JP4257256B2 - Oxygen concentrator - Google Patents

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Description

本発明は、酸素より窒素を優先的に吸着する吸着剤を用い、圧力変動吸着法により高濃度の酸素を患者等に供給する酸素濃縮器に関するものである。   The present invention relates to an oxygen concentrator that uses an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen and supplies a high concentration of oxygen to a patient or the like by a pressure fluctuation adsorption method.

従来より、高濃度の酸素を患者等に供給することができる装置として、医療用の酸素濃縮器が在宅酸素療法などに使用されている。
この種の酸素濃縮器として、例えば酸素より窒素を優先的に吸着する吸着剤を、複数(例えば2個)の吸着筒に充填した吸着型酸素濃縮器が知られており、なかでも酸素供給手段としてコンプレッサを用いた圧力変動吸着型の酸素濃縮器が、在宅酸素療法の装置として用いられている。
Conventionally, a medical oxygen concentrator has been used for home oxygen therapy and the like as a device capable of supplying high concentration oxygen to a patient or the like.
As this type of oxygen concentrator, for example, an adsorption type oxygen concentrator in which an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen is filled in a plurality of (for example, two) adsorption cylinders is known. As a home oxygen therapy device, a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator using a compressor is used.

前記圧力変動吸着型酸素濃縮器においては、一般には、空気供給手段によって吸着筒に空気を供給して筒内を加圧状態にすることにより、空気中の窒素を吸着剤に吸着させ、酸素を濃縮して取り出す吸着行程と、吸着筒を大気開放して減圧することにより、吸着剤から吸着窒素を脱離させて吸着剤を再生する再生行程(排気行程)とを、交互又は順次繰り返し、連続的に酸素濃縮ガスを生成している。   In the pressure fluctuation adsorption oxygen concentrator, in general, air is supplied to the adsorption cylinder by an air supply means to make the inside of the cylinder pressurized, thereby adsorbing nitrogen in the air to the adsorbent and oxygen. The adsorption process, which is concentrated and taken out, and the regeneration process (exhaust process) in which the adsorption cylinder is desorbed by releasing the adsorption cylinder to the atmosphere and reducing the pressure, are repeated alternately or sequentially. Oxygen-enriched gas is generated.

更に、近年では、より高濃度の酸素を効率良く得るために、吸着筒を大気開放して減圧することにより、吸着窒素を脱離させるとともに、サージタンクに溜められた製品ガス(酸素濃縮ガス)の一部を用いて、吸着筒内をパージして吸着剤を再生したり(特許文献1参照)、空気圧縮手段を逆に用いて、吸着筒内が負圧になるまで排気を行うことにより、吸着窒素を脱離させて吸着剤を再生させる方法が行われていた(特許文献2参照)。
特開2003−180837号公報 (第2頁、図1) 特開平7−155526号公報 (第2頁、図1)
Further, in recent years, in order to efficiently obtain higher concentration of oxygen, the adsorption cylinder is opened to the atmosphere and depressurized to desorb the adsorbed nitrogen, and the product gas stored in the surge tank (oxygen enriched gas) By purging the inside of the adsorption cylinder to regenerate the adsorbent (see Patent Document 1), or by using the air compression means and exhausting until the inside of the adsorption cylinder becomes negative pressure A method of regenerating the adsorbent by desorbing the adsorbed nitrogen has been performed (see Patent Document 2).
JP 2003-180837 A (2nd page, FIG. 1) Japanese Patent Laid-Open No. 7-155526 (2nd page, FIG. 1)

ところが、医療用酸素濃縮器は、患者の治療に用いられることから、長期的な安全性や安定性が要求されるので、一層の改善が求められている。
つまり、酸素濃縮器には、吸着剤として、5A型や13X型ゼオライト或いはLi置換X型ゼオライトなどの親水性の吸着剤が用いられることが多いが、これらは、長期的な使用により大気中の水分を吸着し窒素の吸着性能が徐々に衰え、酸素濃度が低下することが知られている。
However, since the medical oxygen concentrator is used for treatment of patients, long-term safety and stability are required, and therefore further improvement is required.
That is, in the oxygen concentrator, hydrophilic adsorbents such as 5A-type, 13X-type zeolite, or Li-substituted X-type zeolite are often used as adsorbents. It is known that moisture adsorbs and nitrogen adsorption performance gradually declines and oxygen concentration decreases.

この酸素濃度低下を防ぐために、圧縮空気中の水分をドレン化し除去する方法や、吸着筒の酸素供給側に酸素濃縮用吸着剤とは別にシリカゲルや活性アルミナ等の吸着剤を配置する方法が知られている。   In order to prevent this decrease in oxygen concentration, there are known methods for draining and removing moisture in compressed air, and methods for arranging an adsorbent such as silica gel and activated alumina separately from the oxygen-concentrating adsorbent on the oxygen supply side of the adsorption cylinder. It has been.

しかしながら、上述した対策は、装置の複雑化や吸湿剤の寿命等の問題があり、吸着剤の延命効果は認められるものの、十分なものとは言えなかった。
医療用の分野でも、一層の改善が求められていた。
However, the measures described above have problems such as the complexity of the apparatus and the life of the hygroscopic agent, and the life extension effect of the adsorbent is recognized, but it cannot be said to be sufficient.
Further improvements were also sought in the medical field.

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成で、例えば長期間在宅で使用する酸素濃縮器の吸着剤の寿命を向上し、特に患者の長期的な安定した治療等を可能にする酸素濃縮器を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to improve the life of the adsorbent of the oxygen concentrator used at home for a long time, for example, with a simple configuration, It is to provide an oxygen concentrator that enables stable treatment and the like.

(1)請求項1の発明は、酸素より窒素を優先的に吸着する吸着剤を充填した少なくとも2個の吸着筒と、前記吸着筒に空気を供給して加圧する空気供給手段(例えばコンプレサ)と、前記吸着筒内の圧力の加減圧を制御する加減圧切換手段(例えば切換弁)と、を備え、前記空気から酸素濃縮ガスを生成する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、前記酸素濃縮器の運転停止が指示された場合には、前記吸着筒における吸気(吸着筒に空気を供給)又は排気(吸着筒から内部のガスを排出)の切換タイミングに到るまで待機してから、酸素供給遮断手段(例えば電磁弁)によって前記酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断するとともに、該酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断した状態で、前記酸素濃縮器を作動させて少なくとも1個の前記吸着筒で酸素濃縮ガスを生成し、該生成した酸素濃縮ガスを他の吸着筒にパージガスとして供給して、前記吸着剤の水分を除去することを特徴とする。 (1) The invention of claim 1 is characterized in that at least two adsorption cylinders filled with an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, and an air supply means (for example, a compressor) that supplies air to the adsorption cylinder and pressurizes it. And a pressure change switching means (for example, a switching valve) for controlling pressure increase / decrease in the adsorption cylinder, and in the pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator for generating oxygen concentrated gas from the air, the oxygen concentration When an instruction to stop the operation of the vessel is given, it waits until it reaches the switching timing of intake (supplying air to the adsorption cylinder) or exhaust (exhaust gas from the adsorption cylinder) in the adsorption cylinder, and then the oxygen The supply of the oxygen enriched gas is shut off by a supply shut-off means (for example, a solenoid valve), and at least one of the oxygen concentrators is operated while the supply of the oxygen enriched gas to the outside is shut off. Sucking To produce oxygen enriched gas in the cylinder, the oxygen-enriched gas thus generated is supplied as a purge gas to another adsorption column, and removing water from the adsorbent.

本発明では、例えば運転停止のスイッチが操作されたことにより、酸素濃縮器の運転停止が指示された場合には、吸着筒における吸気又は排気の切換タイミングに到るまで待機してから、酸素供給遮断手段によって酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断し、その状態で酸素濃縮器を作動させて吸着筒で酸素濃縮ガスを生成し、この生成した酸素濃縮ガスを他の吸着筒にパージガスとして供給して吸着剤の水分を除去する。 In the present invention, for example, when the operation of the operation stop switch is operated to stop the operation of the oxygen concentrator , the oxygen supply is performed after waiting until the switching timing of the intake or exhaust in the adsorption cylinder is reached. The supply of oxygen-enriched gas to the outside is shut off by the shut-off means, and the oxygen concentrator is operated in this state to generate oxygen-enriched gas in the adsorption cylinder, and the generated oxygen-enriched gas is supplied as purge gas to the other adsorption cylinders. To remove moisture from the adsorbent.

上述した様に、吸着剤には窒素だけでなく水も吸着されるので、そのままでは、吸着剤の寿命が低下してしまう。そこで、本発明では、運転停止を指示された場合には、酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断して、そのまま酸素濃縮ガスを生成する。この酸素濃縮ガスは、高濃度の酸素(例えば95重量%酸素)を含むとともに、吸着剤により水分が除去された乾燥したガスである。従って、この酸素濃縮ガスを他の吸着筒にパージガスとして供給することにより、吸着筒内の吸着剤から水分を離脱させて、吸着筒外に排出することができる。これにより、吸着剤に含まれる水分を低減できるので、簡易な構成で効率良く吸着剤の寿命を延ばすことができる。
特に本発明では、酸素濃縮器の運転停止が指示された場合には、吸着筒における吸気又は排気の切換タイミングに到るまで待機してから、酸素供給遮断手段による遮断からパージガスの供給に到るパージ処理を実施する。
酸素濃縮器の運転停止が指示されたときに、即座にパージ処理行程に移行すると、一方の吸着筒の圧力が過度に増加する場合があり、吸着筒間の圧力が不均衡になる。
従って、本発明では、吸気又は排気の切換タイミングに到るまで待機してから、パージ処理に移行するので、適度に設定された圧力(例えば通常よりやや高い圧力)のパージガス(酸素濃縮ガス)を、水分を除去する吸着筒に供給することができる。
本発明の動作によって圧力の過度の上昇を防止できるのは、下記の理由による。
装置の運転停止が指示されたのと同時にパージ処理行程に移行した場合、運転停止の指示がなされた瞬間の吸着筒間の圧力が均等でない可能性がある。一般的に、吸気及び排気の切換タイミングは時間によって制御されているため、一方の筒内圧が高い状態で切り換わったときには、その分だけ圧力が上昇し、吸着筒間の圧力が不均衡になってしまう。
これに対して本発明では、吸気又は排気の切換タイミングに到るまで待機してから、パージ処理行程に移行するため、吸着筒間の圧力が絶えず均等な状態から始まることになって、圧力の不均衡が生ぜず、よって圧力の過度の上昇を防止できる。
As described above, since not only nitrogen but also water is adsorbed by the adsorbent, the life of the adsorbent is reduced as it is. Therefore, in the present invention, when the operation stop is instructed, the supply of the oxygen enriched gas to the outside is shut off, and the oxygen enriched gas is generated as it is. The oxygen-enriched gas is a dry gas containing high concentration oxygen (for example, 95% by weight oxygen) and having moisture removed by an adsorbent. Accordingly, by supplying this oxygen-enriched gas as a purge gas to the other adsorption cylinder, moisture can be released from the adsorbent in the adsorption cylinder and discharged out of the adsorption cylinder. Thereby, since the moisture contained in the adsorbent can be reduced, the life of the adsorbent can be effectively extended with a simple configuration.
In particular, in the present invention, when the stop of the operation of the oxygen concentrator is instructed, the operation waits until the intake or exhaust gas switching timing in the adsorption cylinder is reached, and then the supply from the oxygen supply shut-off means to the supply of purge gas is reached. Perform a purge process.
When the operation stop of the oxygen concentrator is instructed, if the process immediately shifts to the purge process step, the pressure in one adsorption cylinder may increase excessively, and the pressure between the adsorption cylinders becomes unbalanced.
Therefore, in the present invention, the process waits until the intake or exhaust gas switching timing is reached and then proceeds to the purge process. Therefore, a purge gas (oxygen-enriched gas) having a moderately set pressure (for example, slightly higher than normal pressure) , Can be supplied to the adsorption cylinder to remove moisture.
The reason why an excessive increase in pressure can be prevented by the operation of the present invention is as follows.
When the operation stoppage is instructed and the process proceeds to the purge process step, the pressure between the adsorption cylinders at the moment when the operation stop instruction is issued may not be uniform. Generally, since the switching timing of intake and exhaust is controlled by time, when one of the in-cylinder pressures is switched, the pressure increases correspondingly and the pressure between the adsorption cylinders becomes unbalanced. End up.
On the other hand, in the present invention, the process waits until the intake or exhaust gas switching timing is reached, and then proceeds to the purge process, so that the pressure between the adsorption cylinders always starts from a uniform state. An imbalance does not occur and therefore an excessive increase in pressure can be prevented.

ここで、パージガスとは、吸着剤から水分を除去するためのガス(即ち酸素濃縮ガス)のことである。
尚、酸素供給遮断手段によって酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断し、その遮断状態で、酸素濃縮器を作動させて少なくとも1個の吸着筒で酸素濃縮ガスを生成し、生成した酸素濃縮ガスを他の吸着筒にパージガスとして供給して、吸着剤の水分を除去する処理を、パージ処理と称する。
Here, the purge gas is a gas for removing moisture from the adsorbent (ie, oxygen-enriched gas).
The supply of oxygen-enriched gas to the outside is shut off by the oxygen supply shut-off means, and in this shut-off state, the oxygen concentrator is operated to generate oxygen-enriched gas with at least one adsorption cylinder. The process of supplying the gas to the other adsorption cylinder as a purge gas to remove the moisture of the adsorbent is referred to as a purge process.

(2)請求項2の発明は、酸素より窒素を優先的に吸着する吸着剤を充填した少なくとも2個の吸着筒と、前記吸着筒に空気を供給して加圧する空気供給手段と、前記吸着筒内の圧力の加減圧を制御する加減圧切換手段と、を備え、前記空気から酸素濃縮ガスを生成する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、前記酸素濃縮器の運転停止が指示された場合には、酸素供給遮断手段によって前記酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断するとともに、該酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断した状態で、前記酸素濃縮器を作動させて少なくとも1個の前記吸着筒で酸素濃縮ガスを生成し、該生成した酸素濃縮ガスを他の吸着筒にパージガスとして供給して、前記吸着剤の水分を除去し、更に、前記パージガスを供給した後に前記酸素濃縮器の運転を停止する場合には、該運転を停止するまで、前記酸素濃縮ガスを生成した吸着筒と前記パージガスを供給した吸着筒とを連通する均圧弁の開弁状態を維持することを特徴とする。
本発明では、例えば運転停止のスイッチが操作されたことにより、酸素濃縮器の運転停止が指示された場合には、酸素供給遮断手段によって酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断し、その状態で酸素濃縮器を作動させて吸着筒で酸素濃縮ガスを生成し、この生成した酸素濃縮ガスを他の吸着筒にパージガスとして供給して吸着剤の水分を除去する。
上述した様に、吸着剤には窒素だけでなく水も吸着されるので、そのままでは、吸着剤の寿命が低下してしまう。そこで、本発明では、運転停止を指示された場合には、酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断して、そのまま酸素濃縮ガスを生成する。この酸素濃縮ガスは、高濃度の酸素(例えば95重量%酸素)を含むとともに、吸着剤により水分が除去された乾燥したガスである。従って、この酸素濃縮ガスを他の吸着筒にパージガスとして供給することにより、吸着筒内の吸着剤から水分を離脱させて、吸着筒外に排出することができる。これにより、吸着剤に含まれる水分を低減できるので、簡易な構成で効率良く吸着剤の寿命を延ばすことができる。
特に本発明では、パージガスを供給した後に酸素濃縮器の運転を停止する場合には、運転を停止するまで、酸素濃縮ガスを生成した吸着筒とパージガスを供給した吸着筒とを連通する均圧弁の開弁状態を維持する。
つまり、本発明では、酸素濃縮器の運転停止時には、酸素濃縮ガスを生成した吸着筒とパージガスを供給した吸着筒とを連通する均圧弁の開弁状態を維持するので、吸着筒間の状態(従って内部の吸着剤に含まれる水分等の状態)が均一化される。
)請求項の発明は、前記吸着筒の吸気及び排気の行程(吸脱着行程)を、少なくとも1サイクル以上繰り返して、前記パージガスの供給を行うことを特徴とする。
本発明では、吸着筒の吸脱着行程を少なくとも1サイクル以上繰り返して、パージガスの供給を行うので、各吸着筒内の吸着剤から十分に水分を除去できるとともに、各吸着筒内の状態が均一化される。つまり、各吸着筒内の吸着剤に含まれる水分等の状態が均一化し、特定の吸着筒の吸着剤の寿命のみが短くなることを防止できる。
(2) The invention of claim 2 is characterized in that at least two adsorption cylinders filled with an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, air supply means for supplying air to the adsorption cylinder and pressurizing, and the adsorption A pressure-change / pressure switching means for controlling pressure increase / decrease in the cylinder, and in a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator that generates oxygen-concentrated gas from the air, when the operation stop of the oxygen concentrator is instructed The oxygen supply shut-off means shuts off the supply of the oxygen enriched gas to the outside, and operates the oxygen concentrator in a state where the supply of the oxygen enriched gas to the outside is shut off. An oxygen-enriched gas is generated in the adsorption cylinder, the generated oxygen-enriched gas is supplied as a purge gas to other adsorption cylinders, the moisture in the adsorbent is removed, and further, after the purge gas is supplied, Stop driving When until it stops the operation, and maintains the open state of the pressure equalizing valve that communicates the adsorption column which supplies the purge gas and the adsorption cylinder that generated oxygen enriched gas.
In the present invention, for example, when an operation stop of the oxygen concentrator is instructed by operating an operation stop switch, supply of oxygen concentrated gas to the outside is interrupted by the oxygen supply interrupting means, and in this state The oxygen concentrator is operated to generate an oxygen-enriched gas in the adsorption cylinder, and the generated oxygen-enriched gas is supplied as a purge gas to the other adsorption cylinder to remove moisture from the adsorbent.
As described above, since not only nitrogen but also water is adsorbed by the adsorbent, the life of the adsorbent is reduced as it is. Therefore, in the present invention, when the operation stop is instructed, the supply of the oxygen enriched gas to the outside is shut off, and the oxygen enriched gas is generated as it is. The oxygen-enriched gas is a dry gas containing high concentration oxygen (for example, 95% by weight oxygen) and having moisture removed by an adsorbent. Accordingly, by supplying this oxygen-enriched gas as a purge gas to the other adsorption cylinder, moisture can be released from the adsorbent in the adsorption cylinder and discharged out of the adsorption cylinder. Thereby, since the moisture contained in the adsorbent can be reduced, the life of the adsorbent can be effectively extended with a simple configuration.
In particular, in the present invention, when the operation of the oxygen concentrator is stopped after supplying the purge gas, the pressure equalizing valve that communicates the adsorption cylinder that generates the oxygen concentrated gas and the adsorption cylinder that supplies the purge gas until the operation is stopped. Keep the valve open.
That is, in the present invention, when the operation of the oxygen concentrator is stopped, the open state of the pressure equalizing valve that connects the adsorption cylinder that generates the oxygen-enriched gas and the adsorption cylinder that supplies the purge gas is maintained. Therefore, the state of moisture and the like contained in the internal adsorbent is made uniform.
( 3 ) The invention of claim 3 is characterized in that the purge gas is supplied by repeating the intake and exhaust strokes (adsorption / desorption stroke) of the adsorption cylinder at least one cycle or more.
In the present invention, the adsorption and desorption process of the adsorption cylinders is repeated at least one cycle and the purge gas is supplied, so that moisture can be sufficiently removed from the adsorbent in each adsorption cylinder and the state in each adsorption cylinder becomes uniform. Is done. That is, it is possible to prevent the state of moisture and the like contained in the adsorbent in each adsorption cylinder from becoming uniform and shortening only the life of the adsorbent in the specific adsorption cylinder.

ここで、吸脱着行程とは、吸着筒に空気を加圧供給し、吸着剤に窒素を吸着させて酸素濃縮を行う吸気行程と、吸着筒から内部のガス(空気等)を減圧排出し、吸着剤に吸着した窒素を離脱させて排出する排気行程であり、1サイクルの吸脱着行程とは、吸着筒にて吸気行程及び排気行程を行うことである。   Here, the adsorption / desorption process refers to an intake process in which air is pressurized and supplied to the adsorption cylinder, and nitrogen is adsorbed by the adsorbent to concentrate oxygen, and an internal gas (such as air) is discharged from the adsorption cylinder under reduced pressure. An exhaust stroke in which nitrogen adsorbed by the adsorbent is released and discharged, and one cycle of the adsorption / desorption stroke is to perform an intake stroke and an exhaust stroke in the adsorption cylinder.

例えば2つの吸着筒を有する酸素濃縮器の場合には、まず、一方の吸着筒で酸素濃縮ガスを生成し、その酸素濃縮ガスを用いて他方の吸着筒に対するパージを実施し、次に動作をする吸着筒を切り換えて、前記他方の吸着筒で酸素濃縮ガスを生成し、その酸素濃縮ガスを用いて前記一方の吸着筒に対するパージを実施する。つまり、この様な動作が、1サイクルの吸脱着行程を行ってパージを行うということである。   For example, in the case of an oxygen concentrator having two adsorption cylinders, first, an oxygen enriched gas is generated in one adsorption cylinder, the other enriched cylinder is purged using the oxygen enriched gas, and then the operation is performed. The adsorption cylinder to be switched is switched to generate an oxygen-enriched gas in the other adsorption cylinder, and the one adsorption cylinder is purged using the oxygen-enriched gas. That is, such an operation means that purging is performed by performing an adsorption / desorption process of one cycle.

(4)請求項4の発明は、前記パージガスを供給した後に前記酸素濃縮器の運転を停止する場合には、前記空気供給手段の動作の停止後、前記加減圧切換手段によって前記空気供給手段から前記吸着筒に到る加圧のための流路を遮断することを特徴とする。   (4) According to the invention of claim 4, when the operation of the oxygen concentrator is stopped after supplying the purge gas, the operation of the air supply means is stopped from the air supply means by the pressure increase / decrease switching means after the operation of the air supply means is stopped. The flow path for pressurization reaching the adsorption cylinder is blocked.

本発明では、酸素濃縮器の運転を停止する場合には、空気供給手段の動作を停止してから、加減圧切換手段によって空気供給手段から吸着筒に到る加圧のための流路を遮断するので、結露が生じにくいという利点がある。   In the present invention, when the operation of the oxygen concentrator is stopped, the operation of the air supply means is stopped, and then the flow path for pressurization from the air supply means to the adsorption cylinder is shut off by the pressure increase / decrease switching means. Therefore, there is an advantage that condensation does not easily occur.

本発明の動作によって結露が生じ難い理由は、下記の理由による。
通常、電源を停止したとき、空気供給手段及び加減圧切換手段の動作(即ち前記加圧の流路が遮断)が同時に停止してしまうと、空気供給手段から加減圧切換手段に向かう管路内に圧縮された空気が閉じこめられてしまう。空気は、圧力に反比例して飽和水蒸気量が減少するため、圧縮された空気は相対湿度が高い状態となる。ただ、この時の圧縮空気は圧縮熱と空気圧縮手段の発熱により暖められることで飽和水蒸気量が増加するため、結露しにくい状態にあるだけで、装置停止後は自然冷却され、飽和水蒸気量が減少すれば結露し易くなる。
The reason why condensation does not easily occur due to the operation of the present invention is as follows.
Normally, when the operation of the air supply means and the pressure increase / decrease switching means is stopped simultaneously when the power supply is stopped, the inside of the pipeline from the air supply means to the pressure increase / decrease switch means The compressed air will be trapped. Since the amount of saturated water vapor decreases in inverse proportion to the pressure of the air, the compressed air has a high relative humidity. However, since the compressed air at this time is heated by the compression heat and the heat generated by the air compression means, the amount of saturated water vapor increases, so it is in a state where condensation is difficult to occur. If it decreases, it will become easy to dew condensation.

これに対して本発明では、酸素濃縮器の運転を停止する場合、空気供給手段の動作を停止してから、加減圧切換手段によって空気供給手段から吸着筒への流路を遮断することにより、管路内の圧力が開放されるため、結露が生じにくくなる。   On the other hand, in the present invention, when stopping the operation of the oxygen concentrator, after stopping the operation of the air supply means, by blocking the flow path from the air supply means to the adsorption cylinder by the pressure increase / decrease switching means, Since the pressure in the pipeline is released, condensation is less likely to occur.

尚、前記加減圧切換手段とは、例えば、空気供給手段から吸着筒に到る流路を開閉したり、吸着筒から外界に到る流路を開閉することにより、吸着筒内の圧力の加減圧を制御するものであり、例えば(空気供給手段及び吸着筒の連通状態(外界とは遮断)と、吸着筒及び外界の連通状態(空気供給手段とは遮断)とを切り換える)三方向切換弁や、複数の2位置開閉弁の組み合わせ等により実現できる。   The pressure increase / decrease switching means refers to the application of pressure in the adsorption cylinder by, for example, opening and closing the flow path from the air supply means to the adsorption cylinder or opening and closing the flow path from the adsorption cylinder to the outside. For example, a three-way selector valve that switches between a communication state of the air supply means and the suction cylinder (blocked from the outside) and a communication state of the suction cylinder and the outside (blocked from the air supply means). Or a combination of a plurality of two-position on-off valves.

)請求項の発明は、前記酸素供給遮断手段によって酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断することにより、前記パージガスの供給量を、通常運転時に前記吸着筒から供給される酸素濃縮ガスの供給量より大きくしたことを特徴とする。
本発明では、酸素供給遮断手段によって酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断することにより、通常の酸素濃縮ガスの供給量より多いパージガスの供給量で水分のパージを行うので、吸着剤から十分に水分を除去することができる。
( 5 ) The invention according to claim 5 is characterized in that the oxygen supply gas is shut off from the outside by the oxygen supply shut-off means so that the purge gas is supplied from the adsorption cylinder during normal operation. characterized in that it was Redirecting a listen'll supply the amount of.
In the present invention, the supply of oxygen enriched gas to the outside is interrupted by the oxygen supply shut-off means, so that the purge of moisture is performed with the supply amount of the purge gas larger than the supply amount of the normal oxygen enriched gas. Moisture can be removed.

)請求項の発明は、前記酸素供給遮断手段が、電磁開閉弁又は流量比例制御弁であることを特徴としている。
本発明は、酸素供給遮断手段を例示したものである。ここで、流量比例制御弁としては、ソレノイドタイプの流量比例制御弁やアクチュエータ(ブラシレスDCモータやステッピングモータ等により駆動される)タイプの流量比例制御弁を採用できる。この流量比例制御弁を用いる場合には、流量の調整が可能であるので、マニュアルでの流量設定器を省略可能である。
( 6 ) The invention of claim 6 is characterized in that the oxygen supply blocking means is an electromagnetic on-off valve or a flow rate proportional control valve.
The present invention exemplifies oxygen supply blocking means. Here, as the flow proportional control valve, a solenoid type flow proportional control valve or an actuator (driven by a brushless DC motor, a stepping motor or the like) type flow proportional control valve can be adopted. When this flow rate proportional control valve is used, the flow rate can be adjusted, so that a manual flow rate setting device can be omitted.

次に、本発明の最良の形態の例(実施例)について説明する。   Next, an example (example) of the best mode of the present invention will be described.

本実施例では、空気中から窒素吸着剤(以下吸着剤と記す)を用いて窒素を吸着して除去することにより酸素を濃縮し、この高濃度の酸素を含む酸素濃縮ガスを患者に対して供給する圧力変動吸着型の医療用酸素濃縮器(以下酸素濃縮器と記す)を例に挙げる。   In this embodiment, oxygen is concentrated by adsorbing and removing nitrogen from the air using a nitrogen adsorbent (hereinafter referred to as an adsorbent), and this oxygen-enriched gas containing high-concentration oxygen is supplied to the patient. An example is a pressure fluctuation adsorption type medical oxygen concentrator to be supplied (hereinafter referred to as an oxygen concentrator).

a)まず、本実施例の酸素濃縮器の機能を実現するための各構成について説明する。
図1に示す様に、酸素濃縮器1は、その空気の導入路3に、上流側より、コンプレッサ5と、一対の三方向切換弁(第1切換弁7、第2切換弁9)と、吸着剤を充填した一対の吸着筒(第1吸着筒11、第2吸着筒13)とが設けられている。また、一対の吸着筒11、13には、三方向切換弁7、9を介して窒素を排気する排気路15が設けられている。
a) First, each configuration for realizing the function of the oxygen concentrator of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the oxygen concentrator 1 has a compressor 5, a pair of three-way switching valves (a first switching valve 7 and a second switching valve 9) on the air introduction path 3 from the upstream side, A pair of adsorption cylinders (first adsorption cylinder 11 and second adsorption cylinder 13) filled with an adsorbent are provided. The pair of adsorption cylinders 11 and 13 are provided with exhaust passages 15 for exhausting nitrogen through the three-way switching valves 7 and 9.

更に、一対の吸着筒11、13の下流側には、両吸着筒11、13間を連通する第1連通路17と、第1連通路17に設けられて両吸着筒11、13間の圧力を調節する二方弁(均圧弁)19と、両吸着筒11、13間を連通する第2連通路21、第2連通路21に設けられたオリフィス23と、酸素濃縮ガスの逆流を防止する一対の逆止弁25、27と、酸素濃縮ガスを溜める製品タンク29と、酸素濃縮ガスの圧力を調節する圧力調整器(レギュレータ)31と、酸素濃縮ガスの流量を設定するロータリスイッチである流量設定器33と、酸素濃縮ガスを外部に供給する流路35を遮断する電磁開閉弁(即ち開閉2位置に作動する電磁弁)37とが設けられている。   Furthermore, on the downstream side of the pair of adsorption cylinders 11, 13, a first communication path 17 that communicates between the adsorption cylinders 11, 13 and a pressure between the adsorption cylinders 11, 13 provided in the first communication path 17. Prevents the backflow of the oxygen-enriched gas, the two-way valve (pressure equalizing valve) 19 for adjusting the pressure, the second communication path 21 communicating between the adsorption cylinders 11 and 13, the orifice 23 provided in the second communication path 21 A pair of check valves 25, 27, a product tank 29 for storing oxygen-enriched gas, a pressure regulator (regulator) 31 that adjusts the pressure of the oxygen-enriched gas, and a flow rate that is a rotary switch that sets the flow rate of the oxygen-enriched gas A setter 33 and an electromagnetic open / close valve 37 (that is, an electromagnetic valve that operates at the open / close 2 position) 37 that shuts off the flow path 35 that supplies oxygen-enriched gas to the outside are provided.

尚、本実施例の酸素濃縮器1は、連続ベース流量が毎分5Lの装置である。
また、本実施例では、図2に示す様に、酸素濃縮器1には、酸素濃縮器1の動作を制御する電子制御装置41が搭載されている。
The oxygen concentrator 1 of this embodiment is a device having a continuous base flow rate of 5 L / min.
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the oxygen concentrator 1 is equipped with an electronic control device 41 that controls the operation of the oxygen concentrator 1.

前記電子制御装置41は、周知のマイクロコンピュータ(マイコン)43を備え、その入力部45には、電源スイッチ47、流量設定器33などが接続され、その出力部49には、コンプレッサ5、三方向切換弁7、9、均圧弁19、電磁開閉弁37等が接続されている。   The electronic control device 41 includes a well-known microcomputer 43. A power switch 47, a flow rate setting device 33 and the like are connected to an input portion 45 of the electronic control device 41, and a compressor 5 and three directions are connected to an output portion 49 of the electronic control device 41. The switching valves 7 and 9, the pressure equalizing valve 19, the electromagnetic on-off valve 37, and the like are connected.

従って、電子制御装置41には、電源スイッチ47の操作を示す信号や、流量設定器33により設定された設定流量を示す信号が入力する。また、電子制御装置41からは、コンプレッサ5、三方向切換弁7、9、均圧弁19、電磁開閉弁37などの動作を制御する制御信号が出力される。   Therefore, a signal indicating the operation of the power switch 47 and a signal indicating the set flow rate set by the flow rate setting unit 33 are input to the electronic control device 41. The electronic control device 41 outputs control signals for controlling the operations of the compressor 5, the three-way switching valves 7 and 9, the pressure equalizing valve 19, the electromagnetic open / close valve 37, and the like.

b)次に、上述した構成を備えた本実施例の酸素濃縮器1の主要な動作について説明する。
本実施例の酸素濃縮器1では、第1吸着筒11及び第2吸着筒13における加圧・減圧を交互に繰り返すことにより、酸素の濃縮及び吸着剤の再生を行う。
b) Next, main operations of the oxygen concentrator 1 of the present embodiment having the above-described configuration will be described.
In the oxygen concentrator 1 of the present embodiment, oxygen concentration and adsorbent regeneration are performed by alternately repeating pressurization and pressure reduction in the first adsorption cylinder 11 and the second adsorption cylinder 13.

例えばコンプレッサ5により、第1切換弁7を介して第1吸着筒11に圧縮空気を送りこみ、吸着剤に窒素を吸着させて酸素を濃縮する。そして、所定時間が経過したら、両切換弁7、9により、加圧方向をもう一方の第2吸着筒13に切り換えるとともに、第1吸着筒11を大気側に接続し、吸着した窒素が減圧とともに排出されるようにする。   For example, the compressor 5 sends compressed air to the first adsorption cylinder 11 via the first switching valve 7, and adsorbs nitrogen to the adsorbent to concentrate oxygen. When a predetermined time has elapsed, the switching direction is switched to the other second adsorption cylinder 13 by the switching valves 7 and 9, the first adsorption cylinder 11 is connected to the atmosphere side, and the adsorbed nitrogen is reduced in pressure. To be discharged.

この様にして、両吸着筒11、13により、加圧時には酸素だけを抽出し、その酸素濃縮ガスを、下流の製品タンク29、圧力調整器31、流量設定器33、電磁開閉弁37を介して、外部(従って患者)に供給する。   In this way, only the oxygen is extracted at the time of pressurization by the adsorption cylinders 11 and 13, and the oxygen-enriched gas is passed through the downstream product tank 29, the pressure regulator 31, the flow rate setting device 33, and the electromagnetic on-off valve 37. To the outside (and thus the patient).

これを、両吸着筒11,13に対して交互に繰り返すことにより、90%以上の濃縮酸素を連続的に得ることができ、更に、製品タンク29に溜めることにより変動を低減して連続性を確保している。尚、吸着剤には、窒素だけでなく水分も吸着されるので、加圧された吸着筒11、13から供給される酸素濃縮ガスは乾燥したものとなる。   By repeating this operation alternately for both adsorption cylinders 11 and 13, 90% or more of concentrated oxygen can be obtained continuously, and further, by accumulating in the product tank 29, fluctuations are reduced and continuity is improved. Secured. Since the adsorbent adsorbs not only nitrogen but also moisture, the oxygen-enriched gas supplied from the pressurized adsorption cylinders 11 and 13 is dried.

特に本実施例では、酸素濃縮器1の電源スイッチ47がOFF(オフ)された場合には、電磁開閉弁37をON(オン)してその流路35を遮断し、その状態で、酸素濃縮器1の動作を1サイクル分実施する。即ち、各吸着筒11、13において、それぞれ吸着工程(吸着筒11、13に空気を加圧供給し、吸着剤に窒素を吸着させて酸素濃縮を行う行程)と、排気行程(吸着筒11、13から内部のガス(空気等)を減圧排出し、吸着剤に吸着した窒素を離脱させて排出する行程)とを実施する。   In particular, in this embodiment, when the power switch 47 of the oxygen concentrator 1 is turned off, the electromagnetic on-off valve 37 is turned on to shut off the flow path 35. The operation of the vessel 1 is performed for one cycle. That is, in each of the adsorption cylinders 11 and 13, an adsorption process (a process in which air is pressurized and supplied to the adsorption cylinders 11 and 13 and nitrogen is adsorbed by the adsorbent to perform oxygen concentration) and an exhaust process (an adsorption cylinder 11 and 13). 13, the internal gas (air or the like) is discharged under reduced pressure, and the nitrogen adsorbed by the adsorbent is released and discharged.

これにより、例えば第1吸着筒11で生成された酸素濃縮ガス(即ち吸着剤により水分及び窒素が除去された乾燥した高濃度の酸素濃縮ガス)を、パージガスとしてオリフィス23を介して第2吸着筒13に供給し、第2吸着筒13に充填された吸着剤から水分を除去して外部に排出する。同様に、第2吸着筒13で生成された酸素濃縮ガスを第1吸着筒11に供給して吸着剤から水分を除去して外部に排出する。   Thus, for example, the oxygen-enriched gas generated in the first adsorption cylinder 11 (that is, a dry high-concentration oxygen-concentrated gas from which moisture and nitrogen have been removed by the adsorbent) is used as the purge gas via the orifice 23 via the second adsorption cylinder. 13, the moisture is removed from the adsorbent filled in the second adsorption cylinder 13 and discharged to the outside. Similarly, the oxygen-enriched gas generated in the second adsorption cylinder 13 is supplied to the first adsorption cylinder 11 to remove moisture from the adsorbent and discharge it to the outside.

c)次に、前記電子制御装置41による行われる制御処理について説明する。
図3のフローチャート及び図4のタイミングチャートに示す様に、酸素濃縮器1が作動している状態において、ステップ100にて、電源スイッチ47がOFFに設定されたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ110に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。
c) Next, the control process performed by the electronic control unit 41 will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 3 and the timing chart of FIG. 4, in a state where the oxygen concentrator 1 is operating, it is determined in step 100 whether or not the power switch 47 is set to OFF. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 110. If a negative determination is made, the present process is temporarily terminated.

ステップ110では、電源スイッチ47がOFFとなってからの前行程(図4参照)が継続しているので、三方向切換弁7、9の切換タイミング(即ち吸気行程と排気行程の切換タイミング)であるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ120に進み、一方否定判断されると切換タイミングまで待機する。   In step 110, since the previous stroke (see FIG. 4) after the power switch 47 is turned off is continued, the switching timing of the three-way switching valves 7 and 9 (that is, the switching timing of the intake stroke and the exhaust stroke). It is determined whether or not there is. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 120, whereas if a negative determination is made, the process waits until the switching timing.

ステップ120では、電磁開閉弁37をONしてその流路35を遮断する。
続くステップ130では、酸素濃縮器1が1サイクル分作動したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ140に進み、一方否定判断されると1サイクル分作動するまで待機する。この1サイクルとは、例えば第1吸着筒11で吸気行程及び排気行程が完了したこと、即ち第2吸着筒13で排気行程及び吸気行程が完了したことを意味する。
In step 120, the electromagnetic on-off valve 37 is turned on to block the flow path 35.
In the following step 130, it is determined whether or not the oxygen concentrator 1 has been operated for one cycle. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 140. If a negative determination is made, the process waits until one cycle is activated. This one cycle means that, for example, the intake stroke and the exhaust stroke are completed in the first adsorption cylinder 11, that is, the exhaust stroke and the intake stroke are completed in the second adsorption cylinder 13.

尚、均圧弁19は、半サイクル毎に所定期間(均圧行程)だけONされて第1連通路17が開となり、両吸着筒11、13の圧力の均一化が図られる。
ステップ140では、1サイクル分作動したので、コンプレッサ5を停止する。
Note that the pressure equalizing valve 19 is turned ON for a predetermined period (equal pressure equalizing stroke) every half cycle, and the first communication passage 17 is opened, so that the pressures of the adsorption cylinders 11 and 13 are made uniform.
In step 140, since the compressor has been operated for one cycle, the compressor 5 is stopped.

続くステップ150では、均圧弁19の開放状態を通常より長く維持する。
続くステップ160では、電磁開閉弁37をOFFして流路35を開き、全ての動作を停止して本処理を終了する。
In the subsequent step 150, the open state of the pressure equalizing valve 19 is maintained longer than usual.
In the subsequent step 160, the electromagnetic on-off valve 37 is turned off to open the flow path 35, all operations are stopped, and this process is terminated.

d)次に、上述した構成による本実施例の効果について説明する。
本実施例では、電源スイッチ47がOFFとされた場合には、電磁開閉弁37をONして流路35を閉じ、酸素濃縮器1を1サイクル分作動させる。そして、第1吸着筒11で生成された酸素濃縮ガスをパージガスとしてオリフィス23を介して第2吸着筒13に供給し、更に、第2吸着筒13で生成された酸素濃縮ガスをパージガスとしてオリフィス23を介して第1吸着筒11に供給することにより、各吸着筒11、13における吸着剤の水分を除去し、その後、酸素濃縮器1の運転を停止する。
d) Next, effects of the present embodiment having the above-described configuration will be described.
In this embodiment, when the power switch 47 is turned off, the electromagnetic on-off valve 37 is turned on to close the flow path 35, and the oxygen concentrator 1 is operated for one cycle. Then, the oxygen enriched gas generated in the first adsorption cylinder 11 is supplied as a purge gas to the second adsorption cylinder 13 through the orifice 23, and further, the oxygen enriched gas generated in the second adsorption cylinder 13 is used as the purge gas in the orifice 23. Then, the water in the adsorbent in each of the adsorption cylinders 11 and 13 is removed, and then the operation of the oxygen concentrator 1 is stopped.

よって、簡易な構成及び制御で、両吸着筒11、13における吸着剤の寿命をバランス良く大きく延ばすことができる。しかも、この動作により、通常運転時に吸着筒11、13から供給される酸素濃縮ガスの供給量よりパージガスの供給量を大きくでき、しかも高い圧力の酸素濃縮ガスを供給できるので、吸着剤から効果的に水分を除去することができる。   Therefore, the life of the adsorbent in both adsorption cylinders 11 and 13 can be greatly extended with a simple configuration and control in a well-balanced manner. In addition, this operation makes it possible to increase the supply amount of the purge gas from the supply amount of the oxygen-enriched gas supplied from the adsorption cylinders 11 and 13 during normal operation, and to supply the oxygen-enriched gas at a high pressure, which is effective from the adsorbent. Moisture can be removed.

また、本実施例では、酸素濃縮器1の運転停止が指示された場合には、吸着筒11、13における吸気又は排気の切換タイミングに到るまで待機してから、電磁開閉弁37により流路35を遮断している。これにより、一定時間毎に吸気行程と排気行程とを切り換える構成であっても、酸素濃縮ガスの圧力が過大になることがなく、適度な圧力のパージガスを、水分を除去する吸着筒11、13に供給することができる。   Further, in this embodiment, when an instruction to stop the operation of the oxygen concentrator 1 is given, after waiting until the switching timing of the intake or exhaust in the adsorption cylinders 11 and 13 is reached, the flow path is controlled by the electromagnetic on-off valve 37. 35 is shut off. Thereby, even if it is the structure which switches an intake stroke and an exhaust stroke for every fixed time, the pressure of oxygen concentration gas does not become excessive, and adsorption cylinders 11 and 13 which remove moisture from moderate pressure purge gas Can be supplied.

更に、本実施例では、酸素濃縮器1の運転を停止する場合には、コンプレッサ5を停止させてから、電磁開閉弁37により流路35を開放している。よって、結露が生じにくいという利点がある。   Further, in this embodiment, when the operation of the oxygen concentrator 1 is stopped, the flow path 35 is opened by the electromagnetic on-off valve 37 after the compressor 5 is stopped. Therefore, there is an advantage that condensation does not easily occur.

その上、本実施例では、パージガスを供給した後に酸素濃縮器1の運転を停止する場合には、その運転を停止するまで、均圧弁19を開くので、吸着筒11、13間の圧力(従って水分の状態)が均一化される。   In addition, in this embodiment, when the operation of the oxygen concentrator 1 is stopped after supplying the purge gas, the pressure equalizing valve 19 is opened until the operation is stopped. The state of moisture) is made uniform.

e)次に、上述した効果を確認するために行った実験例について説明する。
前記実施例1の酸素濃縮器を、周囲温度35℃、周囲湿度90%(相対湿度)の環境下において、運転期間を3〜4日、停止期間を3〜4日として、その動作を31回繰り返し(約3000時間稼働)、運転を開始した際の酸素濃縮ガスの濃度を検査器(例えば限界電流式ジルコニア酸素センサを使用した酸素濃度計)を用いて測定した。その結果を図5に記す。
e) Next, an experimental example performed to confirm the above-described effect will be described.
The oxygen concentrator of Example 1 was operated 31 times in an environment of an ambient temperature of 35 ° C. and an ambient humidity of 90% (relative humidity) with an operation period of 3 to 4 days and a stop period of 3 to 4 days. Repeatedly (operation for about 3000 hours), the concentration of the oxygen-enriched gas when the operation was started was measured using an inspection device (for example, an oxygen concentration meter using a limiting current type zirconia oxygen sensor). The results are shown in FIG.

また、比較例として、前記パージガスの供給を行わないで、同様な実験を行った。その結果も図5に記す。
この図5から明らかな様に、本実施例の様にパージを行うものは、稼働時間が長くなっても、酸素濃縮ガスの酸素濃度の低下が少なく、吸着剤の寿命が長いので好適である。
Further, as a comparative example, the same experiment was performed without supplying the purge gas. The results are also shown in FIG.
As is apparent from FIG. 5, the purging as in this embodiment is suitable because the decrease in the oxygen concentration of the oxygen-enriched gas is small and the life of the adsorbent is long even if the operation time is long. .

それに対して、本実施例の様なパージを行わない比較例では、稼働時間が長くなると、酸素濃縮ガスの酸素濃度が早く低下し、吸着剤の寿命が短いので好ましくない。   On the other hand, in the comparative example in which purging is not performed as in the present embodiment, if the operation time is long, the oxygen concentration of the oxygen-enriched gas decreases quickly and the life of the adsorbent is short, which is not preferable.

次に実施例2について説明するが、前記実施例1と同様な内容の説明は省略する。
図6に示す様に、本実施例の酸素濃縮器51は、前記実施例1と同様に、コンプレッサ53、一対の三方向切換弁(第1切換弁55、第2切換弁57)、一対の吸着筒(第1吸着筒59、第2吸着筒61)、均圧弁63、オリフィス65、一対の逆止弁67、69、製品タンク71、圧力調整器(レギュレータ)73等を備えている。
Next, the second embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.
As shown in FIG. 6, the oxygen concentrator 51 of this embodiment includes a compressor 53, a pair of three-way switching valves (a first switching valve 55 and a second switching valve 57), and a pair of the same as in the first embodiment. An adsorption cylinder (first adsorption cylinder 59, second adsorption cylinder 61), a pressure equalizing valve 63, an orifice 65, a pair of check valves 67 and 69, a product tank 71, a pressure regulator (regulator) 73, and the like are provided.

特に本実施例では、前記実施例1の流量設定器及び電磁開閉弁に代えて流量比例制御弁75(図7参照)を用いている。この流量比例制御弁75は、ステッピングモータ77によりその開度を調節できるものであり、これによって、外部に供給する酸素濃縮ガスの流量の調節や流路79の遮断を行うことができる。   Particularly in this embodiment, a flow rate proportional control valve 75 (see FIG. 7) is used in place of the flow rate setting device and the electromagnetic on-off valve of the first embodiment. The flow rate proportional control valve 75 can be adjusted in its opening degree by a stepping motor 77, whereby the flow rate of oxygen-enriched gas supplied to the outside can be adjusted and the flow path 79 can be shut off.

本実施例によっても、前記実施例1と同様な効果を奏するとともに、流量設定器及び電磁開閉弁に代えて流量比例制御弁75を用いるので、装置構成を簡易化できるという利点がある。   Also according to the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the flow rate proportional control valve 75 is used in place of the flow rate setting device and the electromagnetic on-off valve, so that there is an advantage that the device configuration can be simplified.

尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、流量比例制御弁としては、ソレノイドタイプの流量比例制御弁などを用いることもできる。
In addition, this invention is not limited to the said Example at all, and it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, a solenoid type flow rate proportional control valve or the like can be used as the flow rate proportional control valve.

実施例1の酸素濃縮器の基本構成を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a basic configuration of an oxygen concentrator of Example 1. 実施例1の酸素濃縮器の電子制御装置の電気的構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the electrical structure of the electronic controller of the oxygen concentrator of Example 1. FIG. 実施例1の電子制御装置にて行われる処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating processing performed by the electronic control device according to the first embodiment. 実施例1の電子制御装置にて行われる処理を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart illustrating processing performed by the electronic control device according to the first embodiment. 実施例1の実験結果を示すグラフである。4 is a graph showing experimental results of Example 1. 実施例2の酸素濃縮器の基本構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic composition of the oxygen concentrator of Example 2. FIG. 実施例2の酸素濃縮器に用いられる流量比例制御弁を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow rate proportional control valve used for the oxygen concentrator of Example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、51…酸素濃縮器
5、53…コンプレッサ(空気供給手段)
7、9、55、57…三方向切換弁(加減圧切換手段)
11、13、59、61…吸着筒
19、63…均圧弁
37…電磁開閉弁(酸素供給遮断手段)
33…流量設定器
23、65…オリフィス
75…流量比例制御弁 (酸素供給遮断手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 51 ... Oxygen concentrator 5, 53 ... Compressor (air supply means)
7, 9, 55, 57 ... three-way switching valve (pressure-intensifying switching means)
11, 13, 59, 61 ... Adsorption cylinder 19, 63 ... Pressure equalizing valve 37 ... Electromagnetic on-off valve (oxygen supply cutoff means)
33 ... Flow rate setting device 23, 65 ... Orifice 75 ... Flow rate proportional control valve (Oxygen supply cutoff means)

Claims (6)

酸素より窒素を優先的に吸着する吸着剤を充填した少なくとも2個の吸着筒と、
前記吸着筒に空気を供給して加圧する空気供給手段と、
前記吸着筒内の圧力の加減圧を制御する加減圧切換手段と、
を備え、
前記空気から酸素濃縮ガスを生成する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、
前記酸素濃縮器の運転停止が指示された場合には、前記吸着筒における吸気又は排気の切換タイミングに到るまで待機してから、酸素供給遮断手段によって前記酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断するとともに、
該酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断した状態で、前記酸素濃縮器を作動させて少なくとも1個の前記吸着筒で酸素濃縮ガスを生成し、該生成した酸素濃縮ガスを他の吸着筒にパージガスとして供給して、前記吸着剤の水分を除去することを特徴とする酸素濃縮器。
At least two adsorption cylinders filled with an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen;
Air supply means for supplying and pressurizing air to the adsorption cylinder;
Pressure increase / decrease switching means for controlling pressure increase / decrease in the adsorption cylinder;
With
In the pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator for generating oxygen enriched gas from the air,
When instructed to stop the operation of the oxygen concentrator, it waits until the intake or exhaust switching timing in the adsorption cylinder is reached, and then shuts off the supply of the oxygen enriched gas to the outside by the oxygen supply shut-off means. And
In a state where the supply of the oxygen-enriched gas to the outside is shut off, the oxygen concentrator is operated to generate oxygen-enriched gas with at least one adsorption cylinder, and the generated oxygen-enriched gas is transferred to another adsorption cylinder An oxygen concentrator that is supplied as a purge gas to remove moisture from the adsorbent.
酸素より窒素を優先的に吸着する吸着剤を充填した少なくとも2個の吸着筒と、
前記吸着筒に空気を供給して加圧する空気供給手段と、
前記吸着筒内の圧力の加減圧を制御する加減圧切換手段と、
を備え、
前記空気から酸素濃縮ガスを生成する圧力変動吸着型の酸素濃縮器において、
前記酸素濃縮器の運転停止が指示された場合には、酸素供給遮断手段によって前記酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断するとともに、
該酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断した状態で、前記酸素濃縮器を作動させて少なくとも1個の前記吸着筒で酸素濃縮ガスを生成し、該生成した酸素濃縮ガスを他の吸着筒にパージガスとして供給して、前記吸着剤の水分を除去し、
更に、前記パージガスを供給した後に前記酸素濃縮器の運転を停止する場合には、該運転を停止するまで、前記酸素濃縮ガスを生成した吸着筒と前記パージガスを供給した吸着筒とを連通する均圧弁の開弁状態を維持することを特徴とする酸素濃縮器。
At least two adsorption cylinders filled with an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen;
Air supply means for supplying and pressurizing air to the adsorption cylinder;
Pressure increase / decrease switching means for controlling pressure increase / decrease in the adsorption cylinder;
With
In the pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator for generating oxygen enriched gas from the air,
When instructed to stop the operation of the oxygen concentrator, the oxygen supply shut-off means shuts off the supply of the oxygen-enriched gas to the outside, and
In a state where the supply of the oxygen-enriched gas to the outside is shut off, the oxygen concentrator is operated to generate oxygen-enriched gas with at least one adsorption cylinder, and the generated oxygen-enriched gas is transferred to another adsorption cylinder Supply as purge gas to remove moisture from the adsorbent,
Further, when the operation of the oxygen concentrator is stopped after the purge gas is supplied, until the operation is stopped, the adsorption cylinder that generates the oxygen concentrated gas and the adsorption cylinder that supplies the purge gas communicate with each other. An oxygen concentrator characterized by maintaining the valve open state .
前記吸着筒における吸気及び排気の行程を、少なくとも1サイクル以上繰り返して、前記パージガスの供給を行うことを特徴とする前記請求項1又は2に記載の酸素濃縮器。 3. The oxygen concentrator according to claim 1, wherein the purge gas is supplied by repeating the intake and exhaust strokes in the adsorption cylinder at least one cycle or more. 前記パージガスを供給した後に前記酸素濃縮器の運転を停止する場合には、前記空気供給手段の動作の停止後、前記加減圧切換手段によって前記空気供給手段から前記吸着筒に到る加圧のための流路を遮断することを特徴とする前記請求項1〜3のいずれかに記載の酸素濃縮器。   When stopping the operation of the oxygen concentrator after supplying the purge gas, after the operation of the air supply means is stopped, the pressurization switching means for pressurization from the air supply means to the adsorption cylinder The oxygen concentrator according to any one of claims 1 to 3, wherein the flow path is blocked. 前記酸素供給遮断手段によって酸素濃縮ガスの外部への供給を遮断することにより、前記パージガスの供給量を、通常運転時に前記吸着筒から供給される酸素濃縮ガスの供給量より大きくしたことを特徴とする前記請求項1〜のいずれかに記載の酸素濃縮器。 By blocking the supply to the outside of the oxygen-enriched gas by the oxygen supply interrupting means, that the supply amount of the purge gas, said to Redirecting a listen by supply of oxygen enriched gas supplied from the adsorption column during normal operation The oxygen concentrator according to any one of claims 1 to 4 , wherein the oxygen concentrator is characterized. 前記酸素供給遮断手段が、電磁開閉弁又は流量比例制御弁であることを特徴とする前記請求項1〜のいずれかに記載の酸素濃縮器。 The oxygen concentrator according to any one of claims 1 to 5 , wherein the oxygen supply cutoff means is an electromagnetic on-off valve or a flow rate proportional control valve.
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