(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着剤を充填した複数の吸着筒と、吸着筒へ空気を供給および遮断する電磁弁とを有し、空気供給源から供給される比較的高圧の空気を、吸着筒を通過させることによって水分を吸着させ、乾燥空気を生産する吸着工程と、吸着筒内を減圧することによって吸着剤から水分を脱着させる脱着再生工程とを１サイクルとして繰返し行い、複数の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では吸着工程が行われ、残余の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では脱着再生工程が行われ、各吸着筒には脱着再生工程時に、吸着工程が行われている吸着筒からパージ用の乾燥空気が供給される医療用空気乾燥装置において、
当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量を検出する流量検出手段と、
脱着再生工程が行われている吸着筒に供給される乾燥空気の流量を変更する流量変更手段とを備え、
前記流量変更手段は、それぞれオリフィスを備え、パージ用の乾燥空気を供給する複数の導管と、それぞれの導管の開閉を行う電磁弁とを備え、当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて電磁弁を開閉して、脱着再生工程が行われている吸着筒に供給されるパージ用の乾燥空気の流量を変更することを特徴とする医療用空気乾燥装置。
【請求項２】
吸着剤を充填した複数の吸着筒と、吸着筒へ空気を供給および遮断する電磁弁とを有し、空気供給源から供給される比較的高圧の空気を、吸着筒を通過させることによって水分を吸着させ、乾燥空気を生産する吸着工程と、吸着筒内を減圧することによって吸着剤から水分を脱着させる脱着再生工程とを１サイクルとして繰返し行い、複数の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では吸着工程が行われ、残余の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では脱着再生工程が行われ、各吸着筒には脱着再生工程時に、吸着工程が行われている吸着筒からパージ用の乾燥空気が供給される医療用空気乾燥装置において、
当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量を検出する流量検出手段と、
脱着再生工程が行われている吸着筒に供給される乾燥空気の流量を変更する流量変更手段とを備え、
前記流量変更手段は、それぞれオリフィスを備え、パージ用の乾燥空気を供給する複数の導管と、それぞれの導管の開閉を行う電磁弁とを備え、当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて、吸着工程が行われている期間において吸着筒に供給される空気量が一定となるように吸着工程を含むサイクル期間を変更し、かつ当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて電磁弁を開閉して、脱着再生工程が行われている吸着筒に供給されるパージ用の乾燥空気の流量を変更することを特徴とする医療用空気乾燥装置。
【請求項３】
吸着剤を充填した複数の吸着筒と、吸着筒へ空気を供給および遮断する電磁弁とを有し、空気供給源から供給される比較的高圧の空気を、吸着筒を通過させることによって水分を吸着させ、乾燥空気を生産する吸着工程と、吸着筒内を減圧することによって吸着剤から水分を脱着させる脱着再生工程とを１サイクルとして繰返し行い、複数の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では吸着工程が行われ、残余の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では脱着再生工程が行われ、各吸着筒には脱着再生工程時に、吸着工程が行われている吸着筒からパージ用の乾燥空気が供給される医療用空気乾燥装置において、
当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量を検出する流量検出手段と、
脱着再生工程が行われている吸着筒に供給される乾燥空気の流量を変更する流量変更手段とを備え、
前記流量変更手段は、当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて、医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量が増加したときには、脱着再生工程が行われている吸着筒に供給されるパージ用の乾燥空気の流量を即時に増加させ、当該空気乾燥装置が処理する空気の流量が減少したときには、当該乾燥空気の流量を減少させるのを予め定める時間遅らせることを特徴とする医療用空気乾燥装置。
【請求項４】
吸着剤を充填した複数の吸着筒と、吸着筒へ空気を供給および遮断する電磁弁とを有し、空気供給源から供給される比較的高圧の空気を、吸着筒を通過させることによって水分を吸着させ、乾燥空気を生産する吸着工程と、吸着筒内を減圧することによって吸着剤から水分を脱着させる脱着再生工程とを１サイクルとして繰返し行い、複数の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では吸着工程が行われ、残余の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では脱着再生工程が行われ、各吸着筒には脱着再生工程時に、吸着工程が行われている吸着筒からパージ用の乾燥空気が供給される医療用空気乾燥装置において、
当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量を検出する流量検出手段と、
脱着再生工程が行われている吸着筒に供給される乾燥空気の流量を変更する流量変更手段とを備え、
当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて、吸着工程が行われている期間において吸着筒に供給される空気量が一定となるように吸着工程を含むサイクル期間を変更し、かつ前記流量変更手段は、当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて、医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量が増加したときには、脱着再生工程が行われている吸着筒に供給されるパージ用の乾燥空気の流量を即時に増加させ、当該空気乾燥装置が処理する空気の流量が減少したときには、当該乾燥空気の流量を減少させるのを予め定める時間遅らせることを特徴とする医療用空気乾燥装置。
【請求項５】
流量変更手段がパージ用の乾燥空気の流量の変化を遅らせる時間は、１サイクル期間の１／２倍から５倍の範囲であることを特徴とする請求項３または４記載の医療用空気乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、医療分野において用いられる医療用空気乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
病院では、患者に呼吸用として投与したり、人口呼吸器などを駆動するための治療用空気、あるいは手術器械を駆動するための駆動用空気などの大気圧より高圧である空気が必要とされる。
【０００３】
これらの空気は、油分、水分を含まない空気であることが要求されるため、供給空気中に油分が入らないようにしたコンプレッサによって空気を圧縮して高圧状態にし、水分を吸着するための吸着筒を具備した医療用空気乾燥装置を用いて空気中に含まれる水分を除去している。前記医療用空気乾燥装置においては、吸着筒内において水分の吸着を行う吸着剤が有限であるため、連続して乾燥空気を得るには複数の吸着筒を用意し、水分の吸着と吸着剤の再生とを交互に行う必要がある。
【０００４】
吸着剤を再生する方法の１つとして、ＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｗｉｎｇ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；圧力スイング吸着）法がある。これは、吸着剤の性質の１つである圧力が高い場合には吸着量が多く、圧力が低い場合には少量しか吸着しないという性質を利用したものである。ＰＳＡ法を用いて吸着剤の再生を行う医療用空気乾燥装置においては、吸着時の圧力は、たとえば治療用に用いられる場合は０．５〜０．７ＭＰａであり、駆動用に用いられる場合はより高い圧力となる。
【０００５】
ＰＳＡ法に基づいて脱着再生を行う方法には、大気圧まで圧力を下げる方法と吸着筒内を真空にすることで圧力を下げる方法とがある。いずれの方法においても、吸着筒内の水分分圧を下げ、吸着剤に付着している水分の脱着を促進させるために、乾燥空気の一部を再生中の吸着筒にパージガスとして流す方法が取られる。
【０００６】
医療用空気乾燥装置が最大消費量を供給しているとき、吸着筒に供給される空気の露点が４０℃とすると、当該空気の蒸気圧は７３ｍｂａｒであり、再生中の吸着筒にパージ用として流される乾燥空気の量は最大消費量である乾燥空気の量の１０〜２０％になる。医療用空気乾燥装置においては、最大消費量となっても充分なパージ用の乾燥空気が与えられるように、固定的に最大消費量の１０〜２０％の乾燥空気がパージ用として流されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
最大消費量の１０〜２０％の乾燥空気を、常にパージ用として再生工程中の吸着筒に供給すると、無駄になる乾燥空気が多く発生する場合がある。そのため、乾燥空気の消費量が少ないときには、パージ用として流す乾燥空気の量を、消費量に応じた量とする医療用空気乾燥装置が必要となる。消費量が減少してパージ用として流す乾燥空気の量を減少させる際、即時に変化させると、パージ用の乾燥空気が不足して吸着剤の再生が充分に行われずに水分が吸着剤中に残ってしまい、吸着剤が劣化するおそれがあるので、ある程度変化させる時間を遅らせる必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、パージ用として供給する乾燥空気の量を、消費量に応じた量とすることができる医療用空気乾燥装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、吸着剤を充填した複数の吸着筒と、吸着筒へ空気を供給および遮断する電磁弁とを有し、空気供給源から供給される比較的高圧の空気を、吸着筒を通過させることによって水分を吸着させ、乾燥空気を生産する吸着工程と、吸着筒内を減圧することによって吸着剤から水分を脱着させる脱着再生工程とを１サイクルとして繰返し行い、複数の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では吸着工程が行われ、残余の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では脱着再生工程が行われ、各吸着筒には脱着再生工程時に、吸着工程が行われている吸着筒からパージ用の乾燥空気が供給される医療用空気乾燥装置において、
当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量を検出する流量検出手段と、
脱着再生工程が行われている吸着筒に供給される乾燥空気の流量を変更する流量変更手段とを備え、
前記流量変更手段は、それぞれオリフィスを備え、パージ用の乾燥空気を供給する複数の導管と、それぞれの導管の開閉を行う電磁弁とを備え、当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて電磁弁を開閉して、脱着再生工程が行われている吸着筒に供給されるパージ用の乾燥空気の流量を変更することを特徴とする医療用空気乾燥装置である。
また本発明は、吸着剤を充填した複数の吸着筒と、吸着筒へ空気を供給および遮断する電磁弁とを有し、空気供給源から供給される比較的高圧の空気を、吸着筒を通過させることによって水分を吸着させ、乾燥空気を生産する吸着工程と、吸着筒内を減圧することによって吸着剤から水分を脱着させる脱着再生工程とを１サイクルとして繰返し行い、複数の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では吸着工程が行われ、残余の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では脱着再生工程が行われ、各吸着筒には脱着再生工程時に、吸着工程が行われている吸着筒からパージ用の乾燥空気が供給される医療用空気乾燥装置において、
当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量を検出する流量検出手段と、
脱着再生工程が行われている吸着筒に供給される乾燥空気の流量を変更する流量変更手段とを備え、
前記流量変更手段は、それぞれオリフィスを備え、パージ用の乾燥空気を供給する複数の導管と、それぞれの導管の開閉を行う電磁弁とを備え、当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて、吸着工程が行われている期間において吸着筒に供給される空気量が一定となるように吸着工程を含むサイクル期間を変更し、かつ当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて電磁弁を開閉して、脱着再生工程が行われている吸着筒に供給されるパージ用の乾燥空気の流量を変更することを特徴とする医療用空気乾燥装置である。
また本発明は、吸着剤を充填した複数の吸着筒と、吸着筒へ空気を供給および遮断する電磁弁とを有し、空気供給源から供給される比較的高圧の空気を、吸着筒を通過させることによって水分を吸着させ、乾燥空気を生産する吸着工程と、吸着筒内を減圧することによって吸着剤から水分を脱着させる脱着再生工程とを１サイクルとして繰返し行い、複数の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では吸着工程が行われ、残余の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では脱着再生工程が行われ、各吸着筒には脱着再生工程時に、吸着工程が行われている吸着筒からパージ用の乾燥空気が供給される医療用空気乾燥装置において、
当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量を検出する流量検出手段と、
脱着再生工程が行われている吸着筒に供給される乾燥空気の流量を変更する流量変更手段とを備え、
前記流量変更手段は、当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて、医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量が増加したときには、脱着再生工程が行われている吸着筒に供給されるパージ用の乾燥空気の流量を即時に増加させ、当該空気乾燥装置が処理する空気の流量が減少したときには、当該乾燥空気の流量を減少させるのを予め定める時間遅らせることを特徴とする医療用空気乾燥装置である。
また本発明は、吸着剤を充填した複数の吸着筒と、吸着筒へ空気を供給および遮断する電磁弁とを有し、空気供給源から供給される比較的高圧の空気を、吸着筒を通過させることによって水分を吸着させ、乾燥空気を生産する吸着工程と、吸着筒内を減圧することによって吸着剤から水分を脱着させる脱着再生工程とを１サイクルとして繰返し行い、複数の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では吸着工程が行われ、残余の吸着筒のうち少なくとも１つの吸着筒では脱着再生工程が行われ、各吸着筒には脱着再生工程時に、吸着工程が行われている吸着筒からパージ用の乾燥空気が供給される医療用空気乾燥装置において、
当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量を検出する流量検出手段と、
脱着再生工程が行われている吸着筒に供給される乾燥空気の流量を変更する流量変更手段とを備え、
当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて、吸着工程が行われている期間において吸着筒に供給される空気量が一定となるように吸着工程を含むサイクル期間を変更し、かつ前記流量変更手段は、当該医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量の変動に応じて、医療用空気乾燥装置が処理する空気の流量が増加したときには、脱着再生工程が行われている吸着筒に供給されるパージ用の乾燥空気の流量を即時に増加させ、当該空気乾燥装置が処理する空気の流量が減少したときには、当該乾燥空気の流量を減少させるのを予め定める時間遅らせることを特徴とする医療用空気乾燥装置である。
また本発明は、流量変更手段がパージ用の乾燥空気の流量の変化を遅らせる時間は、１サイクル期間の１／２倍から５倍の範囲であることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明に従えば、医療用空気乾燥装置は吸着剤を充填した複数の吸着筒を有し、吸着筒を減圧することで脱着再生工程を行う。当該空気乾燥装置で処理を行う空気の流量が、空気の流量を検出する手段によって検出され、当該流量の変動に対して流量変更手段によって、脱着再生工程時の吸着筒に流すパージ用の乾燥空気の流量を変更する。したがって、当該空気乾燥装置において処理を行う空気の流量によって、脱着再生工程中の吸着筒へ流す乾燥空気の流量を変更することができる。また流量変更手段は、パージ用の乾燥空気を供給し、オリフィスを備える複数の導管と、それぞれの導管の開閉を行う電磁弁とを備え、処理を行う空気の流量の変動によって電磁弁を開閉して該乾燥空気の流量を変更する。したがって、処理する空気の流量に応じて導管に設けられた電磁弁が開閉され、パージ用の乾燥空気の流量が段階的に変更される。
【００１１】
また本発明に従えば、医療用空気乾燥装置は吸着剤を充填した複数の吸着筒への空気の供給と遮断とを行う電磁弁を制御し、吸着筒内を減圧することで脱着再生工程を行う。当該空気乾燥装置で処理を行う空気の流量が、流量検出手段によって検出され、当該流量の変動に対して吸着工程と脱着再生工程とを含む１サイクル期間を変更して、吸着筒へ供給する空気量が常に一定になるようにし、また当該流量の変動に対して流量変更手段によって、脱着再生工程時の吸着筒に流すパージ用の乾燥空気の流量を変更する。したがって、当該空気乾燥装置において、処理を行う空気の流量によって吸着工程の期間を変更するので、吸着工程が行われる期間に吸着筒へ供給する空気量を常に一定にすることができ、また脱着再生工程中の吸着筒へ流す乾燥空気の流量を変更することができる。医療用空気乾燥装置において吸着工程の期間が変更されると脱着再生工程の期間も同様に変更される。また流量変更手段は、パージ用の乾燥空気を供給し、オリフィスを備える複数の導管と、それぞれの導管の開閉を行う電磁弁とを備え、処理を行う空気の流量の変動によって電磁弁を開閉して該乾燥空気の流量を変更する。したがって、処理する空気の流量に応じて導管に設けられた電磁弁が開閉され、パージ用の乾燥空気の流量が段階的に変更される。
【００１２】
また本発明に従えば、医療用空気乾燥装置は吸着剤を充填した複数の吸着筒を有し、吸着筒を減圧することで脱着再生工程を行う。当該空気乾燥装置で処理を行う空気の流量が、空気の流量を検出する手段によって検出され、当該流量の変動に対して流量変更手段によって、脱着再生工程時の吸着筒に流すパージ用の乾燥空気の流量を変更する。したがって、当該空気乾燥装置において処理を行う空気の流量によって、脱着再生工程中の吸着筒へ流す乾燥空気の流量を変更することができる。またパージ用の乾燥空気の流量を、医療用空気乾燥装置で処理する空気の流量が増加したときには即時に増加させ、処理する空気の流量が減少したときには予め定める時間遅らせて減少させる。したがって、医療用空気乾燥装置で処理する空気の流量が増加したときには、パージ用に供給される乾燥空気の流量が即時に増加させ、また処理する空気の流量が減少した際には、予め定める時間だけ流量を維持した後に、パージ用の乾燥空気の流量を減少させる。
【００１３】
また本発明に従えば、医療用空気乾燥装置は吸着剤を充填した複数の吸着筒への空気の供給と遮断とを行う電磁弁を制御し、吸着筒内を減圧することで脱着再生工程を行う。当該空気乾燥装置で処理を行う空気の流量が、流量検出手段によって検出され、当該流量の変動に対して吸着工程と脱着再生工程とを含む１サイクル期間を変更して、吸着筒へ供給する空気量が常に一定になるようにし、また当該流量の変動に対して流量変更手段によって、脱着再生工程時の吸着筒に流すパージ用の乾燥空気の流量を変更する。したがって、当該空気乾燥装置において、処理を行う空気の流量によって吸着工程の期間を変更するので、吸着工程が行われる期間に吸着筒へ供給する空気量を常に一定にすることができ、また脱着再生工程中の吸着筒へ流す乾燥空気の流量を変更することができる。医療用空気乾燥装置において吸着工程の期間が変更されると脱着再生工程の期間も同様に変更される。またパージ用の乾燥空気の流量を、医療用空気乾燥装置で処理する空気の流量が増加したときには即時に増加させ、処理する空気の流量が減少したときには予め定める時間遅らせて減少させる。したがって、医療用空気乾燥装置で処理する空気の流量が増加したときには、パージ用に供給される乾燥空気の流量が即時に増加させ、また処理する空気の流量が減少した際には、予め定める時間だけ流量を維持した後に、パージ用の乾燥空気の流量を減少させる。
【００１４】
また好ましくは、医療用空気乾燥装置で処理する空気の流量が減少した場合のパージ用の乾燥空気の流量の変化を、１サイクル期間の１／２倍から５倍の範囲で遅らせる。したがって、医療用空気乾燥装置で処理する空気の流量が減少すると、パージ用の乾燥空気の流量を１サイクル期間の１／２倍から５倍の範囲で維持した後に、減少した空気の流量に応じた流量とする。
【００１８】
【実施例】
図１は、本発明の第１実施例である医療用空気乾燥装置３５、および当該医療用空気乾燥装置３５に高圧の空気を供給する高圧空気発生源３６の構成を示すブロック図である。
【００１９】
高圧空気発生源３６は、コンプレッサ（圧縮機）１，２，３と、空気タンク５とを含んで構成されている。高圧空気発生源３６は、複数台（本実施例では３台）のコンプレッサを備え、１台のコンプレッサが故障しても最大消費量を供給できるように構成されている。
【００２０】
コンプレッサ１，２，３は、医療用空気乾燥装置３５へ供給する高圧の空気を生成し、医療用空気乾燥装置３５へ供給する高圧空気内に油分が含まれないような構造であるコンプレッサが用いられる。また、コンプレッサ１，２，３は、後述する自動交互追従運転法によって運転の制御が行われている。コンプレッサ１，２，３から供給される高圧空気は、配管４を介して空気タンク５に与えられる。
【００２１】
空気タンク５は、コンプレッサ１，２，３から供給される高圧空気を一時的に蓄え、医療用空気乾燥装置３５へと与える。空気タンク５には、圧力センサ６が取付けられ、圧力センサ６の値によってコンプレッサの運転台数が決定される。
【００２２】
医療用空気乾燥装置３５は、ハンドバルブ９と、フィルタ１０，２７と、複数の電磁弁１１〜１４，１９，２０，２４〜２６と、吸着筒１７，１８と、減圧弁２８と、制御回路８と、サイレンサ１５，１６とを含んで構成される。
【００２３】
高圧空気発生源３６から医療用空気乾燥装置３５に供給される高圧空気は、ハンドバルブ９を介してフィルタ１０に与えられる。ハンドバルブ９は手動によって開閉が制御されるバルブであり、医療用空気乾燥装置３５が正常に動作しているときは開かれたままであり、異常発生時などに閉じられる。医療用空気乾燥装置３５に導入された高圧空気は、フィルタ１０によってごみや水滴が取除かれる。ごみや水滴が取除かれた高圧空気は、電磁弁１１を介して吸着筒１７へ供給され、吸着筒１７内で水分吸着が行われ乾燥空気となる。吸着筒１７で生成された乾燥空気は、電磁弁１９を介して導管３０を経てフィルタ２７へと与えられ、塵埃などが取除かれる。塵埃などが取除かれた乾燥空気は、減圧弁２８によって減圧され、取出口２９から乾燥空気の供給先である各病棟へ供給される。
【００２４】
吸着筒１７と並列に配置される吸着筒１８は、吸着筒１７と同一の構造であり、吸着筒１７と同様にフィルタ１０によってごみや水滴が取除かれた高圧空気が、電磁弁１２を介して供給される。該高圧空気は、吸着筒１８において水分吸着されて乾燥空気となり、電磁弁２０を介して導管３０を経てフィルタ２７へと与えられる。
【００２５】
電磁弁１１と吸着筒１７とを結ぶ管路３７に、電磁弁１３を介してサイレンサ１５が接続される。また同様に、電磁弁１２と吸着筒１８とを結ぶ管路３８に、電磁弁１４を介してサイレンサ１６が接続される。サイレンサ１５，１６は、脱着再生工程を行う際に、各吸着筒を大気圧にまで開放することによる急激な圧力変化のために発生する音を小さくする。吸着筒１７と電磁弁１９とを結ぶ管路３９と、吸着筒１８と電磁弁２０とを結ぶ管路４０とに対して、それぞれに同一の直径であるオリフィス２１，２２，２３が設けられた導管３２，３３，３４が接続される。導管３２，３３，３４にはそれぞれ電磁弁２４，２５，２６が設けられる。なお、本実施例においては、３つのオリフィスの直径を同一の直径としたが、それぞれ異なる直径のオリフィスが用いられてもよい。また、電磁弁２４，２５，２６はそれぞれ１ケ所ずつ開くようにしても、複数の電磁弁が同時に開くようにしてもよい。
【００２６】
制御回路８は、医療用空気乾燥装置３５に含まれるすべての電磁弁に対して、信号線３１を介して個別的な制御を行う。制御回路８は、予め定める時間、たとえば２分毎に電磁弁１１，１４，１９と、電磁弁１２，１３，２０とをそれぞれ組にして開閉の制御を行い、かつ信号線７によって入力されるコンプレッサ１，２，３の運転台数によって医療用空気乾燥装置３５が処理する空気の流量を判断し、電磁弁２４，２５，２６の開閉を制御してパージ用の乾燥空気の流量を変更する。
【００２７】
吸着筒１７，１８は、圧力容器中に水の吸着剤として用いられるアルミナおよびゼオライトが充填されており、高圧空気は吸着筒を通ることで含有している水分が吸着剤に吸着される。吸着筒１７，１８は、一方の吸着筒が水分の吸着工程を行っているときは、他方の吸着筒は水分の脱着再生工程を行う。各吸着筒において、１回の吸着工程と脱着再生工程とが行われる期間を１サイクル期間として各工程を繰返し行う。脱着再生工程時には、電磁弁１３または電磁弁１４が開かれ吸着筒内が大気圧にまで減圧される。吸着剤は、高圧時には吸着剤の水分吸着力によって水分を吸着するが、低圧時には水分吸着力が弱まり水分を脱着する。脱着された水分は水蒸気となって大気に放出され、吸着剤が再生される。さらに、一方の吸着筒で作成した乾燥空気の一部を、再生工程中の他方の吸着筒に導入することによって、水分分圧を下げ水分の脱着を促進させている。脱着再生工程によって吸着剤はほぼ完全に再生される。そのため、必ずどちらかの吸着筒において吸着工程を行うことが可能となるので、乾燥空気の供給が途切れない。
【００２８】
上述のように構成された医療用空気乾燥装置３５およびコンプレッサ１，２，３の動作を図２および図３のフローチャートによって示す。コンプレッサ１，２，３は自動交互追従運転法に基づいて運転が制御されている。
【００２９】
自動交互追従運転法では、コンプレッサ１，２，３の制御を行う手段が、処理する空気が通る導管内など（本実施例では空気タンク５）の圧力を監視し、予め定める値（本実施例では０．５４ＭＰａ）に圧力が低下したとき、１台目を運転させ、１台目の起動によって導管内の圧力が上昇すれば１台目のみの運転とする。ここで、導管内の圧力がさらに一定時間低下するときには２台目、３台目と運転起動させ、導管内の圧力が上昇するようにする。また、各コンプレッサの使用状態が均等になるように順番で、交互に稼働する。
【００３０】
図２は、コンプレッサ１，２，３それぞれの動作について示したフローチャートである。図２に示すフローチャートでは、空気タンク５の圧力を調べることで当該コンプレッサの動作を決定している。まず、ステップｓ１において空気タンク５の圧力が０．５４ＭＰａ以下であるかどうかを判断している。空気タンク５の圧力が０．５４ＭＰａを超えている場合には、ステップｓ１の処理を繰返す。ステップｓ１の判断が肯定である場合、すなわち空気タンク５の圧力が０．５４ＭＰａ以下である場合にはステップｓ２へ進み、新たにコンプレッサを起動させる。引続くステップｓ３において、空気タンク５の圧力が０．４９ＭＰａ以下であるかどうかを判断している。空気タンク５の圧力が０．４９ＭＰａ以下であるならば、ステップｓ４において予備のコンプレッサが全て起動しているかどうかを判断する。起動していないコンプレッサがある場合には、ステップｓ５へ進み、予備の起動していないコンプレッサを起動させる。予備コンプレッサ起動後は、ステップｓ３からの処理を再び行う。また、全てのコンプレッサが起動している場合は、ステップｓ３からの処理を繰り返し行う。
【００３１】
ステップｓ３の判断が否定である場合、すなわち空気タンク５の圧力が０．４９ＭＰａを超える場合は、ステップｓ６へ進み、空気タンク５の圧力が０．６９ＭＰａ以上であるかどうかを判断している。空気タンク５の圧力が０．６９ＭＰａ以上である場合、ステップｓ７へ進み、コンプレッサを停止させる。コンプレッサを停止させた後再びステップｓ１からの処理を繰返す。ステップｓ６の判断が否定である場合、すなわち空気タンク５の圧力が０．６９ＭＰａ未満であると判断した場合には、ステップｓ３からの処理を再び行う。
【００３２】
図３は、医療用空気乾燥装置３５の動作を示したフローチャートである。ステップｒ１において、図示しない操作パネルから運転開始の指示が出たかどうかを判断し、運転の指示が出た場合には、ステップｒ２へ進み、制御回路８は空気乾燥装置３５の動作を開始させる。引続くステップｒ３では、コンプレッサ１，２，３のうち２台以上が動作中であるかどうかを判断する。ステップｒ３の判断が肯定である場合、すなわちコンプレッサが２台以上動作している場合、ステップｒ４においてパージ用の乾燥空気の流量を、コンプレッサの運転台数分の空気の流量に対応した流量に設定する。
【００３３】
ステップｒ５では運転停止の指示が出たかどうかを判断し、指示が出た場合には処理を終了し、指示が出ていない場合にはステップｒ３からの処理を再び行う。ステップｒ３の判断が否定である場合、すなわち動作しているコンプレッサが１台である場合、ステップｒ６においてパージ用の乾燥空気の流量を、コンプレッサ１台分の空気の流量に対応した流量に設定し、ステップｒ５へ進む。ステップｒ５以降の処理は前述したとおりである。
【００３４】
ステップｒ１の判断が否定である場合、すなわち運転の指示が出されていない場合には処理を終了する。
【００３５】
図４は、医療用空気乾燥装置３５における各電磁弁の動作を示したタイミングチャートである。電磁弁の参照符号は、図１における電磁弁の参照符号に対応している。各信号がハイレベルであるとき、それぞれの電磁弁は開いており、各信号がローレベルであるときそれぞれの電磁弁は閉じている。
【００３６】
時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間ｗ１において、電磁弁１１，１４，１９は開かれ、電磁弁１２，１３，２０は閉じられる。すなわち、期間ｗ１において吸着筒１７は吸着工程を行い、吸着筒１８は再生工程を行う。また、時刻ｔ０において電磁弁２４，２５が開いているため、パージ用の空気が再生工程中の吸着筒１８へと導入される。
【００３７】
時刻ｔ１からｔ２までの期間ｗ２において、電磁弁１１，１４，１９は閉じられ、電磁弁１２，１３，２０は開かれる。すなわち、期間ｗ２において吸着筒１７は再生工程を行い、吸着筒１８は吸着工程を行う。期間ｗ１と期間ｗ２とを合わせた時刻ｔ０から時刻ｔ２までの吸着工程と再生工程とを行う期間ｗ１１が、処理する空気の流量に応じたサイクル期間である。
【００３８】
図５は、医療用空気乾燥装置３５において、処理する空気の流量が増加した場合の各電磁弁の動作を示したタイミングチャートである。電磁弁の参照符号および信号のレベルによる電磁弁の状態は図４と同様である。
【００３９】
時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの期間ｗ３において、電磁弁１１，１４，１９は閉じられ、電磁弁１２，１３，２０は開かれる。すなわち、期間ｗ３において吸着筒１７は再生工程を行い、吸着筒１８は吸着工程を行う。また、時刻ｔ１０において電磁弁２４が開き、パージ用の空気が再生工程中の吸着筒１７へと導入される。
【００４０】
時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間ｗ４において、電磁弁１１，１４，１９は開かれ、電磁弁１２，１３，２０は閉じられる。すなわち、期間ｗ４において、吸着筒１７は吸着工程を行い、吸着筒１８は再生工程を行う。期間ｗ３と期間ｗ４とを合わせた時刻ｔ１０から時刻ｔ１２までの期間ｗ１２が処理する空気の流量に応じたサイクル期間である。
【００４１】
時刻ｔ１２において、医療用空気乾燥装置３５が処理する空気の流量が２倍になったとする。空気乾燥装置３５が処理する空気の流量が増加したので、単位時間当たりの水分吸着量が増える。各吸着筒において吸着可能な水分量には限界があるため、１工程の時間が短くなり、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間ｗ５となる。期間ｗ５において、電磁弁１１，１４，１９は閉じられ、電磁弁１２，１３，２０は開かれる。期間ｗ５において吸着筒１７は再生工程を行い、吸着筒１８は吸着工程を行う。したがって、１サイクル期間は時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間ｗ６と前記期間ｗ５とを合わせた期間ｗ１３となる。短くなったサイクル期間における再生工程の期間で充分に吸着筒の再生を行うために、時刻ｔ１２において電磁弁２５を開き吸着筒へパージする乾燥空気の流量を増加させる。以上のように、処理する空気の流量の増加によって１サイクル期間が短縮される。
【００４２】
図６は、医療用空気乾燥装置３５において、処理する空気の流量が減少した場合の各電磁弁の動作を示したタイミングチャートである。電磁弁の参照符号および信号のレベルによる電磁弁の状態は図４，図５と同一である。
【００４３】
時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までの期間ｗ７において、電磁弁１１，１４，１９は開かれ、電磁弁１２，１３，２０は閉じられる。すなわち、期間ｗ７において吸着筒１７は吸着工程を行い、吸着筒１８は再生工程を行う。処理する空気の流量が大きいため、電磁弁２４，２５，２６はいずれも開いて最大量のパージ用の乾燥空気が送られている。期間ｗ７と同一の長さである時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの期間ｗ８において電磁弁１１，１４，１９は閉じられ、電磁弁１２，１３，２０は開かれる。したがって、期間ｗ８において吸着筒１７は再生工程を行い、吸着筒１８は吸着工程を行う。期間ｗ７と期間ｗ８とを合わせた期間ｗ１４が、処理する空気の流量に応じた１サイクル期間である。
【００４４】
時刻ｔ２３において、医療用空気乾燥装置３５が処理する空気の流量が３分の１になったとする。時刻ｔ２３以降、各工程を行う期間を時刻ｔ２３から時刻ｔ２５までの期間ｗ９とする。また、時刻ｔ２５から時刻ｔ２６までの期間ｗ１０と期間ｗ９とは同一の長さである。期間ｗ９と期間ｗ１０とを合わせた期間ｗ１５が、減少した処理する空気の流量に応じた１サイクル期間である。処理する空気の流量の減少とともにパージ用の空気の流量も減少させるが、再生工程にある吸着筒に水分が吸着状態のまま残存しないように、時刻ｔ２３以降も期間ｗ７の間、時刻ｔ２３以前と同じ流量のパージ用の空気を供給する。時刻ｔ２４において、充分なパージが行われたとして電磁弁２５，２６が閉じられ、電磁弁２４のみが開いている状態となり、パージ用の空気の流量が減少する。以上のように、処理する空気の流量が変化する前の１サイクル期間である期間ｗ１４の一部である期間ｗ７だけ乾燥空気の流量が変化するのが遅れる。
【００４５】
以上のように本実施例によれば、医療用空気乾燥装置３５において処理する空気の流量の増減によって、１サイクル期間の長さとパージ用の乾燥空気の流量とが変更されるので、処理を行う空気の流量が少ないときには電磁弁の開閉回数を少なくすることができ、また充分に再生された吸着筒にさらに乾燥空気を導入するという乾燥空気の無駄を減らすことができる。また、空気乾燥装置３５において処理する空気の流量が減少した場合、パージ用の乾燥空気の流量を減少させるのを遅らせているので、再生工程中の吸着筒に水分が吸着状態のまま残存しない。
【００４６】
図７は、本発明の第２実施例である医療用空気乾燥装置４１、および該医療用空気乾燥装置４１に高圧の空気を供給する高圧空気発生源３６の構成を示すブロック図である。
【００４７】
医療用空気乾燥装置４１において、第１実施例で示した医療用空気乾燥装置３５と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００４８】
本実施例における医療用空気乾燥装置４１の特徴は、ハンドバルブ９とフィルタ１０との間に、処理空気流量を計測する流量計４３が設けられていることと、吸着筒１７と吸着筒１８とを結ぶ管路４４に質量流量制御装置４５が設けられていることである。
【００４９】
制御回路４６は、医療用空気乾燥装置４１に含まれるすべての電磁弁に対して信号線４７を介して個別的な制御を行い、かつ流量計４３によって測定された流量に従って質量流量制御装置４５の絞りを制御している。流量変更手段である質量流量制御装置４５は、パージ用の乾燥空気の流量を医療用空気乾燥装置４１の処理空気量に対応させてリニアに制御することができる。流量検出手段である流量計４３は、導管に設けられたオリフィスを挟んだ位置における圧力の差を測定することによって処理する空気の流量を検出している。
【００５０】
図８は、医療用空気乾燥装置４１の動作を示したフローチャートである。図８に示すフローチャートでは、まずステップｑ０において流量計４３を用いて、医療用空気乾燥装置４１に供給される空気の流量を測定する。続くステップｑ１において、流量計４３の測定値によって空気が医療用空気乾燥装置４１に供給されているかどうかを判断している。空気が供給されている場合は、ステップｑ２へ進み、供給されていなければ医療用空気乾燥装置４１は停止中であるとして処理を終了する。
【００５１】
ステップｑ２において、現在供給されている空気の流量と、前回測定時に供給されていた空気の流量とを流量計４３の測定値によって比較し、現在の空気の流量が前回測定時の空気の流量と等しいか多い場合には、ステップｑ３へ進む。ステップｑ３では、ステップｑ２と同様にして、現在の空気の流量と前回測定時の空気の流量との比較を行い、現在の空気の流量が前回測定時の空気の流量よりも多い場合にはステップｑ４へ進む。
【００５２】
ステップｑ４では、ステップｑ３において供給される空気の流量が増加したと判断したので、質量流量制御装置４５の絞りを開き、脱着再生工程を行っている吸着筒へ流すパージ用の乾燥空気の流量を増加させる。続くステップｑ５では、パージ用として脱着再生工程中の吸着筒へ流される乾燥空気の流量が適正な量であるかどうかを判断している。パージ用の乾燥空気の流量が適正な量であるならば、ステップｑ１からの処理を再び行い、適正な量でない場合には、ステップｑ４からの処理を繰返し行う。
【００５３】
ステップｑ３の判断が否定である場合、すなわち現在の空気の流量が、前回測定時の空気の流量と等しい場合には、ステップｑ６において質量流量制御装置４５の絞りを保ったままにしてステップｑ１からの処理を再び行う。
【００５４】
ステップｑ２の判断が否定である場合、すなわち前回測定時の空気の流量の方が現在の空気の流量よりも多い場合には、ステップｑ７へ進み、流量が減少してから充分な量の乾燥空気をパージしたかどうかを判断している。乾燥空気が充分な量をパージされていない場合には、ステップｑ７の処理を繰返し行う。
【００５５】
乾燥空気が充分な量をパージされた場合には、ステップｑ８へ進み、質量流量制御装置４５の絞りを絞って、パージ用の乾燥空気の流量を減少させる。続くステップｑ９では、パージ用として脱着再生工程中の吸着筒に流される乾燥空気の流量が適正な量であるかどうかを判断している。パージ用の乾燥空気の流量が適正な量であるならば、ステップｑ１からの処理を繰返し行い、適正な量でない場合にはステップｑ８からの処理を再び行う。
【００５６】
以上のように本実施例においても、医療用空気乾燥装置４１に供給される空気の流量に応じてパージ用として流す乾燥空気の流量を調節することができる。さらに、乾燥空気の流量を調節する質量流量制御装置４５によって、医療用空気乾燥装置４１に供給される空気の流量に応じて乾燥空気の流量をリニアに調節するために、脱着再生工程を行っている吸着筒に供給される乾燥空気において余分となる乾燥空気を極力減らすことができる。
【００５７】
なお、いずれの実施例においても、再生工程時に吸着筒を開放し、大気圧にまで減圧する方法について述べたが、真空ポンプを用いて吸着筒内を真空にして吸着剤の再生を行う方法であってもパージ用の乾燥空気が供給されるため本発明の効果は有効であり、本発明の範囲内である。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、医療用空気乾燥装置において、処理を行う空気の流量によって脱着再生工程中の吸着筒に流す乾燥空気の流量が変更される。そのため、脱着再生工程において必要とする量のみが吸着筒へ供給されるようになり、乾燥空気の無駄が生じない。また処理される空気の流量の変動によって、パージ用の乾燥空気が流れる導管に設けられた電磁弁が開閉して当該乾燥空気の流量が変更される。そのために、処理される空気の流量に応じて乾燥空気の流量が変更されるので、再生工程中の吸着筒へ供給される乾燥空気の無駄を少なくすることができる。
【００５９】
また本発明によれば、医療用空気乾燥装置において、処理を行う空気の流量によって吸着工程の長さと吸着再生工程の長さとを合わせた１サイクルの長さを変更するので吸着筒に導入する空気量を常に一定にすることができ、また脱着再生工程中の吸着筒に供給する乾燥空気の流量が変更される。そのため、処理を行う空気の流量が少ないときには、１サイクルの期間を長くして電磁弁の開閉回数を少なくすることができるので、電磁弁の寿命が延び、また故障の頻度を減らすことができる。また処理される空気の流量の変動によって、パージ用の乾燥空気が流れる導管に設けられた電磁弁が開閉して当該乾燥空気の流量が変更される。そのために、処理される空気の流量に応じて乾燥空気の流量が変更されるので、再生工程中の吸着筒へ供給される乾燥空気の無駄を少なくすることができる。
【００６０】
さらに本発明によれば、医療用空気乾燥装置において、処理を行う空気の流量によって脱着再生工程中の吸着筒に流す乾燥空気の流量が変更される。そのため、脱着再生工程において必要とする量のみが吸着筒へ供給されるようになり、乾燥空気の無駄が生じない。またパージ用の乾燥空気の流量を、医療用空気乾燥装置で処理する空気の流量が増加したときには即時に増加させ、処理する空気の流量が減少したときには、予め定める時間遅らせて減少させる。そのために、比較的少ない処理空気流量に対して充分なパージ用空気が供給されるので、水分の脱着が充分に行われ、吸着筒内に水分が残存することがなく、吸着筒内の吸着剤の劣化を防ぐことができる。
【００６１】
さらに本発明によれば、医療用空気乾燥装置において、処理を行う空気の流量によって吸着工程の長さと吸着再生工程の長さとを合わせた１サイクルの長さを変更するので吸着筒に導入する空気量を常に一定にすることができ、また脱着再生工程中の吸着筒に供給する乾燥空気の流量が変更される。そのため、処理を行う空気の流量が少ないときには、１サイクルの期間を長くして電磁弁の開閉回数を少なくすることができるので、電磁弁の寿命が延び、また故障の頻度を減らすことができる。またパージ用の乾燥空気の流量を、医療用空気乾燥装置で処理する空気の流量が増加したときには即時に増加させ、処理する空気の流量が減少したときには、予め定める時間遅らせて減少させる。そのために、比較的少ない処理空気流量に対して充分なパージ用空気が供給されるので、水分の脱着が充分に行われ、吸着筒内に水分が残存することがなく、吸着筒内の吸着剤の劣化を防ぐことができる。
【００６２】
さらに本発明によれば、医療用空気乾燥装置で処理する空気の流量が減少した場合のパージ用の乾燥空気の流量の変化を、１サイクル期間の１／２倍から５倍の範囲で遅らせる。そのために、処理する空気の流量の変化の度合によって、乾燥空気の流量が減少するまでの時間が変化するので乾燥空気の無駄が発生せず、また吸着筒内に水分が残存することも防止できるので、吸着筒内の吸着剤の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である医療用空気乾燥装置３５と高圧空気発生源３６との構成を示すブロック図である。
【図２】コンプレッサ１，２，３の動作を規定するフローチャートである。
【図３】医療用空気乾燥装置３５においてパージする量を決定する処理のフローチャートである。
【図４】医療用空気乾燥装置３５における各電磁弁の動作を示したタイミングチャートである。
【図５】医療用空気乾燥装置３５において処理する空気の流量が増加した場合の各電磁弁の動作を示したタイミングチャートである。
【図６】医療用空気乾燥装置３５において処理する空気の流量が減少した場合の各電磁弁の動作を示したタイミングチャートである。
【図７】本発明の第２実施例である医療用空気乾燥装置４１と高圧空気発生源３６との構成を示すブロック図である。
【図８】医療用空気乾燥装置４１で行われる処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１，２，３  コンプレッサ
５  空気タンク
６  圧力センサ
８，４６  制御回路
９  ハンドバルブ
１０，２７  フィルタ
１５，１６  サイレンサ
１７，１８  吸着筒
２１，２２，２３  オリフィス
２８  減圧弁
３５，４１  医療用空気乾燥装置
３６  高圧空気発生源
４３  流量計
４５  質量流量制御装置
【図１】
0003547502.tif 000002
【図２】
0003547502.tif 000003
【図３】
0003547502.tif 000004
【図４】
0003547502.tif 000005
【図５】
0003547502.tif 000006
【図６】
0003547502.tif 000007
【図７】
0003547502.tif 000008
【図８】
0003547502.tif 000009