JPS621524B2 - - Google Patents
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- JPS621524B2 JPS621524B2 JP57013059A JP1305982A JPS621524B2 JP S621524 B2 JPS621524 B2 JP S621524B2 JP 57013059 A JP57013059 A JP 57013059A JP 1305982 A JP1305982 A JP 1305982A JP S621524 B2 JPS621524 B2 JP S621524B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は比較的小容量の、主として医療用の
酸素濃縮装置に関するものである。
酸素濃縮装置に関するものである。
近時呼吸器、循環器系疾患患者の増加と吸入療
養の進歩に伴い医療用酸素の需要は増加の一途を
たどつている。ところがこれら酸素の供給は一般
に大型の専用プラントから生成されたものを高圧
ガスボンベに充填してこれを持ち運んでいたもの
であるが、これでは災害時などの緊急の場合に用
をなさない恐れもあり、或いは保存等に難が多
く、更には高圧による危険と制限（取扱い規制）
を伴つていたものであつた。
養の進歩に伴い医療用酸素の需要は増加の一途を
たどつている。ところがこれら酸素の供給は一般
に大型の専用プラントから生成されたものを高圧
ガスボンベに充填してこれを持ち運んでいたもの
であるが、これでは災害時などの緊急の場合に用
をなさない恐れもあり、或いは保存等に難が多
く、更には高圧による危険と制限（取扱い規制）
を伴つていたものであつた。
従来において、選択吸着性を有する吸着剤を用
いて、圧力スウイング法（PSA）による濃縮酸素
を取り出す装置は公知であつた。例えばこの装置
を第１図に示す。第１図において、２は圧縮空気
入口である。吸着剤が充填されている吸着床は、
１，１′で示される。１１，１１′及び１２，１
２′はバルブである。３は細孔である。１３，１
３′はチエツクバルブ、８はバツフアタンク、４
は製品酸素ガス取出口、６はニードル弁、７は流
量計、９は製品圧力調整弁である。２より導入さ
れた圧縮空気は、バルブ１１又は１１′により、
吸着床１及び１′のどちらかに送られ、その吸着
床で主として窒素が吸着され、濃縮酸素ガスの大
部分はチエツクバルブ１３又は１３′を通つてバ
ツフアタンク８に送られる。製品酸素ガスの１部
分は細孔３を通つて向流方向に吸着床１′に導入
される。原料圧縮空気がバルブ１１を通つて吸着
床１に導入されている間、バルブ１２は閉じられ
ている。その間一方の吸着工程が終つた吸着床
１′の再生が行なわれる。バルブ１１′は閉じら
れ、バルブ１２′は開かれ、吸着床１′中のガスは
大気開放バルブ１２を通つて大気に放出される。
この工程を減圧工程という。その間、吸着床１で
濃縮された製品酸素ガスの１部分はバイパス管１
４の細孔３を通つて向流方向に吸着床１′に流す
ことにより、吸着床１′の吸着剤に残つている窒
素と水分を掃気し、その吸着剤の活性度を高め
る。（この工程をパージ工程という。減圧工程と
パージ工程をまとめて再生工程という。） 一定期間経過後、バルブ１１′及び１２を開放
し、バルブ１１及び１２′を閉じる。原料圧縮空
気を吸着床１′に導入し、吸着を行ないその間吸
着床１を前述の様に再生を行なう。定期的に上記
操作を繰り返す。この様に圧縮空気を一定の間隔
で吸着床１又は１′のどちらかに交互に連続的に
供給し、圧縮空気が供給されない吸着床は、その
間に減圧工程とパージ工程を行なつてその吸着床
の再生を行なう。従つてこの様な装置から連続的
に濃縮酸素ガスが得られる。
いて、圧力スウイング法（PSA）による濃縮酸素
を取り出す装置は公知であつた。例えばこの装置
を第１図に示す。第１図において、２は圧縮空気
入口である。吸着剤が充填されている吸着床は、
１，１′で示される。１１，１１′及び１２，１
２′はバルブである。３は細孔である。１３，１
３′はチエツクバルブ、８はバツフアタンク、４
は製品酸素ガス取出口、６はニードル弁、７は流
量計、９は製品圧力調整弁である。２より導入さ
れた圧縮空気は、バルブ１１又は１１′により、
吸着床１及び１′のどちらかに送られ、その吸着
床で主として窒素が吸着され、濃縮酸素ガスの大
部分はチエツクバルブ１３又は１３′を通つてバ
ツフアタンク８に送られる。製品酸素ガスの１部
分は細孔３を通つて向流方向に吸着床１′に導入
される。原料圧縮空気がバルブ１１を通つて吸着
床１に導入されている間、バルブ１２は閉じられ
ている。その間一方の吸着工程が終つた吸着床
１′の再生が行なわれる。バルブ１１′は閉じら
れ、バルブ１２′は開かれ、吸着床１′中のガスは
大気開放バルブ１２を通つて大気に放出される。
この工程を減圧工程という。その間、吸着床１で
濃縮された製品酸素ガスの１部分はバイパス管１
４の細孔３を通つて向流方向に吸着床１′に流す
ことにより、吸着床１′の吸着剤に残つている窒
素と水分を掃気し、その吸着剤の活性度を高め
る。（この工程をパージ工程という。減圧工程と
パージ工程をまとめて再生工程という。） 一定期間経過後、バルブ１１′及び１２を開放
し、バルブ１１及び１２′を閉じる。原料圧縮空
気を吸着床１′に導入し、吸着を行ないその間吸
着床１を前述の様に再生を行なう。定期的に上記
操作を繰り返す。この様に圧縮空気を一定の間隔
で吸着床１又は１′のどちらかに交互に連続的に
供給し、圧縮空気が供給されない吸着床は、その
間に減圧工程とパージ工程を行なつてその吸着床
の再生を行なう。従つてこの様な装置から連続的
に濃縮酸素ガスが得られる。
しかし濃縮酸素ガス発生装置においては、吸着
工程が行なわれている吸着床から発生した濃縮酸
素ガスを一部分の再生が行なわれている吸着床に
導入するためのバイパス管１４に設けた細孔３の
面積を製品酸素ガス量と供給原料空気量により規
定するものがなく、従つて性能的に不安定であつ
た。
工程が行なわれている吸着床から発生した濃縮酸
素ガスを一部分の再生が行なわれている吸着床に
導入するためのバイパス管１４に設けた細孔３の
面積を製品酸素ガス量と供給原料空気量により規
定するものがなく、従つて性能的に不安定であつ
た。
本発明は特定な細孔面積において、供給原料空
気量が変化した時、得られる製品酸素ガスの濃度
が変化することを発見した。本発明者は細孔面積
が0.3mm2、0.8mm2、1.1mm2及び2.0mm2に於ける製品濃
縮酸素ガス１／分を得るための原料空気供給流
量と製品濃縮酸素ガスの濃度との関係について実
験を行つた。その結果を第４図に示す。第４図に
おいて曲線と細孔面積との関係は次の通りであ
る。
気量が変化した時、得られる製品酸素ガスの濃度
が変化することを発見した。本発明者は細孔面積
が0.3mm2、0.8mm2、1.1mm2及び2.0mm2に於ける製品濃
縮酸素ガス１／分を得るための原料空気供給流
量と製品濃縮酸素ガスの濃度との関係について実
験を行つた。その結果を第４図に示す。第４図に
おいて曲線と細孔面積との関係は次の通りであ
る。
曲線 細孔面積
(イ) 0.3mm2
(ロ) 0.8mm2
(ハ) 1.1mm2
(ニ) 2.0mm2
吸着床寸法 8.5cmφ×45cm
操作圧力（最高） 0.80〜1.40Kg/cm2G
製品濃縮酸素 １／分
第４図の点線は製品酸素の最高濃度曲線を示
す。
す。
原料空気供給量が変化する場合とは、原料空気
を送るためのコンプレツサーの能力が経時的に変
化した場合、又引越等により使用する周波数が50
ヘルツから60ヘルツへ又は60ヘルツから50ヘルツ
へと変化した場合である。
を送るためのコンプレツサーの能力が経時的に変
化した場合、又引越等により使用する周波数が50
ヘルツから60ヘルツへ又は60ヘルツから50ヘルツ
へと変化した場合である。
従来の濃縮酸素発生装置に於いてはバイパス管
１４の細孔面積を変化させ得る構造となつていな
いので各種の事情により、原料空気供給量が変化
した時、製品酸素の濃度が所定の濃度（例えば90
％）以下に低下する。従つて従来の装置に於いて
は得られる製品酸素濃度が低下することが多く、
所定の値までその濃度を増加する手段は試行錯誤
に依ることが多かつた。
１４の細孔面積を変化させ得る構造となつていな
いので各種の事情により、原料空気供給量が変化
した時、製品酸素の濃度が所定の濃度（例えば90
％）以下に低下する。従つて従来の装置に於いて
は得られる製品酸素濃度が低下することが多く、
所定の値までその濃度を増加する手段は試行錯誤
に依ることが多かつた。
本発明者は、最適の吸着床の操作圧力について
も、研究を行なつた。同様に細孔面積が0.3mm2、
0.8mm2、1.1mm2及び2.0mm2の時の吸着床操作圧力と製
品濃縮酸素濃度との関係について実験を行なつ
た。その結果を第５図に示す。
も、研究を行なつた。同様に細孔面積が0.3mm2、
0.8mm2、1.1mm2及び2.0mm2の時の吸着床操作圧力と製
品濃縮酸素濃度との関係について実験を行なつ
た。その結果を第５図に示す。
第５図において示された実験の条件
細孔面積 (イ) 0.3mm2
(ロ) 0.8mm2
(ハ) 1.1mm2
(ニ) 2.0mm2
吸着床寸法 8.5cmφ×45cm
原料空気流量 20〜60／分
製品濃縮酸素流量 １／分
上記の様な実験に基づいて吸着床の最適操作圧
力及び原料空気の供給量に対応してバイパス管の
細孔面積の変化させる範囲を規定し本発明に至つ
た。
力及び原料空気の供給量に対応してバイパス管の
細孔面積の変化させる範囲を規定し本発明に至つ
た。
本発明は、２台の並列的に設置された２つの吸
着床、その吸着床にはゼオライト吸着剤が充填さ
れており、その吸着床に空気と交番的に供給する
ためのコンプレツサー、前記吸着床から得られる
濃縮酸素ガスを酸素ガス排出管を通して貯えるバ
ツフアタンク、その２つの酸素排出管を結ぶバイ
パス管を設けて、そのバイパス管には細孔が取付
けられ、かつ吸着床から向流方向に排気できる大
気放出管を設けている医療用製品酸素ガス発生装
置を使用し、その２台の吸着床では吸着工程及び
大気圧までの減圧及びパージが同時に行なわれる
再生工程が交互に行なわれ、吸着床の最高操作圧
力を0.80〜1.40Kg/cm2・Gの範囲に設定し製品酸素
ガス１リツター／分ごとに原料空気の供給量を20
〜60リツター／分に対応して、0.3〜2.0mm2の範囲
内で細孔面積を変化させることのできる一定濃度
以上の医療用酸素ガス発生方法に関する。
着床、その吸着床にはゼオライト吸着剤が充填さ
れており、その吸着床に空気と交番的に供給する
ためのコンプレツサー、前記吸着床から得られる
濃縮酸素ガスを酸素ガス排出管を通して貯えるバ
ツフアタンク、その２つの酸素排出管を結ぶバイ
パス管を設けて、そのバイパス管には細孔が取付
けられ、かつ吸着床から向流方向に排気できる大
気放出管を設けている医療用製品酸素ガス発生装
置を使用し、その２台の吸着床では吸着工程及び
大気圧までの減圧及びパージが同時に行なわれる
再生工程が交互に行なわれ、吸着床の最高操作圧
力を0.80〜1.40Kg/cm2・Gの範囲に設定し製品酸素
ガス１リツター／分ごとに原料空気の供給量を20
〜60リツター／分に対応して、0.3〜2.0mm2の範囲
内で細孔面積を変化させることのできる一定濃度
以上の医療用酸素ガス発生方法に関する。
図面によつて本発明の装置を説明する。
第２図に於いて、２２は圧縮空気入口である。
吸着剤が充填されている吸着床は２１，２１′で
示される。吸着床の手前に除湿機（図示せず）を
直列に設けても良く、設けなくても良い。３１，
３１′及び３２，３２′はバルブである。２３はバ
イパス管３４に設けられた細孔でその面積は製品
濃縮酸素ガス１／分ごとに原料空気の供給量に
基づいて0.3〜2.0mm2で変化できる。３３，３３′
はチエツクバルブで、２８はバツフアタンク、３
６は原料空気流量計、３７はコード弁、３５は圧
力計、２９は製品圧力調整弁、２７は流量計、２
６はニードル弁、２４は製品酸素ガス取出口、３
０は酸素ガス濃度計である。２２より導入された
圧縮空気はバルブ２１又は２１′により、吸着床
２１及び２１′のどちらかに送られる。その吸着
床で主として窒素ガスが吸着され、濃縮酸素が発
生する。その濃縮酸素ガスの大部分はチエツクバ
ルブ３３又は３３′を通つてバツフアータンク２
８に送られる。製品酸素ガスの一部分は細孔２３
を通つて向流方向に吸着床２１′に導入される。
原料圧縮空気がバルブ３１を通つて吸着床２１に
導入されている間、バルブ３２は閉じられてい
る。その間一方の吸着工程が終つた吸着床２１′
の再生が行なわれる。バルブ３１′は閉じられ、
バルブ３２′は開放され、吸着床２１′中のガスは
大気開放バルブを通つて大気に放出される。この
工程を減圧工程という。その間吸着床２１で濃縮
された製品酸素ガスの一部分はバイパス管３４の
細孔２３を通つて向流方向に吸着床２１′に流す
ことにより、吸着床２１′の吸着剤に残つている
窒素並びに水分を掃気し、その吸着剤の活性度を
高める。（この工程をパージ工程という。減圧工
程とパージ工程をまとめて再生工程という。）吸
着が終つた床について減圧工程が行なわれている
間に、別の吸着床から細孔２３を通して製品酸素
ガスを導入しても良い。又、バイパス管にバルブ
（図示せず）を設けて、減圧工程が行なわれてい
る間、そのバルブを閉じて、バイパス管に製品酸
素ガスを流れないようにし、減圧工程が完了した
後、即ちその吸着床の圧力が大気圧にまで減少し
た後、そのバルブを開いて、パージ工程を実施し
ても良い。
吸着剤が充填されている吸着床は２１，２１′で
示される。吸着床の手前に除湿機（図示せず）を
直列に設けても良く、設けなくても良い。３１，
３１′及び３２，３２′はバルブである。２３はバ
イパス管３４に設けられた細孔でその面積は製品
濃縮酸素ガス１／分ごとに原料空気の供給量に
基づいて0.3〜2.0mm2で変化できる。３３，３３′
はチエツクバルブで、２８はバツフアタンク、３
６は原料空気流量計、３７はコード弁、３５は圧
力計、２９は製品圧力調整弁、２７は流量計、２
６はニードル弁、２４は製品酸素ガス取出口、３
０は酸素ガス濃度計である。２２より導入された
圧縮空気はバルブ２１又は２１′により、吸着床
２１及び２１′のどちらかに送られる。その吸着
床で主として窒素ガスが吸着され、濃縮酸素が発
生する。その濃縮酸素ガスの大部分はチエツクバ
ルブ３３又は３３′を通つてバツフアータンク２
８に送られる。製品酸素ガスの一部分は細孔２３
を通つて向流方向に吸着床２１′に導入される。
原料圧縮空気がバルブ３１を通つて吸着床２１に
導入されている間、バルブ３２は閉じられてい
る。その間一方の吸着工程が終つた吸着床２１′
の再生が行なわれる。バルブ３１′は閉じられ、
バルブ３２′は開放され、吸着床２１′中のガスは
大気開放バルブを通つて大気に放出される。この
工程を減圧工程という。その間吸着床２１で濃縮
された製品酸素ガスの一部分はバイパス管３４の
細孔２３を通つて向流方向に吸着床２１′に流す
ことにより、吸着床２１′の吸着剤に残つている
窒素並びに水分を掃気し、その吸着剤の活性度を
高める。（この工程をパージ工程という。減圧工
程とパージ工程をまとめて再生工程という。）吸
着が終つた床について減圧工程が行なわれている
間に、別の吸着床から細孔２３を通して製品酸素
ガスを導入しても良い。又、バイパス管にバルブ
（図示せず）を設けて、減圧工程が行なわれてい
る間、そのバルブを閉じて、バイパス管に製品酸
素ガスを流れないようにし、減圧工程が完了した
後、即ちその吸着床の圧力が大気圧にまで減少し
た後、そのバルブを開いて、パージ工程を実施し
ても良い。
一定期間経過後、バルブ３１′及び３２を開放
し、バルブ３１及び３２′を閉じる。原料の圧縮
空気を吸着床２１′に導入し、吸着を行ない、そ
の間吸着床２１を前述の様に再生を行なう。定期
的に上記操作を繰り返す。本発明の上記装置に於
いて細孔２３の面積は製品酸素ガス１／分ごと
に、原料空気供給量20―60リツトル／分に対応し
て細孔面積を0.3〜2.0mm2変化できる。更に操作圧
力を0.8〜1.4Kg/cm2・Gに変化させることにより、
得られる製品酸素を一定値以上、例えば90％以上
に保持出来る。
し、バルブ３１及び３２′を閉じる。原料の圧縮
空気を吸着床２１′に導入し、吸着を行ない、そ
の間吸着床２１を前述の様に再生を行なう。定期
的に上記操作を繰り返す。本発明の上記装置に於
いて細孔２３の面積は製品酸素ガス１／分ごと
に、原料空気供給量20―60リツトル／分に対応し
て細孔面積を0.3〜2.0mm2変化できる。更に操作圧
力を0.8〜1.4Kg/cm2・Gに変化させることにより、
得られる製品酸素を一定値以上、例えば90％以上
に保持出来る。
第３図は、第２図の装置の別の態様であり、バ
ルブ３１，３１′，３２，３２′、を設ける代りに
切換えバルブ４６，４７を設けた。その原理は第
２図のものと同様である。
ルブ３１，３１′，３２，３２′、を設ける代りに
切換えバルブ４６，４７を設けた。その原理は第
２図のものと同様である。
本発明において製品酸素ガス２／分を得る場
合には原料空気供給量40〜120リツター／分に対
応して0.6―4.0mm2の範囲内で細孔面積を変化させ
る。
合には原料空気供給量40〜120リツター／分に対
応して0.6―4.0mm2の範囲内で細孔面積を変化させ
る。
同様に製品酸素Ａリツター／分を得る場合、原
料空気供給量20×Ａ〜60×Ａリツター／分に対応
して細孔面積を0.3×Ａ〜2.0×Ａmm2変化させる。
料空気供給量20×Ａ〜60×Ａリツター／分に対応
して細孔面積を0.3×Ａ〜2.0×Ａmm2変化させる。
本発明に於いて、使用されるゼオライト系吸着
剤は天然又は合成ゼオライト、モレキユラーシー
ブ、モルデナイト、バーミキユライト等である。
剤は天然又は合成ゼオライト、モレキユラーシー
ブ、モルデナイト、バーミキユライト等である。
本発明の装置では、例えば引越等により使用地
域の周波数が変更し、コンプレツサーから送られ
る原料空気の供給量が変化した場合、コンプレツ
サーの経時変化により、原料空気の供給量が変化
した場合でも第４図に従つて細孔面積を変更する
だけで、一定濃度以上の酸素ガスが得られる。
域の周波数が変更し、コンプレツサーから送られ
る原料空気の供給量が変化した場合、コンプレツ
サーの経時変化により、原料空気の供給量が変化
した場合でも第４図に従つて細孔面積を変更する
だけで、一定濃度以上の酸素ガスが得られる。
本発明の装置は高圧ガス取扱い主任者に依らず
に取扱うことが出来るので家庭又は医院、病院に
於いて使用出来るので医療用装置としてその効果
は大である。
に取扱うことが出来るので家庭又は医院、病院に
於いて使用出来るので医療用装置としてその効果
は大である。
第１図は、従来の装置のフローシート、第２図
及び第３図は、本発明装置のフローシート、第４
図は特定な細孔面積に於ける原料空気の供給量と
製品酸素濃度との関係を示すグラフ、そして第５
図は特定な細孔面積に於ける操作圧力と製品酸素
濃度との関係を示すグラフである。
及び第３図は、本発明装置のフローシート、第４
図は特定な細孔面積に於ける原料空気の供給量と
製品酸素濃度との関係を示すグラフ、そして第５
図は特定な細孔面積に於ける操作圧力と製品酸素
濃度との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- １ ２台の並列的に設置された２つの吸着床、そ
の吸着床にはゼオライト吸着剤が充填されてお
り、その吸着床に空気と交番的に供給するための
コンプレツサー、前記吸着床から得られる濃縮酸
素ガスを酸素ガス排出管を通して貯えるバツフア
タンク、その２つの酸素排出管を結ぶバイパス管
を設けて、そのバイパス管には孔の大きさが調節
可能な細孔が取付けられ、かつ吸着床から向流方
向に排気できる大気放出管を設けている医療用製
品酸素ガス発生装置を使用し、その２台の吸着床
では吸着工程及び大気圧までの減圧及びパージが
同時に行なわれる再生工程が交互に行なわれ、吸
着床の最高操作圧力を0.80〜1.40Kg/cm2・Gの範囲
に設定し製品酸素ガス１リツター／分ごとに原料
空気の供給量を20〜60リツター／分に対応して、
0.3〜2.0mm2の範囲内で細孔面積を変化させること
のできる一定濃度以上の医療用酸素ガス発生方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57013059A JPS58131119A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 医療用酸素ガス発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57013059A JPS58131119A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 医療用酸素ガス発生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58131119A JPS58131119A (ja) | 1983-08-04 |
| JPS621524B2 true JPS621524B2 (ja) | 1987-01-14 |
Family
ID=11822553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57013059A Granted JPS58131119A (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | 医療用酸素ガス発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58131119A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01148724U (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-16 | ||
| JP2776996B2 (ja) * | 1991-03-06 | 1998-07-16 | 帝人株式会社 | 酸素濃縮装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4222750A (en) * | 1976-08-16 | 1980-09-16 | Champion Spark Plug Company | Oxygen enrichment system for medical use |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP57013059A patent/JPS58131119A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4222750A (en) * | 1976-08-16 | 1980-09-16 | Champion Spark Plug Company | Oxygen enrichment system for medical use |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58131119A (ja) | 1983-08-04 |
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