KR101511803B1 - 산소 농축 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 산소보다 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 충전시킨 흡착 베드와, 그 흡착 베드에 공기를 공급하는 컴프레서, 그 컴프레서로부터의 공기를 그 흡착 베드에 공급하여 농축 산소를 취출하는 흡착 공정, 그 흡착 베드를 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 일정 타이밍으로 반복하기 위한 유로 전환 밸브, 생성된 농축 산소의 공급 유량을 측정하는 유량 측정 수단을 구비한 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치에 있어서, 공급 산소의 맥동을 검출하는 맥동 검지 수단을 구비하고, 그 검지 결과에 기초하여, 그 컴프레서의 공기 공급량을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치로서, 생성 산소량을 억제함으로써 발생하는 제품 유량의 변동에 주목하여, 유량 센서 단독으로 생성량의 피드백 제어를 실시함으로써 소형, 저소비 전력, 정숙성 등의 2 차 성능을 만족시키는 장치를 실현하는 것이다.

산소 농축 장치

Description

산소 농축 장치{OXYGEN ENRICHER}

본 발명은 산소보다 질소를 우선적으로 흡착하는 흡착제를 사용한 압력 변동 흡착형의 산소 농축 장치에 관한 것으로서, 특히 만성 호흡기 질환 환자 등에게 실시되는 산소 흡입 요법에 사용하는 의료용 산소 농축 장치에 관한 것이다.

최근, 천식, 폐기종증, 만성 기관지염 등의 호흡기계 기관의 질환으로 고생하는 환자가 증가되는 경향이 있는데, 그 치료법으로서 가장 효과적인 것 중 하나로 산소 흡입 요법이 있다. 이러한 산소 흡입 요법이란, 산소 가스 혹은 산소 부화 공기를 환자에게 흡입시키는 것이다. 그 공급원으로서 산소 농축 장치, 액체 산소, 산소 가스 봄베 등이 알려져 있는데, 사용시의 편리함이나 보수 관리의 용이함 면에서, 재택 산소 요법에는 산소 농축 장치가 주류로 사용되고 있다.

산소 농축 장치는, 공기 중에 존재하는 약 21 % 의 산소를 고농도로 농축하여 사용자에게 공급하는 장치이다. 이러한 장치에는 산소를 선택적으로 투과 하는 고분자막을 사용한 막식 산소 농축 장치나, 산소보다 질소를 우선적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 사용한 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치, 공기 중에 함유되는 산소를 전기 화학적으로 분리하여 공급하는 장치 등이 있다. 90 % 이상의 고농도 산소를 고수율로 얻을 수 있기 때문에 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치가 주로 시장에서 사용되고 있다.

압력 변동 흡착형 산소 농축 장치는, 산소보다 질소를 선택적으로 흡착하는 흡착제로서 5A 형이나 13X 형, Li-X 형, MD-X 형 등의 몰리큘러시브 제올라이트를 충전한 흡착 베드를 사용하여 흡착 베드에 컴프레서로부터 압축 공기를 공급함으로써, 가압 조건하에서 질소를 흡착시켜, 미흡착 산소를 산소 농축 가스로서 취출하는 장치이다. 이러한 장치에는 통상적으로는 2 개 이상의 흡착 베드가 구비되어 있고, 일방의 흡착 베드에서 흡착제에 질소를 흡착시켜 미흡착 산소를 생성하는 흡착 공정과, 타방의 흡착 베드를 감압시켜 흡착한 질소를 배기하여 재생하는 탈착 재생 공정을 순차적으로 전환하면서 실시함으로써 연속적으로 산소를 생성할 수 있다.

압력 변동 흡착법에는, 탈착 공정을 대기압까지 감압하는 PSA (Pressure Swing Adsorption) 법, 흡착제의 재생 효율을 높이기 위해 컴프레서를 사용하여 흡착통을 진공압까지 감압하는 VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) 법이 있고, 어느 것이나 의료용 산소 농축 장치에 있어서의 산소 농축 방법으로서 채용된다.

이러한 산소 농축 장치는, 만성 호흡기 질환 환자에 대한 산소 흡입 요법용으로서 병원 뿐만 아니라 환자집에서 사용되는 경우가 많다. 이 때문에, 소정 농도의 산소 농축 가스를 항상 일정 유량으로 안정적으로 공급한다는 산소 농축 장치의 주성능이 요구될 뿐만 아니라, 저소비 전력이나 정숙성, 소형화 등의 장치에 대한 사용자의 편리성을 고려한 기기의 2 차 성능의 요구도 커지고 있다.

산소 농축 장치의 구성 요소 부품 중, 컴프레서가 장치 전체의 소비 전력의 대부분을 소비하고 있고, 동시에 케이싱체 내에서도 일정한 용적을 차지하며, 또한 소음 발생의 주체이기도 하다. 이와 같은 장치의 2 차 성능의 요구를 실현하기 위해서는 사용하는 컴프레서를 소형화하는 것이 필요해진다. 그러나, 컴프레서의 소형화는 컴프레서의 공급 풍량이나 압축 성능의 저하를 수반하기 때문에, 산소 농축 장치의 흡탈착 성능을 유지하기 위한 여유가 적어진다는 결점을 갖는다.

일본 공개특허공보 평11-207128호에는, 산소 농축 장치의 저소비 전력화를 도모하며, 높은 산소 수율을 실현하는 수단으로서 설정 산소 유량에 따라, 컴프레서의 회전수를 제어하여 원료 공기의 공급량을 제어하고, 흡착 공정, 탈착 공정의 전환 타이밍을 전환 밸브의 개폐를 제어함으로써 최적의 가압 시간에 공기를 공급하는 장치가 기재되어 있다.

또 일본 공개특허공보 2001-259341호에는, 생성된 산소 농축 가스의 산소 농도와 설정 산소 유량에 기초하여 컴프레서의 회전수를 인버터 제어하고, 저 (低) 유량시에 있어서의 소비 전력을 억제하는 기능을 구비한 장치가 기재되어 있다.

흡착 공정시에 있어서의 흡착통의 승압 시간을 단축하여, 조기에 흡착 효율을 향상시키는 장치로서 일본 공개특허공보 평6-31129호에는, 흡착 공정시의 소정 시간 컴프레서 구동 모터의 회전수를 증속시키고, 그 이외에는 통상적으로 회전수로 제어하는 기체 분리 장치가 개시되어 있다.

발명의 개시

산소 농축 장치는, 산소의 설정 유량 전환시에 있어서의 공급 유량의 변동에 대응하기 위해, 흡착 베드의 하류측에 생성된 농축 산소를 일시적으로 저류하는 제품 탱크를 구비한다. 이로써 공급 유량 변화에 대응하는 버퍼 기능을 갖게 함과 함께, 또한 제품 탱크 내압력의 변화를 압력 센서로 검지하여, 소정 압력 이하가 된 경우에는 컴프레서의 회전수를 올려, 산소 생성량을 늘리는 등의 피드백 제어가 실시되고 있다.

생성 산소량을 필요 최소한으로 억제하면, 그 만큼 컴프레서의 필요 공급 풍량의 저감을 도모할 수 있고, 소비 전력이 작은 소형 타입인 것을 산소 농축 장치에 탑재할 수 있게 된다. 거기에 맞추어 제품 탱크 자체도 소형화할 수 있다. 한편 공급 산소 유량의 설정 변경이나, 온도나 기압 등 장치의 사용 환경의 변화에 대해서는, 장치의 1 차 성능을 유지할 만큼의 여유가 없어진다. 이러한 문제에 대해, 산소 농도 센서나 유량 센서, 압력 센서 등 각종 검지 수단을 탑재함으로써 변동에 대응하고자 하면, 새로운 검지 수단이나 제어 기구의 탑재는 장치의 대형화, 비용 상승으로 연결된다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하는 것으로서, 생성 산소량을 억제함으로써 발생하는 제품 유량의 변동에 주목하여, 유량 센서 단독으로 생성량의 피드백 제어를 실시함으로써 소형, 저소비 전력, 정숙성 등의 2 차 성능을 만족시키는 장치를 실현하는 것이다.

본 발명은, 산소보다 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 충전한 흡착 베드와, 그 흡착 베드에 공기를 공급하는 컴프레서, 그 컴프레서로부터의 공기를 그 흡착 베드에 공급하여 농축 산소를 취출하는 흡착 공정, 그 흡착 베드를 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 일정 타이밍으로 반복하기 위한 유로 전환 밸브, 생성된 농축 산소의 공급 유량을 측정하는 유량 측정 수단을 구비한 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치에 있어서, 공급 산소의 맥동을 검출하는 맥동 검지 수단을 구비하고, 그 검지 결과에 기초하여 그 컴프레서의 공기 공급량을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치를 제공한다.

또 본 발명은, 이러한 맥동 검출 수단이, 공급되는 농축 산소의 최고 유량 및/최저 유량을 측정하는 기능을 구비한 그 유량 측정 수단이고, 그 제어 수단이 소정 시간당의 그 최고 유량값 또는 그 최저 유량값이 미리 설정된 임계값 범위를 초과한 경우에 그 컴프레서의 공기 공급량을 증감시키는 제어를 실시하는 수단인 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치를 제공하는 것이다.

또 본 발명은, 산소보다 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 충전한 흡착 베드에 가압 공기를 공급하여 산소 농축 가스를 취출하는 흡착 공정, 그 흡착 베드를 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 일정 타이밍으로 반복함으로써 산소 농축 가스를 생성하는 압력 변동 흡착형의 산소 농축 방법에 있어서, 그 생성된 산소 농축 가스의 공급 유량을 설정값에 기초하여, 그 가압 공기의 공급량을 제어하는 단계 1, 그 산소 농축 가스의 맥동을 검출하는 단계 2, 그 맥동의 검지 결과에 기초하여, 그 가압 공기의 공급량을 제어하는 단계 3 을 구비한 것을 특징으로 하는 산소 농축 방법을 제공한다.

또 본 발명은, 이러한 산소 농축 가스의 맥동을 검출하는 단계 2 가, 공급되는 산소 농축 가스의 최고 유량 및/또는 최저 유량을 측정하여, 소정 시간당의 그 최고 유량값 또는 그 최저 유량값이 미리 설정된 임계값 범위 내인지 여부를 검지하는 단계이고, 그 임계값 범위를 초과한 경우에 그 가압 공기의 공급량을 증감시키는 제어를 실시하는 것을 특징으로 하고, 그 최고 유량값 혹은 그 최저 유량값이 설정 유량값에 대해 ±5 % 의 범위를 초과한 경우에 맥류가 발생한 것으로 판단하고, 압력 변동 흡착법의 흡탈착의 1 시퀀스에 있어서의 유량 최고값 (Lp) 과, 유량 최저값 (Lb) 을 검지 결과와 소정 임계값의 비교, 특히 (유량 최고값 (Lp) －유량 최저값 (Lb))/유량 설정값으로 나타내는 유량 변동률에 기초하여, 소정 임계값과의 비교를 실시하고, 그 임계값 범위를 초과한 경우에 그 가압 공기의 공급량을 증감시키는 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 산소 농축 방법을 제공한다. 그 산소 농축 가스의 맥동은, 공급되는 산소 농축 가스의 유량값 뿐만 아니라 압력 값에 따라서도 동일하게 측정할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 산소 농축 장치의 실시양태 예인 VPSA 형의 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치의 모식도를 나타낸다.

또 도 2 는, 본 발명의 산소 농축 장치의 다른 실시양태 예인 PSA 형의 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치의 모식도를 나타낸다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 산소 농축 장치의 실시양태 예를, 이하의 도면을 사용하여 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일 실시형태인 2 통식 VPSA 형의 압력 변동 흡착형 산 소 농축 장치를 예시한 개략 장치 구성도이다.

이 도 1 에 있어서, 1 은 산소 농축 장치, 3 은 가습된 산소 농축 가스를 흡입하는 사용자 (환자) 를 나타낸다. 압력 변동 흡착형의 산소 농축 장치 (1) 는, 외부 공기 도입 필터 (101), 압축 및 진공 기능을 갖는 컴프레서 (103), 유로 전환 밸브인 3 방 전자 밸브 (104a, 104b), 흡착통 (105a, 105b), 역지 밸브 (106a, 106b), 제품 탱크 (107), 압력 조절 밸브 (108), 유량 설정 수단 (109), 필터 (110) 를 구비한다. 이로써 외부로부터 도입된 원료 공기로부터 산소를 분리하여, 농축된 산소 농축 가스를 제조할 수 있다.

먼저, 외부로부터 도입되는 원료 공기는, 먼지 등의 이물질을 제거하기 위한 외부 공기 도입 필터 (101) 를 구비한 공기 도입구로부터 장치의 케이싱체 내로 도입된다. 이 때, 통상적인 공기 중에는, 약 21 % 의 산소, 약 77 % 의 질소, 0.8 % 의 아르곤, 수증기나 그 밖의 가스가 1.2 % 함유되어 있다. 이러한 장치는, 공기로부터 호흡용 가스로서 필요한 산소 가스를 농축시켜 취출하는 장치이다.

이 산소 농축 가스의 취출에는, 흡착 베드로서 산소 분자보다 질소 분자를 선택적으로 흡착하는 흡착제를 사용한다. 구체적으로는, 5A 형이나 13X 형, Li-X 형, 혹은 MD-X 형 등의 몰리큘러시브 제올라이트를 질소 흡착제로서 사용할 수 있다. 이러한 제올라이트계의 흡착제가 충전된 흡착통 (105a) 혹은 흡착통 (105b) 에 대해, 전환 밸브 (104a, 104b) 에 의해 대상으로 하는 흡착통 (105a, 105b) 를 순차적으로 전환하면서, 원료 공기를 컴프레서 (103) 에 의해 가압하여 공급하고, 흡착통 내에서, 가압 조건하에서 원료 공기 중에 함유되는 약 77 % 의 질소 가스를 선택적으로 흡착 제거한다.

상기의 흡착통 (105a, 105b) 은, 상기 흡착제를 충전시킨 원통 형상 용기로 형성되고, 통상적으로, 흡착통의 사용 갯수에 의해 1 통식, 2 통식이나, 3 통 이상의 흡착통을 사용한 다통식의 산소 농축 장치가 있는데, 연속적이고 또한 효율적으로 원료 공기로부터 산소 농축 가스를 제조하기 위해서는, 도 1 에 기재된 2 통식이나 다통식의 흡착통을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 상기의 컴프레서 (103) 에는, 압축 기능 및 진공 기능을 갖는 컴프레서로서 2 헤드의 타입의 요동형 공기 컴프레서가 사용되는 것 외에, 스크루식, 로터리식, 스크롤식 등의 회전형 공기 압축기가 사용되는 경우도 있다. 또, 이 컴프레서 (103) 를 구동하는 전동기의 전원은 교류여도 되고 직류여도 된다.

상기 흡착통 (105) 에서 제올라이트 흡착제에 흡착되지 않았던 산소 가스를 주성분으로 하는 산소 농축 가스는, 흡착통 (105) 으로 역류하지 않게 형성된 역지 밸브 (106a, 106b) 를 통하여 제품 탱크 (107) 에 유입된다.

흡착통 내에 충전된 제올라이트 흡착제는, 새롭게 도입되는 원료 공기로부터 재차 질소 가스를 흡착하기 위해서, 일단 흡착된 질소 분자를 흡착제로부터 탈착 제거할 필요가 있다. 이 때문에, 컴프레서 (103) 에 의해 실현되는 가압 상태로부터, 3 방 전자 밸브 (전환 밸브) (104a, 104b) 에 의해 컴프레서 (103) 의 진공 라인에 접속되어 진공 감압 상태로 전환되고, 흡착되어 있던 질소 가스를 탈착시켜 흡착제를 재생시킨다. 또한, 이 탈착 공정에 있어서 그 탈착 효율을 높이기 위해서, 균압 밸브 (102) 를 통하여 흡착 공정 중의 흡착통의 제품 단 (端) 측 에서 산소 농축 가스의 일부를 퍼지 가스로서 탈착 공정 중의 흡착통에 역류시키도록 해도 된다.

이와 같이 하여 원료 공기로부터 산소 농축 가스가 제조되어 제품 탱크 (107) 에 저장된다. 이 제품 탱크 (107) 에 저장된 산소 농축 가스는, 예를 들어 95 % 와 같은 고농도의 산소 가스를 함유하고 있고, 압력 조절 밸브 (108) 나 유량 설정 수단 (109) 등에 의해 그 압력 및 공급 유량이 제어되고, 가습기 (201) 에 공급되어 가습된 산소 농축 가스가 환자에게 공급된다.

이러한 가습기 (201) 에는, 수분 투과막을 갖는 수분 투과막 모듈에 의해, 외부 공기로부터 수분을 도입하여 건조 상태의 산소 농축 가스에 공급하는 무급수식 (無給水式) 의 중공사 가습기나, 물을 사용한 버블링식 가습기, 혹은 표면 증발식 물 가습기를 사용할 수 있다.

VPSA 형의 산소 농축 장치에서는, 일방의 흡착통 (105a) 이 가압 흡착 공정을 실시하고 있는 경우에는, 타방의 흡착통 (105b) 에서는 진공 탈착 공정을 실시하고, 흡착 공정, 탈착 공정을 각각 역위상의 형태로 순차적으로 전환하여, 산소를 연속적으로 생성하고 있다.

제품 탱크 (107) 의 압력을, 압력 조절 밸브 (108) 의 출구측 압력을 일정하게 유지하기 위해서 필요한 압력보다 충분히 커지도록, 흡착통으로부터 생성되는 산소량을 유지할 수 있으면, 유량 설정 수단 (109) 에 의해 안정적인 유량의 산소를 공급할 수 있다.

산소 농축 장치의 소비 전력의 저감이나 정숙성, 소형화 등, 장치에 대한 사 용자의 편리성을 고려한 기기의 2 차 성능은, 사용하는 컴프레서의 타입이나 그 운전 제어 방법에 의해 결정된다.

그 하나의 방법으로서, 흡착 베드에서 생성되는 산소 생성량을 필요 최소한이 되도록 컴프레서의 공급 풍량을 제어하는 방법이 있고, 이것에 의해 소비 전력을 억제할 수 있다. 이것은 동시에 장치의 정숙성이나 사용하는 컴프레서의 소형화에도 연결된다. 유량 설정 수단 (109) 에서 결정되는 산소 농축 가스의 설정 유량에 기초하여 산소 생성량을 제어 수단 (401) 에 의해 제어하면, 더욱 효율적으로 된다.

이것을 실현하기 위해서, 제품 탱크 내 압력을 압력 조절 밸브의 출구측 압력을 일정하게 유지하기 위해서 필요한 압력보다 약간 높은 레벨이 되도록 생성 산소량을 제어하고, 유량값마다 산소 생성량을 제어한 경우에는, 유량 설정값의 변경에 의해 산소 취출량이 일시적으로 커지면, 산소 생성량의 피드백 제어가 추종되지 않고, 제품 탱크 내압력이 일시적으로 내려가, 공급하는 산소 가스의 맥류가 발생한다. 이 사태를 방지하기 위해서 제품 탱크 (107) 의 압력을 항상 모니터함으로써 산소 생성량을 제어하는 방법을 생각할 수 있고, 제품 탱크 내압력을 계측하기 위해서 새롭게 압력 센서를 설치할 필요가 발생한다.

본 발명의 산소 농축 장치에서는, 공급 산소의 맥동을 검출하는 맥동 검지 수단을 구비하고, 맥동의 유무에 의해 컴프레서의 공기 공급량을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다. 맥동 검출 수단은 공급하는 농축 산소의 최고 유량 및 최저 유량을 측정하는 기능을 구비한 유량 센서 (302) 이고, 소정 시간 당의 최고 유량값 또는 최저 유량값이 미리 설정된 임계값 범위를 초과한 경우에, 제어 수단 (401) 에 의해 그 컴프레서 (103) 의 공기 공급량을 증감시키는 제어를 실시한다. 예를 들어 최고 유량값 혹은 최저 유량값이 설정 유량값에 대해 ±5 % 의 범위를 초과한 경우에 맥류가 발생한 것으로 판단하고, 컴프레서의 공기 공급량을 증가시키기 위해 모터 회전수를 올리는 제어를 실시한다.

유량 센서 (302) 에는, 전자식, 기계식, 초음파식, 열식 등 각종 유량 센서가 사용된다. 초음파식 유량 센서는 산소 농도도 동시에 측정할 수 있다. 생성 산소의 압력은 흡탈착의 시퀀스마다 변동하기 때문에, 맥류의 검출은, 압력 변동 흡착법의 흡탈착의 1 시퀀스에 있어서의 유량 최고값 (Lp) 과 유량 최저값 (Lb) 을 검지, 연산함으로써 실시한다. 소정 임계값과의 비교는, 절대값에서의 비교의 외에, 유량 변동률 ((Lp－Lb)/유량 설정값) 로 관리할 수도 있다.

맥동의 검지는, 상기 유량 센서 (302) 외에, 압력 조절 밸브 하류측에 압력 센서 (301) 를 구비하고 있는 경우에는 압력 변동의 검지에 의해 맥동을 검지할 수도 있다.

이와 같이 이미 설치된 센서를 사용하여 공급 산소 가스의 맥동을 검지하고, 검지 결과에 기초하여 산소 생성량을 제어함으로써, 산소 생성에 필요한 컴프레서가 공급하는 풍량을 최소한으로 억제할 수 있고, 컴프레서의 소형화, 장치의 소비 전력 저감, 정음화 등 산소 농축 장치에 요구되는 환자 컴플라이언스를 충족시키기 위한 각종 2 차 효과를 실현할 수 있다.

컴프레서의 소형화는, 컴프레서의 압축 성능이나 진공 성능의 기계 여력을 생략하게 되어, 사용 환경 온도의 영향을 받기 쉬워진다. 산소 농축 장치의 기동시에는, 컴프레서의 압축부에 가해지는 압력 부하, 마찰 저항 등에 의해 정상 운전시와 비교하여 컴프레서를 구동하는 모터에 부하가 걸린다. 정적 부하 저항의 크기는 산소 농축 장치의 사용 환경에 따라 크게 변동하고, 특히 동절기에 있어서의 저온 환경하에서는 컴프레서가 기동하지 않는다는 사태도 발생하는 경우가 있다. 원인으로서 기동시의 필요 토크가 커져 구동 모터의 기동 전류가 커지는 것을 생각할 수 있고, 토크 부족, 경우에 따라서는 장치가 기동하지 않는다는 사태가 발생한다.

이와 같은 산소 농축 장치 기동시의 컴프레서 부하를 억제하는 방법은, 산소보다 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 충전한 복수의 흡착통, 그 흡착통에 가압 공기를 공급하는 컴프레서, 그 컴프레서와 각 흡착통 간의 유로를 순차적으로 전환할 수 있고, 각 흡착통에 가압 공기를 공급하여 농축 산소를 취출하는 흡착 공정, 각 흡착통을 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 소정 타이밍으로 반복하기 위한 유로 전환 수단을 구비한 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치에 있어서, 그 흡착통의 하류측에 흡착통 간을 균압하는 균압 밸브를 가진 균압 유로를 구비하고, 또한 그 컴프레서 기동시에 그 균압 밸브를 연 상태에서 기동시키는 기동 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치에 의해 실현할 수 있다.

더욱 상세하게는, 이러한 흡착통이 2 개의 흡착통, 그 유로 전환 수단이 각 흡착통과 컴프레서, 배기관을 전환하는 전자 밸브이고, 그 기동 제어 수단이 그 컴프레서 기동시에 소정 시간, 그 전자 밸브를 통하여 컴프레서와 흡착 공정측 흡착 통을 연통시킴과 함께, 균압 밸브를 열어, 탈착 공정측 흡착통과 전자 밸브를 통해 배기관을 연통시키도록, 그 균압 밸브 및 그 전자 밸브의 개폐 제어를 실시하는 수단인 것을 특징으로 하고, 특히 그 유로 전환 수단이 3 방 전자 밸브인 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치이고, 이러한 기동 제어 수단이 그 컴프레서 기동시의 회전수를 정상 상태보다 저회전수로 기동시키는 제어 수단인 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치에 의해 실현할 수 있게 된다.

도 2 는, 2 통식 PSA 형의 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치를 예시한 개략 장치 구성도이다. 탈착 공정에서의 배기의 경로가 도 1 에 나타내는 VPSA 형 산소 농축 장치에서는 컴프레서 (103) 의 진공 배기 라인을 경유하고 있는 것에 반하여, 도 2 의 PSA 형 산소 농축 장치에서는 대기 개방 라인에 접속되는 점 이외에는 장치는 동일 구성이다. 따라서, 가압 상태의 흡착통 (105) 을 3 방 전자 밸브 (전환 밸브) (104a, 104b) 에 의해 대기압 상태까지 감압하고, 흡착되었던 질소 가스를 탈착시켜 흡착제를 재생시킨다. 또한, 이 탈착 공정에 있어서, 그 탈착 효율을 높이기 위해, 균압 밸브 (102) 를 통하여 흡착 공정 중의 흡착통의 제품 단측에서부터 산소 농축 가스를 퍼지 가스로 하여 역류시키도록 해도 된다.

압력 변동 흡착법에서 사용하는 흡착제는 압력에 의존하기 때문에, 산소 농축 장치의 기동 초기에는 흡착통의 압력이 충분히 상승되지 않는 동안에 제품 단에서부터 가스가 정제되므로, 기동 초기에 생성되는 가스의 산소 농도는 정상 상태의 90 ∼ 95 % 라는 고농도 산소 농축 가스와 비교하여 낮은 값이 되고, 결과적으로 제품 탱크 (107) 내의 가스 교환이 완료되어 산소 농도가 정상 상태에 도달하는 데 에 시간을 필요로 하게 된다. 본 발명의 장치의 기동시에는, 컴프레서 (압축기) (103) 의 기동과 맞추어 제어 수단 (401) 에 의해 흡착통 (105) 의 하류측 (제품 단측) 의 균압 밸브 (102) 를 여는 제어를 실시하여, 예를 들어 흡착 공정인 흡착통 (105a) 에 가압 공기를 공급하고, 생성 초기의 가스를 균압 밸브 (102) 를 통하여, 탈착 공정의 흡착통 (105b) 의 제품 단에서부터 회수한다. 통상적으로는 몇 초로 흡착통 (105a) 은 승압되므로, 그 후 균압 밸브 (102) 를 닫고, 통상적인 흡착 공정을 개시하여, 예를 들어 90 % 등의 고농도 산소를 역지 밸브 (106a) 를 통하여 생성 탱크에 저류한다.

컴프레서 기동시에는 정상 운전 상태와 비교하여 부하가 걸린다. 특히 동절기 등의 저온 상태에서 기동시킬 때에는 컴프레서의 구동 토크가 상승하기 때문에, 경우에 따라서는 전원을 넣어도 컴프레서가 기동하지 않는 상태가 된다. 통상적으로, 컴프레서 기동시에는 필요 토크가 커, 구동 모터의 기동 전류가 커진다.

본 발명의 장치에서는, 컴프레서 구동시에는 흡착 공정의 흡착통 (105a) 과 탈착 공정의 흡착통 (105b) 을 균압 밸브 (102) 를 통하여 연통시킨 상태에서 기동시키기 때문에, 컴프레서의 압축부에 가압 부하가 거의 걸리지 않고, 실질적으로 압력 부하가 걸리지 않은 상태에서 기동되어, 상기와 같은 필요 이상으로 돌입 전류가 오르는 등의 경우가 일어나지 않고, 기동시킬 수 있다.

따라서, 장치 기동시에는 기동을 제어하는 제어 수단 (401) 이, 컴프레서 기동시의 회전수를 정상 상태보다 저회전수로 기동시킬 수도 있다.

산소 농축 장치의 제어 수단 (401) 은, 정상 상태에서는 여러 가지의 운전 제어를 실시한다. 유량 설정 수단 (109) 의 설정값, 유량 센서 (302) 에 의한 제품 가스 유량값, 산소 농도 센서 (301) 에 의한 생성된 산소 농축 가스의 산소 농도를 검지하여, 제어 수단 (401) 에 의해 컴프레서 (103) 의 전동기의 회전수를 제어함으로써 흡착통 (105) 에 대한 공급 풍량을 제어한다. 설정 유량이 저유량인 경우에는 회전수를 떨어뜨림으로써 생성 산소량을 억제하고, 또한 소비 전력의 저감을 도모하다. 전환 밸브 (104a, 104b), 균압 밸브 (102) 의 전환 타이밍을 제어하여, 흡탈착 시퀀스 타임을 변경함으로써 최적의 산소 생성을 실현한다.

컴프레서의 소형화는, 그것을 탑재하는 산소 농축 장치가 발생하는 소음의 저감에 유효하다. 그러나, 그 효과는 정상 운전시에 있어서의 효과로서, 장치의 기동시나 정지시에는 큰 소음을 발생시킨다. 소음 저감, 진동 방지를 위해서 의료용 산소 농축 장치에는 각종 대책이 채택되고 있다. 예를 들어, 왕복동형 컴프레서에서 소음이 낮은 스크롤형, 헬리컬형 컴프레서로 변경하거나 박스나 덕트를 사용하여 차폐하는 방법, 흡기관, 배기관에 공명형 혹은 팽창형 소음기를 설치하거나 케이싱체에 흡음재를 부착하는 방법이 채택되고 있다. 정상 운전 중의 소음 저감 대책은 상기와 같이, 컴프레서 그 자체의 개량으로부터 케이싱체 개량이나 소음기의 탑재 등 각종 방법이 실시되고 있다. 그러나, 장치에 기동시나 정지시의 대책은 전혀 채택되어 있지 않다. 장치 기동시에는 통상적으로, 산소 농축기의 사용자인 호흡기 질환 환자는 기상하고 있지만, 장치 정지시에는 환자는 수면 중이고, 간호자가 정지 조작을 실시할 가능성이 있어, 정지시의 소음 혹 은 진동이 취침 중인 환자나 주위 사람을 깨울 가능성이 있다. 따라서, 압력 변동 흡착형 산소 농축기의 장치 정지시의 소음, 진동을 방지하는 기술이 필요해진다.

이러한 과제는, 산소보다 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 충전한 복수의 흡착통, 그 흡착통에 가압 공기를 공급하는 컴프레서, 그 컴프레서와 각 흡착통 간의 유로를 순차적으로 전환하고, 각 흡착통에 가압 공기를 공급하여 농축 산소를 취출하는 흡착 공정, 각 흡착통을 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 소정 타이밍으로 반복하기 위한 유로 전환 수단을 구비한 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치에 있어서, 장치 정지시에 그 흡착통의 내압을 상압으로 하는 그 유로 전환 수단의 전환 제어를 실시하는 정지 제어 수단을 구비하고, 장치 정지 지령 신호를 수신한 후, 그 흡착통 내압이 소정압 이하의 시점에서 그 컴프레서의 구동을 정지시키는 제어를 실시하는 수단인 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치에 의해 해결한다.

또, 가압측 흡착통과 진공 탈착측 흡착통의 제품 단끼리를 연통시키는 균압 밸브를 구비한 균압 유로를 추가로 구비하고, 그 정지 제어 수단이 장치 정지 지령 신호에 기초하여 그 균압 밸브를 열어, 균압 밸브를 개방한 상태에서 그 컴프레서의 구동을 정지시키는 제어를 실시하는 수단, 혹은 장치 정지 지령 신호에 기초하여, 가압측 흡착통과 컴프레서의 진공 라인, 진공 탈착측 흡착통과 컴프레서 가압 라인을 연통시키도록 그 유로 전환 수단의 전환 제어를 실시하고, 전환 제어의 실시와 동시 내지 그 직후에 그 컴프레서의 구동을 정지시키는 제어를 실시하는 수단 으로 함으로써 해결한다.

구체적으로는, 그 정지 제어 수단이, 그 흡착통 내압의 최대 압력값의 50 % 이하의 시점에서 그 컴프레서의 구동을 정지시키는 제어를 실시하는 수단인 것을 특징으로 하고, 특히 그 흡착통이 2 개의 흡착통, 그 컴프레서가 그 흡착통에 가압 공기를 공급함과 함께 진공 감압하는 기능을 구비한 컴프레서이고, 그 컴프레서와 각 흡착통 간의 유로를 순차적으로 전환하고, 각 흡착통에 가압 공기를 공급하여 농축 산소를 취출하는 흡착 공정, 각 흡착통을 진공 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 소정 타이밍으로 반복하기 위한 유로 전환 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치에 적용된다.

이러한 실시양태를, 도 1 에 기재된 산소 농축 장치를 사용하여 설명한다. VPSA 형의 산소 농축 장치에서는, 일방의 흡착통 (105a) 이 가압 흡착 공정을 실시하는 경우에는, 타방의 흡착통 (105b) 에서는 진공 탈착 공정을 실시하여, 흡착 공정, 탈착 공정을 각각 역위상의 형태로 순차적으로 전환하고, 산소를 연속적으로 생성한다.

장치 정지시에는, 그 흡착통 (105a, 105b) 의 내압을 상압으로 하기 위해서, 유로 전환 밸브 (104a, 104b) 의 전환 제어를 실시하는 제어 수단 (401) 이, 장치 정지 지령 신호를 수신한 후, 흡착통 내압이 소정압 이하의 시점에서 컴프레서 (103) 의 구동을 정지시키는 제어를 실시한다. 즉, 흡탈착 공정 종료 직후의 압력차가 큰 시점이 아니라, 소정 시간 후의 흡착통 간의 압력차가 적은 시점에서 컴프레서를 정지시키도록 제어함으로써, 정지시의 정온화 (靜穩化), 진동 억제를 실현한다.

구체적으로는, 가압측 흡착통 (105a) 과 진공 탈착측 흡착통 (105b) 의 제품 단끼리를 연통시키는 균압 밸브 (102) 를 구비한 균압 유로를 사용하여 정지 제어 수단 (401) 이 장치 정지 지령 신호에 기초하여, 균압 밸브 (102) 를 열고, 제품 가스의 일부를 사용하여 탈착측 흡착통 (105b) 의 퍼지를 실시하는 균압 퍼지 공정 상태에서 컴프레서의 구동을 정지시킨다. 균압 밸브 (102) 를 엶으로써 가압측 흡착통 (105a) 은 최대 압력의 50 % 이하가 되고, 이 상태에서 컴프레서를 정지시킴으로써 잔류압도 자동적으로 배기되어 정온 상태에서 장치 정지를 실현할 수 있다.

또, 제어 수단 (401) 이, 장치 정지 지령 신호에 기초하여, 가압측 흡착통 (105a) 과 컴프레서 (103) 의 진공 라인, 진공 탈착측 흡착통 (105b) 과 컴프레서 가압 라인을 연통시키도록 유로 전환 밸브 (104a, 104b) 의 전환 제어를 실시하고, 흡착 공정과 탈착 공정의 전환 제어를 실시함과 동시 혹은 그 직후에 그 컴프레서의 구동을 정지시키는 제어를 실시함으로써, 대기압 부근에서 컴프레서를 정지시킬 수 있어, 장치 정지시의 정온화, 제진화 (制振化) 를 실현할 수 있다.

산소 농축 장치를 정지시킬 때의 유의점에 대해 추가로 부기한다. 일반적으로 VPSA 형 산소 농축 장치를 정지시킬 때에는, 정지 중의 흡착제 열화 및 재기동시의 조기 운전 안정화 등, 많은 것에 유의할 필요가 있다. 특히, 장치 운전 정지시에 흡착 베드나 컴프레서나 배관 중 등의 수분을 배출한다는 점은 종래의 장치에서는 고려되지 않고, 운전 정지 후의 흡착 플로우 내에 잔존하는 수분에 의 한 흡착제의 흡습 열화나, 컴프레서, 전환 밸브 등에 있어서의 결로 (結露), 녹 등이 문제가 된다. 배기 공정 종료 후에 정지함으로써 수분을 배출하는 방법도 고려할 수 있는데, 그 경우, 일방의 통의 수분은 배출되지만, 다른 일방의 통에는 수분이 모인다. 제품 탱크로부터의 제품 가스에 의한 퍼지에는, 흡착 베드와 제품 탱크 간에 형성되는 역지 밸브로 대응할 수 없어, 새롭게 전자 밸브를 형성할 필요가 발생한다. 따라서, 장치 정지 후의 흡착 베드나 전환 밸브 등에 있어서의 흡습, 결로를 방지하는 기술이 중요해진다.

이러한 과제는, 산소보다 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 충전한 복수의 흡착통, 그 흡착통에 가압 공기를 공급함과 함께 진공 감압하는 기능을 구비한 컴프레서, 그 컴프레서와 각 흡착통 간의 유로를 순차적으로 전환하고, 각 흡착통에 가압 공기를 공급하여 농축 산소를 취출하는 흡착 공정, 각 흡착통을 진공 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 소정 타이밍으로 반복하기 위한 유로 전환 수단을 구비한 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치에 있어서, 장치 정지시에 그 흡착통의 내압을 상압으로 하는 그 유로 전환 수단의 전환 제어를 실시하는 정지 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치에 의해 해결된다.

또 그 정지 제어 수단이 컴프레서의 정지 신호에 기초하여, 가압측 흡착통과 컴프레서의 진공 라인, 진공 탈착측 흡착통과 컴프레서 가압 라인을 연통시키도록 그 유로 전환 수단의 전환 제어를 실시하는 수단인 것을 특징으로 하고, 특히 그 정지 제어 수단이 컴프레서의 정지 신호에 기초하여, 가압측 흡착통과 컴프레서의 진공 라인, 진공 탈착측 흡착통과 컴프레서 가압 라인을 연통시키도록 그 유로 전 환 수단의 전환 제어를 실시한 후, 그리고 그 가압측 흡착통과 컴프레서의 가압 라인, 그 진공 탈착측 흡착통과 컴프레서 진공 라인을 연통시키도록 그 유로 전환 수단의 전환 제어를 실시하는 수단인 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치를 실시양태로서 들 수 있다.

또 가압측 흡착통과 진공 탈착측 흡착통의 제품 단끼리를 연통시키는 균압 밸브를 구비한 균압 유로를 추가로 구비하고, 그 정지 제어 수단이 그 균압 밸브가 열린 상태에서 그 컴프레서의 구동을 정지시키는 제어를 실시하는 수단인 것, 그 흡착통이 2 개의 흡착통이고, 그 유로 전환 수단이 흡착통과 컴프레서의 가압 라인 또는 진공 라인을 전환하는 3 방 밸브로 구성되고, 또한 전원 정지시에, 그 흡착통과 그 컴프레서의 진공 라인이 접속되는 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치를 바람직한 양태예로서 고려할 수 있다.

이러한 산소 농축 장치에서는, VPSA 형 산소 농축 장치의 가압 흡착 공정측과 진공 탈착 공정측의 쌍방의 흡착 베드를 대기압 상태에서 정지시킴으로써, 장치 정지 중에 있어서의 장치의 가스 이동을 억제할 수 있고, 특히 진공측 흡착 베드에 대한 고습도의 외부 공기의 유입을 방지할 수 있다. 또 장치 정지 후의 장치 온도 저하에 수반되는 가압 공기의 결로 발생을, 가압측 흡착 베드를 대기압까지 감압 배기함으로써 미연에 방지할 수 있다.

또한, 2 통의 흡착 베드와 컴프레서의 가압/진공을 전환하는 3 방 밸브를, 전원 정지시에 흡착통의 쌍방이 컴프레서의 진공 라인측에 연통하는 접속 형식을 채용함으로써, 약간 흡착 베드의 남은 잔류압을 시일이 헐거운 컴프레서의 진공 라 인측판 밸브를 통하여 배기할 수 있어, 장치 내를 상압으로 유지할 수 있게 된다.

이러한 실시양태를 도 1 에 기재된 산소 농축 장치를 사용하여 설명한다. VPSA 형의 산소 농축 장치에서는, 일방의 흡착통 (105a) 이 가압 흡착 공정을 실시하는 경우에는, 타방의 흡착통 (105b) 에서는 진공 탈착 공정을 실시하고, 흡착 공정, 탈착 공정을 각각 역위상의 형태로 순차적으로 전환하여 산소를 연속적으로 생성한다. 흡착 베드 (105a, 105b) 의 압력이 각각 제로 (대기압) 가 된 시점에서 컴프레서 (103) 를 정지시킬 수 있으면 흡착통 내압을 대기압으로 정지시킬 수 있지만, 현실적으로는 컴프레서 (103) 는, 정지 신호를 수신해도 컴프레서는 관성에 의해 약간의 시간 동안 구동하기 때문에, 두 통을 대기압 상태에서 정지시키는 제어는 곤란하다. 장치 정지 신호 그 자체는, 흡탈착 공정 종료 직후의 압력차가 큰 시점이 아니라, 소정 시간 후의 흡착통 간의 압력차가 적은 시점에서 컴프레서를 정지시키도록 제어하는 것이, 두 통을 대기압으로 되돌리는 효율 면에서 바람직하다. 또 컴프레서 정지시의 정온화, 진동 억제 면에서도 바람직하다.

장치 정지 후에, 흡착 베드의 압력을 대기 개방하는 방법도 있는데, VPSA 장치의 경우에는 배기 라인은 컴프레서 (103) 의 진공 라인에 접속되어 있기 때문에, 컴프레서 정지와 함께 배기도 정지된다.

본 발명의 장치에서는, 장치 정지시에 그 흡착통의 내압을 상압으로 하기 위해서, 컴프레서 (103) 의 정지 신호에 기초하여, 가압측 흡착통 (105a) 과 컴프레서 가압 라인, 진공 탈착측 흡착통 (105b) 과 컴프레서 진공 라인에 접속되어 있는 유로 전환 밸브 (104a, 104b) 를, 가압측 흡착통과 컴프레서의 진공 라인, 진공 탈 착측 흡착통과 컴프레서 가압 라인을 연통시키도록 유로 전환 밸브 (105a, 105b) 의 전환 제어를 실시한다. 이로써, 관성으로 움직이는 컴프레서를 이용하여, 가압측 흡착통의 감압, 진공측 흡착통의 가압을 실시한다. 이러한 조작에 의해, 흡착통의 상압에 의한 균압이 달성되지만, 잔류압이 남는 경우도 있어, 다시 가압측 흡착통과 컴프레서의 가압 라인, 진공 탈착측 흡착통과 컴프레서 진공 라인을 연통시키도록 유로 전환 밸브를 재차 전환함으로써 잔류압을 배기한다.

가압측 흡착통과 진공 탈착측 흡착통의 제품 단끼리를 연통시키는 균압 밸브 (102) 를 구비하고 있고, 통상적으로 흡탈착 공정에 균압 공정이나 제품 퍼지 공정을 실시한다. 본 발명에서는, 정지 제어 수단 (401) 은 균압 밸브가 열린 상태에서 컴프레서의 구동을 정지시키는 제어를 동시에 실시하고, 원료단에서의 균압 만이 아니라, 흡착통의 제품 단끼리의 균압을 실시한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이 2 개의 흡착통을 사용하여 유로 전환 수단으로서 흡착통과 컴프레서의 가압 라인 또는 진공 라인을 전환하는 3 방 밸브를 사용하여 유로를 구성하는 경우, 전원 정지시에 흡착통과 컴프레서의 진공 라인이 접속되도록 유로를 설정하는 것이 바람직하다. 전원 정지시의 정상 개방의 유로를 흡착통과 컴프레서의 진공 라인에 접속함으로써, 만일 흡착 베드가 가압 상태에서 정지되었다 하더라도, 기밀 (機密) 시일이 헐거운 컴프레서의 진공 라인측판 밸브를 통하여 이러한 잔류압을 배기할 수 있어, 장치 내를 상압으로 유지할 수 있게 된다.

발명의 효과

본 발명의 산소 농축 장치는, 이미 설치된 센서를 사용하여 공급 산소 가스의 맥동을 검지하고, 검지 결과에 기초하여 산소 생성량을 제어함으로써 산소 생성에 필요한 컴프레서가 공급하는 풍량을 최소한으로 억제할 수 있으며, 컴프레서의 소형화, 장치의 소비 전력 저감, 정음화 등 산소 농축 장치에 요구되는 환자 컴플라이언스를 충족시키기 위한 각종 2 차 효과를 실현할 수 있다.

또, 소비 전력의 저감에 수반되는 기동시의 컴프레서의 부하 토크의 상승에 대해, 균압 밸브를 통하여 가압측 흡착통, 탈착측 흡착통이 연통되고, 가압 공기가 흡착통 내압의 가압에 이용되지 않고, 그대로 배기측으로 흐르는 제어를 실시함으로써, 실질적으로 압력 부하가 없는 상태에서 컴프레서를 기동시킬 수 있게 된다. 따라서, 기동시에 기동 전류가 커지는 일이 없어져, 기동시의 돌입 전류의 저감에 기여한다. 또, 기동시 초기에 가압측 흡착통의 제품 단에서부터 생성되는, 불순물을 함유하는 저산소 농도 가스를 균압 밸브를 통하여 탈착 공정측 흡착통에 회수함으로써 저농도 산소 가스가 제품 탱크측으로 흐르는 것을 방지할 수 있어, 90 % 과 같은 고농도 산소 가스를 조기에 사용자에게 공급할 수 있다.

또한, 컴프레서의 정지를 흡착통 내압이 소정압, 특히 최대 흡착통압의 50 % 이하의 시점에서 구동 정지되는 제어를 실시함으로써, 컴프레서의 정지 소음 및 진동을 억제할 수 있다. 그러기 위해서는 장치 정지 지령 신호에 기초하여 그 균압 밸브를 열고, 균압 밸브를 개방한 가압 퍼지 공정 상태에서 컴프레서의 구동을 정지시키거나, 혹은 가압측 흡착통과 컴프레서의 진공 라인, 진공 탈착측 흡착통과 컴프레서 가압 라인을 연통시키도록 그 유로 전환 수단의 전환 제어를 실시하면 동 시 내지 그 직후에 정지됨으로써 실현할 수 있다.

Claims (13)

1. 산소보다 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 충전한 흡착 베드와, 그 흡착 베드에 공기를 공급하는 컴프레서, 그 컴프레서로부터의 공기를 그 흡착 베드에 공급하여 농축 산소를 취출하는 흡착 공정, 그 흡착 베드를 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 일정 타이밍으로 반복하기 위한 유로 전환 밸브, 생성된 농축 산소의 공급 유량을 측정하는 유량 측정 수단을 구비한 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치에 있어서, 공급 산소의 맥동을 검출하는 맥동 검지 수단을 구비하고, 그 검지 결과에 기초하여, 그 컴프레서의 공기 공급량을 제어하는 제어 수단을 구비하고,

   그 맥동 검출 수단이, 공급하는 농축 산소의 최고 유량 및 최저 유량 중 하나 이상을 측정하는 기능을 구비한 그 유량 측정 수단이고, 그 제어 수단이, 소정 시간당의 그 최고 유량값 또는 그 최저 유량값이 미리 설정된 임계값 범위를 초과한 경우에 그 컴프레서의 공기 공급량을 증감시키는 제어를 실시하는 수단이고,

   그 맥동 검출 수단이, 압력 변동 흡착법의 흡탈착의 1 시퀀스에 있어서의 유량 최고값 (Lp) 과 유량 최저값 (Lb) 을 검지하고, 연산하는 소정 임계값과의 비교를 실시하는 수단인 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   그 생성된 농축 산소의 공급 유량을 설정하는 유량 설정 수단을 구비하고, 그 제어 수단이 유량 설정 수단의 설정값에 기초하여, 그 컴프레서의 공기 공급량을 제어하는 수단인 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   그 맥동 검출 수단이, 그 유량 측정 수단으로 검지된 최고 유량값 혹은 그 최저 유량값이 설정 유량값에 대해 ±5 % 의 범위를 초과한 경우에 맥류가 발생한 것으로 판단하고, 그 컴프레서의 공기 공급량을 증가시키기 위해 모터 회전수를 올리는 제어를 실시하는 수단인 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치.
5. 삭제
6. 산소보다 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 충전한 흡착 베드와, 그 흡착 베드에 공기를 공급하는 컴프레서, 그 컴프레서로부터의 공기를 그 흡착 베드에 공급하여 농축 산소를 취출하는 흡착 공정, 그 흡착 베드를 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 일정 타이밍으로 반복하기 위한 유로 전환 밸브, 생성된 농축 산소의 공급 유량을 측정하는 유량 측정 수단을 구비한 압력 변동 흡착형 산소 농축 장치에 있어서, 공급 산소의 맥동을 검출하는 맥동 검지 수단을 구비하고, 그 검지 결과에 기초하여, 그 컴프레서의 공기 공급량을 제어하는 제어 수단을 구비하고,

   그 맥동 검출 수단이, 공급하는 농축 산소의 최고 유량 및 최저 유량 중 하나 이상을 측정하는 기능을 구비한 그 유량 측정 수단이고, 그 제어 수단이, 소정 시간당의 그 최고 유량값 또는 그 최저 유량값이 미리 설정된 임계값 범위를 초과한 경우에 그 컴프레서의 공기 공급량을 증감시키는 제어를 실시하는 수단이고,

   그 맥동 검출 수단이, (유량 최고값 (Lp) －유량 최저값 (Lb))/유량 설정값으로 나타내는 유량 변동률에 기초하여, 소정 임계값과의 비교를 실시하는 수단인 산소 농축 장치.
7. 삭제
8. 산소보다 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 충전시킨 흡착 베드에 가압 공기를 공급하여 산소 농축 가스를 취출하는 흡착 공정, 그 흡착 베드를 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 일정 타이밍으로 반복함으로써 산소 농축 가스를 생성하는 압력 변동 흡착형의 산소 농축 방법에 있어서, 그 생성된 산소 농축 가스의 공급 유량을 설정값에 기초하여, 그 가압 공기의 공급량을 제어하는 단계 1, 그 산소 농축 가스의 맥동을 검출하는 단계 2, 그 맥동의 검지 결과에 기초하여, 그 가압 공기의 공급량을 제어하는 단계 3 을 구비하고,

   그 산소 농축 가스의 맥동을 검출하는 단계 2 가, 공급되는 산소 농축 가스의 최고 유량 및 최저 유량 중 하나 이상을 측정하여, 소정 시간당의 그 최고 유량값 또는 그 최저 유량값이 미리 설정된 임계값 범위 내인지 여부를 검지하는 단계이고, 그 임계값 범위를 초과한 경우에 그 가압 공기의 공급량을 증감시키는 제어를 실시하고,

   그 산소 농축 가스의 맥동을 검출하는 단계 2 가, 압력 변동 흡착법의 흡탈착 1 시퀀스에 있어서의 유량 최고값 (Lp) 과 유량 최저값 (Lb) 을 검지하고, 연산하는 소정 임계값과의 비교를 실시하는 것을 특징으로 하는 산소 농축 방법.
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10. 제 8 항에 있어서,

    그 최고 유량값 혹은 그 최저 유량값이 설정 유량값에 대해 ±5 % 의 범위를 초과한 경우에 맥류가 발생한 것으로 판단하고, 그 가압 공기의 공급량을 증가시키는 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 산소 농축 방법.
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12. 산소보다 질소를 선택적으로 흡착할 수 있는 흡착제를 충전시킨 흡착 베드에 가압 공기를 공급하여 산소 농축 가스를 취출하는 흡착 공정, 그 흡착 베드를 감압하여 흡착제를 재생하는 탈착 공정을 일정 타이밍으로 반복함으로써 산소 농축 가스를 생성하는 압력 변동 흡착형의 산소 농축 방법에 있어서, 그 생성된 산소 농축 가스의 공급 유량을 설정값에 기초하여, 그 가압 공기의 공급량을 제어하는 단계 1, 그 산소 농축 가스의 맥동을 검출하는 단계 2, 그 맥동의 검지 결과에 기초하여, 그 가압 공기의 공급량을 제어하는 단계 3 을 구비하고,

    그 산소 농축 가스의 맥동을 검출하는 단계 2 가, 공급되는 산소 농축 가스의 최고 유량 및 최저 유량 중 하나 이상을 측정하여, 소정 시간당의 그 최고 유량값 또는 그 최저 유량값이 미리 설정된 임계값 범위 내인지 여부를 검지하는 단계이고, 그 임계값 범위를 초과한 경우에 그 가압 공기의 공급량을 증감시키는 제어를 실시하고,

    그 산소 농축 가스의 맥동을 검출하는 단계 2 가, (유량 최고값 (Lp) －유량 최저값 (Lb))/유량 설정값으로 나타내는 유량 변동률에 기초하여, 소정 임계값과의 비교를 실시하는 것을 특징으로 하는 산소 농축 방법.
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