(57)【要約】【目的】  加圧又は減圧の切換えの際に、一方の窒素吸着容器内の窒素ガスや水分が、他方の窒素吸着容器内に逆流するのを防する。【構成】  窒素吸着容器３１、３２内に圧縮空気を供給することによって高酸素濃度ガスを得る加圧工程と、窒素吸着容器内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで吸着剤の再生を行う減圧工程とを、交互に繰り返し行うことによって高酸素濃度ガスを得る方式の酸素濃縮装置で、各窒素吸着容器３１、３２には、コンプレッサ２１から圧縮空気を供給するための供給用配管が互いに分岐された分岐配管Ｐ２、Ｐ３を介して接続する。この分岐配管Ｐ２、Ｐ３の途中には加圧工程用の切換え弁４１、４２を設け、その分岐箇所Ｓと加圧工程用の切換え弁４１、４２との間にそれぞれ逆止弁４３、４４を取り付けた。【選択図】     図２
2006061636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を充填した窒素吸着容器内に圧縮空気を供給することによって高酸素濃度ガスを得る加圧工程と、窒素吸着容器内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで吸着剤の再生を行う減圧工程とを、交互に繰り返し行うことによって高酸素濃度ガスを得る方式の圧力変動吸着型の酸素濃縮装置であって、
２以上の窒素吸着容器を有し、各窒素吸着容器には、圧縮空気供給源から圧縮空気を供給するための供給用配管が互いに分岐された分岐配管を介して接続されるとともに、吸着された窒素を外部に排気するための排気用配管が接続されており、
前記供給用配管における分岐配管の途中には前記加圧工程用の切換え弁を備えており、前記排気用配管の途中には前記減圧工程用の切換え弁を備えているものにおいて、
前記供給用配管における少なくとも１つの分岐配管の途中であってその分岐箇所と前記加圧工程用の切換え弁との間に逆止弁を取り付けたことを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項２】
請求項１において、前記供給用配管における少なくとも１つの分岐配管の途中であってその分岐箇所と前記加圧工程用の切換え弁との間に逆止弁を取り付けたことに代えて、
前記供給用配管における全ての分岐配管の途中であってその分岐箇所と前記加圧工程用の切換え弁との間に逆止弁を取り付けたことを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項３】
請求項１において、前記供給用配管における少なくとも１つの分岐配管の途中であってその分岐箇所と前記加圧工程用の切換え弁との間に逆止弁を取り付けたことに代えて、
前記供給用配管における少なくとも１つの分岐配管の途中であって前記加圧工程用の切換え弁と前記窒素吸着容器の間に逆止弁を取り付けたことを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項４】
請求項３において、前記供給用配管における少なくとも１つの分岐配管の途中であって前記加圧工程用の切換え弁と前記窒素吸着容器の間に逆止弁を取り付けたことに代えて、
前記供給用配管における全ての分岐配管の途中であって前記加圧工程用の切換え弁と前記窒素吸着容器の間に逆止弁を取り付けたことを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項５】
酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を充填した窒素吸着容器内に圧縮空気を供給することによって高酸素濃度ガスを得る加圧工程と、窒素吸着容器内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで吸着剤の再生を行う減圧工程とを、交互に繰り返し行うことによって高酸素濃度ガスを得る方式の圧力変動吸着型の酸素濃縮装置であって、
２以上の窒素吸着容器を有し、各窒素吸着容器には、圧縮空気供給源から圧縮空気を供給するための供給用配管が互いに分岐された分岐配管を介して接続されるとともに、吸着された窒素を外部に排気するための排気用配管が接続されており、
前記供給用配管における分岐配管の途中には前記加圧工程用の切換え弁を備えており、前記排気用配管の途中には前記減圧工程用の切換え弁を備えているものにおいて、
前記供給用配管における各分岐配管の途中であってその分岐箇所と前記加圧工程用の切換え弁との間と、前記供給用配管における各分岐配管の途中であって前記加圧工程用の切換え弁と前記窒素吸着容器の間に、それぞれ逆止弁を取り付けたことを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項６】
前記切換え弁のうち加圧工程用の各切換え弁をパイロット式電磁弁としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸素濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素濃縮装置に関し、詳しくは慢性気管支炎等の呼吸器系器官の疾患の治療法として有効な酸素吸入療法に使用される酸素濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の酸素濃縮装置（酸素濃縮器ともいわれる。以下、単に装置ともいう）において空気中の酸素を分離、濃縮する酸素濃縮法としては、酸素を透過し窒素を選択的（優先的）に吸着する吸着剤（例えばゼオライト）を用いた、いわゆる吸着型酸素濃縮装置（圧力変動吸着型の酸素濃縮装置）が広く使用されている。この酸素濃縮装置は、通常、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を充填した窒素吸着容器内（吸着筒）にコンプレッサで圧縮された空気を供給し、その内部に加圧状態で窒素を吸着させることにより、高酸素濃度ガス（酸素濃縮空気）を得る加圧工程（吸着工程）と、窒素吸着容器内の圧力を減じて吸着された窒素を外部に排気（放出）することで吸着剤の再生を行う減圧工程（再生工程）とを、交互に（順次）繰り返し行うことによって、高酸素濃度ガスを生成（製造）するように構成されている。
【０００３】
このような装置においては、図６に示したように、通常２つ（２本）の窒素吸着容器（以下、単に容器ともいう）３１、３２が設けられている。このものでは、その各窒素吸着容器３１、３２には、コンプレッサ２１からの圧縮供給用の配管が互いに分岐された分岐配管Ｐ２，Ｐ３を介して接続され、また排気マフラ６０に通じる排気用の配管が接続されている。そして、その一方の容器において加圧工程が行われているとき、他方の容器では減圧工程が行われるように、各配管に設けられた加圧用の切換え弁（２方弁）４１、４２を開閉制御するように構成されている（特許文献１、特許文献２）。こうして各窒素吸着容器３１、３２を通して、交互に生成された高圧の高酸素濃度ガスを一時的に貯蔵するタンク（リザーバ）７１へ送り込み、図示しない、レギュレータ及び流量設定器で、圧力、流量を調整し、加湿などの処理を施した後、患者に供給するように構成されている。このような装置では、上記したように、２つの窒素吸着容器３１、３２が交互に、加圧、減圧されるため、例えば同図左の窒素吸着容器３１が加圧工程にあるときは、同図右の窒素吸着容器３２は減圧工程にある。このため、同図左の窒素吸着容器３１が加圧工程にあるときは、その加圧用の切換え弁４１が開弁され、減圧用の切換え弁５１が閉弁される一方、同図右の窒素吸着容器３２の加圧用の切換え弁４２は閉弁され、減圧用の切換え弁５２が開弁される。そして、２つの窒素吸着容器３１、３２に、これらの加圧工程と減圧工程とを、一定時間サイクルで交互に繰り返し行うことにより、連続的に高酸素濃度ガスを得るようにしている。
【特許文献１】特開２００２−７９０３０号公報
【特許文献２】特開２００３−１８０８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような２つの窒素吸着容器３１、３２に対して交互に加圧工程と減圧工程の切換えを行う場合には次のような問題があることが判明した。というのは、その一方の窒素吸着容器内に吸着されて排気されるべき窒素（窒素含有率の高いガス、以下、単に窒素ともいう）や吸着された水分の一部が、その減圧工程において、他方の加圧工程にある窒素吸着容器内に逆流するという問題である。例えば、図６における右の窒素吸着容器３２内に吸着された高濃度の窒素ガス及び吸着された水分が、原因不明ではあるが、切換え弁４２を通過（リーク）して、左の窒素吸着容器３１内に流れ込むというのである。加圧、減圧は交互に行われるため、このような流れ込み（逆流）があると、窒素吸着容器内の吸着剤の窒素吸着性能は低下し、特に、水分の吸着はその性能を大きく低下させてしまうことから、装置の寿命の低下を招いてしまう。
【０００５】
そこで、本願発明者において、このような逆流の原因について、各種の比較試験をしたところ次のことが判明した。例えば、図６における右の窒素吸着容器３２を加圧するために切換え弁４２を開弁しており、その加圧の終了時点でその切換えが行われるのであるが、その際、この切換え弁４２を閉弁すると同時に、図示左の切換え弁４１を開弁して図示左の窒素吸着容器３１に対する加圧が開始される。一方、この切換え弁４１の開弁時には、図示左の切換え弁５１が閉弁されると同時に図示右の切換え弁５２が開弁されることになる。このため、図示右の切換え弁４２を閉弁したときは、図示右の窒素吸着容器３２内は加圧状態にあることから、同右の窒素吸着容器３２内を含む図示右の切換え弁４２より２次側の配管内の気圧は高くなっている。このとき、図示左の切換え弁４１が開弁されると、その開弁の開始時から図示左の窒素吸着容器３１に対する圧縮空気の供給が始まるが、その切換え弁４１の開弁の開始時点ないし初期においては、図示左の窒素吸着容器３１内の気圧は、図示右の窒素吸着容器３２内の気圧より、相対的に著しく低い状態にあることになる。そして、このときの図示右の切換え弁４２は閉弁されているのであるが、その弁座のシールの不完全さと、圧力差によってリークによる逆流が生じると考えられる。
【０００６】
このように、従来の酸素濃縮装置においては、一方の窒素吸着容器内に吸着された高濃度の窒素ガス及び吸着された水分が、加圧用の切換え弁を通過（リーク）して、気圧の低い他方の窒素吸着容器内に流れ込む逆流を起こすことがあった。その原因は、上記したような圧力差、或いは加圧用の切換え弁がその内部においてチャタリングを起こすことなどによるシール不良に起因しているものと考えられる。そして、このような流れ込みがあると、窒素吸着容器内の吸着剤の窒素吸着性能が低下するが、それだけではなく、特に、水分の吸着はその性能を加速度的に低下させることになる。このため、連日使用され続ける酸素濃縮装置にあっては経時的にその性能が低下することから、装置の耐久性ないし寿命を短くしてしまうという大きな要因となっていた。
【０００７】
本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたもので、加圧又は減圧の切換えの際に、一方の窒素吸着容器内の窒素ガスや水分が、他方の窒素吸着容器内に逆流するのを防止し、その内部の吸着剤の性能が低下するのを防止することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的達成のために請求項１に記載の本発明は、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を充填した窒素吸着容器内に圧縮空気を供給することによって高酸素濃度ガスを得る加圧工程と、窒素吸着容器内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで吸着剤の再生を行う減圧工程とを、交互に繰り返し行うことによって高酸素濃度ガスを得る方式の圧力変動吸着型の酸素濃縮装置であって、
２以上の窒素吸着容器を有し、各窒素吸着容器には、圧縮空気供給源から圧縮空気を供給するための供給用配管が互いに分岐された分岐配管を介して接続されるとともに、吸着された窒素を外部に排気するための排気用配管が接続されており、
前記供給用配管における分岐配管の途中には前記加圧工程用の切換え弁を備えており、前記排気用配管の途中には前記減圧工程用の切換え弁を備えているものにおいて、
前記供給用配管における少なくとも１つの分岐配管の途中であってその分岐箇所と前記加圧工程用の切換え弁との間に逆止弁を取り付けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、前記供給用配管における少なくとも１つの分岐配管の途中であってその分岐箇所と前記加圧工程用の切換え弁との間に逆止弁を取り付けたことに代えて、
前記供給用配管における全ての分岐配管の途中であってその分岐箇所と前記加圧工程用の切換え弁との間に逆止弁を取り付けたことを特徴とする酸素濃縮装置である。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１において、前記供給用配管における少なくとも１つの分岐配管の途中であってその分岐箇所と前記加圧工程用の切換え弁との間に逆止弁を取り付けたことに代えて、
前記供給用配管における少なくとも１つの分岐配管の途中であって前記加圧工程用の切換え弁と前記窒素吸着容器の間に逆止弁を取り付けたことを特徴とする酸素濃縮装置である。
【００１１】
請求項４に記載の本発明は、請求項３において、前記供給用配管における少なくとも１つの分岐配管の途中であって前記加圧工程用の切換え弁と前記窒素吸着容器の間に逆止弁を取り付けたことに代えて、
前記供給用配管における全ての分岐配管の途中であって前記加圧工程用の切換え弁と前記窒素吸着容器の間に逆止弁を取り付けたことを特徴とする酸素濃縮装置である。
【００１２】
請求項５に記載の本発明は、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を充填した窒素吸着容器内に圧縮空気を供給することによって高酸素濃度ガスを得る加圧工程と、窒素吸着容器内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで吸着剤の再生を行う減圧工程とを、交互に繰り返し行うことによって高酸素濃度ガスを得る方式の圧力変動吸着型の酸素濃縮装置であって、
２以上の窒素吸着容器を有し、各窒素吸着容器には、圧縮空気供給源から圧縮空気を供給するための供給用配管が互いに分岐された分岐配管を介して接続されるとともに、吸着された窒素を外部に排気するための排気用配管が接続されており、
前記供給用配管における分岐配管の途中には前記加圧工程用の切換え弁を備えており、前記排気用配管の途中には前記減圧工程用の切換え弁を備えているものにおいて、
前記供給用配管における各分岐配管の途中であってその分岐箇所と前記加圧工程用の切換え弁との間と、前記供給用配管における各分岐配管の途中であって前記加圧工程用の切換え弁と前記窒素吸着容器の間に、それぞれ逆止弁を取り付けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の本発明は、前記切換え弁のうち加圧工程用の各切換え弁をパイロット式電磁弁としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸素濃縮装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の酸素濃縮装置においては、上記したように逆止弁を設けたため、一方の窒素吸着容器内に吸着されて排気されるべき窒素（窒素含有率の高いガス）や吸着された水分の一部が、減圧工程と加圧工程との切換時において、他方の窒素吸着容器内に逆流することが防止される。これにより、本発明によれば、窒素吸着容器内の吸着剤の性能が低下するのを防止され、酸素濃縮装置の耐久性の向上が図られる。
【００１５】
本発明では、前記供給用配管における分岐配管の途中に逆止弁が取り付けられている場合、その分岐配管の２次側に接続された窒素吸着容器内において吸着されて排気されるべき窒素や吸着された水分の一部が他の窒素吸着容器内に逆流することが防止される。なお、全部の分岐配管の途中に逆止弁が取り付けられているのが好ましいが、それが取り付けられているのに対応する窒素吸着容器からの逆流が防止される効果が得られるため、適宜の分岐配管の途中に逆止弁を取り付けることとしても良い。請求項２又は４では、前記供給用配管における全ての分岐配管の途中に逆止弁を取り付けたことから、全ての窒素吸着容器内に吸着されて排気されるべき窒素や吸着された水分の一部が他の窒素吸着容器内に逆流することが防止されるために好ましい。
【００１６】
とくに請求項１又は２では、前記切換え弁のうち加圧工程用の各切換え弁（以下、加圧弁ともいう）における入口側に逆止弁を取り付けたことから、この加圧弁を含む圧縮空気の供給用の配管の２次側の配管内の圧力低下を防止できるので、直動式のものよりも低消費電力で作動するパイロット式の電磁弁をその作動に問題なく用いることができる点で好ましい。このような切換え弁には直動式のものよりもパイロット式の電磁弁を用いることで、同一の有効流路断面積を確保するのに低消費電力ですむ。というのは、パイロット式の電磁弁では、パイロット用の小弁を電磁力で作動し、それによって供給させるパイロット圧で主弁を作動するものであるためである。しかし、加圧用の切換え弁にパイロット式の電磁弁を用いた場合には、パイロット圧の低下があり、それが最低作動圧力より低下すると、主弁が誤作動したり、チャタリングが発生し、その主弁の耐久性を低下させるという問題がある。ところが、請求項１又は２のものにおいては、逆止弁より２次側の配管内の圧力低下が防止されるため、加圧用の切換え弁にパイロット式の電磁弁を採用できるため、作動上の問題もなく、省電力化が図られるという効果がある。
【００１７】
なお、加圧用の切換え弁にパイロット式の電磁弁を用いない場合には、請求項３又は４に記載のようにしてもよい。また、逆流の防止をより確実にしたいときは、請求項５に記載のようにするとよい。いずれにしても、請求項６に記載のように、加圧用の切換え弁にはパイロット式の電磁弁を用いるのが好ましい。そして、パイロット方式の電磁弁を用いる場合には、主弁がダイヤフラム式のものを用いるのが好ましい。というのは、このような主弁は弁シートのために摺動部もない。しかも、その構造上、スプール式のものやポペット式のものに比べると、構造の複雑化を招くこともないから信頼性、耐久性を高めることができる。その上に、容易に流路断面積を大きいものとすることができるため、流量損失を小さく抑えることができ、したがって、切換え弁の信頼性ないし耐久性を低下させることなく、省電力化を図ることができるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図３に基いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る酸素濃縮装置１０１の概略構成を示す配管系統（ブロック）図である。本形態の酸素濃縮装置１０１は、この回路図に示したように、空気取入れ口２から取込んだ空気を、防塵フィルター４ａ、吸気フィルター４ｂ、さらに吸気マフラ４ｃを通して圧縮空気供給源であるコンプレッサ２１で圧縮し、圧縮された空気を、２本並列的に配置された窒素吸着容器（吸着筒）３１、３２に供給するための加圧用の配管（加圧用配管）で接続されている。なお、窒素吸着容器３１，３２にはその内部に図示はしないが、酸素よりも窒素を選択的に吸着する窒素吸着剤として例えばゼオライト粉末が充填されている。また、コンプレッサ２１と窒素吸着容器３１，３２と配管の途中には、冷却ファン２３、熱交換器２４及び圧力センサ２５が設けられている。
【００１９】
そして、供給用配管は、圧力センサ２５よりも２次側において、管路が２つに分岐されて、分岐配管Ｐ２，Ｐ３を介して各窒素吸着容器３１，３２に配管接続されている。そして、その各分岐配管Ｐ２，Ｐ３の途中には、窒素吸着容器３１，３２への加圧用の切換え弁（開閉弁）４１，４２が取り付けられている。ただし、この各分岐配管Ｐ２，Ｐ３における各切換え弁（開閉弁）４１，４２の１次側であって、分岐箇所（分岐部位）Ｓの２次側にはそれぞれ逆止弁４３，４４が取り付けられており、各分岐配管Ｐ２，Ｐ３を２次側から一次側へ流れようとするガスはその各逆止弁によって、流れが阻止されるように設定されている。なお、切換え弁（開閉弁）４１，４２は本形態では、ともにパイロット方式の電磁弁（２ポート弁）であって、主弁（図示せず）がダイヤフラム式のものとされている。
【００２０】
また、この加圧用の各切換え弁４１，４２と各窒素吸着容器３１，３２とを接続する供給用配管途中には、窒素吸着容器３１，３２を加圧した後において、内部に吸着された窒素を外部に排気するための排気用配管（減圧用の配管）Ｐ５，Ｐ６がそれぞれ分岐され、その管の各部位に減圧用の切換え弁（開閉弁）５１，５２が取り付けられている。ただし、この切換え弁（開閉弁）５１、５２は本形態では、ともにパイロット方式の電磁弁（２ポート弁）であって、主弁（図示せず）がダイヤフラム式のものとされている。なお、図２に回路図では排気用配管Ｐ５，Ｐ６が供給用配管Ｐ２，Ｐ３と交差しないように図示してある。
【００２１】
そして、本形態では、減圧用の切換え弁５１，５２の二次側で排気用配管（減圧用の配管）Ｐ５，Ｐ６が結合されて１本の排気管とされ、その外側端部（排気口）に排気マフラ６０が取り付けられている。本形態では、このような各切換え弁（電磁弁）４１，４２，５１、５２を切換え制御することで、左右の窒素吸着容器３１，３２が、それぞれ交互に加圧、減圧を繰り返し行うようにされている。詳しくは後述する。
【００２２】
一方、２つの窒素吸着容器３１，３２の２次側（図１上方）には、生成された高酸素濃度ガスを製品タンク７１に送り込む配管が接続され、それぞれ１本の主配管に接続されて製品タンク７１に接続されている。なお、本形態では、各窒素吸着容器の２次側にそれぞれ逆止弁６１，６２が設けられており、その逆止弁の１次側であって、２つの窒素吸着容器３１，３２の２次側を２方弁（直動式電磁弁）６４を介して配管接続している。なお、２方弁の各ポートには図示のように固定絞りが設けられている。この２方弁は、図示の左右のうちいずれか一方の窒素吸着容器を減圧する際に、他方の窒素吸着容器にて生成された製品ガスの一部を逆流させることによりパージガスとして利用し、吸着剤の再生を促進するために設けられているものである。また、タンク７１の２次側の配管には、その酸素出口１００に至る間に、レギュレータ（流量調整弁）７３、バクテリアフィルタ７５、流量設定器７７、酸素センサ７９、圧力センサ９１及び加湿器９２等が取り付けられている。
【００２３】
このような本形態の装置１０１では、空気取入れ口２から取り込んだ空気をコンプレッサ２１で圧縮し、加圧又は減圧のための切換え弁４１，４２，５１，５２を切換え制御することで、各窒素吸着容器３１，３２において、窒素の吸着による高濃度酸素ガスの生成と吸着剤の再生のための加圧、減圧を一定サイクルで交互に繰り返すことで高酸素濃度ガスを連続して生成、供給するように構成されている。そして、タンク７１へ送り込まれた高酸素濃度ガスは、流量の調整等、適宜の処理が施された後、酸素出口１００からカニューラ等の導管を介して患者に供給される。
【００２４】
本形態の装置１０１では、一方の窒素吸着容器３１（又は３２）に圧縮空気を供給して加圧して高酸素濃度ガスを生成している間において、他方の窒素吸着容器３２では吸着した窒素を排気（放出）して吸着剤の再生を行い、これを交互に定期的に繰り返すように、図示しない制御装置にて各切換え弁が開閉制御されるように構成されている。具体的には次のようである。例えば、図示左側の窒素吸着容器３１に圧縮空気を供給して加圧するときは、所定時間、図示左側の加圧弁４１を開弁するとともに、減圧用の切換え弁（以下、減圧弁ともいう）５１を閉弁し、図示右側の加圧弁４２を閉弁するとともに減圧弁５２を開弁する。これにより、図示左側の窒素吸着容器３１を加圧し、図示右側の窒素吸着容器３２を減圧する。次に、図示右側の窒素吸着容器３２に圧縮空気を供給して加圧するときは、所定時間、図示右側の加圧弁４２を開弁するとともに減圧弁５２を閉弁し、図示左側の加圧弁４１を閉弁するとともに減圧弁５１を開弁する。これにより、図示右側の窒素吸着容器３２を加圧し、図示左側の窒素吸着容器３１を減圧する。そして、このような、加圧と減圧を繰り返すことで、高酸素濃度ガスを連続して生成し、供給するのである。
【００２５】
このような本形態の酸素濃縮装置１０１においては、上記したような加圧工程と減圧工程を繰り返すことで、高酸素濃度ガスを略連続して生成し、供給する際においても、上記したように逆止弁４３，４４を設けているため、一方の窒素吸着容器内に吸着されて排気されるべき窒素（窒素含有率の高いガス）や吸着された水分の一部が、その減圧工程と加圧工程との切換えにおいて、他方の窒素吸着容器内に逆流することが防止される。
【００２６】
例えば、図２における右の窒素吸着容器３２を加圧するために加圧弁４２を開弁しており、その加圧の終了時点でその加圧弁４２を閉弁すると同時に、図示左の加圧弁４１を開弁して図示左の窒素吸着容器３１に対する加圧が開始される。この切換え時には、図示左の減圧弁５１が閉弁されると同時に図示右の減圧弁５２が開弁されることになる。このため、図示右の加圧弁４２を閉弁した時点では、図示右の窒素吸着容器３２内は加圧状態にあり、加圧弁４２より２次側の配管内の気圧は高くなっている。一方で、図示左の窒素吸着容器３１内は、加圧弁４１の開弁開始時（圧縮空気の供給開始直後）においては、相対的にみたときは、まだ所定の高圧にはなっておらず、著しい低圧状態にある。このため、従来であれば、図示右の窒素吸着容器３２内の窒素ガスや水分が、閉弁状態にあるとはいえその加圧弁４２を通って図示左の窒素吸着容器３１内に逆流して流れ込むところである。しかし、本形態では、その各加圧弁４１、４２の１次側であって、圧縮空気の供給用配管の分岐配管途中（分岐箇所Ｓより２次側）に、別途、逆止弁４３、４４を設けているため、そのような逆流を阻止できる。かくして、本発明によれば、窒素吸着性能の低下防止に極めて有効であり、酸素濃縮装置の耐久性の向上を図ることができる。
【００２７】
また本発明では、各切換え弁４１、４２、５１、５２に、従来の直動式電磁弁でなく、パイロット式の電磁弁を用いたため、装置の省電力化が図られる。すなわち、パイロット式電磁弁によれば、上記もしたように、電磁弁として駆動されるのはパイロット弁としての小弁であり、パイロット圧（空気圧）にて大き目の主弁を作動することで、その開閉をするものであるため、流路断面積の大きいものを用いても、弁の切換えに要する消費電力は小さく抑えることができる。つまり、パイロット方式の電磁弁を用いたことから、流路断面積の大きいものを用いることができるため、加圧、減圧のいずれの工程においても、そのガスの流量損失を低減できる。したがって、使用するコンプレッサ２１の吐出流量を小さくできるため、その駆動に要する消費電力を低減できることから、装置としての省電力化を図ることができる。なお、パイロット方式の電磁弁は、その主弁がダイヤフラム式のものを用いるのが好ましい。
【００２８】
ここで、本形態のように、逆止弁４３、４４がある場合と、従来のように設けない場合（比較例）とで、酸素濃縮装置を連続運転して、窒素吸着性能の低下をみる発生酸素濃度の経時的低下について試験してみた。ただし、試験は、両者の性能比較のため、高温多湿（気温３５℃、９０％ＲＨ）の雰囲気下における加速試験とした。ただし、試験には、発生する高酸素濃度ガスの最大吐出流量が３Ｌ／ｍｉｎの酸素濃縮装置において、その最大吐出流量（３Ｌ／ｍｉｎ）での発生酸素濃度の変化をみた。なお、試験開始時における発生酸素濃度は約９５．０ｖｏｌ．％である。結果は、図３に示したとおりである。
【００２９】
図３に示したように、５０００時間経過時点における発生酸素濃度は、逆止弁有のある本発明の酸素濃縮装置においては、９２．５ｖｏｌ．％であり、その低下（窒素吸着性能の低下）は、初期値に対して約２．５％程度であったのに対し、逆止弁無のものにおいては、８９．２ｖｏｌ．％であり、その低下（窒素吸着性能の低下）は初期値に対して約６％もあった。この結果からも本発明の効果が実証される。昼夜連続して長期間にわたって使用される酸素濃縮装置の使用形態からして、その効果には著しいものがあることが分かる。
【００３０】
図４は、本発明の別の実施の形態を示す要部の回路図である。このものは、前記形態のものと、本質的相違はなく、逆止弁４５、４６の位置を、図示のように供給用配管における各分岐配管Ｐ２、Ｐ３の途中であって加圧工程用の切換え弁４１、４２と窒素吸着容器３１、３２の間に取り付けた点が相違するのみであるので、同一の部位には、同意の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、図示においては排気用配管Ｐ５，Ｐ６を各窒素吸着容器３１、３２の一次側に接続している供給用配管Ｐ２，Ｐ３から分岐して取り出しているため、逆止弁４５、４６の位置は、その分岐箇所Ｓ２よりも加圧弁寄り部位である。
【００３１】
なお、本発明においては、図５に示したように、加圧弁４１、４２の１次側と２次側の各ポート側に設けることとすれば、より確実な逆流防止効果が得られる。
【００３２】
なお、上記もしたように、このような装置における加圧又は減圧用の各切換え弁にはパイロット式の電磁弁を用いるのが省電力化の点からして好ましいが、その場合には、上記もしたように、逆止弁は、加圧弁の１次側に設けるのが適切である。というのは、上記もしたように、パイロット式の電磁弁では、パイロット用の小弁を電磁力で作動し、それによって供給させるパイロット圧で主弁を作動するものである。一方で、パイロット圧の低下があると、主弁が誤作動したり、チャタリングが発生して弁の耐久性に問題を起こす危険性がある。このため、加圧用の各切換え弁にパイロット式の電磁弁を用いる場合には、図１、２又は図５に示したように、逆止弁を加圧弁４１、４２の１次側に設けるのが好ましい。このようにしておけば、たとえ加圧弁において、リークがあっても、逆止弁４３、４４があることから、それより２次側にある配管内の圧力低下が防止されるためである。
【００３３】
本発明は、上記した実施の形態のものに限定されるものではなく、適宜に、設計変更して具体化できる。例えば、上記においては、２つの窒素吸着容器を有するものとして具体化したが、その数は３以上とすることもできる。さらに、パイロット式の電磁弁は、内部パイロット式のものを用いても良いし、外部パイロット式のものを用いても良い。また、コンプレッサに代えて空気ポンプを圧縮空気供給源（圧縮空気供給手段）としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の酸素濃縮装置の回路図。
【図２】図１の要部を示す図。
【図３】発生酸素濃度の経時的低下を示した図。
【図４】本発明の別の実施の形態を示す要部の回路図。
【図５】本発明の別の実施の形態を示す要部の回路図。
【図６】従来の酸素濃縮装置を説明する要部の回路図。
【符号の説明】
【００３５】
２１  コンプレッサ（圧縮空気供給源）
３１、３２  窒素吸着容器
４１、４２  加圧工程用の切換え弁（加圧弁）
４３、４４、４５、４６  逆止弁
５１、５２  減圧工程用の切換え弁（減圧弁）
１０１  酸素濃縮装置
Ｐ２、Ｐ３  供給用配管の分岐配管
Ｐ５，Ｐ６  排気用配管
Ｓ、Ｓ２  分岐箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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