressure in the adsorption bed, it is possible to predict in advance the decrease in the concentration of the produced gas.
In this case, the prediction is made by measuring the pressure rise situation.The set value of the predicted pressure is higher than the normal value so that the pressure can be detected earlier with some allowance for the pressure upper limit. Set a value lower than the value.

【0033】かくして、本発明における高圧側センサー
を用いた圧力異常の予報が可能になる。
Thus, it is possible to predict a pressure abnormality using the high-pressure sensor according to the present invention.

【0034】ここで上限値とは、(1)装置の保護のた
めの設定と、(2)生成ガス用サージタンクにN2 ガス
の流入が始まる圧力すなわち生成ガス中の酸素濃度低下
が許容値下限となる圧力、の双方を考慮して決められ
る。なお、上限圧力値に達すると、装置を緊急停止さ
せ、異常警報(ランプ及びブザー等を使用)を発し、同
時に通信手段により通報する。
Here, the upper limit value is defined as (1) a setting for protecting the apparatus, and (2) a pressure at which N 2 gas starts flowing into the generated gas surge tank, that is, a decrease in the oxygen concentration in the generated gas is an allowable value. It is determined in consideration of both the lower limit pressure. When the pressure reaches the upper limit pressure value, the device is stopped urgently, an abnormal alarm (using a lamp, a buzzer, or the like) is issued, and at the same time, notification is made by the communication means.

【0035】ここで予報値とは、上記、上限値(異常
値)に達する以前に、余裕を持って対策が取れるように
考慮して設定する。
Here, the forecast value is set in consideration of taking a measure with a margin before reaching the upper limit value (abnormal value).

【0036】また、本発明における低圧側センサーを用
いた圧力低下検知による予報について、以下の具体例が
あげられる。すなわち、吸着床への送風空気量が何らか
の原因で低下した場合、異常状態に至る前に予知しよう
とするものである。
Further, the following specific examples are given for the prediction by detecting the pressure drop using the low pressure side sensor in the present invention. That is, when the amount of air blown to the adsorption bed is reduced for some reason, it is intended to make a prediction before reaching an abnormal state.

【0037】前記正常状態での説明において、例えばコ
ンプレッサーの送風能力が低下した場合を想定すると、
吸着床への空気送風量が低下することにより生成ガスの
量が低下する。しかし、消費ガス量(製品ガス流量)と
して系外に取出す酸素ガス量に比べ生成ガス量が多い場
合は、正常値に比べ吸着動作の終り(脱着に切替る直
前)の吸着床内圧力(図2中のセンサー52により検出
された圧力)は低下するが、運転を継続することが可能
である。
In the description of the normal state, for example, assuming that the blowing capacity of the compressor is reduced,
As the amount of air blown to the adsorption bed decreases, the amount of generated gas decreases. However, when the generated gas amount is larger than the oxygen gas amount taken out of the system as the consumed gas amount (product gas flow rate), the pressure in the adsorption bed at the end of the adsorption operation (immediately before switching to desorption) compared to the normal value (Fig. 2), but the operation can be continued.

【0038】次にさらにコンプレッサーの送風量の低下
が進むと、生成ガスの量の低下も進み、やがて消費ガス
量(製品ガス流量)として系外に取出す。酸素ガス量に
比べて生成ガス量が少なくなると製品ガス圧力(図2中
の53の圧力センサーにより検知)が低下する。
Next, when the amount of air blown by the compressor further decreases, the amount of generated gas also decreases, and is eventually taken out of the system as a consumed gas amount (product gas flow rate). When the generated gas amount is smaller than the oxygen gas amount, the product gas pressure (detected by the pressure sensor 53 in FIG. 2) decreases.

【0039】この場合は装置を緊急停止させ、異常警報
(ランプ及びブザー)を発し、同時に通信制御装置を介
することにより通報する。このような状態となる場合を
吸着床圧力の低下限界値とすると、圧力低下予報値の設
定は、正常値より低く低下限界値に達し、ある程度余裕
を見込んで設定すれば良いことになる。
In this case, the apparatus is brought to an emergency stop, an abnormal alarm (a lamp and a buzzer) is issued, and at the same time, notification is made via the communication control unit. Assuming that such a state is the lower limit value of the adsorption bed pressure, the predicted pressure drop value is set lower than the normal value, reaches the lower limit value, and may be set with some allowance.

【0040】このように高圧側圧力センサーによる予報
の場合には脱着への切り替え直前の圧力検出を行ない、
低圧側圧力センサーによる予報の場合には吸着への切り
替え直前に圧力検出を行なうように制御手段により制御
することが望ましい。
As described above, in the case of the forecast by the high pressure side pressure sensor, the pressure is detected immediately before switching to the desorption,
In the case of the forecast by the low pressure side pressure sensor, it is desirable to control the control means so as to detect the pressure immediately before switching to the adsorption.

【0041】また本発明における酸素濃度センサーを検
出手段とした場合の酸素濃度低下による予報例につい
て、以下に説明する。
A description will be given below of a prediction example based on a decrease in the oxygen concentration when the oxygen concentration sensor according to the present invention is used as the detecting means.

【0042】前述の吸着材劣化とコンプレッサー能力低
下の両者が同時に発生した場合に対応する異常の予知方
法である。すなわち、吸着材劣化により、吸着床圧力上
昇が起るべき時に、コンプレッサー劣化による送風能力
の低下があった場合、見かけ上の吸着床圧力は正常値を
示していないから、生成ガスの酸素濃度低下に至る。こ
のような場合圧力監視のみでは検知できない。従って図
2に示す如く、製品ガス出口近くに酸素センサー54を
取り付けて酸素濃度を検出するのがよい。
This is a method for predicting an abnormality corresponding to a case where both the above-described deterioration of the adsorbent and a decrease in the compressor capacity occur simultaneously. In other words, when the adsorbent deterioration causes the adsorbent bed pressure to rise and the blower capacity decreases due to the compressor deterioration, the apparent adsorbent bed pressure does not show a normal value. Leads to. In such a case, it cannot be detected only by monitoring the pressure. Therefore, as shown in FIG. 2, an oxygen sensor 54 is preferably provided near the product gas outlet to detect the oxygen concentration.

【0043】また本発明のシステムにおける中央情報処
理装置は、通信制御装置から送信されるデジタル情報を
モデム受信する第四通信手段を具備したものである。
Further, the central information processing device in the system of the present invention has a fourth communication means for receiving digital information transmitted from the communication control device by modem.

【0044】即ち図1に示す如く、中央情報処理装置5
は、第四通信手段であるモデムに加えて、情報処理コン
ピュータとして、通信処理部とデータ処理部の2台のコ
ンピュータより構成されている。通信処理部は、各患者
宅から送られてくる周期通信に加え、緊急の警報通信に
備えている場合には、4時間の運転体制をとることが容
易になる。なお、無停電電源装置により電源をバックア
ップするなど万一の状態にも備えていることが望まし
い。データ処理部は、記録されたデータに基づいて、呼
吸用気体供給装置の履歴管理や患者使用状況に関する情
報の処理を行うものである。
That is, as shown in FIG.
Is composed of two computers, a communication processing unit and a data processing unit, as an information processing computer in addition to a modem as a fourth communication unit. If the communication processing unit is prepared for emergency alert communication in addition to the periodic communication sent from each patient's home, it becomes easy to take a four-hour operation system. In addition, it is desirable to prepare for an emergency such as backing up the power by an uninterruptible power supply. The data processing unit is for performing history management of the respiratory gas supply device and processing of information relating to the patient's use status based on the recorded data.

【0045】かかる中央情報処理装置5と通信制御装置
3との間の通信は、電話回線4によることが望ましく、
特に公衆電話回線を用いることが実用上便利である。公
衆電話回線を用いた場合には、通信制御装置として、送
信先の電話番号や送信スケジュール等を記憶する記憶手
段を具備し、さらに電話回線との接続手段を備え、それ
に接続された電話機から利用されていない時においての
み送信できるようにするための送信コントロール手段を
具備したネットワーク制御機能を備えたものが実用上有
利に用いられる。
The communication between the central information processing device 5 and the communication control device 3 is preferably performed by the telephone line 4.
In particular, it is practically convenient to use a public telephone line. When a public telephone line is used, the communication control device includes a storage unit for storing a telephone number of a destination, a transmission schedule, and the like, and further includes a connection unit with a telephone line, and is used from a telephone connected thereto. A device having a network control function including a transmission control means for enabling transmission only when the transmission is not performed is practically advantageously used.

【0046】また本発明のシステムとして酸素濃縮気体
供給装置と通信制御装置を組み合わせた複数の組が、各
々電話回線を介して1個の中央情報処理装置に接続され
たものがあげられる。かくして多数の呼吸用気体供給装
置を、コンピュータ手段を組み込んだセンター機器なる
1台の中央情報処理装置に、電話回線を介して接続せし
めることができ、個々の装置の運転状態の異常(予報も
含む)等をも集中的に把握することが容易にできる。な
お、複数の呼吸用気体供給装置を1個の通信制御装置と
組み合わせて1組の組としてもよい。
As the system of the present invention, there is a system in which a plurality of sets in which an oxygen-enriched gas supply device and a communication control device are combined are connected to one central information processing device via a telephone line. Thus, a large number of respiratory gas supply devices can be connected via a telephone line to one central information processing device, which is a central device incorporating computer means, and the operation status of each device is abnormal (including a forecast). ) Etc. can be easily grasped intensively. Note that a plurality of respiratory gas supply devices may be combined with one communication control device to form one set.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の酸素濃縮気体供給システムによ
れば、遠隔監視により、装置の異常の把握、特にその予
知を可能にして、装置の信頼性向上と共に、保守負担の
軽減を図ることが可能になり、また、患者や医師にオン
ライン監視という安心感を与えるという優れた効果が期
待できる。
According to the oxygen-enriched gas supply system of the present invention, it is possible to grasp the abnormality of the apparatus by remote monitoring, and particularly to predict the abnormality, thereby improving the reliability of the apparatus and reducing the maintenance burden. It is also possible to expect the excellent effect of giving patients and doctors the security of online monitoring.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の酸素濃縮気体供給システムの好ましい
具体例の概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram of a preferred embodiment of the oxygen-enriched gas supply system of the present invention.

【図2】本発明の酸素濃縮気体供給装置に適用し得る酸
素濃縮手段の具体例の模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram of a specific example of an oxygen concentrating unit applicable to the oxygen-concentrated gas supply device of the present invention.

【図3】圧力変動吸着型酸素濃縮手段における吸着床内
の圧力変動の概略パターン(a)及び詳細パターン
(b)の例示。
FIG. 3 shows an example of a schematic pattern (a) and a detailed pattern (b) of pressure fluctuation in an adsorption bed in a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrating means.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (i)酸素又は窒素を選択的に吸着し得
る吸着剤を充填した少なくとも1個の吸着床を備えた圧
力変動吸着型酸素濃縮手段と、酸素濃縮気体を使用に供
するための酸素濃縮気体供給手段と、圧力変動吸着操作
における高圧側圧力センサー及び/又は低圧側圧力セン
サーを具備し、検知結果を必要に応じてデジタル情報に
変換するための情報検出手段と、検出された情報から圧
力異常の予報をするための判定手段と、その判定結果を
送信するための第一通信手段とを具備した酸素濃縮気体
供給装置と、(ii)該酸素濃縮気体供給装置から送信さ
れる該判定結果を受信するための第二通信手段と、第二
通信手段から受信された該判定結果を記憶するための記
憶手段と、電話回線を用いて該判定結果をモデム送信す
るための第三通信手段と、必要に応じて第三通信手段を
介して、記憶された該判定結果を送信する通信制御手段
とを具備した通信制御装置と、(iii) 該通信制御装置
から送信される該判定結果をモデム受信する第四通信手
段を具備した中央情報処理装置とを有した酸素濃縮気体
供給システムであって、該酸素濃縮手段における吸着床
の脱着への切り替え直前に該高圧側圧力センサーが作動
し、該吸着床の吸着への切り替え直前に該低圧側圧力セ
ンサーが作動するようにするための制御手段を具備した
ものであることを特徴とする酸素濃縮気体供給システ
ム。
1. A pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrating means having at least one adsorption bed filled with an adsorbent capable of selectively adsorbing oxygen or nitrogen, and an oxygen enriched gas for use. Oxygen-enriched gas supply means and pressure fluctuation adsorption operation
High pressure side pressure sensor and / or low pressure side pressure sensor
Comprising a service and information detecting means for converting the digital information as necessary detection result, pressure from the detected information
An oxygen-enriched gas supply device including a determination unit for predicting a force abnormality and a first communication unit for transmitting the determination result; and (ii) the determination transmitted from the oxygen-enriched gas supply device. Second communication means for receiving the result, storage means for storing the determination result received from the second communication means, and third communication means for transmitting the determination result by modem using a telephone line And a communication control means for transmitting the stored determination result via a third communication means as necessary; and (iii) transmitting the determination result transmitted from the communication control apparatus. Oxygen-enriched gas having a central information processing device having a fourth communication means for receiving a modem
A feed system, wherein the adsorbent bed in the oxygen concentrating means is provided.
The high-pressure side pressure sensor operates immediately before switching to desorption
Immediately before switching the adsorption bed to adsorption, the low pressure side pressure cell
Equipped with control means for operating the sensor
Oxygen enriched gas supply system, characterized in that those.
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