JPH0523809B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、窒素より大きい速度で酸素を透過さ
せる選択透過セルを利用することにより空気中の
酸素を富化して供給することができる酸素富化装
置に関する。

従来例の構成とその問題点 近年、種々の呼吸器、循環器疾患者の酸素療法
に用いられている医療用酸素の供給装置は、深冷
分離プラントで製造された液体酸素を高圧ボンベ
に詰めて、末端の医療現場まで運んで保存使用す
る方法が一般に取られるが、医療用診断所や家庭
などで、高圧ボンベを持ち込むことは、保管上の
安全性、定期検査、安定供給の面で問題があるた
め、液体酸素に代る小型の酸素の供給装置とし
て、酸素富化装置のニーズが高まりつつある。

以下、図面を参照しながら、従来の酸素富化装
置について説明を行う。

第２図において、１はケーシング、２は酸素を
選択的に富化する選択透過膜、３はこの選択透過
膜２を含む選択透過セル、４は選択透過セル３の
真空の度合いを計る真空ゲージ、５はセル３に連
通する第１導管、６は選択透過セル３を真空にす
るための真空手段としての真空ポンプ、７はこの
真空ポンプ６からの酸素富化空気を運ぶ第２導
管、８は酸素が富化された空気を冷却することに
よりその中の水分を結露させる熱交換器、９はこ
の熱交換器８によつて結露された水を分離する水
分離器、１０は毛細管現象を利用して結露させた
水分を運ぶウイツクチユーブ、１１はウイツクチ
ユーブ１０により運ばれた水を蒸発させる蒸発装
置、１２は結露した水分を分離した後の酸素富化
空気を運ぶ第３導管、１３は酸素富化空気から汚
染物やバクテリア等を除去するバクテリアフイル
ター、１４は酸素富化空気の量を調整する流量調
整バルブ、１５は酸素富化空気の量を示す流量
計、１６は酸素富化空気を装置の外部へ取るため
の取出口、１７はケーシング１１に設けられた吸
気口１８から排気口１９に至る空気通路２０に位
置して選択透過セル３に新しい空気を供給する送
風手段としての拡散フアン、２１は吸気口１８に
位置して吸入される空気から塵を除去するための
保護フイルター、２２は選択透過セル３と真空ポ
ンプ６とを分離する垂直方向の熱絶縁性遮蔽板で
ある。

以上の構成の酸素富化装置において、以下その
動作を説明する。まず、選択透過膜２は、窒素よ
りも大きな速度で酸素を透過させるものであり、
選択透過セル３に、第１導管５を介して連通する
真空ポンプ６を作動させることにより、選択透過
膜２の内外に圧力差を形成して、酸素が豊富な空
気がセル３内に導入される。この酸素富化空気
は、第１導管５及び第２導管７を介して熱交換器
８に運ばれる。熱交換器８により冷却された結露
した空気中の水分は、水分離器９によつて、適度
に乾燥した空気と水に分離され、この分離された
水は、毛細管現象を利用してウイツクチユーブ１
０を介して蒸発装置１１に運ばれ、蒸発される。
また、適度に乾燥した酸素富化空気は第３導管１
２を通り、汚物やバクテリアを除去するバクテリ
アフイルター１３を通り、そして酸素富化空気の
量を測定する流量計１５を通つて取出口１６より
例えば40％の酸素富化空気として外部に供給され
る。

なお、真空ゲージ１４は、選択透過膜２の内外
の差圧を示し、拡散フアン１７は、フイルター２
１を通して選択透過膜２に常に新しい空気を供給
し、窒素が豊富な空気を排出口１９を通して装置
外に排気する。選択的透過膜２（本実施例では４
−メチルペンテン−１からなる）は、第３図に示
す様に、温度が高くなると流量が増える。一方、
第４図に示す様に、温度が高くなると酸素濃度が
多少減るけれども、酸素富化量的に有利なのは、
温度が高い方が好ましい。しかしながら、あまり
に高い温度では、選択透過膜セル３が軟化して破
損したり劣化したりするので、選択透過膜２の耐
熱性の上から自ら制限される。また、選択透過膜
２の温度特性は、材料固有のものである。

しかしながら、従来の構成では、選択透過セル
３と真空ポンプ６とが垂直な熱絶縁性遮蔽板２２
により分離されているため、真空ポンプ６で発生
する熱を、選択透過膜２が有利に機能できる温度
に昇温するのに利用することができないと共に、
選択透過膜２が外気温度の変化の影響を直接受け
て、安定した酸素濃度でかつ安定した流量の酸素
富化空気を常に供給できないという欠点があつ
た。

発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を解消するもので、
一定の高流量で、しかも安定した酸素濃度の酸素
富化空気を常に供給することができる酸素富化装
置を提供することを目的とする。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明の酸素富化
装置は、ケーシング内に吸気口から排気口に至る
空気通路を設け、この空気通路に送風手段を設け
ると共に、窒素より大きい速度で酸素を透過させ
る選択透過セルを配設し、途中に真空手段を備え
た富化通路を介して前記選択透過セルを酸素富化
空気取出口に連通させてなる酸素富化装置であつ
て、前記真空手段を前記選択透過セルの下方に位
置させて、この真空手段で発生する熱により選択
透過セルはほぼ一定温度に加熱するようにした構
成である。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第１図に基づき説明
する。なお、同図において、第２図のものと同一
の機能を有する部材については同一の参照番号を
付し、機能についての説明の重複は避け、主とし
て配置上の相違点を説明する。

第１図において、選択透過セル３と真空手段と
しての真空ポンプ６とはケーシング１内において
垂直方向に並べられており、真空ポンプ６は選択
透過セル３のほぼ真下に位置している。真空ポン
プ６と選択透過セル３との間には熱伝導性仕切板
２３が配置されており、この仕切板２３は、送風
手段としての拡散フアン１７の作用により吸気口
１８から排気口１９に至る空気通路２０を流れる
空気が真空ポンプ６を冷却するのを防止しつつ、
真空ポンプ６で発生した熱をセル３に伝達する。
また、真空ポンプ６と吸気口１８との間には熱絶
縁性遮蔽板２４が設けられており、この遮蔽板２
４の吸気口１８側に熱交換器８及び水分離器９が
配設されている。なお２５は真空ポンプ６より発
生する騒音を防ぐ防音防振シート、２６は真空ポ
ンプ６の振動を防ぐ防振パツド、２７は真空ポン
プ６の振動を防ぐ振動ばね、２８は酸素富化装置
を自由に動かすためにそのケーシング１の下端に
取付けたキヤスター、２９は保護フイルター２１
をカバーするためのフイルターカバー、３０は排
気口１９に設けたルーパーである 以上の構成の酸素富化装置において、真空ポン
プ６で発生する熱は30℃前後で安定しており、こ
の熱が仕切板２３を伝達して選択透過セル３をほ
ぼ一定温度に保つ。その結果、選択透過膜２に供
給される空気の温度は安定し、選択透過膜２を通
過する酸素富化空気の酸素濃度及び流量が一定に
なると共に、空気流量が増加する。

熱交換器８と水分離器９は冷たい空気が入つた
方が効率がよいので、熱絶縁性遮蔽板２４は真空
ポンプ６で発生した熱を熱交換器８と水分離器９
に対してカツトする。また、遮蔽板２４と防音防
振シート２５が２重になつて、装置前部の防音を
行なつている。さらに、仕切板６も防音効果を発
揮するものである。

発明の効果 以上述べたように、本発明の酸素富化装置で
は、選択透過セルの下方に真空手段を位置させ
て、そこで発生する熱によつて選択透過セルを加
熱するようにしてあるので、一定の高流量で、し
かも安定した酸素濃度の酸素富化空気を常に供給
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る酸素富化装置
を示す縦断面図、第２図は従来の酸素富化装置の
縦断面図、第３図は選択透過膜に関する温度／透
過流量特性を示すグラフ、第４図は選択透過膜に
関する温度／酸素濃度を示すグラフである。 １…ケーシング、２…選択透過膜、３…選択透
過セル、５，７，１２…富化通路を形成する導
管、６…真空ポンプ（真空手段）、１８…吸気口、
１９…排気口、２０…空気通路、２３…熱伝導性
仕切板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ケーシング内に吸気口から排気口に至る空気
   通路を設け、この空気通路に送風手段を設けると
   共に、窒素より大きい速度で酸素を透過させる選
   択透過セルを配設し、途中に真空手段を備えた富
   化通路を介して前記選択透過セルを酸素富化空気
   取出口に連通させてなる酸素富化装置であつて、
   前記真空手段を前記選択透過セルの下方に位置さ
   せて、この真空手段で発生する熱により選択透過
   セルをほぼ一定温度に加熱するように構成した酸
   素富化装置。