JP4455634B2 - 真空−加圧圧力変動吸着型酸素濃縮器 - Google Patents
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Description
無負荷時における揺動型真空ポンプの吸引気体容積が無負荷時における加圧用揺動型コンプレッサの吐出空気容積よりも大きくされてなり
前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンと前記揺動型真空ポンプのピストンとが、一基の駆動手段により、前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンの往復動と前記揺動型真 空ポンプのピストンの往復動とが同位相を有して連動運動するように形成されてなり、
前記駆動手段が、前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンと前記揺動型真空ポンプのピストンとを、前記加圧用揺動型コンプレッサのシリンダ内及び前記揺動型真空ポンプのシリンダ内で、往復動可能にする回転軸とを備え、
前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンと前記揺動型真空ポンプのピストンとが
前記回転軸に対して対称に配置されてなることを特徴とする真空−加圧圧力変動吸着型酸素濃縮器である。
前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンと前記揺動型真空ポンプのピストンとが
前記回転軸に対して対称に配置されて成る。
図1は、本発明に係る酸素濃縮器を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る酸素濃縮器1は、空気の導入路2に、上流側より、空気取入口3と、防塵フィルタ4と、吸気フィルタ5と、吸気マフラ6と、加圧・減圧兼用ポンプ7と、吸着筒内の圧力を測定する第1圧力センサ53と、一対の三方向切替弁8、9と、一対の吸着筒10、11とが設けられている。なお、吸着筒10、11内に充填される吸着剤としては、窒素ガスを優先的に吸着する吸着剤であれば、特に制限はなく、ゼオライト等を採用することができる。
ここで、図2は、図1の実施形態に係る加圧・減圧兼用ポンプを示すブロック図である。この加圧・減圧兼用ポンプ7は、図2に示されるように、前述した吸着筒に圧縮空気を送り込む加圧用揺動型コンプレッサと、吸着筒内を減圧にする揺動型真空ポンプと、一基の駆動手段と、駆動手段により発生した駆動力を加圧用揺動型コンプレッサおよび揺動型真空ポンプに伝達する駆動力伝達手段とを備えてなる。なお、加圧用揺動型コンプレッサのピストンと揺動型真空ポンプのピストンは駆動手段における回転軸に対して対称に配置した。
図1〜図5を参照して、酸素濃縮器の動作を以下に説明する。まず、図示しない電子制御装置から、加圧・減圧兼用ポンプ7に動作を制御する制御信号が入力される。その後、加圧・減圧兼用ポンプ7のモータ28が作動し、モータ28の回転軸が回転する。モータの回転軸の回転は、偏芯軸48に伝達される。偏芯軸48が回転することで、ファン28Cが回転運動をするとともに、偏芯軸48の中心軸に対して貫通孔50が偏心して形成されているため、ピストン31がシリンダ30内を図示上下方向に往復運動をする。このピストン31が往復運動することで、加圧・減圧兼用ポンプ7外部から取り込まれた空気が圧縮、吸引されることとなる。
前記実施形態の酸素濃縮器を以下の表1に示す具体的条件で、各実施例および比較例に係る酸素濃縮器を動作させた。なお、供給最大流量とは、酸素濃縮器が供給可能な酸素濃縮気体の最大流量のことをいう。各実施例、比較例において、供給最大流量が3L/minで行った。また、駆動手段としてのモータは、交流単相100Vのものを使用し、加圧用揺動型コンプレッサのピストンと揺動型真空ポンプのピストンは駆動手段における回転軸に対して対称に配置し、加圧用揺動型コンプレッサのピストンの往復動と前記揺動型真空ポンプのピストンの往復動とが180度の位相を有して連動運動するように形成した。
前記揺動型真空ポンプにおけるシリンダ内径が、前記加圧用揺動型コンプレッサにおけるシリンダ内径よりも大きいのに対して、比較例2においては、前記揺動型真空ポンプにおけるシリンダ内径が、前記加圧用揺動型コンプレッサにおけるシリンダ内径と同じである。ここで、実施例2の方が、比較例2よりも、発生した酸素濃度が高いことが分かった。また、比較例2は、所望の酸素濃度を発生することができなかったため、消費電力の測定を行わなかった。したがって、実施例2に係る酸素濃縮器は、所望の酸素濃度を維持しつつ、酸素濃縮器全体の消費電力の低下させることができることが分かった。
2 導入路
3 空気取入口
4 防塵フィルタ
5 吸気フィルタ
6 吸気マフラ
7 加圧・減圧兼用ポンプ
8 三方向切替弁
9 三方向切替弁
10 吸着筒
11 吸着筒
12 冷却ファン
13 排気路
14 サイレンサ
15 供給路
16 均圧弁
17 逆止弁
18 逆止弁
19 製品タンク
20 圧力調整器
21 バクテリアフィルタ
22 流量設定器
23 酸素センサ
24 加湿器
25 酸素出口
26 加圧用揺動型コンプレッサ
27 揺動型真空ポンプ
28 モータ
28A モータロータ
28B モータステータ
28C ファン
29 ケーシング
29A 上部開口部
29B 側部開口部
30 シリンダ
30A 開口部
30B フランジ部
30C Oリング溝
31 ピストン
32 閉塞体
33 ポンプヘッドカバー
34 ガスケット
35 ポンプヘッドプレート
36 排気弁押え板
37 排気弁
38 吸気弁
39 シリンダ用Oリング
40 コネクティングロッド
41 円板部
42 環状部
43 カップパッキンリテーナ
44 カップパッキン
45 吸気弁干渉防止ゴム
47 べアリング
48 偏芯軸
49 バランスウェイト
50 貫通孔
52 貫通孔
53 第1圧力センサ
54 第2圧力センサ
55 貫通孔
Claims (5)
- 窒素ガスを吸着する吸着剤を収容する複数の吸着筒と、シリンダとこのシリンダ内を往復動可能に形成されたピストンとを備えて空気を吸引及び圧縮吐出し、吸着筒へ送り込む加圧用揺動型コンプレッサと、シリンダとこのシリンダ内を往復動可能に形成されたピストンとを備えて吸着筒内の気体を減圧吸引し、吸着筒外へ排出する揺動型真空ポンプとを備え、
無負荷時における揺動型真空ポンプの吸引気体容積が無負荷時における加圧用揺動型コンプレッサの吐出空気容積よりも大きくされてなり
前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンと前記揺動型真空ポンプのピストンとが、一基の駆動手段により、前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンの往復動と前記揺動型真空ポンプのピストンの往復動とが180度の位相を有して連動運動するように形成されてなることを特徴とする真空−加圧圧力変動吸着型酸素濃縮器。 - 窒素ガスを吸着する吸着剤を収容する複数の吸着筒と、シリンダとこのシリンダ内を往復動可能に形成されたピストンとを備えて空気を吸引及び圧縮吐出し、吸着筒へ送り込む加圧用揺動型コンプレッサと、シリンダとこのシリンダ内を往復動可能に形成されたピストンとを備えて吸着筒内の気体を減圧吸引し、吸着筒外へ排出する揺動型真空ポンプとを備え、
無負荷時における揺動型真空ポンプの吸引気体容積が無負荷時における加圧用揺動型コンプレッサの吐出空気容積よりも大きくされてなり
前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンと前記揺動型真空ポンプのピストンとが、一基の駆動手段により、前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンの往復動と前記揺動型真空ポンプのピストンの往復動とが同位相を有して連動運動するように形成されてなり、
前記駆動手段が、前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンと前記揺動型真空ポンプのピストンとを、前記加圧用揺動型コンプレッサのシリンダ内及び前記揺動型真空ポンプのシリンダ内で、往復動可能にする回転軸とを備え、
前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンと前記揺動型真空ポンプのピストンとが
前記回転軸に対して対称に配置されてなることを特徴とする真空−加圧圧力変動吸着型酸素濃縮器。 - 前記揺動型真空ポンプにおけるシリンダ内径が、前記加圧用揺動型コンプレッサにおけるシリンダ内径よりも大きく形成されてなる
前記請求項1又は2に記載の真空−加圧圧力変動吸着型酸素濃縮器。 - 前記揺動型真空ポンプにおけるピストンのストローク長が、前記加圧用揺動型コンプレッサにおけるピストンのストローク長よりも大きく形成されてなる
前記請求項1〜3のいずれか一項に記載の真空−加圧圧力変動吸着型酸素濃縮器。 - 前記駆動手段が、前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンと前記揺動型真空ポンプのピストンとを、前記加圧用揺動型コンプレッサのシリンダ内及び前記揺動型真空ポンプのシリンダ内で、往復動可能にする回転軸を備え、
前記加圧用揺動型コンプレッサのピストンと前記揺動型真空ポンプのピストンとが
前記回転軸に対して対称に配置されてなる
前記請求項1〜4のいずれか一項に記載の真空−加圧圧力変動吸着型酸素濃縮器。
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