JPH0437864Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は酸素濃縮装置に係り、装置の小型
化・構造の簡素化を図り得て制御手段等を必要と
せずコストが低廉で運転音の静粛な酸素濃縮装置
に関する。

〔従来の技術〕

空気中の酸素濃度を高めて酸素富化空気を生成
する酸素濃縮装置としては、特開昭60−75754号
公報に開示のものがある。第３図に示す如く、こ
の公報に開示の酸素濃縮装置５０は、特定の気体
を選択的に透過させる気体選択性透過体、例えば
酸素富化膜５２を内蔵した生成筒５４を２本設
け、圧縮器５６から圧送される空気を５ポート弁
５８により、先ず一の生成筒５４に供給して酸素
富化空気を生成する一方、他方の生成筒５４から
残留する窒素富化空気を放出させる。次いで、５
ポート弁５８を切換えて、一の生成筒５４から残
留する窒素富化空気を放出させる一方、他の生成
筒５４に空気を供給して酸素富化空気を生成す
る。

なお、符号６０は、放出される窒素富化空気の
消音器、６２は生成される酸素富化空気のバツフ
アタンクで、酸素富化空気は２ポート弁６４を介
して減圧弁６６により所定圧に調整し、バクテリ
アフイルタ６８によりバクテリアを除去して流量
計７０で計量し、加湿器７２により加湿した後、
例えば医療用に供給する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、このように酸素富化膜を内蔵した生
成筒を２本設け交互に空気を給排しているので、
装置が大型化し部品点数の増加により構造が複雑
になるとともに空気を交互に生成筒に給排するた
めに制御手段を必要とし、コストが高くなる不都
合があつた。また、高回転する圧縮器や空気の放
出により大きな騒音を発生する問題があり改善が
望まれた。

〔考案の目的〕

そこで、この考案の目的は、装置の小型化・構
造の簡素化を図り得て制御手段等を必要とせずコ
ストが低廉で運転音の静粛な酸素濃縮装置を実現
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するためにこの考案は、吸込弁
と送出弁とに連通し往復動するピストンにより拡
縮する圧力室を設け、この圧力室内を吸込弁側圧
力室と送出弁側圧力室とに区画して前記ピストン
の圧力室縮小方向動作により前記送出弁側圧力室
に酸素富化空気を生成すべく気体選択性透過体を
設け、前記吸込弁側圧力室には前記ピストンの圧
力室拡張方向動作により開口する排出口を設けた
ことを特徴とする。

〔作用〕

この考案の構成によれば、往復動するピストン
により拡縮する圧力室内を給気弁側圧力室と送出
弁側圧力室とに区画してピストンの圧力室縮小方
向動作により前記送出弁側圧力室に酸素富化空気
を生成すべく気体選択性透過体を設け、ピストン
の圧力室縮小方向動作により酸素富化空気を生成
する一方、ピストンの圧力室拡張方向動作により
吸込弁側圧力室の排出口を開口して送出弁側圧力
室内の残圧および流入する空気により気体選択性
透過体や圧力室に残留する窒素富化空気を放出す
るので、気体選択性透過体の容量を少くし得て小
型で構造が簡単である。また、膨張仕事をも回収
し得て、圧力室内で高圧を処理するので外部に騒
音が漏れにくい。

〔実施例〕

次にこの考案の実施例を図に基づいて詳細に説
明する。

第１，２図は、この考案の実施例を示すもので
ある。図において、２は酸素濃縮装置で、２サイ
クル内燃機関の如き構造を有している。この酸素
濃縮装置２は、吸込弁４と送出弁６とに連通する
圧力室８にピストン１０を内蔵している。ピスト
ン１０は、モータ１２により回転されるクランク
軸１４にクランク１６を介して連繋されており、
クランク１６により往復動されて圧力室８を拡縮
する。なお、この圧力室８の圧縮比は、略2.5程
度とする。また、回転数は、100rpmとする。

圧力室８内には、気体選択性透過体たる酸素富
化膜１８を設けている。酸素富化膜１８は、窒素
の透過を抑制して酸素をより多く透過させる構造
を有している。この酸素富化膜１８は、圧力室８
内を吸入弁側圧力室８ｓと送出弁側圧力室８ｄと
に区画して、ピストン１０の圧力室縮小方向動作
により送出弁側圧力室８ｄに酸素富化空気が生成
するように設けている。

前記吸込弁側圧力室８ｓには、ピストン１０の
圧力室拡張方向動作により開口する排出口２０を
設けている。この排出口２０は、ピストン１０が
圧力室拡張方向動作により下死点近傍まで移動す
ると開口し、下死点を通過しピストン１０が圧力
室縮小方向動作すると所定角で閉鎖される。

また、前記ピストン１０が圧力室縮小方向動作
すると、空気はフイルタ２２を介し吸込弁４を押
開けてクランク室２４に流入するとともに、クラ
ンク室２４と吸込弁側圧力室８ｓとを連通する給
気通路２６の給気口２８を閉鎖して吸込弁側圧力
室８ｓを圧縮する。一方、前記ピストン１０が圧
力室拡張方向動作すると、クランク室２４の圧力
が強まつて吸込弁４を閉じるとともに、クランク
室２４内の空気は給気通路２６を通り給気口２８
から吸込弁側圧力室８ｓに流入する。このとき、
排出口２０が開口して残留する窒素富化空気を放
出する。

なお、符号３０は、放出される窒素富化空気の
消音器、３２は生成される酸素富化空気のバツフ
アタンクで、酸素富化空気は２ポート弁３４を介
して減圧弁３６により所定圧に調整し、バクテリ
アフイルタ３８によりバクテリアを除去し流量計
４０で計量し、加湿器４２により加湿した後、例
えば医療用に供給する。

次に作用を説明する。

モータ１２を回転させると、ピストン２はクラ
ンク１６により往復動されて圧力室８を拡縮す
る。

ピストン２０が圧力室縮小方向動作すると、空
気はフイルタ２２を介して吸込弁４を押開け、ク
ランク室２４に流入する。また、給気通路２６の
給気口２８が閉鎖されて吸込弁側圧力室８ｓが圧
縮され、酸素富化膜１８により送出弁側圧力室８
ｄに酸素富化空気が生成される。この酸素富化空
気は、送出弁６を押開けて酸素バツフアタンク３
２内に流入する。酸素バツフアタンク３２内の酸
素富化空気は、例えば第２図の如く、２ポート弁
３４、減圧弁３６、バクテリアフイルタ３８、流
量計４０、加湿器４２を通過させて、医療用とし
て供給する。

ピストン１０が圧力室拡張方向動作すると、ク
ランク室２４の圧力が強まつて吸込弁４を閉じる
とともに、クランク室２４の空気が給気口２８か
ら吸込弁側圧力室８ｓに流入する。このとき、吸
込弁側圧力室８ｓの圧力が弱まつて送出弁側圧力
室８ｄの残圧により酸素富化膜１８に残留する窒
素富化空気は吸込弁側圧力室８ｓに放出され、ま
た、排出口２０が開口するのでこの窒素富化空気
は給気口２８から流入する空気により吸込弁側圧
力室８ｓに残留する窒素富化空気とともに排出口
２０から放出される。放出された窒素富化空気
は、消音器３０により消音されて大気に排出され
る。

この繰返しにより、順次に酸素富化空気を生成
し、窒素富化空気を排出する。

このように、往復するピストンにより拡縮する
圧力室内に設けた酸素富化膜によつて、ピストン
の圧力室縮小方向動作により送出弁側圧力室に酸
素富化空気を生成する一方、ピストンの圧力室拡
張方向動作により酸素富化膜および吸込弁側圧力
室に残留する窒素富化空気を放出するので、少な
い容量の酸素富化膜により酸素富化空気を生成し
得て、装置の小型化、構造の簡素化を果すことが
できる。また、圧力室の膨張時には窒素富化空気
を放出させるので、膨張仕事をも回収し得て効率
を向上させることができ、圧力室内で処理するの
で、外部に騒音が漏れることもなく静粛である。

〔考案の効果〕

このように、この考案の構成によれば、往復す
るピストンにより拡縮する圧力室内に設けた気体
選択性透過体によつて、ピストンの圧力室縮小方
向動作により送出弁側圧力室に酸素富化空気を生
成する一方、ピストンの圧力室拡張方向動作によ
り気体選択性透過体および吸込弁側圧力室に残留
する窒素富化空気を放出するので、少ない容量の
気体選択性透過体により酸素富化空気を生成する
ことができ、従来の如く制御手段等を要せず、小
型化・構造の簡素化を果すことができ、コストを
低廉とし得る。また、圧力室の膨張時には窒素富
化空気を放出させるので、膨張仕事を回収し得て
効率を向上させることができ、圧力室内で高圧を
処理するので、外部に騒音が漏れにくく静粛であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１，２図はこの考案の実施例を示し、第１図
は装置の概略断面図、第２図は医療用に適用した
場合の概略説明図である。第３図は従来例の医療
用に適用した場合の概略説明図である。 図において、２は酸素濃縮装置、４は吸込弁、
６は送出弁、８は圧力室、８ｓは吸込弁側圧力
室、８ｄは送出弁側圧力室、１０はピストン、１
８は酸素富化膜、２０は排出口、２４はクランク
室、２６は給気通路、２８は給気口、３０は消音
器、３２は酸素バツフアタンクである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸込弁と送出弁とに連通し往復動するピストン
   により拡縮する圧力室を設け、この圧力室内を吸
   込弁側圧力室と送出弁側圧力室とに区画して前記
   ピストンの圧力室縮小方向動作により前記送出弁
   側圧力室に酸素富化空気を生成すべく気体選択性
   透過体を設け、前記吸込弁側圧力室には前記ピス
   トンの圧力室拡張方向動作により開口する排出口
   を設けたことを特徴とする酸素濃縮装置。