JP4100260B2 - 酸素富化機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素富化手段を用いて得られる、いわゆる酸素富化空気を使用者に提供する酸素富化機の運転制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の酸素富化機としては、空気中の酸素を濃縮して酸素富化空気を発生させる装置本体と、これに接続された酸素吐出口とを基本構成とし、例えばマイナスイオン発生手段を備えるなどして色々に展開されてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２３４８３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の発明には、室内空気を吸入するフィルターを備えた吸込み口や酸素濃縮装置から酸素吐出口に酸素富化空気が送られる経路の途中において目詰まりが発生すると、酸素富化空気の供給量が減少するという問題があった。
【０００５】
また、酸素濃縮装置に温度による出力特性があってもその補正をする手段がなく吐出量が変わるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、機外の空気の吸入経路や酸素富化空気の供給経路内で目詰まりが生じた場合に際しても、適量の酸素富化空気を使用者に供給できる酸素富化機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために本発明は、酸素富化空気を発生する酸素富化手段と、前記酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段に空気を送る送風手段と、前記送風手段が吸引した空気が前記酸素富化手段に至るまでの吸気経路と、前記酸素富化空気を吐出させる酸素富化空気排出経路と、機器の運転動作を制御する制御手段と、前記酸素富化空気排出経路内の圧力を検出する、酸素富化空気の状態を検出する状態検出手段としての第２の圧力検出手段とを備え、前記第２の圧力検出手段の検出値に基づいて、前記制御手段が前記吸引手段および／または前記送風手段の消費電力を変更すると共に、前記酸素富化空気排出経路が結露した水滴などで詰まって、前記第２の圧力検出手段が検出する圧力値が所定値以上になったときには、前記制御手段が、前記吸引手段および／または前記送風手段の消費電力を上げて、外気の吸入量を確保するもので、酸素富化空気の状態が変化する条件が生じても、吸引手段および／または送風手段の消費電力を制御して、常に酸素富化空気を使用者に適量供給させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、酸素富化空気を発生する酸素富化手段と、前記酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段に空気を送る送風手段と、前記送風手段が吸引した空気が前記酸素富化手段に至るまでの吸気経路と、前記酸素富化空気を吐出させる酸素富化空気排出経路と、機器の運転動作を制御する制御手段と、前記酸素富化空気排出経路内の圧力を検出する、酸素富化空気の状態を検出する状態検出手段としての第２の圧力検出手段とを備え、前記第２の圧力検出手段の検出値に基づいて、前記制御手段が吸引手段および／または送風手段の消費電力を変更すると共に、前記酸素富化空気排出経路が結露した水滴などで詰まって、前記第２の圧力検出手段が検出する圧力値が所定値以上になったときには、前記制御手段が、前記吸引手段および／または前記送風手段の消費電力を上げて、外気の吸入量を確保するもので、酸素富化空気排出経路が詰まっても、検出圧力に応じて、吸引手段および／または送風手段の能力制御をできるため、酸素富化空気を使用者に適量供給させることができる。
【０００９】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。
【００１０】
図１〜図３において構成を説明する。本体１の内部には、酸素の濃度を高め、いわゆる酸素富化空気を発生する、酸素富化手段２が設けている。ここでは、酸素富化膜ユニット３が設けられ、前記酸素富化膜ユニット３は有機高分子の平膜より構成され、膜を通過する分子の速度の差を利用するもので、空気中の窒素に比べ酸素をよく通すため、比較的高い酸素濃度のいわゆる酸素富化空気が得られる。通常の空気において酸素が占める割合は約２１％（窒素約７９％）であるが、本実施例の酸素富化膜ユニット２を通過後の酸素富化空気においては、酸素が占める割合が約３０％（窒素約７０％）となる。
【００１１】
また、本体１の背面に設けた吸気口７から本体１内に外気を吸引し、酸素富化膜ユニット３に送るとともに、酸素富化膜を通過した空気を除いた外気を、本体１の側面に設けた排気口６から本体１外に排出するためのモーターファン等の送風手段（以下、「ファン」と称す）４を有している。５はポンプ等の吸引手段（以下、「ポンプ」と称す）で、酸素富化膜ユニット３の下方に設けられ、酸素富化膜を通過した後の酸素富化空気を、前記ポンプ５から吐出口部１２に至る（消音パイプ１１を含む）酸素富化空気排出経路１３を介して、本体１の側面に設けられた吐出口部１２に送っている。さらに、酸素富化空気は、吐出口部１２から本体１外に、使用者に酸素富化空気を供給するために送られている。また前記ポンプ５には、酸素富化膜の通過圧損に対抗して酸素富化空気の流量を稼ぐために運転時の圧力が高いベローズポンプが用いられている。また、吸気口７には外気に含まれる塵埃を除去するための吸気フィルター８を設けており、外気は吸気口７から吸気フィルター８を通過後、酸素富化膜ユニット３へ吸気経路９を通って供給される。また、前記消音パイプ１１は本体１内のポンプ５の近傍に略水平に設け、その内部に水滴が溜まりにくくしながら、ポンプ５から出た酸素富化空気の脈動や騒音を低減するものであり、消音パイプ１１の通路断面積は、その前後の通路部の断面積よりも大きくなっている。
【００１２】
また、１４は吸気経路９内の圧力を検出する例えば圧力センサーなどで構成された第１の圧力検出手段であり、１５は酸素富化空気排出経路１３内の圧力を検出する第２の圧力検出手段である。１６は経路内の圧力から空気の流量を判断して酸素富化手段２の出力すなわちファン４やポンプ５の出力を制御する、例えばマイクロコンピュータなどで構成される制御手段である。また、１７は本体１内の温度を検出するサーミスタなどで構成される第１の温度検出手段であり、１８は、酸素富化空気排出経路１３内の温度を検出する第２の温度検出手段である。なお、本実施例においては、本体１内の温度を検出しているが、前記酸素富化膜ユニット３の近傍に設け、前記酸素富化膜ユニット３の周囲の温度を検知するのが望ましい。
【００１３】
また、２０は使用者に対して吸気経路９や酸素富化空気排出経路１３の詰まりや温度などの本体１内の情報を、使用者に報知するＬＥＤなどで構成された表示手段である。
【００１４】
次に上記構成に基づく本実施例の動作について説明する。
【００１５】
運転が開始されると、ファン４及びポンプ５に動作電源が供給される。すると外気は本体１に設けた吸気口７より吸気され、塵埃が除去する吸気フィルター８を介し、さらに吸気経路９を通過して酸素富化膜ユニット３へ入る。この酸素富化膜ユニット３を通る外気は、通過する際に酸素富化された空気となり、酸素富化空気排出経路１３に送られる。
【００１６】
この時、吸気フィルター８が塵埃によって目詰まりすると、外気の吸入量が減少する。同時に吸気経路９内の圧力が上昇するが、第１の圧力検出手段１４が検出する圧力値が所定値以上になると、制御手段１６がファン４やポンプ５の消費電力（吸引能力）を上げて外気の吸入量を確保する。ファン４かポンプ５のどちらか一方でも効果はあるが、両方の消費電力（吸引能力）を上げるのがより望ましい。また、第１の圧力検出手段１４が検出する圧力値が所定値以上なったときには、使用者に吸気経路９の目詰まり情報を表示手段２０によって報知し、使用者に目詰まり状況の改善を促すこともできる。
【００１７】
また、吐出口１２や酸素富化空気排出経路１３が高湿度で結露した水滴などで詰まった場合には、第２の圧力検出手段１５が検出する圧力値が所定値以上になるため、前記第２の圧力検出手段１５が検出する圧力値が所定値以上になったときには、制御手段１６がファン４やポンプ５の消費電力（吸引能力）を上げて外気の吸入量を確保する。これも、ファン４かポンプ５のどちらか一方でも効果はあるが、両方の消費電力（吸引能力）を上げるのがより望ましい。また、第２の圧力検出手段１５が検出する圧力値が所定値以上なったときには、使用者に酸素富化空気排出経路１３の目詰まり情報を表示手段２０によって報知し、使用者に目詰まり状況の改善を促すこともできる。
【００１８】
また、酸素富化膜ユニット３は、温度によって出力特性が異なる。いわゆる、温度が上昇すると、酸素富化膜ユニット３通過後の空気の酸素濃度が低下する特性を有している。
【００１９】
そこで、第１の温度検出手段１７によって本体１内または酸素富化膜ユニット３の温度を検出し、前記第１の温度検出手段１７が検出する検出温度が所定値以上になると、制御手段１６がファン４やポンプ５の消費電力（吸引能力）を上げて酸素富化空気の濃度を上昇させる。ファン４かポンプ５のどちらか一方でも効果はあるが、両方の消費電力（吸引能力）を上げるのがより望ましい。酸素富化手段２の出力すなわちファン４及びポンプ５の出力を制御することで、温度特性による変化を抑えることができる。
【００２０】
また、第２の温度検出手段１８によって酸素富化空気排出経路１３内の温度を検出し、前記第２の温度検出手段１８が検出する検出温度が所定値以上になると、制御手段１６がファン４やポンプ５の消費電力（吸引能力）を上げて酸素富化空気の濃度を上昇させる。ファン４かポンプ５のどちらか一方でも効果はあるが、両方の消費電力（吸引能力）を上げるのがより望ましい。酸素富化手段２の出力すなわちファン４及びポンプ５の出力を制御することで、温度特性による変化を抑えることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、酸素富化空気の供給経路内で目詰まりが生じた場合に際しても、適量の酸素富化空気を使用者に供給できる酸素富化機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例における酸素富化機のシステムブロック図
【図２】 同酸素富化機の側断面図
【図３】 同酸素富化機の上方断面図
【符号の説明】
１ 本体
２ 酸素富化手段
４ ファン（送風手段）
５ ポンプ（吸引手段）
９ 吸気経路
１３ 酸素富化空気排出経路
１４ 第１の圧力検出手段
１５ 第２の圧力検出手段
１６ 制御手段
１７ 第１の温度検出手段
１８ 第２の温度検出手段
２０ 表示手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素富化手段を用いて得られる、いわゆる酸素富化空気を使用者に提供する酸素富化機の運転制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の酸素富化機としては、空気中の酸素を濃縮して酸素富化空気を発生させる装置本体と、これに接続された酸素吐出口とを基本構成とし、例えばマイナスイオン発生手段を備えるなどして色々に展開されてきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２３４８３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の発明には、室内空気を吸入するフィルターを備えた吸込み口や酸素濃縮装置から酸素吐出口に酸素富化空気が送られる経路の途中において目詰まりが発生すると、酸素富化空気の供給量が減少するという問題があった。
【０００５】
また、酸素濃縮装置に温度による出力特性があってもその補正をする手段がなく吐出量が変わるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、機外の空気の吸入経路や酸素富化空気の供給経路内で目詰まりが生じた場合に際しても、適量の酸素富化空気を使用者に供給できる酸素富化機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために本発明は、酸素富化空気を発生する酸素富化手段と、前記酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段に空気を送る送風手段と、前記送風手段が吸引した空気が前記酸素富化手段に至るまでの吸気経路と、前記酸素富化空気を吐出させる酸素富化空気排出経路と、機器の運転動作を制御する制御手段と、前記酸素富化空気排出経路内の圧力を検出する、酸素富化空気の状態を検出する状態検出手段としての第２の圧力検出手段とを備え、前記第２の圧力検出手段の検出値に基づいて、前記制御手段が前記吸引手段および／または前記送風手段の消費電力を変更すると共に、前記酸素富化空気排出経路が結露した水滴などで詰まって、前記第２の圧力検出手段が検出する圧力値が所定値以上になったときには、前記制御手段が、前記吸引手段および／または前記送風手段の消費電力を上げて、外気の吸入量を確保するもので、酸素富化空気の状態が変化する条件が生じても、吸引手段および／または送風手段の消費電力を制御して、常に酸素富化空気を使用者に適量供給させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、酸素富化空気を発生する酸素富化手段と、前記酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段に空気を送る送風手段と、前記送風手段が吸引した空気が前記酸素富化手段に至るまでの吸気経路と、前記酸素富化空気を吐出させる酸素富化空気排出経路と、機器の運転動作を制御する制御手段と、前記酸素富化空気排出経路内の圧力を検出する、酸素富化空気の状態を検出する状態検出手段としての第２の圧力検出手段とを備え、前記第２の圧力検出手段の検出値に基づいて、前記制御手段が吸引手段および／または送風手段の消費電力を変更すると共に、前記酸素富化空気排出経路が結露した水滴などで詰まって、前記第２の圧力検出手段が検出する圧力値が所定値以上になったときには、前記制御手段が、前記吸引手段および／または前記送風手段の消費電力を上げて、外気の吸入量を確保するもので、酸素富化空気排出経路が詰まっても、検出圧力に応じて、吸引手段および／または送風手段の能力制御をできるため、酸素富化空気を使用者に適量供給させることができる。
【０００９】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。
【００１０】
図１〜図３において構成を説明する。本体１の内部には、酸素の濃度を高め、いわゆる酸素富化空気を発生する、酸素富化手段２が設けている。ここでは、酸素富化膜ユニット３が設けられ、前記酸素富化膜ユニット３は有機高分子の平膜より構成され、膜を通過する分子の速度の差を利用するもので、空気中の窒素に比べ酸素をよく通すため、比較的高い酸素濃度のいわゆる酸素富化空気が得られる。通常の空気において酸素が占める割合は約２１％（窒素約７９％）であるが、本実施例の酸素富化膜ユニット２を通過後の酸素富化空気においては、酸素が占める割合が約３０％（窒素約７０％）となる。
【００１１】
また、本体１の背面に設けた吸気口７から本体１内に外気を吸引し、酸素富化膜ユニット３に送るとともに、酸素富化膜を通過した空気を除いた外気を、本体１の側面に設けた排気口６から本体１外に排出するためのモーターファン等の送風手段（以下、「ファン」と称す）４を有している。５はポンプ等の吸引手段（以下、「ポンプ」と称す）で、酸素富化膜ユニット３の下方に設けられ、酸素富化膜を通過した後の酸素富化空気を、前記ポンプ５から吐出口部１２に至る（消音パイプ１１を含む）酸素富化空気排出経路１３を介して、本体１の側面に設けられた吐出口部１２に送っている。さらに、酸素富化空気は、吐出口部１２から本体１外に、使用者に酸素富化空気を供給するために送られている。また前記ポンプ５には、酸素富化膜の通過圧損に対抗して酸素富化空気の流量を稼ぐために運転時の圧力が高いベローズポンプが用いられている。また、吸気口７には外気に含まれる塵埃を除去するための吸気フィルター８を設けており、外気は吸気口７から吸気フィルター８を通過後、酸素富化膜ユニット３へ吸気経路９を通って供給される。また、前記消音パイプ１１は本体１内のポンプ５の近傍に略水平に設け、その内部に水滴が溜まりにくくしながら、ポンプ５から出た酸素富化空気の脈動や騒音を低減するものであり、消音パイプ１１の通路断面積は、その前後の通路部の断面積よりも大きくなっている。
【００１２】
また、１４は吸気経路９内の圧力を検出する例えば圧力センサーなどで構成された第１の圧力検出手段であり、１５は酸素富化空気排出経路１３内の圧力を検出する第２の圧力検出手段である。１６は経路内の圧力から空気の流量を判断して酸素富化手段２の出力すなわちファン４やポンプ５の出力を制御する、例えばマイクロコンピュータなどで構成される制御手段である。また、１７は本体１内の温度を検出するサーミスタなどで構成される第１の温度検出手段であり、１８は、酸素富化空気排出経路１３内の温度を検出する第２の温度検出手段である。なお、本実施例においては、本体１内の温度を検出しているが、前記酸素富化膜ユニット３の近傍に設け、前記酸素富化膜ユニット３の周囲の温度を検知するのが望ましい。
【００１３】
また、２０は使用者に対して吸気経路９や酸素富化空気排出経路１３の詰まりや温度などの本体１内の情報を、使用者に報知するＬＥＤなどで構成された表示手段である。
【００１４】
次に上記構成に基づく本実施例の動作について説明する。
【００１５】
運転が開始されると、ファン４及びポンプ５に動作電源が供給される。すると外気は本体１に設けた吸気口７より吸気され、塵埃が除去する吸気フィルター８を介し、さらに吸気経路９を通過して酸素富化膜ユニット３へ入る。この酸素富化膜ユニット３を通る外気は、通過する際に酸素富化された空気となり、酸素富化空気排出経路１３に送られる。
【００１６】
この時、吸気フィルター８が塵埃によって目詰まりすると、外気の吸入量が減少する。同時に吸気経路９内の圧力が上昇するが、第１の圧力検出手段１４が検出する圧力値が所定値以上になると、制御手段１６がファン４やポンプ５の消費電力（吸引能力）を上げて外気の吸入量を確保する。ファン４かポンプ５のどちらか一方でも効果はあるが、両方の消費電力（吸引能力）を上げるのがより望ましい。また、第１の圧力検出手段１４が検出する圧力値が所定値以上なったときには、使用者に吸気経路９の目詰まり情報を表示手段２０によって報知し、使用者に目詰まり状況の改善を促すこともできる。
【００１７】
また、吐出口１２や酸素富化空気排出経路１３が高湿度で結露した水滴などで詰まった場合には、第２の圧力検出手段１５が検出する圧力値が所定値以上になるため、前記第２の圧力検出手段１５が検出する圧力値が所定値以上になったときには、制御手段１６がファン４やポンプ５の消費電力（吸引能力）を上げて外気の吸入量を確保する。これも、ファン４かポンプ５のどちらか一方でも効果はあるが、両方の消費電力（吸引能力）を上げるのがより望ましい。また、第２の圧力検出手段１５が検出する圧力値が所定値以上なったときには、使用者に酸素富化空気排出経路１３の目詰まり情報を表示手段２０によって報知し、使用者に目詰まり状況の改善を促すこともできる。
【００１８】
また、酸素富化膜ユニット３は、温度によって出力特性が異なる。いわゆる、温度が上昇すると、酸素富化膜ユニット３通過後の空気の酸素濃度が低下する特性を有している。
【００１９】
そこで、第１の温度検出手段１７によって本体１内または酸素富化膜ユニット３の温度を検出し、前記第１の温度検出手段１７が検出する検出温度が所定値以上になると、制御手段１６がファン４やポンプ５の消費電力（吸引能力）を上げて酸素富化空気の濃度を上昇させる。ファン４かポンプ５のどちらか一方でも効果はあるが、両方の消費電力（吸引能力）を上げるのがより望ましい。酸素富化手段２の出力すなわちファン４及びポンプ５の出力を制御することで、温度特性による変化を抑えることができる。
【００２０】
また、第２の温度検出手段１８によって酸素富化空気排出経路１３内の温度を検出し、前記第２の温度検出手段１８が検出する検出温度が所定値以上になると、制御手段１６がファン４やポンプ５の消費電力（吸引能力）を上げて酸素富化空気の濃度を上昇させる。ファン４かポンプ５のどちらか一方でも効果はあるが、両方の消費電力（吸引能力）を上げるのがより望ましい。酸素富化手段２の出力すなわちファン４及びポンプ５の出力を制御することで、温度特性による変化を抑えることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、酸素富化空気の供給経路内で目詰まりが生じた場合に際しても、適量の酸素富化空気を使用者に供給できる酸素富化機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例における酸素富化機のシステムブロック図
【図２】 同酸素富化機の側断面図
【図３】 同酸素富化機の上方断面図
【符号の説明】
１ 本体
２ 酸素富化手段
４ ファン（送風手段）
５ ポンプ（吸引手段）
９ 吸気経路
１３ 酸素富化空気排出経路
１４ 第１の圧力検出手段
１５ 第２の圧力検出手段
１６ 制御手段
１７ 第１の温度検出手段
１８ 第２の温度検出手段
２０ 表示手段
Claims (1)
- 酸素富化空気を発生する酸素富化手段と、前記酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段に空気を送る送風手段と、前記送風手段が吸引した空気が前記酸素富化手段に至るまでの吸気経路と、前記酸素富化空気を吐出させる酸素富化空気排出経路と、機器の運転動作を制御する制御手段と、前記酸素富化空気排出経路内の圧力を検出する、酸素富化空気の状態を検出する状態検出手段としての第２の圧力検出手段とを備え、前記第２の圧力検出手段の検出値に基づいて、前記制御手段が吸引手段および／または送風手段の消費電力を変更すると共に、前記酸素富化空気排出経路が結露した水滴などで詰まって、前記第２の圧力検出手段が検出する圧力値が所定値以上になったときには、前記制御手段が、前記吸引手段および／または前記送風手段の消費電力を上げて、外気の吸入量を確保する酸素富化機。
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