JPH0242764B2 - - Google Patents

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JPH0242764B2
JPH0242764B2 JP4634581A JP4634581A JPH0242764B2 JP H0242764 B2 JPH0242764 B2 JP H0242764B2 JP 4634581 A JP4634581 A JP 4634581A JP 4634581 A JP4634581 A JP 4634581A JP H0242764 B2 JPH0242764 B2 JP H0242764B2
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oxygen
enriched air
air
vacuum pump
enricher
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は窒素より大きい速度で酸素を透過させ
ることができる選択透過膜を用い、大気から酸素
の豊富な空気を効率よく得る装置に関するもので
あり、特に医療用に使用するに適した膜法酸素富
化器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device that efficiently obtains oxygen-rich air from the atmosphere using a selectively permeable membrane that allows oxygen to permeate at a higher rate than nitrogen, and is particularly suitable for medical use. Regarding membrane method oxygen enrichers suitable for

近年ぜんそく、肺気腫症、慢性気管支炎等の呼
吸気系器官の疾患に苦しむ患者が多く、その最も
効果的な治療法の一つとして酸素吸入法ががあ
る。
In recent years, many patients have been suffering from respiratory system diseases such as asthma, emphysema, and chronic bronchitis, and oxygen inhalation is one of the most effective treatments for these diseases.

しかしこの酸素吸入法において60%以上の高酸
素濃度空気を吸入させると、治療効果よりかえつ
て肺炎症状や神経障害等を起こし、害になること
が知られており、酸素濃度は長時間吸入しても安
全である50%以下が一般に用いられる。
However, when inhaling air with a high oxygen concentration of 60% or more in this oxygen inhalation method, it is known that it can be harmful, causing pneumonia symptoms and neurological disorders, etc., rather than having a therapeutic effect. 50% or less is generally used as it is safe.

酸素源としては現在の多くは深冷分離法によつ
て得た純酸素をボンベ等につめて供給する方法が
とられているが、純酸素ガスを空気で混合稀釈し
て所望の酸素濃度に下げること、酸素切れの監
視、あるいは高圧ボンベの取り扱い等管理のきび
しさが要求され、また取換えや運搬に煩雑さがあ
る。そのためこの方式は特に一般家庭内で使用す
るのは困難である。
Currently, most oxygen sources are supplied using pure oxygen obtained by cryogenic separation, packed in cylinders, etc.; however, pure oxygen gas is mixed and diluted with air to reach the desired oxygen concentration. Strict management is required, such as lowering the pressure, monitoring oxygen depletion, and handling of high-pressure cylinders, and replacement and transportation are complicated. Therefore, this method is difficult to use especially in a general household.

一方大気中の酸素分離・濃縮法としては、酸素
より窒素をより選択的に吸着するゼオライト等の
吸着剤を用いた吸着分離法が知られている。この
吸着分離法による医療用酸素富化器が最近開発さ
れているが、吸着剤に空気を吸着および離脱させ
る必要性から、操作圧力は加圧および減圧をくり
かえす、いわゆるプレツシヤー・スウイング方式
であり、騒音が大きくその騒音が大きくなつたり
小さくなつたりのくりかえしで使用者、特に病人
にとつて苦痛に感じさせる。
On the other hand, as a method for separating and concentrating oxygen in the atmosphere, an adsorption separation method using an adsorbent such as zeolite that adsorbs nitrogen more selectively than oxygen is known. Medical oxygen enrichers using this adsorption separation method have recently been developed, but due to the need for air to be adsorbed and released by the adsorbent, the operating pressure is a so-called pressure swing method in which pressurization and depressurization are repeated. The noise is loud and the noise repeats getting louder and quieter, making the user, especially the sick, feel distressed.

その上、吸着性の劣化もあり、吸着法は比較的
寿命は短く、さらにこの吸着法によつて得られる
酸素濃度は一般に50〜90%の高酸素濃度空気であ
る。さらに吸着剤は水蒸気をより吸着するので、
出てくる空気は乾燥空気であり、吸入療法にあた
つては加湿が必要となる。
In addition, the adsorption properties deteriorate, and the life of the adsorption method is relatively short.Furthermore, the oxygen concentration obtained by this adsorption method is generally high oxygen concentration air of 50 to 90%. Additionally, the adsorbent absorbs more water vapor, so
The air that comes out is dry and requires humidification for inhalation therapy.

そこで空気中より連続的に酸素富化空気を得し
かもその富化空気が長時間吸入しても安全である
50%以下の酸素濃度であり、騒音の小さい、且つ
耐久性のある、小型の酸素富化器が開発できれば
長期に亘る吸気器官疾患者にとつて極めて望まし
いことである。
Therefore, oxygen-enriched air is obtained continuously from the air, and the enriched air is safe even if inhaled for a long time.
It would be extremely desirable for patients with long-term respiratory organ disorders if a compact oxygen enricher with an oxygen concentration of 50% or less, low noise, and durability could be developed.

かかる要求にかなう酸素富化器として、窒素よ
り大きい速度で酸素を透過させることができる選
択性酸素透過膜を用いた膜法により富化器が提案
されている(例えば特開昭51−6876、特開昭51−
5291号公報参照)。
As an oxygen enricher that meets these requirements, an enricher using a membrane method using a selective oxygen permeable membrane that can permeate oxygen at a higher rate than nitrogen has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 51-6876, Japanese Unexamined Patent Publication 1977-
(See Publication No. 5291).

この膜法による酸素富化器の特徴は一般に膜の
酸素と窒素の選択性は2〜5の範囲にあることか
ら一般の空気分離で得られる窒素濃度は、50%以
下であること、一般に酸素、窒素より水蒸気の透
過の方が大きいため、膜を透過して得られる富化
空気は加湿されて出てくるため特に吸入時に加湿
を必要としないこと、膜自体が超フイルターであ
るためゴミや細菌などの全くない清浄空気として
得られること、さらに操作圧を減圧だけすなわち
真空ポンプを使用した場合、騒音の小さな富化器
ができることなどにあり、減圧タイプの膜法酸素
富化器は医療用として最適な富化器と云える。
The characteristics of the oxygen enricher using this membrane method are that the selectivity of oxygen and nitrogen of the membrane is generally in the range of 2 to 5, so the nitrogen concentration obtained by general air separation is 50% or less; Since the permeation of water vapor is greater than that of nitrogen, the enriched air obtained by passing through the membrane comes out humidified, so no humidification is required during inhalation, and the membrane itself is a super filter, so it is free from dust and dirt. Depressurized membrane oxygen enrichers are suitable for medical use because they provide clean air that is completely free of bacteria, and when the operating pressure is reduced only, i.e., when a vacuum pump is used, a low-noise enricher can be created. It can be said to be the most suitable enrichment device.

またさらに重要な点は、従来の富化器では、富
化器よりでてくる酸素富化空気の温度が室温より
3〜5℃高く、それが患者になま温かい空気を吸
入するため例えば室温が30℃をこえたりすると不
快感をもたらし、富化空気の温度を下げる対策が
必要であり、温度低下策としては富化器を出た富
化空気の導管を長くして、冷却する方法もある
が、前述の通り富化空気はほとんど飽和に近い水
蒸気をもつているため、温度が下がると導管部に
水滴がつき、それを取除く必要があることから、
富化器本体で充分冷却し、且つその冷却された富
化空気の導管が真空ポンプの排風路に直接接触す
ることなく、酸素富化器外へ取り出され、酸素富
化空気の温度は取り入れ空気(室温)とほぼ等し
いか、高くても2℃以内におさえられる富化器
を、本発明者等は、さきに提案した(特願昭55−
155198号明細書(特公昭61−16724号)参照)。
An even more important point is that in conventional enrichers, the temperature of the oxygen-enriched air that comes out of the enricher is 3 to 5 degrees Celsius higher than room temperature, which causes the patient to inhale warmer air, so the temperature of the oxygen-enriched air that comes out of the enricher is 3 to 5 degrees Celsius higher than room temperature. If the temperature exceeds 30℃, it will cause discomfort and measures must be taken to lower the temperature of the enriched air.One way to lower the temperature is to lengthen the conduit for the enriched air that exits the enricher and cool it. However, as mentioned above, enriched air has nearly saturated water vapor, so when the temperature drops, water droplets form on the conduit and need to be removed.
It is sufficiently cooled in the enricher main body, and the cooled enriched air is taken out of the oxygen enricher without coming into direct contact with the vacuum pump exhaust passage, and the temperature of the oxygen-enriched air is maintained at the same temperature as the intake air. The present inventors have previously proposed an enrichment device that can be kept at a temperature almost equal to that of air (room temperature), or within 2 degrees Celsius at the highest (Japanese Patent Application No. 1983-
(See Specification No. 155198 (Japanese Patent Publication No. 16724, Showa 61)).

本発明者等は、この膜法の酸素富化器を実用に
供するためにさらに研究を進めたところ、酸素富
化器はコンパクトで軽量、且つ分離の性能(酸素
濃度、富化空気量、耐久性など)がすぐれている
ものであることはもちろんであるが、実際の使用
にあたつては騒音や振動が小さいことが一層望ま
しいことがわかつた。特にこの酸素富化器を医療
用として用いる場合、できる限り騒音及び振動の
小さい構造とすることが要求される。
The present inventors conducted further research in order to put this membrane-based oxygen enricher into practical use, and found that the oxygen enricher was compact, lightweight, and had excellent separation performance (oxygen concentration, enriched air volume, durability, etc.). It goes without saying that the material has excellent performance (e.g. performance, etc.), but it has been found that it is even more desirable for the material to have low noise and vibration in actual use. Particularly when this oxygen enricher is used for medical purposes, it is required to have a structure with as little noise and vibration as possible.

酸素富化器の騒音源の主たるものは、空気の取
入れフアンと真空ポンプである。それ故騒音を小
さくするためには、フアン及び真空ポンプの低騒
音のものの使用及び防音材あるいは吸音材金使用
して防音対策する必要がある。
The main sources of noise in oxygen enrichers are the air intake fan and the vacuum pump. Therefore, in order to reduce noise, it is necessary to use low-noise fans and vacuum pumps and to take soundproofing measures by using soundproofing materials or sound-absorbing metals.

しかし、真空ポンプの場合ポンプのまわりを防
音材等で囲んだりして低騒音化をはかつた場合、
ポンプの冷却が充分できないため、ポンプ部分や
モーター部分の温度が上昇し、ポンプやモーター
部分の材料の摩滅や疲労を早めたり、熱による変
形や切断がおこり、真空ポンプの寿命を短かくす
る問題がおきることが多い。そのために真空ポン
プの寿命をおとさずに防音する必要がある。
However, in the case of a vacuum pump, if you try to reduce the noise by surrounding the pump with soundproofing material, etc.
Because the pump cannot be cooled sufficiently, the temperature of the pump and motor parts increases, which accelerates wear and fatigue of the materials in the pump and motor parts, and causes deformation and breakage due to heat, which shortens the life of the vacuum pump. often occurs. For this reason, it is necessary to soundproof the vacuum pump without reducing its lifespan.

さらにつけ加えると、酸素富化器の実用化をは
かる場合、空気取り込みフアンのなお一層の低騒
音化対策も必要であり、さらに特にこの富化器を
医療用に使用する場合、富化空気中の湿度が高い
ために、富化空気配管中に菌の繁殖の恐れがある
ため配管中への菌等の混入や繁殖等を防ぐ対策等
も必要であることがわかつた。
In addition, if we are to put oxygen enrichers into practical use, it is necessary to take measures to further reduce the noise of the air intake fan.Furthermore, especially when this enricher is used for medical purposes, Due to the high humidity, there is a risk of bacteria breeding in the enriched air piping, so it was found that measures were needed to prevent bacteria from entering the pipes and breeding.

本発明者等は膜法による酸素富化器の開発にあ
たり実用上のかかる問題点の解決をはかるべく鋭
意研究した結果、本発明に到達したものである。
The present inventors have arrived at the present invention as a result of intensive research aimed at solving these practical problems in developing an oxygen enricher using the membrane method.

すなわち、本発明は大気より酸素富化空気を得
る酸素富化器であつて、 (i) 選択性酸素透過膜よりなるエレメントの多数
の配列を収納した酸素富化モジユール、 (ii) 該酸素富化モジユールに大気を送りこみ且つ
窒素富化空気を排出する手段、 (iii) 該酸素富化モジユールの各エレメントの内部
を減圧にしかつ酸素富化空気をとり出すための
真空ポンプと (iv) 真空ポンプから出てくる酸素富化空気中の過
剰の水分を除去するための水分分離手段から主
として構成される構造において、 (1) 大気を該モジユールに送りこみ且つ窒素富
化空気を排出するために該モジユールの大気
空気の供給口の前にフアンが設けられてお
り、 (2) 真空ポンプを収納するための収納室を有し
ており、 (3) 該モジユールの排出口を出た窒素富化空気
は真空ポンプを有する該収納室へ導入され、
該収納室はここで窒素富化空気により真空ポ
ンプを冷却し、該真空ポンプの強制冷却の排
風口から排出される窒素富化空気が、そのま
ま該収納室外へ排出されるように専用通路を
有しており、 (4) 該収納室から排出された窒素富化空気は、
酸素富化空気の導管と直接接触することなく
酸素富化器外へ排出されるようにした排風路
を有しており、 (5) 該収納室内の専用通路および/または該収
納室外へ設けられた排風路は、少くともその
内壁が吸音性材料で構成されており、 (6) 該水分分離手段から酸素富化器外へ水を排
出するために導管が設けられており、この導
管内の少なくとも一部には、水が流通しうる
毛細管を形成した多孔体が該導管内部の横断
面全体に充填されており、該多孔体は、その
乾燥状態における酸素富化空気の通過流量が
200mmH2Oの圧力差で水分離後の該酸素富化
空気の流量の10%以下であり、且つ湿潤状態
における水の通過流量が200mmH2Oの圧力差
で該選択性酸素透過膜の単位面積(1m2)当
り少なくとも5c.c./時間である、 ことを特徴とする酸素富化器である。
That is, the present invention is an oxygen enricher for obtaining oxygen-enriched air from the atmosphere, which comprises: (i) an oxygen-enriching module containing a large array of elements each consisting of a selective oxygen-permeable membrane; (ii) the oxygen-enriched air; (iii) a vacuum pump for reducing pressure inside each element of the oxygen enrichment module and removing oxygen enriched air; and (iv) a vacuum. In a structure consisting primarily of moisture separation means for removing excess moisture in the oxygen-enriched air exiting the pump, (1) for introducing atmospheric air into the module and discharging nitrogen-enriched air; A fan is provided in front of the module's atmospheric air supply port, (2) it has a storage chamber for housing a vacuum pump, and (3) it has a nitrogen enriched air supply port that exits the module's exhaust port. Air is introduced into the storage chamber with a vacuum pump;
The storage chamber cools the vacuum pump with nitrogen-enriched air, and has a dedicated passage so that the nitrogen-enriched air discharged from the forced cooling exhaust port of the vacuum pump is directly discharged to the outside of the storage chamber. (4) The nitrogen-enriched air discharged from the storage chamber is
It has an exhaust passage that allows the oxygen-enriched air to be discharged outside the oxygen enricher without coming into direct contact with the conduit; (6) A conduit is provided for discharging water from the water separation means to the outside of the oxygen enricher, and at least the inner wall of the air exhaust passage is made of a sound-absorbing material; At least a portion of the conduit is filled with a porous body forming a capillary through which water can flow, and the entire cross section of the inside of the conduit is filled with a porous body that has a flow rate of oxygen-enriched air in its dry state.
The flow rate of the oxygen-enriched air after water separation is 10% or less at a pressure difference of 200 mmH 2 O, and the flow rate of water passing through the membrane in a wet state is 10% or less of the unit area of the selective oxygen permeable membrane at a pressure difference of 200 mmH 2 O. An oxygen enricher characterized in that the oxygen enricher has an oxygen concentration of at least 5 c.c./hour (1 m 2 ).

本発明の酸素富化器の構造の特徴と効果を以下
に説明する。
The features and effects of the structure of the oxygen enricher of the present invention will be explained below.

(a) 真空ポンプの騒音の低減と真空ポンプの温度
上昇防止がなされていること。
(a) The noise of the vacuum pump is reduced and the temperature of the vacuum pump is prevented from rising.

本発明の酸素富化器に用いられる真空ポンプ
は、空気を排出し減圧するためのポンプ部分
と、該ポンプを動かす電動部分より主として構
成され、且つ該運転部分を動かすことにより発
生する熱を除去するため、少なくとも一ケ所の
冷却風とり入れ口と排風口をもつた強制冷却風
発生装置を真空ポンプ内に装備したものであ
る。
The vacuum pump used in the oxygen enricher of the present invention is mainly composed of a pump part for discharging air and reducing pressure, and an electric part for moving the pump, and also removes heat generated by moving the driving part. In order to do this, a forced cooling air generator having at least one cooling air intake and exhaust port is installed inside the vacuum pump.

本発明の富化器においては騒音源である真空
ポンプの騒音の低下をはかるため真空ポンプは
ポンプ収納室内におかれ、該収納室の内側及
び/又は外側は防音材等をとりつけている。
In the enricher of the present invention, in order to reduce the noise of the vacuum pump, which is a noise source, the vacuum pump is placed in a pump storage chamber, and the inside and/or outside of the storage chamber is provided with soundproofing material or the like.

真空ポンプの冷却には、富化器内のモジユー
ルから排出された窒素富化空気を真空ポンプ収
納室内に導入して用いる。
To cool the vacuum pump, nitrogen-enriched air discharged from the module in the enricher is introduced into the vacuum pump housing chamber and used.

該窒素富化空気は、真空ポンプの外側を冷却
し、真空ポンプの強制冷却風とり入れ口より真
空ポンプ内にとり入れられ、真空ポンプを冷却
し強制冷却風排風口より排出される。
The nitrogen-enriched air cools the outside of the vacuum pump, is taken into the vacuum pump through a forced cooling air inlet of the vacuum pump, cools the vacuum pump, and is discharged through a forced cooling air outlet.

該排出風は真空ポンプを冷却して出てくるた
め熱交換して温められており、この排出風が真
空ポンプ収納室内に戻ると、ポンプ収納室内は
温められ、結局真空ポンプの冷却効果は落ち、
真空ポンプは過熱されその寿命が短かくなるこ
とになる。
The exhaust air cools the vacuum pump and comes out, so it is warmed by heat exchange. When this exhaust air returns to the vacuum pump storage chamber, the pump storage chamber is heated, and the cooling effect of the vacuum pump eventually decreases. ,
The vacuum pump will overheat and its life will be shortened.

そこで本発明の富化器においては、真空ポン
プより出てくる冷却排出風は、真空ポンプ収納
室に戻らず、そのまま収納室外へ排出されるた
めの専用通路を設けている。
Therefore, in the enrichment device of the present invention, a dedicated passage is provided so that the cooling exhaust air coming out of the vacuum pump does not return to the vacuum pump storage chamber, but is directly discharged to the outside of the storage chamber.

排出風は、収納室内に戻らないため長時間運
転においても、温められた排風により真空ポン
プがさらに加熱されることはなく、平衡状態に
達すれば、それ以上真空ポンプが加熱されるこ
とがなくポンプの寿命は短かくなることはな
い。
Since the exhaust air does not return to the storage chamber, the vacuum pump will not be further heated by the warmed exhaust air even during long-term operation, and once an equilibrium state is reached, the vacuum pump will not be heated any further. The life of the pump will not be shortened.

本発明の真空ポンプ収納室においては、該収
納室に導入されたモジユールから排出された窒
素富化空気が真空ポンプの強制冷却風とり入口
に入る側に、該真空ポンプの外側を、効率よく
冷却するように、窒素富化空気の流れを乱して
やることが好ましい。
In the vacuum pump storage chamber of the present invention, the outside of the vacuum pump is efficiently cooled so that the nitrogen-enriched air discharged from the module introduced into the storage chamber enters the forced cooling air intake inlet of the vacuum pump. It is preferable to disturb the flow of nitrogen-enriched air so as to

そのためには、例えば収納室内に風の流れを
乱す板や柵を設けること等が実施される。
For this purpose, for example, a board or a fence that disturbs the flow of wind is installed inside the storage room.

本発明において、前記専用通路が真空ポンプ
に直接接している場合、真空ポンプの振動が該
専用通路を通じ富化器に伝わり、富化器の振動
が大きくなるため、該専用通路は防振性材料も
しくは防振構造をもち、真空ポンプの振動が伝
わらない構造もしくは材料のものが好ましい。
In the present invention, when the dedicated passage is in direct contact with the vacuum pump, the vibration of the vacuum pump is transmitted to the enricher through the dedicated passage, and the vibration of the enricher increases, so the dedicated passage is made of vibration-proof material. Alternatively, it is preferable to use a structure or material that has a vibration-proof structure and does not transmit the vibrations of the vacuum pump.

さらに本発明の富化器には空気流があり、そ
れを外へ出す構造になつているので、それを伝
つて音が外へ出てくる。そのため真空ポンプ収
納室内の専用通路及び/又は該収納室外に設け
られた排風路は、少なくともその内側は吸音材
で構成され、外にもれてくる音を吸音材部分で
吸収することが好ましい。
Furthermore, the enrichment device of the present invention has an air flow and is structured to allow the air to flow out, so that the sound travels through the air flow to the outside. Therefore, it is preferable that at least the inside of the dedicated passage inside the vacuum pump storage chamber and/or the exhaust path provided outside the storage chamber be made of sound-absorbing material, so that the sound leaking outside is absorbed by the sound-absorbing material. .

さらに排風路に屈曲をつけ、流路を長くする
ことが好適に用いられる。特に排風路を富化器
の下部を通すようにすると、流路を長くとるこ
とができ又排風路を富化器の後部にもつていく
ことにより表面での騒音を小さくすることもで
きる。
Furthermore, it is preferable to bend the air exhaust path to lengthen the flow path. In particular, if the air exhaust path passes through the bottom of the enricher, the flow path can be made longer, and by moving the air exhaust path to the rear of the enricher, noise at the surface can be reduced. .

(b) 空気とり入れフアンの騒音の低減化がはから
れていること。
(b) Efforts must be made to reduce the noise of the air intake fan.

本発明の酸素富化器では、空気とり入れフア
ンが富化モジユールの前に設置されているた
め、フアンからの空気流が特に長くとれ、且つ
エレメントの配列体内部の吸音効果により、騒
音の低減をはかれる構造となつている。
In the oxygen enricher of the present invention, since the air intake fan is installed in front of the enrichment module, the air flow from the fan can be particularly long, and the sound absorption effect inside the array of elements reduces noise. It has a measurable structure.

本発明に使用されるフアンとしては、多翼式
フアンが騒音低下の点で好ましく用いられる。
As the fan used in the present invention, a multi-blade fan is preferably used in terms of noise reduction.

ここで多翼式フアンとは多数枚のブレイドを
流れ方向に直角に一定の角度をもつて、一定の
円周上に設置したものであつて、これを回転す
ることによつて空気流を発生するものであり、
例えばクロスフローフアンやシロツコフアン等
である。この多翼フアンは、羽根をもつて空気
を切つて空気流を発生するプロペラ式のフアン
に代表される軸流フアンと比較して、高周波領
域の騒音を発生するが、高周波領域の音は防音
材等により消すことは容易であり、結局低騒音
化をはかることができる。
A multi-blade fan is one in which a large number of blades are installed on a certain circumference at a certain angle perpendicular to the flow direction, and by rotating these blades, an air flow is generated. and
For example, a cross flow fan, a sirotskov fan, etc. This multi-blade fan generates noise in the high frequency range compared to an axial flow fan, typically a propeller type fan that generates airflow by cutting the air with blades, but the sound in the high frequency range is soundproofed. It is easy to eliminate the noise using materials, etc., and the noise can be reduced after all.

さらに富化モジユールに通すへき空気流量よ
り大きい多翼式フアンを使用する場合とり入れ
空気が富化モジユールを通るより圧抵抗の少な
い空気流路を一部流れるような構造とすること
により、フアンの同一逆風量の場合圧抵抗が小
さい状態でフアンを運転することによりフアン
の動力を下げ、騒音も小さくすることができ好
適である。この場合、富化モジユールより空気
抵抗の少ない流路を特に設けなくても、フアン
の空気流排出口と富化モジユールの空気とり入
れ口とを若干ずらしておき、フアンの空気流排
出口からのとり入れ大気の一部が富化モジユー
ルの空気とり入れ口よりモジユールの外へもれ
るようにしても同じ効果が得られる。
Furthermore, when using a multi-blade fan that has a larger flow rate of air than the flow rate of air passing through the enrichment module, it is possible to In the case of reverse airflow, it is preferable to operate the fan in a state where the pressure resistance is small, since the power of the fan can be lowered and the noise can also be reduced. In this case, even if there is no particular provision of a flow path with lower air resistance than the enrichment module, the airflow outlet of the fan and the air intake of the enrichment module may be slightly shifted from each other, and the intake from the fan's airflow outlet The same effect can be obtained by allowing a portion of the atmosphere to leak out of the enrichment module through the air intake port of the module.

(c) 菌の繁殖及び混入の防止がはかられているこ
と。
(c) Measures are taken to prevent bacterial growth and contamination.

膜を透過してくる酸素富化空気は、理想的な
フイルターを通つてきた気体であり、細菌やゴ
ミの混入は全くない清浄空気であるが、酵素富
化空気の湿度は飽和に近い程度に高い空気であ
るので、富化空気導管中で外部より菌等が混入
し菌の繁殖し易い条件となる可能性がある。
The oxygen-enriched air that passes through the membrane is a gas that has passed through an ideal filter, and is clean air with no bacteria or dirt mixed in, but the humidity of the enzyme-enriched air is close to saturation. Since the air is high in air, there is a possibility that bacteria, etc. may enter the enriched air conduit from the outside, creating conditions that make it easy for bacteria to propagate.

外部からの菌の混入経路としては例えば酵素
富化空気の出口と水の排水路である。そのため
富化空気の出口にはバクテリアフイルター等の
フイルター類を設け、停止時の富化器への菌の
混入を防いでいる。
Examples of routes for contamination of bacteria from the outside include the outlet of enzyme-enriched air and the drainage channel of water. Therefore, a filter such as a bacteria filter is installed at the enriched air outlet to prevent bacteria from entering the enrichment device when the system is stopped.

一方水の排水路は、水分分離器で分離された
水を外へだすための流路であり、水が流通し得
る毛細管を有する多孔体の構造を有する。
On the other hand, the water drainage channel is a flow channel for draining water separated by the water separator, and has a porous structure having capillary tubes through which water can flow.

この排水路出口よりの菌の混入を防ぐため多
孔体の構造体の中に銅を含有させている。銅の
形状としては繊維状、針金状、銅片等である
が、銅粉も入れることができる。
Copper is contained in the porous structure to prevent bacteria from entering through the outlet of the drainage channel. Copper can be in the form of fibers, wires, copper pieces, etc., but copper powder can also be used.

銅はいずれも水分の存在下で溶融し、金属陽
イオンを発生しこれが殺菌効果を示す。
All copper melts in the presence of moisture and generates metal cations, which exhibit a bactericidal effect.

本発明の酸素富化器において、温まつたポン
プを経て出てくる富化空気を冷却する手段とし
て、熱交換器を用いており、該熱交換器の材質
として銅を用いるのが上述の殺菌効果の点から
好適である。
In the oxygen enricher of the present invention, a heat exchanger is used as a means for cooling the enriched air that comes out through the warm pump, and copper is used as the material for the heat exchanger as described above. This is preferable from the viewpoint of effectiveness.

富化器内は温かいので、排風口等からごきぶ
り等の虫が入る恐れがあるので、入る可能性の
ある排風口等は排風流をさまたげない程度のネ
ツト状物で囲む構造を有していてもよい。
Since the inside of the enricher is warm, there is a risk that insects such as cockroaches may enter through the exhaust vents, etc. Therefore, the exhaust vents, etc., where they may enter, should be surrounded with a net-like material that does not obstruct the exhaust flow. Good too.

(d) 富化空気温度を低温にできること 真空ポンプは運転中加熱し、そこを富化空気
が通つて来ると温められて出てくるので、冷却
手段を設けてある。その冷却手段は、とり入れ
大気空気で冷却する熱交換器であり、富化空気
が熱交換器を出てくるときは、とり入れ空気の
温度に等しいが、近い温度まで冷却できる能力
を有しているものである。一方、富化空気は水
蒸気の透過が窒素や酸素より大きいため、水蒸
気リツチになつているため、冷却すると水が出
てくるので水分分離手段を次に設けている。さ
らに重要なことは、この冷却された富化空気を
富化器の外部へ導くまで、加温されないことで
あり、特に真空ポンプを冷却した温風にさらさ
れない構造であることである。かくして酸素富
化空気の温度は取り入れ空気(室温)とほぼ等
しいが、高くても2℃以内におさえることがで
きる。
(d) Enriched air can be kept at a low temperature The vacuum pump heats up during operation, and when the enriched air passes through it, it comes out warmed, so a cooling means is provided. The cooling means is a heat exchanger that cools with incoming atmospheric air, and when the enriched air exits the heat exchanger, it has the ability to cool to a temperature equal to but close to that of the incoming air. It is something. On the other hand, enriched air has a higher water vapor permeation rate than nitrogen or oxygen, so it is rich in water vapor, and water comes out when it is cooled, so water separation means is provided next. What is more important is that the cooled enriched air is not heated until it is led outside the enricher, and in particular, the structure is such that the vacuum pump is not exposed to the cooled hot air. Thus, the temperature of the oxygen-enriched air is approximately the same as the intake air (room temperature), but can be kept within 2°C at most.

以上、本発明の富化器の構造の特徴と効果の関
係を個々に説明してきたが、これらはそれぞれ独
自に関係しているのではなく構造全部が有機的に
結びついて、全体として本発明の富化器の特徴を
生みだしている。
Above, the relationship between the characteristics and effects of the structure of the enricher of the present invention has been explained individually, but these are not independently related, but the entire structure is organically connected, and the present invention as a whole is It produces the characteristics of an enricher.

本発明の特徴を有するために前述した機能をも
つ構造にして、且つコンパクト化をはかるために
は、富化モジユールにおける空気の供給口と、排
出口とは同一平面にあることが最もよい。
In order to have a structure that has the above-mentioned functions in order to have the features of the present invention, and to achieve compactness, it is best that the air supply port and the air discharge port in the enrichment module are located on the same plane.

つぎに本発明の富化器の各構成要素について詳
述する。
Next, each component of the enricher of the present invention will be explained in detail.

(A) 酸素富化モジユール; モジユールは、多数のエレメントの配列体よ
りなり、そのエレメントは支持板の片面あるい
は両面に選択性酸素透過膜を設けられたもので
ある。
(A) Oxygen enrichment module: The module consists of an array of multiple elements, each of which is provided with a selective oxygen permeable membrane on one or both sides of a support plate.

分離エレメントが支持板の両面に選択性酸素
透過膜を設けた場合、エレメント当りの膜面積
を最大にすることができること、すなわち膜面
積が一定であるならば、エレメントの数を最小
にすることができ富化器の軽量、コンパクトの
点で好適に用いられる。
If the separation element is provided with selective oxygen permeable membranes on both sides of the support plate, the membrane area per element can be maximized, that is, if the membrane area is constant, the number of elements can be minimized. It is suitable for use because the enrichment device is lightweight and compact.

この両面膜エレメントの場合、その両面の膜
を介して酸素富化空気を併せて取り出すための
共通した取り出し口を有し、且つ該エレメント
内における圧損失が100mmHg以下である構造で
あることが、モジユールの簡略化及び分離効率
上好ましい。
In the case of this double-sided membrane element, it has a common outlet for taking out oxygen-enriched air through the membranes on both sides, and has a structure in which the pressure loss within the element is 100 mmHg or less. This is preferable in terms of module simplification and separation efficiency.

本発明に使用される選択性酸素透過膜は、酸
素と窒素の透過係数の比が2.0以上のものであ
ればいずれの素材のものも使用できるが得られ
る富化空気の必要酸素濃度及び分離操作上か
ら、好ましくは2.5以上、さらに好ましくは3.0
以上のものが有利である。
The selective oxygen permeable membrane used in the present invention can be made of any material as long as the ratio of oxygen to nitrogen permeability coefficients is 2.0 or more. From above, preferably 2.5 or more, more preferably 3.0
The above are advantageous.

素材としては、酸素透過係数の大きいものが
よく、膜厚は透過量が膜厚に反比例するので、
膜の層のできるだけ薄く、且つ耐久性のあるも
のが用いられる。膜の形態としては支持板上に
のせることのできる形態のものであり、平膜状
のものである、その形態としては薄膜、非対称
膜、複合膜のいずれでも使用できる。
The material should have a high oxygen permeability coefficient, and the amount of permeation is inversely proportional to the film thickness, so
A membrane layer that is as thin as possible and durable is used. The form of the membrane is a flat membrane that can be placed on a support plate, and any of a thin membrane, an asymmetric membrane, and a composite membrane can be used.

種々の選択性酸素透過膜の中で膜素材として
は、ポリα−オレフインが酸素の透過係数が
10-10Ω(STP)・cm/cm2・sec・cmHg以上と一
般のポリマーの中で大きいこと、選択性も3.0
以上であり、0.5ミクロン以下の極薄膜化も可
能であり、耐久性もあり、好適に用いられる。
Among various selective oxygen permeable membranes, poly-α-olefin has the highest oxygen permeability coefficient as a membrane material.
10 -10 Ω (STP)・cm/cm 2・sec・cmHg or higher, which is higher than other general polymers, and the selectivity is also 3.0
As described above, it is possible to make an ultra-thin film of 0.5 microns or less, and it is durable, so it is suitably used.

ポリα−オレフインの中でもポリ4−メテル
ペンテン−1、それと他のポリオレフインとの
共重合体が酸素の透過係数が10-9c.c.(STP)・
cm/cm・sec・cmHg以上で、且つ選択性も安定
して3.0以上あり、好適に用いられる。
Among poly-α-olefins, poly-4-meterpentene-1 and copolymers of it and other polyolefins have an oxygen permeability coefficient of 10 -9 cc (STP).
cm/cm・sec・cmHg or more, and the selectivity is also stable and 3.0 or more, so it is suitably used.

かかるポリα−オレフインの極薄膜は例えば
本発明者らがさきに提案した方法(特願昭54−
169461)によつて製膜することができる。極薄
膜の厚さは、0.5ミクロン以下であり、かかる
極薄膜は多孔質支持上にのせて取り扱われる。
Such an ultra-thin film of polyα-olefin can be produced, for example, by the method previously proposed by the present inventors (Japanese Patent Application No.
169461). The thickness of ultrathin membranes is less than 0.5 microns, and such ultrathin membranes are handled on a porous support.

本発明の支持板とはエレメントの形態を保
ち、膜を維持する働きと、膜を透過した酸素富
化空気の流路となる働きの両方を機能する。後
者の酸素富化空気の流路となる働きは、膜の分
離効率に大きくかかわるものであり、該流路で
気体が通りにくいものは、圧損失が大きくな
り、エレメントに圧力差を与え、分離を実施し
ても実際に膜の前後にかかる圧力差は小さく、
圧力差に比例する透過量は低下する。さらに混
合気体の分離では膜の前後の圧力比(高圧側/
低圧側)の大きいほど、実際の混合気体の分離
がよくなることが知られているが、圧損が大き
いと、低圧側の圧力が高まり、圧力比も小さく
なり、膜を透過して得られる富化気体の濃度は
低くなる。
The support plate of the present invention maintains the shape of the element and functions both to maintain the membrane and to serve as a flow path for oxygen-enriched air that has passed through the membrane. The latter function, which serves as a flow path for oxygen-enriched air, has a large impact on the separation efficiency of the membrane, and if the flow path is difficult for gas to pass through, the pressure loss will be large, creating a pressure difference in the element, and increasing the separation efficiency. Even if this is carried out, the actual pressure difference across the membrane is small;
The amount of permeation decreases in proportion to the pressure difference. Furthermore, in the separation of mixed gases, the pressure ratio before and after the membrane (high pressure side/
It is known that the larger the pressure drop (on the low pressure side), the better the actual separation of the gas mixture will be. However, if the pressure drop is large, the pressure on the low pressure side will increase, the pressure ratio will also decrease, and the enrichment obtained by permeating through the membrane will increase. The concentration of the gas decreases.

そこで支持板としては膜を透過した酸素富化
空気の流路をできるだけさまたげない構造すな
わち圧損失のできるかぎり小さい構造のものが
よく、圧損失としては100mmHg以下、好ましく
は75mmHg以下、さらに好ましくは50mmHg以下
である。
Therefore, the support plate should have a structure that does not obstruct the flow path of the oxygen-enriched air that has passed through the membrane, that is, a structure that has as little pressure loss as possible. It is as follows.

この圧損失の構造は片面膜エレメント及び両
面膜エレメントのいずれにおいてもあてはまる
ものであるが、そのうち両面膜エレメントは膜
を透過した酸素富化空気の量が多くなるため特
に重要である。
This pressure loss structure applies to both single-sided membrane elements and double-sided membrane elements, but double-sided membrane elements are particularly important because the amount of oxygen-enriched air that passes through the membrane is large.

ここで本発明でいう圧損失の測定は支持板構
造体をたて50cm、よこ25cmの大きさに切り、エ
レメント全表面をガスバリヤー性フイルムでお
おう。50cm側の両端を、気体がもれないように
封じ、25cm側の両端は気体が抵抗なく流れる太
いチユーブ状の流通口(例えば内径約8mmの
管)をつけ他の端辺はふさいでおく。一方チユ
ーブ口は開放でしぼれるようにしておき、反対
側チユーブ口より減圧吸引する吸引側の空気量
が1/分のときの両方の口での圧力を測定
し、その差を圧損失とする。測定は25℃で行
う。
To measure the pressure loss in the present invention, the support plate structure is cut into pieces measuring 50 cm in length and 25 cm in width, and the entire surface of the element is covered with a gas barrier film. Seal both ends of the 50cm side to prevent gas from leaking, and attach a thick tube-shaped opening (e.g., a tube with an inner diameter of about 8mm) to both ends of the 25cm side so that gas can flow through it without resistance, and close the other ends. On the other hand, leave the tube opening open so that it can be squeezed, and measure the pressure at both ports when the air volume on the suction side is 1/min to reduce pressure from the opposite tube opening, and take the difference as the pressure loss. . Measurements are carried out at 25°C.

本発明の支持板はアルミ板、ジユラルミン
板、鉄板等の金属板、あるいはポリプロピレン
板、硬質塩ビ板、FR−PET板、不飽和ポリエ
ステル板等のプラスチツク板、あるいはステン
レス金鋼、ポリプロピレン多孔板等の網状物を
中心にしてその両面にネツト材、不織布、多孔
質材等を或いはこれらを組合せて積層して構成
される。この場合各エレメントにおける圧損失
が前記範囲となるように組合せて積層すること
が必要である。
The support plate of the present invention is a metal plate such as an aluminum plate, a duralumin plate, or an iron plate, or a plastic plate such as a polypropylene plate, a hard PVC plate, a FR-PET plate, or an unsaturated polyester plate, or a perforated plate of stainless steel or polypropylene. It is constructed by laminating a net material, a nonwoven fabric, a porous material, etc., or a combination of these materials on both sides of a mesh material. In this case, it is necessary to combine and laminate the elements so that the pressure loss in each element falls within the above range.

ネツト材は支持板の中心に金網や多孔板を使
用しない場合、支持板中の空気の流れを容易に
するものであり、気体の易流作用を有するもの
であり、特にその選定は重要である。ネツト材
としては、目のあらい凹凸形状を有するものが
好ましく、材質としてはプラスチツク製あるい
は金属製のいずれでもよいが軽量化の点からプ
ラスチツク製が好ましい。プラスチツク製の場
合、腰のあるものが好ましく、材料としては例
えばポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレ
ート、ナイロン等をあげることができる。市販
のネツト材を例示すればDu Pont社のベクサー
あるいは東京ポリマー社のネトロン等をあげる
ことができる。
When a wire mesh or perforated plate is not used in the center of the support plate, net material facilitates the flow of air within the support plate, and has a gas flow effect, so its selection is particularly important. . The net material preferably has a rough texture, and the material may be either plastic or metal, but plastic is preferred from the viewpoint of weight reduction. If it is made of plastic, it is preferably stiff, and examples of the material include polypropylene, polyethylene terephthalate, and nylon. Examples of commercially available net materials include Du Pont's Vexar and Tokyo Polymer's Netron.

不織布は、ネツト状物が目があらく、凹凸が
あるため圧力をかけた場合、膜がネツト状物の
形に変形し破損する恐れもあり、そこで膜の形
状を保護するためであり、さらに気体の流れを
容易にする作用も有する。それ故不織布として
は、表面が平滑であるものが好ましく、目の大
きさはネツト状物の目より小さいものである不
織布としては材質としてはポリエチレンテレフ
タレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナ
イロン等であり、例えば市販のものとしては、
帝人社のユニセルRタイプ、あるいは日本バイ
リン社のMRタイプ等をあげることができる。
Non-woven fabrics are used to protect the shape of the membrane, as the net-like material is open and uneven, so if pressure is applied, the membrane will deform into the shape of the net-like material and may be damaged. It also has the effect of facilitating the flow of water. Therefore, it is preferable that the nonwoven fabric has a smooth surface and the mesh size is smaller than the mesh size of the net-like material.The material of the nonwoven fabric is polyethylene terephthalate, polypropylene, polyethylene, nylon, etc. As for the
Examples include Teijin's Unicell R type and Nippon Vilin's MR type.

多孔質材は不織布と同様に分離膜を維持する
ものであり、不織布もその一種と考えることが
できるが、一般に不織布より孔径の小さいもの
である。分離膜の種類によつては、分離膜が多
孔質材と一体あるいは、積層した形で製造され
る場合であつてもよい。多孔質材としては、例
えばポリプロピレン多孔膜(商品名セルガー
ド、セラニーズ社製)、セルロースエステル多
孔膜(商品名ミリポア、ミリポア社製)、テフ
ロン多孔膜(商品名フロロポア、住友電工社
製)、ポリカーボネート多孔膜(商品名ニユー
クリポア、野村マイクロサイエンス社製)、再
生セルロース膜(商品名フジミクロフイルタ
ー、富士フイルム社製)等をあげることができ
る。
Porous materials maintain separation membranes in the same way as nonwoven fabrics, and nonwoven fabrics can be considered a type of porous material, but they generally have smaller pore diameters than nonwoven fabrics. Depending on the type of separation membrane, the separation membrane may be manufactured integrally with the porous material or in a laminated form. Porous materials include, for example, polypropylene porous membrane (trade name: Celguard, manufactured by Celanese Corporation), cellulose ester porous membrane (trade name: Millipore, manufactured by Millipore Corporation), Teflon porous membrane (trade name: Fluoropore, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.), polycarbonate porous membrane. Examples include a membrane (trade name: Nuclepore, manufactured by Nomura Microscience Co., Ltd.), a regenerated cellulose membrane (trade name: Fuji Micro Filter, manufactured by Fuji Film Corporation), and the like.

支持板としては本発明の圧損失内にあればど
のような組合わせのものも使用できるが、支持
板自体として耐久性があり、変形などのおこし
にくい構造のものが好ましい。なお支持板の構
造としてはそのまん中の金属板等を中心として
ネツト状物、不織布、多孔質材がこの順序で左
右対称になつているものが圧力のむらや富化空
気流のかたよりがなく好ましい。好ましい構造
として金属板の両面にネツト状物、不織布およ
び多孔質材をこの順序でそれぞれ少なくとも1
種類づつ設けたものが圧損失が小さく、かつ膜
の変形をふせぎ且つエレメント自体の耐久性も
あるので好ましい。
Any combination of support plates can be used as long as the pressure loss is within the pressure loss range of the present invention, but it is preferable that the support plates themselves have a durable structure and are resistant to deformation. The structure of the support plate is preferably one in which a net-like material, a nonwoven fabric, and a porous material are symmetrically arranged in this order around a metal plate or the like in the middle, since there is no unevenness in pressure or imbalance in the enriched air flow. As a preferred structure, at least one layer of a net-like material, a nonwoven fabric, and a porous material are provided on both sides of the metal plate in this order.
It is preferable to provide each type of element because the pressure loss is small, the deformation of the membrane is prevented, and the element itself is durable.

支持板の厚さとしては、コンパクト化の点か
らできるだけ薄いものが好ましく、厚さとして
は5mm以下、好ましくは4mm以下、さらに好ま
しくは3mm以下である。
The thickness of the support plate is preferably as thin as possible from the viewpoint of compactness, and the thickness is 5 mm or less, preferably 4 mm or less, and more preferably 3 mm or less.

本発明に用いるエレメントは、透過膜を透過
して得られる酸素富化空気を併せてとり出すた
め取出口が設けられている。
The element used in the present invention is provided with an outlet for taking out the oxygen-enriched air obtained by passing through the permeable membrane.

取出口は、その部分の圧損失のほとんどない
断面積及び長さのものを選ぶことが必要であ
る。
It is necessary to select an outlet with a cross-sectional area and length that causes almost no pressure loss at that part.

取出口を除いてはエレメントの外周は、空気
のもれがないように封じられる。即ち、供給空
気と膜を透過した富化空気の混合が起こらない
ような構造になつている。かくして作られたエ
レメントを膜がそれぞれ接しなくするため、膜
表面を大気が流れていくための流路を設けるた
め、スペーサーをはさみ、多数枚あわせる。
The outer periphery of the element, except for the outlet, is sealed to prevent air leakage. That is, the structure is such that mixing of the supply air and the enriched air that has passed through the membrane does not occur. In order to prevent the membranes from touching the elements created in this way, and to provide a flow path for the air to flow over the membrane surface, a large number of spacers are inserted and assembled together.

このあわせた配列体を空気の供給口と窒素富
化空気の排出口を有する収納ボツクス入れ富化
モジユールを形成する。なお各エレメントから
の膜を透過した酸素富化空気は各エレメントの
取出し口に連結した集合管に集められ、該管を
通しモジユールの外へとり出すことができるよ
うになつている。供給空気と取出し空気の流し
方としては、向流、クロス流が好ましく、分離
効率の点で向流が最も好ましい。本発明のモジ
ユールにおいて、供給口と排出口の位置は、供
給空気の流れが、酸素富化空気の取出しの流れ
に対し向流もしくはクロス流となるように設け
られている。
The combined array forms a storage boxed enrichment module having an air inlet and a nitrogen enriched air outlet. Note that the oxygen-enriched air that has permeated the membrane from each element is collected in a collecting pipe connected to the outlet of each element, and can be taken out of the module through the pipe. The flow of the supplied air and the taken-out air is preferably countercurrent or crossflow, and countercurrent is most preferred in terms of separation efficiency. In the module of the present invention, the inlet and outlet ports are positioned such that the flow of supply air is countercurrent or cross-flow to the flow of oxygen-enriched air withdrawal.

(B) 大気を送り込むフアン; 大気をとり入れ、酸素富化モジユールに、該
大気を送りこむ働きをし前述のように大気空気
の供給口の前に設けられている。送る空気量は
膜表面の濃度分極をできるだけ小さく分離効率
をあげるため、酸素富化空気量の5倍以上、好
ましくは10倍以上、さらに好ましくは30倍以上
である。
(B) Fan for feeding atmospheric air; It functions to take in atmospheric air and send the atmospheric air to the oxygen enrichment module, and is provided in front of the atmospheric air supply port as described above. The amount of air to be fed is at least 5 times, preferably at least 10 times, and more preferably at least 30 times the amount of oxygen-enriched air in order to minimize concentration polarization on the membrane surface and increase separation efficiency.

フアンの好ましい形態及びその好ましい操作
法については前述した通りである。
The preferred form of the fan and its preferred method of operation are as described above.

(C) 真空ポンプ; エレメント内部を富化空気取り出し口を通し
て減圧にし分離の駆動力となるとともに、該取
出し口を通して富化空気をとり出し、ポンプの
排気ガスとして富化空気を送りだす働きをも
つ。
(C) Vacuum pump; It has the function of reducing the pressure inside the element through the enriched air outlet and serving as the driving force for separation, and also takes out enriched air through the outlet and sends out the enriched air as exhaust gas for the pump.

ポンプの種類としては、人の吸入に使うた
め、オイルなどの微細粒子の混入のないものが
よく、オイルレスタイプのポンプで、しかも騒
音も小さく、耐久性のあるものが好ましい。ポ
ンプの能力としては、必要とする富化空気量、
酸素濃度、分離膜の性能によつて大きく違つて
くるが、例えば医療用として酸素濃度35%以
上、富化空気量6/分以上分離膜としてその
酸素、窒素の選択性が3.5の場合のとき、絶対
圧力270mmHgで6/分の流量がでる性能以上
のポンプが必要となる。医療用の富化器として
は、米国ギヤスト社あるいはトーマス社あるい
は日本のイワキ社のダイヤフラム型のオイルレ
スポンプ等が好適に用いられる。
As the pump is used for human inhalation, it is preferable to use one that does not contain fine particles such as oil, and it is preferable that the pump is oil-less, has low noise, and is durable. The pump capacity includes the required amount of enriched air,
It varies greatly depending on the oxygen concentration and the performance of the separation membrane, but for example, for medical purposes, when the oxygen concentration is 35% or more and the enriched air rate is 6/min or more, the separation membrane has an oxygen and nitrogen selectivity of 3.5. , a pump capable of producing a flow rate of 6/min at an absolute pressure of 270 mmHg is required. As a medical enrichment device, a diaphragm-type oilless pump made by Geast or Thomas in the US or Iwaki in Japan is suitably used.

本発明においては、該真空ポンプはポンプ収
納室内に設置される。該収納室は富化モジユー
ルより出てくる窒素富化空気のとり入れ口を有
しており、該収納室は室自体及び/又は室内の
内側は、防音材や吸音材等をはりつけなどして
防音対策がはかられている。
In the present invention, the vacuum pump is installed within the pump storage chamber. The storage room has an intake port for the nitrogen-enriched air coming out of the enrichment module, and the storage room itself and/or the inside of the room are soundproofed by gluing soundproofing materials, sound-absorbing materials, etc. Measures are being taken.

防音材としては、通常防音材や吸音材として
使用しているものがいずれでも使用できる。
As the soundproofing material, any material that is normally used as a soundproofing material or a sound-absorbing material can be used.

例えば、ウレタン、スチレンあるいは発泡性
合成ゴム等の発報材料及び/又はウレタンや合
成ゴム等のゴム材料等がある。さらに金属繊維
等例えば鉛繊維あるいは金属片等より主として
構成される遮音材も好適に用いることができ
る。
For example, there are reporting materials such as urethane, styrene, or foamable synthetic rubber, and/or rubber materials such as urethane and synthetic rubber. Furthermore, a sound insulating material mainly composed of metal fibers such as lead fibers or metal pieces can also be suitably used.

本発明の真空ポンプの冷却に使つた排風の専
用通路の形状及び方式は排風がポンプ収納室内
にもれなければいかなる形状及び方式でもよ
い。例えば丸型の風洞状にして、一端を排風口
につけ他端をポンプ収納室外にでるようにした
構造にすることもできるし、あるいは真空ポン
プの排風口に排風導入部を設け、その上にフー
ドをとりつけて、ポンプ収納室外へ排風を排出
する方式等もある。
The dedicated passage for exhaust air used for cooling the vacuum pump of the present invention may have any shape and type as long as the exhaust air does not leak into the pump storage chamber. For example, it is possible to make it into a round wind tunnel shape, with one end attached to the exhaust port and the other end extending outside the pump storage room, or alternatively, the exhaust port of the vacuum pump can be provided with an exhaust introduction section, and the There is also a method of attaching a hood and discharging the exhaust air outside the pump storage room.

ただし真空ポンプを運転する場合、ポンプの
振動が大きいので、その振動が前記専用通路を
経て富化器本体に伝わらないことが必要であ
る。そのためには該専用通路は、振動を吸収す
る材料あるいは構造でなくてはならない。それ
故専用通路としては、柔軟構造であり、例えば
ジヤバラ状にするとか、あるいは排風通路を2
段に分けてその境目はすきまを設けお互いが接
しないようにして振動の伝達を防ぐ方法等もあ
る。多少のすき間があつても排風の流れのサク
シヨン効果により、排風が外にもれることは防
ぐことができ、又、ポンプ室内の空気の流れを
乱すことにもなり好ましい場合もある。
However, when operating the vacuum pump, the vibration of the pump is large, so it is necessary that the vibration not be transmitted to the enricher main body through the dedicated passage. For this purpose, the dedicated passage must be made of a material or structure that absorbs vibrations. Therefore, as a dedicated passage, a flexible structure is required, for example, a bellows shape, or a two-way exhaust passage.
There is also a method to prevent the transmission of vibrations by dividing the layers into layers and providing gaps at the boundaries so that they do not touch each other. Even if there are some gaps, the suction effect of the exhaust air flow will prevent the exhaust air from leaking outside, and it may also be preferable since it will disturb the air flow inside the pump chamber.

該収納室内の専用通路及び/又は該収納室外
に設けられた排風路は、そこを通つて騒音が外
にもれないように内壁が吸音性材料で構成され
る。
The inner wall of the exclusive passage inside the storage chamber and/or the exhaust passage provided outside the storage chamber is made of a sound-absorbing material so that noise does not leak outside through the passage.

かかる吸音性材料としてはさきに例示した材
料を用いることができる。
As such a sound absorbing material, the materials exemplified above can be used.

(D) 冷却及び水分分離手段; 温まつたポンプを経て出てくる富化空気を冷
却する冷却手段としては、熱交換器を用いる。
熱交換器に与える冷却空気は、取り入れ空気を
利用する富化空気を取り入れ空気まで冷却する
には、該熱交換を取り入れ空気のとり入れ口の
すぐそばに置くのが好ましく、その囲りが、真
空ポンプの熱により温められにくいことが必要
である。
(D) Cooling and water separation means: A heat exchanger is used as a cooling means to cool the enriched air coming out through the warm pump.
The cooling air supplied to the heat exchanger uses intake air.In order to cool the enriched air to the intake air, it is preferable to place the heat exchanger right next to the intake air intake, and the surrounding area is vacuum It is necessary that it is not easily warmed by the heat of the pump.

熱交換器の材質としては、熱伝導の点から金
属製のものが好ましく、そのなかで前述の通
り、殺菌効果のある銅製のものが特に好まし
い。熱交換器の形状としては、通常の形状のい
かなるものも使用できるが、コンパクトで且つ
水も流れる形状のものが好ましく、従つてコイ
ル状のものが好適に用いられる。熱交換器の能
力は、熱交換器の出口で富化空気の温度が冷却
空気と等しいかほぼ近い温度まで冷却すること
が必要であり、その長さは富化空気の量、温度
によるが、コイルの長さはある場合には少くと
も20cm以上が望ましい。
The material of the heat exchanger is preferably metal from the viewpoint of heat conduction, and among these, as mentioned above, copper is particularly preferable since it has a sterilizing effect. Although any conventional shape can be used as the shape of the heat exchanger, a shape that is compact and allows water to flow through is preferable, and therefore a coil-shaped one is preferably used. The capacity of the heat exchanger is required to cool the enriched air at the outlet of the heat exchanger to a temperature that is equal to or almost close to that of the cooling air, and its length depends on the amount and temperature of the enriched air. The length of the coil is preferably at least 20 cm in some cases.

水分分離手段は富化空気中の水を空気と分離
する働きをする。最も簡単な方法としては、円
柱状の管の横から水を含んだ富化空気を導入
し、空気は上に水は下へと分離する方法であ
る。
The water separation means serves to separate the water in the enriched air from the air. The simplest method is to introduce enriched air containing water from the side of a cylindrical tube and separate the air from the top and the water from the bottom.

分離効率をよくするために、該円柱にラツシ
リングなどの充填物を入れることもできるし、
たな等の障害物を設けることもできる。水分分
離長の下方にたまつた水は、外部へ排出しなけ
ればならないが、その手段は、分離された水が
充分外に流れる能力をもつ、且つ富化空気がこ
こを通して大きくもれていかないよう、できる
限り空気のもれの小さいものが必要である。
In order to improve the separation efficiency, a filler such as a rasp ring can be placed in the cylinder,
Obstacles such as shelves may also be provided. The water that has accumulated below the water separation length must be discharged to the outside, but the means for doing so must be such that the separated water can flow sufficiently outside and that enriched air does not leak significantly through it. Therefore, you need something with as little air leakage as possible.

かかる要求に適う水排出部としては、水が流
通し得る毛細管を有する多孔体が最適である。
該多孔体の構造としては、いかなる構造体でも
使用できるが、以下の性能を満足するものが好
ましい。普通ポンプより富化空気を取り出すに
は、チユーブ等の配管等を用いるが、配管系に
気体を流すと圧損を生じるので水排出部におい
てもいくらか圧力がかかつている。そこで水排
出部の性能の測定においても圧力のかかつた状
態で実施する必要があり、その大きさは、例え
ばこの酸素富化器を医療用として用い、酸素富
化空気量6/分の規模のとき圧損は一般に
100〜500mmH2Oとなるので、性能の測定とし
て200mmH2Oでの圧力のもとで行ない、性能を
あらわすとまず空気の流量としては酸素富化器
としての実用上、富化空気はできる限りもれる
ことなく使用することが望ましいので、乾燥状
態で好ましくは富化空気量の10%以下、さらに
好ましくは5%以下が適当である。
A porous body having capillary tubes through which water can flow is most suitable as a water discharge part that meets such requirements.
Although any structure can be used for the porous body, one that satisfies the following properties is preferable. Normally, piping such as a tube is used to extract enriched air from a pump, but since a pressure loss occurs when gas flows through the piping system, some pressure is also applied at the water discharge part. Therefore, it is necessary to measure the performance of the water discharge part under pressure, and the size of the measurement is, for example, when this oxygen enricher is used for medical purposes, with an oxygen enriched air volume of 6/min. When the pressure drop is generally
100 to 500 mmH 2 O, so we measured the performance under a pressure of 200 mmH 2 O, and to express the performance, first of all, as for the air flow rate, for practical purposes as an oxygen enricher, the enriched air should be as high as possible. Since it is desirable to use the air without leakage, the amount of enriched air in dry conditions is preferably 10% or less, more preferably 5% or less.

一方水排出部よりの水の留出量としては、富
化器は通常大気雰囲気で使用するので、夏場の
高温高湿状態での運転中で分離される水の量を
少なくとも留出しうるものでなくてはならず、
分離される水の量は分離膜の水蒸気の透過量に
よつても大きくかわるが、一般に水蒸気の透過
係数は酸素の透過係数の50〜100倍であり、酸
素の透過係数が10-9c.c.・cm/cm2・sec・cmHgオ
ーダーの膜では温度30℃、湿度90%RHの雰囲
気で、圧力差1気圧の運転での水の分離量は分
離膜の単位面積当り(m2)5c.c./時間〜10c.c./
時間となりそこで水排出部よりの水の流量は分
離膜の単位面積あたり(m2)少くとも5c.c./時
間、好ましくは10c.c./時間である。
On the other hand, as for the amount of water distilled from the water discharge section, since the enricher is usually used in an atmospheric atmosphere, it should be possible to distill at least the amount of water that is separated during operation under high temperature and high humidity conditions in the summer. indispensable,
The amount of water separated varies greatly depending on the amount of water vapor permeated through the separation membrane, but generally the water vapor permeation coefficient is 50 to 100 times the oxygen permeation coefficient, and the oxygen permeation coefficient is 10 -9 cc・With a membrane of the order of cm/cm 2 sec cmHg, the amount of water separated per unit area of the separation membrane (m 2 ) is 5c.c when operating at a temperature of 30°C and humidity of 90% RH with a pressure difference of 1 atm. ./hours~10c.c./
time and the flow rate of water from the water outlet is at least 5 c.c./hour, preferably 10 c.c./hour per unit area (m 2 ) of the separation membrane.

かかる性能を満足する多孔体の好ましい構造
を例示するとプラスチツク等のチユーブ内にプ
ラスチツク等の多孔体、スポンジの如き可撓性
多孔体あるいは繊維状物をつめこんだものをあ
げることができる。繊維状物としては、わた状
あるいは糸状のいずれでも使用できる。この糸
状物としては中空糸は特に連通した毛細管ので
きているので水の留出の点からは好ましい。空
気のもれや水の流量の調整は、多孔体の孔の大
きさや空孔率や充填度合を加えることによつて
できるが、多孔体を収納した例えばチユーブ等
の外側を、しめたりゆるめたりすることでも容
易にできる。
Examples of preferred structures of porous bodies that satisfy such performance include those in which a tube of plastic or the like is filled with a porous body such as plastic, a flexible porous body such as a sponge, or a fibrous material. As the fibrous material, either cotton-like or string-like material can be used. Among these filamentous materials, hollow fibers are particularly preferable from the viewpoint of water distillation since they are formed of connected capillary tubes. Air leakage and water flow rate can be adjusted by adjusting the pore size, porosity, and filling degree of the porous material, but it is also possible to adjust the outside of the tube that houses the porous material by tightening or loosening it. It can also be easily done by doing.

かかる多孔体は、長時間使用しても空気のも
れや水の留出量の変動少ないものが好ましく、
材質としては、有機系よりはガラスやセラミツ
クス等の無機系のものが好ましい。
It is preferable that such a porous body has little air leakage or fluctuation in water distillation amount even when used for a long time.
As for the material, inorganic materials such as glass and ceramics are preferable to organic materials.

水の流れを容易にするため、多孔体を形成す
る材料の表面を親水処理することも好適に用い
られる。
In order to facilitate the flow of water, it is also preferable to subject the surface of the material forming the porous body to hydrophilic treatment.

本発明においては、この水排出部よりの菌の
混入を防止するために、この多孔体に金属銅を
含有しているのが望ましい。金属銅としては、
細い銅線あるいは銅片あるいは銅粉等いずれの
形態でも使用できるが、使用中ぬけ落ちないこ
とが必要である。
In the present invention, it is desirable that the porous body contains metallic copper in order to prevent the contamination of bacteria from the water discharge section. As metal copper,
It can be used in any form, such as a thin copper wire, copper piece, or copper powder, but it is necessary that it does not fall off during use.

銅の含有量としては、特に限定はないが、少
くとも全多孔体部材の0.5重量%である。銅材
料による多孔体構造もあるので100%銅の場合
も本発明に含まれる。
The content of copper is not particularly limited, but is at least 0.5% by weight of the total porous member. Since there are also porous structures made of copper material, cases of 100% copper are also included in the present invention.

かくして水排出部を通つて排出された水は受
け皿をつくり、そこにためておく方法、あるい
は蒸発皿及び/又はたとえばガーゼ等の水をよ
く吸収する材料に水分をしみこませ蒸発させる
方法等があり、特に限定されるものではない。
特に後者の場合、ポンプの冷却風を利用すれば
効率よく水を蒸発させることができ、富化器外
部へ水がでることも、又たまつた水を捨てる手
間もなく、好ましい方法である。
The water thus discharged through the water outlet can be stored in a tray, or it can be evaporated by impregnating it in an evaporating tray and/or a material that absorbs water well, such as gauze. , but is not particularly limited.
Particularly in the latter case, the water can be efficiently evaporated by using the cooling air of the pump, and there is no need for water to flow out of the enricher or the trouble of discarding accumulated water, which is a preferable method.

(E) その他; 富化空気中のNOx、SOx等の有害ガスや悪
臭を除去するための例えば活性炭を充填したカ
ラム、あるいは富化空気中の細菌を除くための
バイオフイルターを設置することもできる。特
にバイオフイルターは休止中に富化空気の導管
部分に細菌の入るのも防ぐ効果もあり必要であ
る。また運転時の異常を検知し、知らせる警報
器類、時間計、流量計、圧力計等の付属部品が
設置されていてもよい。
(E) Others; For example, a column filled with activated carbon can be installed to remove harmful gases such as NOx and SOx from the enriched air, as well as bad odors, or a biofilter can be installed to remove bacteria from the enriched air. . In particular, biofilters are necessary because they prevent bacteria from entering the enriched air conduit during periods of rest. Further, accessory parts such as an alarm device, a time meter, a flow meter, a pressure gauge, etc., may be installed to detect and notify abnormalities during operation.

本発明の酸素富化器は前述した各構成要素を組
みこみ構成されるが、医療用富化器として用いる
場合、酸素濃度が35%以上必要のとき分離膜とし
て酸素と窒素の選択性3.0〜4.0の範囲にあるもの
を用いる場合、操作圧力としては絶対圧で230〜
300mmHg以下の減圧が必要である。このときこの
圧力で必要とする酸素富化空気の量がでていなく
てはならない。
The oxygen enricher of the present invention is constructed by incorporating the above-mentioned components, but when used as a medical enricher, when the oxygen concentration is required to be 35% or more, the oxygen and nitrogen selectivity is 3.0 to 3.0 as a separation membrane. When using a material in the range of 4.0, the operating pressure should be 230 to 230 absolute pressure.
A reduced pressure of 300mmHg or less is required. At this time, the required amount of oxygen-enriched air must be available at this pressure.

本発明の酸素富化器は、特に騒音の小さいこと
にその特徴があり、さらに菌等の混入を防いでい
ることに特徴がある。
The oxygen enricher of the present invention is particularly characterized by low noise, and is further characterized by preventing the contamination of bacteria and the like.

本発明の富化器は、主として医療用として人間
の吸入に使用されるものであるがそれに限らず、
小型燃焼炉用空気、養殖等の産業用酸素富化空気
の製造にも使用できるものである。
The enrichment device of the present invention is mainly used for human inhalation for medical purposes, but is not limited to this.
It can also be used to produce air for small combustion furnaces and oxygen-enriched air for industries such as aquaculture.

次に本発明の富化器の構造の一例を図でもつて
示すがこれは説明のためであつてこれに限定され
るものでない。
Next, an example of the structure of the enricher of the present invention will be shown in the drawings, but this is for the purpose of explanation and is not intended to be limiting.

富化器に使用するるエレメントの構造図を図−
1に示す。11はアルミ板(厚さ1mm、250mm×
500mm)、12はポリプロピレンネツト(厚さ
50μ、14メツシユ)、13はポリエチレンテレフ
タレート不織布(厚さ230μ、図は180g/m2)、
14はポリ4−メチルペンテン−1の極薄膜(平
均厚さ0.15μ、酸素/窒素の選択性3.8)を上にの
せたポリプロピレン多孔材(厚さ25μ、最大孔径
0.2ミクロン)であり、富化空気の取出し口15
が設けてある。エレメントの周囲は巾15mmにわた
つて空気のもれのないように接着剤で固定されて
いる。このエレメントの圧損失は30mmHgであつ
た。このエレメントを15枚重ねあわせ図−2に示
す富化モジユールを作成する。各エレメントの間
には厚さ3mmのゴムのスペーサーを500mmの両ふ
ちに入れ、膜がお互いに接触しないとともに大気
空気の流路を形成させる。図−2で21はモジユ
ールホツクス、22は大気空気の供給口、23は
窒素富化空気の排出口、24はエレメントの配列
であり、25は富化空気の取り出し口をまとめた
集合管であり、真空ポンプにつながつている。
The structural diagram of the element used in the enricher is shown below.
Shown in 1. 11 is an aluminum plate (thickness 1mm, 250mm x
500mm), 12 is polypropylene net (thickness
50μ, 14 mesh), 13 is polyethylene terephthalate nonwoven fabric (thickness 230μ, 180g/m 2 in the figure),
14 is a polypropylene porous material (thickness 25μ, maximum pore diameter
0.2 micron), and the enriched air outlet 15
is provided. The periphery of the element is fixed with adhesive over a width of 15mm to prevent air leakage. The pressure loss of this element was 30 mmHg. Stack 15 of these elements to create the enrichment module shown in Figure 2. Rubber spacers with a thickness of 3 mm are placed between each element at both edges of 500 mm to prevent the membranes from touching each other and to form a flow path for atmospheric air. In Figure 2, 21 is a module hook, 22 is an atmospheric air supply port, 23 is a nitrogen-enriched air discharge port, 24 is an array of elements, and 25 is a collecting pipe that brings together the enriched air intake ports. and is connected to a vacuum pump.

水排出部は外側のチユーブは内径6mm外径10
m/mの塩ビチユーブであり、中には表面親水処
理したガラス繊維の束が充填されている。
The water discharge part has an outer tube with an inner diameter of 6mm and an outer diameter of 10mm.
It is a polyvinyl chloride tube of m/m, and the inside is filled with bundles of glass fibers whose surface has been treated with hydrophilic treatment.

又この束には、0.05mm径の銅線がガラス繊維束
に対して5重量部、ガラス繊維と同じ長さで混ぜ
てある。
Also, in this bundle, 5 parts by weight of copper wire with a diameter of 0.05 mm was mixed with the glass fiber bundle in the same length as the glass fiber.

この導管の長さは全体で30cmあり、その性能は
乾燥状態で200mmH2Oの圧力差で空気の流量は45
c.c./分、湿潤条件で同じ200mmH2Oの圧力差で水
の流量は35c.c./時間であつた。この富化器の膜面
積は3m2であるので水の流量の単位面積あたり11
c.c./時間となる。
The total length of this conduit is 30 cm, and its performance is 200 mm H 2 O pressure difference in dry condition and air flow rate of 45
cc/min, the water flow rate was 35 c.c./hour at the same pressure difference of 200 mm H 2 O under humid conditions. Since the membrane area of this enricher is 3 m 2 , the water flow rate per unit area is 11
cc/hour.

富化空気量は従来の通り7/分であるので空
気の流量は0.6%となる。
Since the enriched air amount is 7/min as before, the air flow rate is 0.6%.

図−3及び図−4に富化器の内部図を示す。 Figures 3 and 4 show internal diagrams of the enricher.

21は酸素富化モジユールであり、45はクロ
スフローフアン(羽根塩ビ製、ローヤル電気(株)製
造)である。このフアンを運転することにより4
4のフイルターを通して外気を取り入れ、取り入
れた空気はまず41の冷却器を冷却し、45のフ
アンを通つて21のモジユール22の供給口より
入り、23の排出口より出ていく。このときフア
ンの空気吹出し口と、モジユール用の空気取り入
れ口とは4mmあけてあり(図−5の61)フアン
の抵抗を低下させている。
21 is an oxygen enrichment module, and 45 is a cross flow fan (made of vinyl chloride vanes, manufactured by Royal Electric Co., Ltd.). By driving this fan 4
The outside air is taken in through a filter 4, which is first cooled by a cooler 41, passes through a fan 45, enters the supply port of the module 22 21, and exits from the discharge port 23. At this time, there is a 4 mm gap between the air outlet of the fan and the air intake for the module (61 in Figure 5) to reduce the resistance of the fan.

排出口より出た窒素富化空気は51の真空ポン
プ収納室内に入り、52の真空ポンプを冷却す
る。真空ポンプの強制冷却風排風口は、53及び
54より構成される専用通路経て、55の排風炉
を通り、56蒸発皿にたまつた水を蒸発させなが
ら、外へ排出される。
The nitrogen-enriched air coming out of the outlet enters the vacuum pump storage chamber 51 and cools the vacuum pump 52. The forced cooling air outlet of the vacuum pump passes through a dedicated passage 53 and 54, passes through an exhaust furnace 55, and is discharged to the outside while evaporating water accumulated in an evaporating dish 56.

51の真空ポンプ収納室の内側は厚さ5mmで表
面鉛ハクでおおつた発泡ウレタン材で防音してい
る。該専用通路は53及び54の2つの部分より
構成されており、53は真空ポンプの強制排風口
をおおつていて、真空ポンプの上部の方へ排風が
流れるようにして風洞であり、54は53の上部
の口より、一まわり大きい口を持つた風洞であ
り、55の排風路に固定されている。
The inside of the vacuum pump storage chamber 51 is soundproofed with a urethane foam material that is 5 mm thick and whose surface is covered with lead foil. The dedicated passage is composed of two parts 53 and 54, 53 is a wind tunnel that covers the forced exhaust port of the vacuum pump so that the exhaust air flows toward the upper part of the vacuum pump, and 54 is a wind tunnel with an opening slightly larger than the opening at the top of 53, and is fixed to the ventilation path of 55.

真空ポンプを運転した時のポンプの振動は、5
3には伝わるが、54には伝わらずに排風だけを
送つている。53,54及び55の風の通る側は
ウレタン製の吸音材で防音対策をはかつている。
The vibration of the vacuum pump when operating it is 5.
Although it is transmitted to 3, it is not transmitted to 54, and only the exhaust air is sent. The sides 53, 54 and 55 through which the wind passes are made of urethane sound absorbing material for soundproofing.

真空ポンプ52を富化器にとりつけにあたつて
は、57のバネで支えて固定し、ポンプの振動を
吸振している。排風路は独立しており、58室内
におく電気計器類および冷却器を通つて冷却され
た富化空気を加温しない構造となつている。
When attaching the vacuum pump 52 to the enrichment device, it is supported and fixed by a spring 57 to absorb vibrations of the pump. The exhaust air passage is independent and has a structure that does not heat the enriched air that has been cooled through the electrical instruments and cooler placed in the 58 rooms.

一方富化空気は25の集合管を通つて、真空ポ
ンプへ入りそこを出た富化空気は41の冷却管
(銅製)を通つて冷やされ、次いで水分分離器4
2を通り、水と分離しポンプの排風路交わること
なく、活性炭層およびバクテリアフイルターを通
つて50の取り出し口より外へ排出される。
On the other hand, the enriched air passes through the collecting pipe 25, enters the vacuum pump, and the enriched air exiting there is cooled through the cooling pipe 41 (made of copper), and then the moisture separator 4.
2, the water is separated from the water, and is discharged outside from the outlet 50 through an activated carbon layer and a bacteria filter without intersecting with the exhaust air path of the pump.

水分分離器で分離された水は、43の水排出部
より56の蒸発皿へでる。46は電源スイツチ、
47は流量計、48は圧力計、49はタイマーで
ある。
The water separated by the water separator exits from a water discharge section 43 to an evaporating dish 56. 46 is a power switch,
47 is a flow meter, 48 is a pressure gauge, and 49 is a timer.

この酸素富化器を160℃、56%RHの室で運転
したときの酸素濃度は40.3%富化空気量は7/
分であつた。又出てくる富化器の温度は168℃で
あつた。又、運転時の騒音は0.7m離れたところ
で40dB(A)であり、又24時間以上運転したときの
ポンプ収納室の温度は37℃であつた。
When this oxygen enricher is operated in a room at 160℃ and 56% RH, the oxygen concentration is 40.3% and the enriched air amount is 7/
It was hot in minutes. The temperature of the enricher coming out was 168°C. In addition, the noise during operation was 40 dB(A) at a distance of 0.7 m, and the temperature in the pump storage room was 37°C when the pump was operated for more than 24 hours.

比較のために53および54の専用通路を設け
ないで真空ポンプの冷却風は真空ポンプ収納室に
拡散しその一部は排風路55を通つて排風される
以外は同様の富化器をつくつて、16℃の室で運転
したところ24時間後のポンプ収納室内の温度は61
℃まであがりまず上昇する傾向を示した。
For comparison, a similar enrichment device was used, except that the dedicated passages 53 and 54 were not provided, and the cooling air from the vacuum pump was diffused into the vacuum pump storage chamber, and a portion of it was exhausted through the exhaust passage 55. After 24 hours of operation in a 16°C room, the temperature inside the pump storage room was 61°C.
℃ showed a tendency to increase first.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図−1は本発明の酸素富化器に使用されるニレ
メントの構造図の一例であり、図−2は富化モジ
ユールの外観図の一例であり、図−3および図−
4は富化器内部図を示すものである。
Figure 1 is an example of a structural diagram of Nirement used in the oxygen enricher of the present invention, Figure 2 is an example of an external view of an enrichment module, Figure 3 and Figure 2 are examples of an external view of an enrichment module.
4 shows an internal view of the enricher.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 大気より酸素富化空気を得る酸素富化器であ
つて (i) 選択性酸素透過膜よりなるエレメントの多数
の配列を収納した酸素富化モジユール (ii) 該酸素富化モジユールに大気を送りこみ且つ
窒素富化空気を排出する手段 (iii) 該酸素富化モジユールの各エレメントの内部
を減圧にしかつ酸素富化空気をとりだすための
真空ポンプと (iv) 真空ポンプからでてくる酸素富化空気中の過
剰の水分を除去するための水分分離手段から主
として構成される構造において、 (1) 大気を該モジユールに送りこみ且つ窒素富
化空気を排出するために該モジユールの大気
空気の供給口の前にフアンが設けられてお
り、 (2) 真空ポンプを収納するための収納室を有し
ており、 (3) 該モジユールの排出口を出た窒素富化空気
は真空ポンプを有する該収納室へ導入され、
該収納室はここで窒素富化空気により真空ポ
ンプを冷却し、該真空ポンプの強制冷却の排
風口から排出される窒素富化空気が、そのま
ま該収納室外へ排出されるように専用通路を
有しており、 (4) 該収納室から排出された窒素富化空気は、
酸素富化空気の導管と直接接触することなく
酸素富化器外へ排出されるようにした排風路
を有しており、 (5) 該収納室内の専用通路および/または該収
納室外へ設けられた排風路は、少なくともそ
の内壁が吸音性材料で構成されており、 (6) 該水分分離手段から酸素富化器外へ水を排
出するために導管が設けられており、この導
管内の少なくとも一部には、水が流通しうる
毛細管を形成した多孔体が該導管内部の横断
面全体に充填されており、該多孔体は、その
乾燥状態における酸素富化空気の通過流量が
200mmH2Oの圧力差で水分離後の該酸素富化
空気の流量の10%以下であり、且つ湿潤状態
における水の通過流量が200mmH2Oの圧力差
で該選択性酸素透過膜の単位面積(1m2)当
り少なくとも5c.c./時間である、 ことを特徴とする酸素富化器。
[Scope of Claims] 1. An oxygen enricher for obtaining oxygen-enriched air from the atmosphere, comprising: (i) an oxygen-enriching module containing a large array of elements consisting of selective oxygen-permeable membranes; (ii) the oxygen-enriched air; (iii) a vacuum pump for reducing the pressure inside each element of the oxygen enrichment module and extracting oxygen enriched air from the vacuum pump; In a structure consisting primarily of moisture separation means for removing excess moisture in the exiting oxygen-enriched air, A fan is provided in front of the atmospheric air supply port of the module, (2) it has a storage chamber for storing a vacuum pump, and (3) the nitrogen-enriched air leaving the outlet of the module is introduced into the storage chamber having a vacuum pump,
The storage chamber cools the vacuum pump with nitrogen-enriched air, and has a dedicated passage so that the nitrogen-enriched air discharged from the forced cooling exhaust port of the vacuum pump is directly discharged to the outside of the storage chamber. (4) The nitrogen-enriched air discharged from the storage chamber is
It has an exhaust passage that allows the oxygen-enriched air to be discharged outside the oxygen enricher without coming into direct contact with the conduit; (6) A conduit is provided for discharging water from the water separation means to the outside of the oxygen enricher, and at least the inner wall of the air exhaust passage is made of a sound-absorbing material; At least a portion of the conduit is filled with a porous body forming a capillary tube through which water can flow, and the porous body has a porous body that has a flow rate of oxygen-enriched air passing through it in a dry state.
The flow rate of the oxygen-enriched air after water separation is 10% or less at a pressure difference of 200 mmH 2 O, and the flow rate of water passing through the membrane in a wet state is 10% or less of the unit area of the selective oxygen permeable membrane at a pressure difference of 200 mmH 2 O. An oxygen enricher characterized in that the oxygen enricher is at least 5 c.c./hour (1 m 2 ).
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