JPS60118604A - 酸素濃縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は窒素に比べて酸素の透過性の良い選択性酸素透
過膜を用いて、大気空気中の酸素濃度を高める酸素濃縮
装置に関するもので、特に酸素吸入療法に適する医療用
酸素濃縮装置に係るＯ従来例の構成どその問題点 近年、喘息や肺気腫症などの慢性的々呼吸器系の疾患を
もつ人の呼吸補助、あるいは治療に酸素を投与する場合
が多い。

その酸素の供給源としては、鉄製ボンベ等に封入した圧
縮酸素、あるいは液体酸素が主であるが、安全性、簡易
性等の面から模型酸素濃縮装置が一部で酸素の供給源と
して使珀されつつある。

以下第１図に基づいて前記したような従来の膜分離法に
よる酸素濃縮装置について説明する。

第１図は従来の脱型の酸素濃縮装置のフローシートで、
１は大気空気、２は吸気フィルター、３は吸入ファンで
、吸気フィルター２を介して大気空気１を選択性酸素透
過膜モジュール４（以下膜モジュールとする）に供給す
る。５は膜モジュール４によって生産される酸素濃縮空
気で、後述する種々の処理を受けながら酸素濃縮空気吐
出口６より供給される。７は酸素濃縮空気５が生産され
る時に、副生物として生産される窒素濃縮空気で、後述
する真空ポンプ８、熱交換器９を冷却しながら窒素濃縮
空気排気口１０より排気される。前記真空ポンプ８は膜
モジュール４を介して大気空気１より酸素濃縮空気５を
得るためのものである。

１１は熱交換器９で冷却されたため一部凝縮水を含む酸
素濃縮空気、１２は断熱膨張弁、１３は断熱膨張によっ
て析出した凝縮水を酸素濃縮空気と分離除去するための
水分離器、１４は排水ラインで、１５はその排水口であ
る。１６は真空ポンプ８から断熱膨張弁１２″！、での
酸素濃縮空気の圧縮ラインである。１７は除湿操作を受
けた酸素濃縮空気、１８は活性炭フィルター、１９はメ
ンブランフィルタ−で細菌、ゴミ等を除去する。２０は
流量計である。

以上のように構成された酸素濃縮装置について、以下そ
の動作について説明する◇ 吸入ファン３により吸入フィルター２を通って膜モジュ
ール４に供給される大気空気１は、真空ポンプ８により
酸素濃縮空気５と窒素濃縮空気７に分離される。この酸
素濃縮空気５は真空ポンプ８を通過する時に高温の真空
ポンプ８との間で熱交換を行なうだめ温度が上昇する。

そこで熱交換器９において、はソ室温の窒素濃縮空気７
により室温程度にまで冷却される。同時に、この酸素濃
縮空気６は、真空ポンプ８により、断熱膨張弁１２まで
の間、予め設定されている断熱【張比を得るまで加圧さ
れる。それが酸素濃縮空気の圧縮ライン１６である。こ
の圧縮ライン１６の酸素濃縮空気５は予め通過断面積の
決められた断熱膨張弁１２を通過して予め設定された断
熱膨張比で断熱的に膨張させられる。この時析出した凝
縮水は水分離器１３により酸素濃縮空気より分離され、
排水ライン１４を通って、排水口１５より排出される。

一方前記断熱膨張により除湿された酸素濃縮空気１７は
活性炭フィルター１８で脱臭され、メンブランフィルタ
−１９で細菌、ゴミ等を除去され二流量１−１２０を通
って酵素濃縮空気吐出口６より装置外に供給される。

しかしながら、上記のような構成では、断熱膨張比が予
め決められているため、装置から供給される酸素濃縮空
気の湿度は、任意に選ぶことができなかった。そのため
、室内空気の乾燥する季節では、装置から供給される酸
素濃縮空気の湿度も低くなり、鼻口腔の乾燥感をはじめ
として、鼻血、喀痰困難等の訴えが多く、逆に室内空気
の湿度の高くなる梅雨期には、装置から供給される酸素
濃縮空気の湿度も上昇し、装置供給口から酸素マスク、
あるいは鼻カメラ間のチューブの中で露結してその水滴
が患者の口や鼻に入るという欠点を有していた。

発明の目的 本発明は上記従来例の欠点に鑑みてなされたもので、患
者等に供給される酸素濃縮空気中に適切な水分が含まれ
るように湿度調整のできる医療用酸素濃縮装置を提供す
るものである。

発明の構成 この目的を達成するために本発明の医療用酸素濃縮装置
は、選択性酸素透過膜と、この膜を介して大気空気から
酸素を多く取り出し、その酸素濃度の高くなった酸素濃
縮空気を圧送する真空ポンプと、断熱膨張を利用して除
湿を行なう前記酸素濃縮空気の圧縮ラインおよび断熱膨
張弁と、前記圧縮ラインの調圧により断熱膨張比を変え
、それに伴う除湿量の変化を利用して前記酸素濃縮空気
の調湿を可能とする前記圧縮ラインの調圧弁と、前記断
熱膨張を利用した除湿操作により析出した凝縮水を前記
酸素濃縮空気から分離除去する水分離器から構成されて
いる。

この構成によって、調整の難しい断熱膨張弁の通過断面
積を変えることなく、酸素濃縮空気の圧縮ラインの圧力
を調整することにより、断熱膨張比を変え、それに伴う
除湿量を変えることにより酸素濃縮空気の湿度調整を容
易に行なうことができる。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について第２図〜第３図を参照し
ながら説明する。

第２図は本発明の一実施例における酸素濃縮装置のフロ
ーシートであるとここで部材については第１図と同一の
物は同一番号を使用し詳細な説明を省略する。第２図に
おいて、２１は酸素濃縮空気の圧縮ライン１６より分岐
した圧力調整バルブである。

以上のように構成された酸素濃縮装置について、以下そ
の動作について説明する。ただし、第１図の従来例と同
じところは説明を省略する。

熱交換器９と真空ポンプ８の間に設けられた酸素濃縮空
気の圧縮ライン１６の圧力調整バルブ２１はニードル式
で微調整可能なもので、なおかつ装置の外から操作でき
るものである。

以上のように本実施例によれば、装置の外から操作でき
る除湿操作のだめの断熱膨張用の酸素濃縮空気の圧縮ラ
イン１６内の圧力調整バルブ２１を設けたことにより、
圧縮ライン１６内の圧力調整をして断熱膨張比を変える
ことによる酸素濃縮空気の湿度調整を容易に可能にする
ものである。

第３図では本実施例における酸素濃縮空気の圧縮ライン
１６内の圧力と、酸素濃縮空気吐出口６での酸素濃縮空
気の相対湿度の関係を示した。また、前記圧力調整バル
ブ２１の操作による酸素濃縮空気の装置外への排出によ
る損失は、最終的に酸素濃縮空気吐出口１４より得られ
る量の５％以下であった０ 発明の効果 以上のように本発明は、断熱膨張を利用して酸素濃縮空
気の除湿を行なう酸素濃縮空気圧縮ラインに調圧弁を設
けたもので、その調圧弁操作で圧縮ライン内の圧力を変
え、これによって断熱膨張比を変えることができ、それ
に伴う除湿量の変化を利用して酸素濃縮空気の湿度を容
易に調整することができる。また従来から問題となって
いた水蒸気過飽和酸素濃縮空気を装置の酸素濃縮空気吐
出口より吐出することも防止でき、逆の低湿度酸素濃縮
空気吸入により鼻口腔の乾燥感なども解消でき、その実
用的効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の酸素濃縮装置のフローシート、第２図は
本発明の一実施例における酸素濃縮装置のフローシート
、第３図は本発明の一実施例における酸素濃縮空気の圧
縮ライン内圧力と酸素濃縮空気の装置吐出口での相対湿
度の関係図である。 ４・・・選択性酸素透過膜、８・・・・・・真空ポンプ
、１２・・・・・断熱膨張弁、１３・・・・・・水分離
器、１６・・・・・・酸素濃縮空気圧縮ライン、２１・
・・・・・前記圧縮ライン２０の調圧弁。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第 ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窒素上り酸素を透過させやすい選択性酸素透過膜と、こ
   の膜を介して大気空気から酸素を取り出し、その酸素濃
   度の高くなった酸素濃縮空気を圧送する真空ポンプと、
   断熱膨張を利用して除湿を行なう前記酸素濃縮空気の圧
   縮ラインおよび断熱膨張弁と、前記圧縮ラインの調圧に
   より断熱膨張比を変える前記圧縮ラインの調圧弁と、前
   記断熱膨張を利用した除湿操作により析出した凝縮水を
   前記酸素濃縮空気から分離除去する水分離器とを有する
   酸素濃縮装置。