(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素含有ガスから酸素濃縮ガスを生成する酸素分離器であって、
酸素分離装置であって、
前記酸素含有ガスの流れを受容する入口端、
酸素濃縮ガスの流れを出力する、前記入口端とは反対側の出口端、
供給端および生成端を有し、前記酸素含有ガスの、酸素を除く少なくとも一つの成分を吸着する吸着材料、ならびに
前記酸素分離装置の内側と外側の間で、酸素含有ガスの連通を制御するように前記入口端に構成された、供給側の、第1の制御可能なインターフェースと、前記酸素分離装置の前記内側と前記外側の間で、非酸素濃縮ガスの連通を制御するように構成された、第2の制御可能なインターフェースと、前記出口端で、前記酸素分離装置の前記内側と前記外側の間の、酸素濃縮ガスの連通を制御する、生成側の、第3の制御可能なインターフェースとを有する、少なくとも3つの制御可能なインターフェース、
を有する、酸素分離装置と、
当該酸素分離器を制御するように構成されたプロセッサであって、複数の作動フェーズが連続的に実施され、中でも、前記吸着材料をパージするパージフェーズが実施され、これにより、吸着された前記酸素含有ガスの少なくとも一つの成分が放出される、プロセッサと、
を有し、
前記プロセッサは、前記少なくとも3つの制御可能なインターフェースを制御するように構成され、少なくとも前記パージフェーズの間、前記第1の制御可能なインターフェースと前記第2の制御可能なインターフェースとの間にガスの流れが生じ、
前記第2の制御可能なインターフェースは、前記第1の制御可能なインターフェースと前記第3の制御可能なインターフェースの間に、前記供給端から、前記吸着材料の前記供給端と前記生成端とを離間する距離の約80％またはそれ以下の距離で、配置され、
前記第2の制御可能なインターフェースは、前記パージフェーズの間、前記酸素分離装置の前記内側と前記外側との間で、流体的な結合を制御するように構成され、前記吸着材料のパージに、前記非酸素濃縮ガスが用いられ、
前記プロセッサは、前記第1の制御可能なインターフェース、前記第2の制御可能なインターフェース、および前記第3の制御可能なインターフェースを制御し、
前記ガスの流れが、前記第1の制御可能なインターフェースから、前記第2の制御可能なインターフェースに向かって誘導され、
別のガスの流れが、前記第3の制御可能なインターフェースから、前記第2の制御可能なインターフェースに向かって誘導されるように、構成され、
前記第2の制御可能なインターフェースは、前記酸素分離装置からガスを出力するように構成される、酸素分離器。
【請求項２】
前記第3の制御可能なインターフェースは、少なくとも前記パージフェーズの間、前記酸素分離装置の前記内側と前記外側の間で、前記流体的な結合を制御するように構成され、
前記プロセッサは、さらに、前記パージフェーズの間、前記第3の制御可能なインターフェースと、前記第2の制御可能なインターフェースとの間で、別のガスの流れが生成されるように構成される、請求項1に記載の酸素分離器。
【請求項３】
前記第2の制御可能なインターフェースは、前記非酸素濃縮ガスの容積を貯蔵するリザーバと流体的に結合される、請求項1または2に記載の酸素分離器。
【請求項４】
前記少なくとも3つの制御可能なインターフェースの一つは、前記非酸素濃縮ガスの流れを生成するファンに結合される、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の酸素分離器。
【請求項５】
前記少なくとも3つの制御可能なインターフェースの一つは、前記非酸素濃縮ガスの流れを生成する真空ポンプに結合される、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の酸素分離器。
【請求項６】
前記吸着材料は、
i）Li-LSXゼオライト、
ii）Na-Xゼオライト、
iii）炭素モレキュラーシーブ（CMS）、
iv）金属有機構造体（MOF）
のリストから選定された少なくとも一つである、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の酸素分離器。
【請求項７】
前記第1の制御可能なインターフェース、前記第2の制御可能なインターフェース、および前記第3の制御可能なインターフェースは、それぞれ、第1のバルブ、第2のバルブ、および第3のバルブを有し、
前記プロセッサは、さらに、前記パージフェーズの間、各バルブを調整し、前記ガスの流れおよび／または前記別のガスの流れが生成されるように構成される、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の酸素分離器。
【請求項８】
前記酸素含有ガスから前記酸素濃縮ガスを生成する請求項1乃至7のいずれか一つに記載の酸素分離器を制御する方法であって、
前記複数の作動フェーズが連続的に実施され、中でも、前記吸着材料をパージする前記パージフェーズが実施されるように、前記酸素分離器を制御するステップであって、これにより、前記酸素含有ガスの前記吸着された少なくとも一つの成分が放出される、ステップと、
少なくとも前記パージフェーズの間、前記第1の制御可能なインターフェースと前記第2の制御可能なインターフェースの間で、ガスの流れが生成されるように、前記少なくとも3つの制御可能なインターフェースを制御するステップと、
前記パージフェーズの間、前記酸素分離装置の前記内側と前記外側との間で、流体的な結合を制御するように、前記第2の制御可能なインターフェースを制御するステップであって、前記吸着材料のパージに、前記非酸素濃縮ガスが用いられる、ステップと、
を有する、方法。
【請求項９】
さらに、
少なくとも前記パージフェーズの間、前記酸素分離装置の前記内側と、前記外側の間で、前記流体的な結合を制御するように、前記第3の制御可能なインターフェースを制御するステップと、
前記パージフェーズの間、前記第3の制御可能なインターフェースと、前記第2の制御可能なインターフェースとの間で、別のガスの流れを生成するステップと、
を有する、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記吸着材料は、前記酸素分離装置の前記入口端から延伸する、請求項1乃至7のいずれか一つに記載の酸素分離器。
【請求項１１】
前記第2の制御可能なインターフェースは、前記吸着材料の前記供給端から、前記吸着材料の前記供給端と前記生成端とを離間する前記距離の45％から80％の間の距離に配置される、請求項1乃至7のいずれか一つに記載の酸素分離器。
【請求項１２】
前記非酸素濃縮ガスは、周囲空気である、請求項8または9に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素含有ガスから酸素濃縮ガスを生成する酸素分離器に関する。当該記酸素分離器は、a）酸素分離装置であって、i）前記酸素含有ガスの少なくとも一つの成分を吸着する吸着材料、およびii）前記酸素分離装置の内側と外側の間で気体連通を制御する、第1の制御可能なインターフェースと、第2の制御可能なインターフェースとを有する、少なくとも2つの制御可能なインターフェース、を有する酸素分離装置と、b）複数のフェーズ、中でもパージフェーズが連続的に実施されるように酸素分離器を制御するプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、前記少なくとも2つの制御可能なインターフェースを制御するように構成され、少なくとも前記パージフェーズの間、前記第1の制御可能なインターフェースと前記第2の制御可能なインターフェースとの間にガスの流れが生じる。
【０００２】
また、本発明は、酸素含有ガスから酸素濃縮ガスを分離する酸素分離器を制御する方法
に関する。当該方法は、a）少なくとも一つの酸素分離装置を提供するステップであって、前記酸素分離装置は、i）前記酸素含有ガスの少なくとも一つの成分を吸着する吸着材料、ならびにii）前記酸素分離装置の内側と外側の間で、酸素含有ガスの連通を制御する、第1の制御可能なインターフェースおよび第2の制御可能なインターフェース、を有する少なくとも2つの制御可能なインターフェース、を有する、ステップと、b）複数のフェーズ、特にパージフェーズが連続的に実施されるように酸素分離器を制御するステップと、c）少なくともパージフェーズの間、第1の制御可能なインターフェースと第2の制御可能なインターフェースとの間にガスの流れが生じるように、少なくとも2つの制御可能なインターフェースを制御するステップと、を有する。
【０００３】
本発明は、さらに、酸素濃縮ガスを生成させるコンピュータプログラムコードに関する。
【背景技術】
【０００４】
酸素療法では、治療的診療として酸素が投与される。酸素療法は、慢性および急性のユーザケアの双方における各種診療に使用される。この療法では、異なる体内組織における酸素の利用性が高まるように、肺に酸素を増加供給することが必要である。酸素療法は、ユーザのニーズに応じて、病院および／または家庭を含む、異なる環境背景において使用され得る。
【０００５】
ユーザに酸素濃縮ガスを提供するため、多くの発生および投与手段が提案されている。ユーザに酸素濃縮ガスを提供する既知の方法では、いわゆる酸素分離器（または酸素濃縮器）が用いられる。酸素分離器は、市販されており、ユーザの固有の要求を満たすように、異なるサイズおよび効率で提供されている（例えばフィリップスシンプリーゴー）。これらの酸素分離器は、周囲空気（酸素含有ガス）から酸素を分離することができ、前記酸素濃縮器の周囲に窒素濃縮ガスを排気することにより、ユーザに酸素濃縮ガスを提供する。これらの既知の酸素分離器は、「オンデマンド」のまたは連続流の酸素濃縮ガスを提供できる。
【０００６】
既知の酸素分離器（酸素濃縮器とも称される）のほとんどは、作動の循環モードにおいて、周囲空気（約78％の窒素と、約21％の酸素と、約0.9％のアルゴンと、アルゴン、二酸化炭素、水素、ネオン、ヘリウムのような他のガスとの混合ガスを含む酸素含有ガス）を、酸素濃縮ガスおよび酸素欠乏ガスに分離する。濃縮酸素生成サイクルの生成ステップでは、周囲空気が分離手段に加圧され、窒素は、前記分離手段に留まる（例えば吸収される）が、酸素は、流出「生成物」として収集される。濃縮酸素発生サイクルのパージフェーズでは、分離手段が再生され、予め保持されていた窒素が分離手段から放出され、酸素分離器から周囲大気に排出される。前述のことを達成するため、通常、好適な選択的吸着または吸収材料（例えば吸着材料）を有する2または3以上の分離手段が用いられる。この構成では、一つの分離手段は、高圧で酸素を生成するステップにあり、他の分離手段では、低圧で流れる第1の装置によって生成される酸素の流出の一部を用いて、その吸着剤が再生される。ある時間の後、いくつかのバルブが切り換えられ、両方の分離手段において、その役割が変更される。
【０００７】
携帯式酸素濃縮器は、米国特許第US7,402,193号で知られている。この文献には、第1および第2の端部を有する一組のシーブ床と、該シーブ床の第1の端部に空気を供給するガス圧縮機と、シーブ床の第2の端部と連通するリザーバと、シーブ床の第1の端部に取り付けられた空気マニホルドと、が記載されている。空気マニホルドは、ガス圧縮機およびシーブ床の第1の端部と連通された通路を有する。空気マニホルドには一組のバルブが結合され、バルブには、選択的オリフィス用の制御器が結合され、シーブ床を交互にチャージおよびパージするようにバルブが閉止され、リザーバに濃縮酸素が供給される。酸素供給マニホルドは、リザーバからユーザに酸素を供給するため、シーブ床の第2の端部と連通する。リザーバおよび／または供給ラインには、制御器の動作を制御する、圧力センサが設けられる。
【０００８】
既知の酸素分離器、特に、携帯用の酸素分離器における問題は、濃縮酸素形成サイクルのパージフェーズの間、吸着部材からの分離手段のパージ（または清浄化）のため、相応の量のエネルギーが必要となることである。前述の問題は、大きな電源手段（例えばバッテリ）につながり、これは、大きくて重く、体積が要求され、このため、酸素分離器の携帯性が限定される。
【０００９】
米国特許出願第US2004／0050255号には、酸素濃縮器が示されており、これは、酸素生成モードとバックフラッシュモードにおいて、循環的に2つのシリンダを使用する。濠州第AU469601号には、例えば、酸素と窒素を分離する、ガス分離システムが記載されている。これは、窒素予備パージおよび窒素パージステージを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願第2004／0050255号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、前述の種類の酸素分離器であって、エネルギー効率的なパージフェーズを可能にすることにより、換言すれば、改善されたエネルギー効率のパージフェーズを可能にすることにより、そのパワー要求を改善するように構成された酸素分離器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、独立請求項により定められる。
【００１３】
本発明の第1の態様では、この課題は、前述の段落に示したような酸素分離器により実現される。この酸素分離器において、前記第2の制御可能なインターフェースは、前記パージフェーズの間、前記酸素分離装置の前記内側と非酸素濃縮ガスの容積との間で、流体的な結合を制御するように配置および／または制御される。
【００１４】
本発明は、パージフェーズの間、圧縮された酸素濃縮ガスを含まないガスの流れが可能となる点で、有意である。濃縮酸素生成サイクルの前記パージフェーズでは、酸素分離装置での内部圧力の減少、およびここへの低圧のガスの流れの導入によって、酸素含有ガスの吸着された成分、例えば窒素が脱着され、酸素分離器から排出される。従って、吸着された成分は、吸着材料から放出され、前記吸着材料が再生され、酸素濃縮サイクルの別の生成フェーズに好適となり、酸素含有ガスの1または2以上の成分が吸着され、従って、酸素濃縮ガスの生成が可能となる。吸着材料からの成分の脱着に続き、非酸素濃縮ガス（またはパージガス、または清浄化ガス）の容積が、別の制御可能なインターフェースを介して、同じ酸素分離装置に導入されるため、酸素分離装置内のガスの容積中の前記成分の内部濃度は、制御可能なインターフェースにより前記容積が酸素分離装置から排出される前に、上昇する。前記非酸素濃縮ガスの流れは、酸素分離装置に流入するため、本発明では、同じ電力出力で、酸素濃縮ガス（生成物）の生成量を高めることができる。その結果、本発明では、従来の同様の装置に比べて、効率の増加、またはエネルギー消費の低減が実現される。生成物の生成量が同じ場合、本発明による酸素分離器では、以降にさらに示すように、より少ないエネルギーが必要となる。
【００１５】
本発明の別の利点は、非酸素濃縮ガスの流れが、未圧縮であり、すなわちガス圧縮機に依存しないことである。この結果、以降にさらに示すように、酸素生成サイクルのパージフェーズの間、ガス圧縮機をオフモードとし、あるいはアイドルモードとすることができる。これにより、前記フェーズの間、酸素分離器のエネルギー要求が抑制される。生成物の生成量が同じ場合、本発明による酸素分離器では、より少ないエネルギーが必要となり、エネルギー効率がより高くなる。
【００１６】
別の実施例では、酸素分離装置は、さらに、第3の制御可能なインターフェースを有し、これは、少なくともパージフェーズの間、酸素分離装置の内側と酸素濃縮ガスの容積との間で、流体的な結合が制御されるように配置および／または制御される。プロセッサは、さらに、前記パージフェーズの間、前記第3の制御可能なインターフェースと、前記第1の制御可能なインターフェースまたは前記第2の制御可能なインターフェースとの間で、別のガスの流れが生成されるように構成される。前記実施例は、前記別のガスの流れが、前記酸素分離装置の内部からのガスの容積を、前記酸素分離装置の外部に向かって出力するように構成された、制御可能なインターフェースに向かって、前記ガスの流れを誘導する点で有意である。
【００１７】
この酸素濃縮ガスの流れは、非酸素濃縮ガスの流れと混合され、これにより、酸素濃縮ガス（生成物）の利用が必要最小限に制限され、ユーザは、増加した酸素濃縮ガスの量を利用できるようになる。ガス（非酸素濃縮ガス）の流れに、この別のガス（酸素濃縮ガス）の流れを追加することは、第3の制御可能なインターフェースの近傍に配置された吸着材料が、酸素含有ガスの成分で汚染されないまま維持され、高い酸素濃度が得られる点で有意である。前記吸着材料を清浄に維持することにより、本発明では、治療中、任意のそのような成分が、ユーザに提供される酸素濃縮ガスの流れ（または生成物の流れ）に導入されず、これにより良好な純度の酸素濃縮ガスを、ユーザに供給することが可能となり、例えば、前記ユーザに供給する前に、別のフィルタ手段を用いる必要性が軽減される。
【００１８】
別の実施例では、前記第2の制御可能なインターフェースは、前記非酸素濃縮ガスの容積を貯蔵するリザーバと流体的に結合される。前記実施例は、パージフェーズが、単に、酸素分離装置に流入する非酸素濃縮ガスの一定の容積および／または圧力に依存する点で有意である。前述のことは、パージフェーズの一定の成果を保証し、従って、酸素生成サイクルの各サイクルの後、吸着材料からの一定の吸着脱着速度、または吸着百分率を保証し、酸素含有ガスからの酸素濃縮ガスの生成が達成される。これに加えて、またはこれとは別に、前記実施例は、加圧手段（例えば、標準的な酸素分離器に認められるものと同じガス圧縮機）にリザーバが結合できる点で有意である。含まれる非酸素濃縮ガスの容積は、パージフェーズの開始時に、酸素分離装置の内部の容積に比べて高圧であり、これにより、第2の制御可能なインターフェースを介して、非酸素濃縮ガスの一定の流れが、酸素分離装置に導入され、別の流れ発生手段の必要性がなくなる。
【００１９】
別の実施例では、第1の制御可能なインターフェースまたは第2の制御可能なインターフェースの一つは、前記非酸素濃縮ガスの流れを生成するファン（または換気装置、または空気ブロワ、または通気装置）に結合される。前記実施例は、非生成酸素ガスの流れを酸素分離装置に導入するガス圧縮機の必要性を軽減できる点で有意である。ファン（または換気装置、または空気ブロワ、または通気装置）には、ガス圧縮機に比べて有意に少ないエネルギー量が必要となるため、これにより、酸素分離器のエネルギー効率が改善される。その結果、前記実施例では、濃縮酸素生成サイクルの少なくとも一つのフェーズの間、好ましくはパージフェーズの間、酸素分離器のガス圧縮機をオフにし、あるいはより少ないパワー（すなわちアイドルモード）で運転することができる。これにより、酸素分離器のエネルギー効率を高めることができる。そのようなエネルギー効率の上昇は、携帯用の酸素分離器の小さなバッテリパックに変換され、これに加えてまたはこれとは別に、バッテリパックの長寿命化、これに加えてまたはこれとは別に、バッテリパックの軽量化に、変換される。
【００２０】
別の実施例では、第1の制御可能なインターフェース、または第2の制御可能なインターフェースの一つは、前記非酸素濃縮ガスの流れを生成する真空ポンプ（これに限られるものではないが、容積移送式ポンプ、運動量移動ポンプ、再生ポンプ、またはエントラップメントポンプ）に結合される。前記実施例は、前述の実施例と同様の理由のため、有意である。すなわち、これは、真空ポンプの場合と同様の、エネルギー効率の向上を提供し、ファン（または換気装置、または空気ブロワ、または通気装置）と同様、ガス圧縮機に比べて低い（または少ない）エネルギー量を消費して、ガスの容積の移動が可能になる。
【００２１】
別の実施例では、前記吸着材料は、i）前記酸素含有ガスの流れを受容する供給端と、ii）前記酸素濃縮ガスの流れを出力する生成端と、を有し、前記第2の制御可能なインターフェースは、前記第1の制御可能なインターフェースと、前記第3の制御可能なインターフェースの間であって、前記供給端と前記生成端を離間する距離の約80％またはそれ以下の位置に配置される。前記実施例は、非酸素濃縮ガスの流れが酸素分離装置に誘導される点で有意である。非酸素濃縮ガスの流れは、吸着材料からの吸着により、周囲空気（すなわち、標準温度圧力で約78％）、またはそれを超える窒素濃度を有する前記吸着材料の一部（または部分、または領域）内で、前記吸着材料と接触する。その結果、この実施例では、パージフェーズの間、酸素分離装置の吸着材料の適正なパージが可能となり、周囲空気未満の窒素（N2）濃度、従って周囲空気を超える酸素（O2）濃度を有する前記吸着材料の別の部分（または別の位置、または別の領域）の汚染が制限（または軽減）される。本実施例における第1、第2、および第3の制御可能なインターフェースの間の構造的な関係は、酸素分離器の所与のエネルギー消費における、エネルギー効率および／または濃縮酸素含有ガスの生成量の最適化を提供する。
【００２２】
別の実施例では、前記酸素分離装置は、さらに、i）前記酸素含有ガスの流れを受容する供給側と、ii）前記酸素濃縮ガスの流れを出力する生成側と、を有し、前記第1の制御可能なインターフェースは、前記酸素含有ガスの流れを制御するように配置され、前記第3の制御可能なインターフェースは、前記酸素濃縮ガスの流れを制御するように配置される。前記実施例は、第2の制御可能なインターフェースと第3の制御可能なインターフェースを併用することが可能であり、これにより、標準的な酸素分離装置に、本発明を用いることが可能となる点で有意である。後者は、通常、2つの制御可能なインターフェース（圧縮酸素含有ガスの流れを受容するもの、および酸素濃縮ガスの流れを出力するもの）を有する。その結果、この実施例では、標準的な酸素分離装置の適合が可能となり、酸素分離器は、本願に記載の本発明の利益を享受できる。
【００２３】
別の実施例では、前記吸着材料は、i）Li-LSXゼオライト、ii）Na-Xゼオライト、iii）炭素モレキュラーシーブ（CMS）、およびiv）金属有機構造体（MOF）のリストから選定された少なくとも一つである。前記実施例は、前述の材料が、本発明による酸素分離器に好適な吸着特性を提供する点で有意である。そのような材料は、通常、酸素含有ガスに存在する成分、例えば窒素を吸着および／または吸収し、酸素濃縮ガスが生成される。
【００２４】
別の実施例では、非酸素濃縮ガスは、周囲空気である。前記実施例は、コスト効果のある酸素分離器が可能となる点で有意であり、他の実施例に関して前述したような利点が最適化される。ユーザ（例えば患者）により使用される際、周囲空気は、通常、酸素分離器の周囲にあるため、濃縮酸素生成サイクルのパージフェーズ用の、別のガス源の使用が軽減され、酸素分離器のエネルギー要求が低減されるという利点がある。
【００２５】
別の実施例では、前記プロセッサは、前記第1の制御可能なインターフェース、前記第2の制御可能なインターフェース、および前記第3の制御可能なインターフェースを制御し、前記ガスの流れが、前記第2の制御可能なインターフェースから、前記第1の制御可能なインターフェースに向かうように誘導され、前記ガスの別の流れが、前記第3の制御可能なインターフェースから、前記第1の制御可能なインターフェースに向かうように誘導されるように、構成され、前記第1の制御可能なインターフェースは、前記酸素分離装置からガスを出力するように構成される。前記実施例は、パージフェーズの間、本願に示した利点が得られるような、吸着材料のパージが可能となる点で有意である。酸素分離装置に導入される非酸素濃縮ガスの流れ、およびこれに導入される酸素濃縮ガスの流れは、混合される。そのようなガスの流れにより、吸着材料に吸着された、1または2以上の成分が脱着され、酸素分離器から排気されるように誘導される。前述のように、酸素分離器におけるこのガスの混合により、酸素分離装置の出力に向かうガスの流れが可能となる一方、エネルギー効率的なパージフェーズにおいて、吸着材料の好適な再生が可能となる。
【００２６】
別の実施例では、前記プロセッサは、前記第1の制御可能なインターフェース、前記第2の制御可能なインターフェース、および前記第3の制御可能なインターフェースを制御し、前記ガスの流れが、前記第1の制御可能なインターフェースから、前記第2の制御可能なインターフェースに向かうように誘導され、前記別のガスの流れが、前記第3の制御可能なインターフェースから、前記第2の制御可能なインターフェースに向かうように誘導されるように、構成され、前記第2の制御可能なインターフェースは、前記酸素分離装置からガスを出力するように構成される。前記実施例は、前述のものの代替案であり、同様の利点が提供される。
【００２７】
別の実施例では、前記第1の制御可能なインターフェース、前記第2の制御可能なインターフェース、および前記第3の制御可能なインターフェースの各々は、それぞれ、第1のバルブ、第2のバルブ、および第3のバルブを有し、前記プロセッサは、前記パージフェーズの間、前記バルブを調整し、前記ガスの流れおよび／または前記別のガスの流れが生成されるように構成される。前記実施例は、前記酸素分離装置に流入され、および／またはこれから排出される任意のガスの流れの、適切な（または適正な、または好適な）制御が可能となる点で有意である。次に、プロセッサは、1または2以上のバルブを開および／または閉にし、ダクト（溝）に残留し得るガスによる汚染を生じさせずに、酸素分離器の2または3以上の素子の間で、ガスの流れが可能となり、および／または不可能となる。前記実施例は、そのような制御可能なインターフェースの位置において、酸素分離器のバルブシステムが、完全に自動化される点で有意であり、前述の1または2以上の利点が実現されるような、ガスの容積の移動が可能となる。
【００２８】
本発明の第2の態様では、本発明の課題は、酸素含有ガスから酸素濃縮ガスを分離する酸素分離器を制御する方法により、実現される。この方法は、前記パージフェーズの間、前記酸素分離装置の前記内側と非酸素濃縮ガスの容積との間で、流体的な結合を制御するように、前記第2の制御可能なインターフェースを配置および／または制御するステップで特徴付けられる。
【００２９】
前記実施例は、本発明による対応する酸素分離器の実施例と同様の理由で、有意である。
【００３０】
本発明の第3の態様では、本発明の課題は、酸素濃縮ガスを生成させるコンピュータプログラムコードであって、好適なコンピュータまたはネットワークにおいてランされた際に、本発明の第1の態様による酸素分離器で、少なくとも一つの酸素分離装置を提供する前記ステップを除き、本発明の第2の態様による酸素濃縮方法のステップを実行するように構成された、コンピュータプログラムコードにより実現される。
【００３１】
前記実施例は、例えば、本発明の方法のコンピュータ化が可能となり、これにより、本発明による酸素分離器の対応する実施例と同様の利点が提供される点で有意である。
【００３２】
本発明の目的の範囲内で、バルブは、フローコントローラであり、2つの容積の間、例えば、酸素分離装置の外側と酸素分離装置の内側で、ガスの流れを、可能にし、制御し、変更し、影響し、不可能にするように構成される。そのようなバルブは、バルブとしての使用に適した、他の圧力調整装置であっても良く、例えば、プラグバルブ、ボールバルブ、チェックバルブ、バタフライバルブ、ソレノイド、圧力スイッチ、および／または他の圧力調整装置であっても良い。
【００３３】
本発明の目的の範囲内で、制御可能なインターフェースは、開口、オレフィス、ガス取入口、ガス通気口、ガス入力、ガス出力、または酸素分離装置の内側容積と前記酸素分離装置の外側容積のような、2つの異なる容積の間でガスの流れの可能な、他の任意の手段、であっても良い。そのような制御可能なインターフェースは、例えば、バルブを介して直接制御され、または例えば、制御可能なインターフェースに到達するまたはしないガスの流れを介して、間接的に制御されても良い。前記制御手段（例えばバルブ）が、制御可能なインターフェースに接続され得ること、これに加えてまたはこれとは別に、前記制御可能なインターフェースに結合され得ること、これに加えてまたはこれとは別に、前制御可能なインターフェースに結合可能であること、これに加えてまたはこれとは別に、1もしくは2以上の溝を介して接続され得ることは、当業者には明らかである。また、酸素分離器が2以上の制御可能なインターフェースを有する場合、少なくとも2つの容積の間でガスの流れが制御される、前述のいかなる組み合わせも可能であることは、当業者には明らかである。
【００３４】
本発明のこれらのおよび他の態様は、以降に示す実施例を参照することで、明らかとなり、明確になる。
【００３５】
前述の選択肢、実施例、および／または本発明の態様の2または3以上が、有益と思われる任意の方法で組み合わされても良いことは、当業者には明らかである。
【００３６】
本発明によるアプリケータ装置、システム、および方法のこれらのおよび他の態様は、図面を参照して、さらに明瞭に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による酸素分離器の実施例を概略的に示した図である。
【図２】パージフェーズ中の本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示した図である。
【図３】パージフェーズ中の本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示した図である。
【図４】パージフェーズ中の本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示した図である。
【図５】パージフェーズ中の本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示した図である。
【図６】パージフェーズ中の本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示した図である。
【図７】本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示した図である。
【図８】本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示した図である。前記酸素分離器は、2つの酸素分離装置を有する。
【図９】本発明による酸素分離装置を制御する方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付図面を参照して、一実施例について詳しく説明する。以下の記載において、同様の参照符号は、異なる図においても、同様の素子に使用される。詳細な構成および素子のような、詳細な説明に規定された事項は、一例としての実施例の包括的な理解を支援するために提供される。また、不必要な細部により実施形態が曖昧になるため、既知の機能または構成は、詳しく説明されていない。また、素子のリストの前に記載される「少なくとも一つ」のような表現は、素子のリスト全体を変更するが、リストの個々の素子を変更するものではない。
【００３９】
本発明の実施例では、後に詳しく示すように、主として、いわゆる圧力スイング吸着プロセス（PSA）を介して、酸素含有ガスから酸素濃縮ガスを生成することが記載されている。本発明の別の実施例では、真空スイング吸着（VSA）プロセス、または混合スイング吸着プロセス（PVSA）のような別のプロセスから、酸素濃縮ガスが生成される。
【００４０】
PSAプロセスは、高圧下で固体表面に引き寄せられる（換言すれば、吸着される）ガスの物理的特性に依存する。圧力が高くなると、そのような固体表面（例えば吸着材料）により、より多くのガスが吸着されることが知られている。圧力が低下すると、ガスが放出され、あるいは前記固体表面から、ガスが脱着される。PSAプロセス下、異なるガスが異なる力で、所与の表面に引き寄せられ、異なるガスの分離がなされる。
特定のガスの引き付けのレベルは、この特定のガスにおける選定固体の吸着の係数に直接比例する。換言すれば、異なるガスは、同じ固体による同じ力では引き付けられない（または吸着されない）。例えば、材料モレキュラーシーブは、前記材料モレキュラーシーブが所与の圧力で接触する場合、窒素（N2）と強く結合するものの、同じ圧力下で、酸素（O2）とは最小限に結合する。
【００４１】
前述の例から、吸着材料を有する容器内に、酸素含有ガス（例えば周囲空気）の少なくとも一つの成分（例えば窒素）が所与の圧力で流れ、前記容器は、別の成分よりも強く周囲空気の少なくとも一つの成分を引き寄せる吸着材料（例えば、シーブ床、例えばモレキュラーシーブ床、例えば酸素分離装置）、ならびに入口と出口を有し、前記少なくとも一つの成分は、モレキュラーシーブ材料（例えばゼオライト、例えば以下に示すようなLi-SXゼオライト、Na-Xゼオライト）により一部が吸着され、前記少なくとも一つの成分が容器内に留まり、前記成分の枯渇したガスの流れが、出口を介して流出されることは、明らかである。
【００４２】
周囲空気のような酸素（O2）および窒素（N2）を有する混合ガスが、圧力下で、酸素よりも窒素を強く引き付けるように構成された選定吸着材料を含む容器(シーブ床、酸素分離装置）を介して通過する場合、窒素の一部は、シーブ材料に吸着されるが、酸素は、酸素分離装置内に「フリー」なまま残る。前述のプロセスは、前記所与の酸素分離装置がいずれその最大吸着容量に達するため、所与の酸素分離装置において恒久的に続かないことは、当業者には明らかである。いったんこの閾値（すなわち最大吸着容量）に到達すると、吸着材料は、成分を吸着することができなくなり、窒素（被吸着ガス成分）は、酸素分離装置を介して、出口を通って流出する。そのような結果は、「ブレイクスルー」としても知られている。前述の状況では、吸着材料は、交換したり、「パージ」したりする必要がある。吸着材料のパージは、低圧でガスを流入させることにより行われ、吸着されたガス成分と吸着材料との間の化学的結合が弱められ、従って、吸着ガスが脱着され、または放出される。圧力スイング吸着は、通常、循環供給（または生成）と、酸素分離装置のパージとにより特徴づけられ、吸着材料を含む同じ酸素分離装置が、2回以上使用される。
【００４３】
通常、既知の酸素分離器は、2つの酸素分離装置を有し、これらは、循環4ステップのPSAプロセスを用いて、周囲空気のような酸素含有ガスから酸素濃縮ガスを生成する。既知の酸素分離器におけるこれらの4ステップの一例として、当業者は、酸素分離装置の各々で交互に実施される以下のものを把握することができる：
1-加圧および生成；第1の酸素分離装置に圧縮周囲空気が供給され、前記酸素分離装置から、酸素濃縮ガスが出力される。また、前記生成された酸素濃縮ガスの一部は、リザーバに保管される。一部の（または少しの）酸素濃縮ガスは、第2の酸素分離装置に向かって誘導され、前記一部は、第1と第2の酸素分離装置の間の誘導手段（例えば溝、ダクト、パイプ、管）におけるオリフィス（例えばパッシブフローコントローラ）のサイズによって定められる。
【００４４】
2-低圧に向かう圧力バランス；（加圧および生成フェーズで行われた）第1の酸素分離装置の圧力が低下し、各酸素分離装置のそれぞれの生成端（すなわち、酸素濃縮ガスがユーザへの供給のため流出される、酸素分離装置の側）と流体的に結合された誘導手段により、第1および第2の酸素分離装置の内部圧力の平衡化が行われる；
3-排気および酸素パージ；吸着材料内に吸着（または吸収）された窒素の吐出は、単にリザーバからの酸素濃縮ガスで構成された清浄化流（パージ流）により支援される。この酸素分離装置の圧力は、フェーズの最後における周囲圧力とほぼ等しい（例えば1atm）。
【００４５】
4-高い圧力に向かう圧力バランス；第2の酸素分離装置の圧力は、生成フェーズの準備のために高められ、第1の酸素分離装置は、いわゆるダウンバランス化される（前述のステップ2に記載されている）。
【００４６】
まとめると、酸素濃縮ガスは、循環的に2以上の酸素分離装置で、パージ、生成（または供給）、平衡化、および排出フェーズ（またはステップ）を交互に実施することにより、酸素含有ガスから生成される。この「供給」フェーズは、所与の時間において、一つの酸素分離装置によって加圧酸素濃縮ガスが生成され、保管され、ユーザに供給されるステップとして記載されている。また、この生成された酸素濃縮ガスを用いて、（圧縮周囲空気の流れを生成するため、ガス圧縮機により生成された圧力よりも低く、好ましくは窒素の選択吸着材料に対する吸着圧力よりも低い）低圧で、他の酸素分離装置を通気しても良い。後者の動作は、「パージ」ステップとしても知られている。制御装置により制御される、多くのフローコントローラは、通常、「供給」および「パージ」ステップを制御する。酸素分離装置におけるPSAサイクルの異なるフェーズが記載された一実施例は、相互に流体接続された2つの酸素分離装置に対して行われるが、一つの酸素分離装置で同じプロセスを実施しても良いことは、当業者には明らかである。前述の4つのフェーズは、同じ酸素分離装置において、循環的に実施される。
【００４７】
一例のシステムでは、サイクルの生成ステップにおいて、酸素含有ガスは、高圧供給（「供給」ステップ）での酸素分離装置への「インフロー」として供給され、窒素は、この装置内に吸着保持され、酸素濃縮ガスは、製品タンクまたは容器（生成側）に、流出「生成物」として収集される。サイクルの再生ステップでは、分離装置が再生され、すなわち、生成された酸素濃縮ガスの一部のようなパージガスが、例えば、低圧パージで装置に逆供給され、予め吸着された窒素が、排気として周囲環境に放出される（「パージ」ステップ）。好適な選択性吸着材料で充填された2つの分離装置が使用される場合、一つの装置は、「供給」ステップにあり、高圧で酸素濃縮ガスが生成される一方、他の装置は、低圧の「パージ」ステップにある。ある時間の後、それぞれに配置されたバルブが切り換えられ、両方の酸素分離装置は、その役割を変更する。
【００４８】
酸素分離装置のステップの変化のインターバル（すなわち、「供給」ステップから「パージ」ステップ、または「パージ」ステップから「供給」ステップ）において、「平衡化」ステップが生じ、2つの酸素分離装置の内圧が平衡化（バランス）される。そのような平衡化ステップを達成する方法は、これらの酸素分離装置が流体接続されたまま、酸素分離装置の任意の入口に誘導される酸素含有ガスの加圧流を止めることである。別の方法では、酸素分離装置が流体接続されたまま、酸素含有ガスの流れが、低圧で酸素分離装置の任意の入口に誘導される。圧力平衡は、2つの酸素分離装置のそれぞれの出口に結合された溝（例えば平衡化ダクト）により可能となる。より詳しくは、例えば、供給ステップの後、第1の装置に保管された圧縮空気のエネルギーの一部が、第2の装置を中間圧力まで加圧するため再利用されると、PSAサイクルサイクルの効率が高められる。このため、短い「平衡化」ステップが、作動サイクルの主要ステップの（一部の）間に挿入され、その間、前記平衡化ダクトにより、両装置が生成側（それぞれの出口）に接続される。
【００４９】
既知の酸素分離器（または酸素濃縮器）と同じ物理的特性に基づくものの、本発明による酸素分離器では、前述のような多くの利点が提案される。以下、図面を参照してこれを説明する。
【００５０】
図1には、本発明による酸素分離器の第1の実施例を概略的に示す。酸素分離器100は、ガス圧縮機145を有し、これは、例えば周囲空気のような酸素含有ガスを加圧して、酸素分離装置101（例えばシーブ床、またはモレキュラーシーブ床）に、圧縮酸素含有ガスの流れが提供されるように構成される。1または2以上の溝144（またはパイプ、またはダクト、またはチャネル、または管）が、ガス圧縮機145と酸素分離装置101との間に流体連通を提供するように構成される。前記1または2以上の溝144は、1または2以上のフィルタ（図示されていない）、および／または特に前記1または2以上の溝144内の酸素含有ガスの流れを測定する、1または2以上のセンサ（図示されていない）を有しても良い。前記溝144には、バルブ142（供給バルブ）が結合され、ガス圧縮機145と酸素分離装置101の間に配置され、別の溝140を介して酸素分離装置101に向かって誘導される圧縮酸素含有ガスの流れが制御される。前記バルブ142は、圧縮酸素含有ガスの流れを完全にブロックし、前記圧縮酸素含有ガスの前記流れを完全に可能にし、または前記圧縮酸素含有ガスの流れを部分的にブロックしても良い。
【００５１】
酸素生成フェーズ（例えば、前述の4つのフェーズ、例えばPSAフェーズ）に応じて、バルブ142は、予め定められた位置（開または閉、または部分的に開、または部分的に閉）にあり、ガス圧縮機145は、所定の強度の状態にされ、例えば酸素含有ガスの流れを圧縮する状態、またはオフの状態、または低強度（例えばアイドルモード）の状態にある。例えば、酸素分離装置101が生成フェーズにある場合（酸素濃縮ガスを生成するように構成される）、ガス圧縮機145は、オンモードにあり、これにより酸素濃縮ガスの流れが圧縮される。次に、圧縮酸素含有ガスは、この生成フェーズの場合、開の位置にあるバルブ142に到達するまで溝144内を流れ、前記圧縮酸素含有ガスの流れは、別の溝140を通り、酸素分離装置101に到達する。あるいは、酸素分離装置101がパージフェーズ（または清浄化フェーズ）にある場合、ガス圧縮機は、オフモードにあり、またはアイドルモード（または酸素含有ガスを圧縮しないモード、または酸素含有ガスを僅かに圧縮するモード）にあり、低圧の酸素含有ガスが、溝144を通り、閉状態にあるバルブ142まで誘導され、これにより、酸素含有ガスの酸素分離装置101へのアクセスが、（完全にまたは部分的に）ブロックされる。
【００５２】
別の溝144は、圧縮酸素含有ガスの流れを、酸素分離装置101（いわゆる供給側）に向かって誘導するように構成されるが、排気および／またはパージフェーズのような、別の酸素生成フェーズでは、酸素分離装置101からの低圧ガスの流れを誘導し、これが排気溝143により誘導され、酸素分離器100から排出（または排気）されるように構成される。排気溝143には、バルブ（排気バルブ）141が結合され、酸素分離器100から排出されるガスの流れが調整される。また、いったん供給バルブ142が開の位置になり、すなわち圧縮された酸素含有ガスの流れが酸素分離装置101に至ると、排気バルブ141は、閉の位置となり、圧縮酸素含有ガスの全体、または大部分が、酸素分離装置101に到達する。前述のような、供給およびパージフェーズにおけるバルブ141と142の対照的な状態は、図1に示すように、ダクト140を介して、バルブ141および142が相互に流体連通されている際に生じ、本願に記載の効果が得られる。
【００５３】
これに加えて、またはこれとは別に、当業者には、溝および／またはバルブの他の構成が想定され得る。一例としての実施例では、例えば、溝140に回転バルブが設置され、ガスの流れは、酸素分離装置101のフェーズに応じて、溝144と溝140の間、または溝143と溝140の間で、流体連通される。
【００５４】
酸素分離装置101は、その供給側で溝140と流体連通され、その生成側で溝119と流体連通される。溝119（生成物溝、または平衡化溝）は、酸素分離装置101からリザーバ121（または生成物貯蔵器）に向かって、濃縮酸素含有ガスの流れを誘導するように構成される。また、前記溝119は、酸素濃縮器100が2以上の酸素分離装置を有する場合、他の酸素分離装置と流体連通され、各酸素分離装置の2つの生成端部のそれぞれの間で、酸素濃縮ガスの流れが誘導されても良い。そのような流体連通は、これに限られるものではないが、酸素生成サイクルの少なくとも一つのサブフェーズの間、主に、2以上の酸素分離装置の内部圧力をバランス（または平衡化）させる効果を有する。
【００５５】
リザーバ121は、本発明にとって必須ではないが、これにより、当業者に明らかな多くの利点が提供される。すなわち、酸素分離装置101の酸素生成フェーズにかかわらず、供給溝122を介して、ユーザ123が酸素濃縮ガスを恒常的に利用することが可能となる。前記供給溝122は、フィルタ（図示されていない）、1または2以上のセンサ（図示されていない）、1または2以上の別のバルブ（図示されていない）を有しても良い。バルブ120（生成バルブ）は、酸素分離装置101とリザーバ121の間で、溝119に結合される。従って、そのようなバルブ120は、本発明による実施例において、リザーバ121が含まれない場合、不要となる（実施例は示されていない）。
【００５６】
酸素分離装置の内部体積の全体または一部は、吸着材料105を有する。図1に示された吸着材料105は、酸素分離器101の全容積を充填しているが、代わりに、前記吸着材料は、酸素分離器101の全内部体積の一部（または割合）を充填しても良い（例えば図7に示されている）。前記吸着材料105は、1または2以上の周囲空気の成分を吸着（吸収または吸着）するように構成され、好適実施例では、これは、窒素を吸着または吸収するように構成される。これに加えてまたはこれとは別に、吸着材料105は、水蒸気、アルゴン、汚染物質、および／または呼吸空気に認められ得る他の成分、を吸収または吸着するように構成されても良い。本発明に利用される好適な吸着材料の非限定的な例は、Li-LSXゼオライト、Na-Xゼオライト、炭素モレキュラーシーブ（CMS）、または金属有機構造体（MOF）である。
【００５７】
「Li-LSX」および「Na-X」は、いわゆる「ホージャサイト（FAU）」構造型を表すゼオライト（すなわち、アルミノシリケート）である。前述の化学式において、「X」は、単位セル当たりのアルミニウム（Al）原子の数を表し、ここで、4＜X≦96であることが好ましい。従って、前述の例では、「Na-X」は、金属としてナトリウム（Na）を有し、単位セル（x）当たり、77から96の間の数のAl原子を有するゼオライトである。「Li-LSX」は、金属としてリチウム（Li）を有するゼオライトである。ここで、広く慣例では、「LSX」、「低シリカゼオライトX」と称する。単位セル当たりのAl原子の数（x）は、通常、96である（前記とは異なり、Si/Al比＝1）。
【００５８】
酸素分離装置101は、さらに、少なくとも2つの制御可能なインターフェース110、112を有し、これらは、それぞれ、各溝119、140に結合される。酸素分離装置101の供給フェーズでは、制御可能なインターフェース110は、供給フェーズの間、溝140からの加圧酸素含有ガスの流れが、酸素分離装置101の容積に入り、酸素分離装置101の容積からの低圧ガスの流れが、溝140に入るように構成され、前記低圧ガスが酸素分離器100から排気される。
【００５９】
制御可能なインターフェース112は、パージフェーズの間、酸素分離装置101の容積からの（加圧）濃縮酸素含有ガスの流れが、溝119に入るように構成される。以下に示すように、本発明のある実施例では、前記制御可能なインターフェース112により、ガスの流れが酸素分離装置112に入り、例えば、リザーバ121からの酸素濃縮ガスの流れが、溝119を介して、酸素分離装置112に入る。
【００６０】
酸素分離装置101は、非酸素濃縮ガスの流れが、例えば酸素分離装置101の周囲から、酸素分離装置101の容積に入るようになる、別の制御可能なインターフェース111を有する。あるいは、前記別の制御可能なインターフェース111は、酸素分離装置101の容積からの非酸素濃縮ガスの流れを、酸素分離装置101の周囲に流れるようにする。両方の実施例は、図2および図7を参照して、以降でさらに説明される。
【００６１】
酸素分離器100は、さらに、プロセッサ175（または制御器、または制御ユニット、または処理ユニット、または制御もジュール）を有し、これは、酸素分離器100の異なる部材と電気的に接続される。ある実施例では、プロセッサ175は、酸素分離器100の1または2以上の以下の素子、すなわちガス圧縮機145、制御可能なインターフェース110、111、112、異なるバルブ142、141、120、センサ（図示されていない）、および酸素分離器100の他の任意の素子と、電気的に接続される。少なくとも、4つのPSA酸素生成フェーズは、酸素含有ガスから酸素濃縮ガスの生成のため、交互に実施される。
【００６２】
プロセッサ175に寄与する機能を提供するため、プロセッサ175は、1または2以上のモジュールを実行しても良い。1または2以上のモジュールは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェアおよび／もしくはファームウェアのある組み合わせ、ならびに／または他のもの、で実行されても良い。図1に示されているプロセッサ175は、単一の部材であるが、これは一例に過ぎない。ある実施例では、プロセッサ175は、複数の処理ユニット、またはモジュールを含んでも良い。これらの処理ユニットは、同じ装置（例えば酸素分離器100）内に物理的に配置されても良く、あるいはプロセッサ175は、協働で作動する複数の装置の処理機能を表しても良い。例えば、有線により、または無線（例えば、Wi-Fi、ブルーツース（登録商標）、NFC、または受信源と送信源のような2つのソースの間で情報を無線通信する、他の任意の手段）により、電気的通信がなされても良い。
【００６３】
図2には、本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示す。パージフェーズ（または清浄化フェーズ）中の状態が示されている。前述のように、パージフェーズは、シーブ材料205を「再生」するためのものであり、圧縮酸素含有ガスから酸素濃縮ガスが生成される生成フェーズに引き続き行われる。前述のように、そのような生成フェーズの間、シーブ材料205は、圧縮酸素含有ガスの少なくとも一つの成分を吸着（吸収または吸着）し、従って、前記シーブ材料205は、前記生成フェーズの終わりに向かって、飽和または飽和近傍に達する。前記生成フェーズは、吸着材料205のブレイクスルーの前に、停止（または終了、または完了）されることが好ましい。
【００６４】
前記フェーズ内では、ガス圧縮機245は、オフモードまたはアイドルモードにあり、溝244を介してバルブ242に誘導される酸素含有ガス（例えば周囲空気）は、未圧縮である（すなわち、ガス圧縮機245がオンモードにある場合よりも低圧である）。バルブ242は、閉止され、これにより酸素含有ガスが酸素分離装置201に到達することがブロックされる。バルブ220も閉止されており、これにより、リザーバ221内の酸素濃縮圧縮ガスが酸素分離装置201に到達することがブロックされる。ある実施例では、前記濃縮酸素含有ガスは、溝222を介して、リザーバ221からユーザ223に誘導され、あるいは前記リザーバ221に維持され、別の時間にユーザ223に提供されても良い。
【００６５】
酸素分離装置200の作動の間、吸着材料205は、（制御可能なインターフェース212が配置されている）酸素分離装置201の生成端部に向かう、または前記吸着材料205の生成側に向かう、圧縮酸素含有ガスの僅かの成分を吸収する。これにより、酸素濃縮ガスの純度が確保される。前述のように、吸着材料205の区画は、第2のインターフェースを介して、重要な量の非酸素濃縮ガスを受容すべきではない。ある成分が吸着材料205の一部に吸着され、これにより、汚染された濃縮酸素含有ガスが、以降の生成フェーズの間、有効にユーザ223に供給されるためである。従って、前述の制限のため、（必須ではないが、）パージフェーズの間、酸素濃縮ガスの流れは、非酸素濃縮ガスの流れとともに、酸素分離装置201に導入されることが好ましい。
【００６６】
この実施例では、非酸素濃縮ガス（非生成ガス、またはパージガス、または清浄化ガス）の容積は、酸素分離装置201の周囲環境（および／または酸素分離器200の周囲空気）から、制御可能なインターフェース211（例えば第2の制御可能なインターフェース211）を介して、酸素分離装置201に誘導される。未圧縮の非酸素濃縮ガスの流れは、酸素分離装置201の内部に比べて幾分過圧され（周囲圧力、周囲圧力を僅かに超える圧力、酸素分離装置の内部圧力を僅かに超える圧力）、これにより、吸着材料205が吸着成分を脱着する。例えば、僅かな過圧は、0.001から0.01bar（すなわち10から100mmH2O）の範囲の圧力であり、好ましくは0.002bar（すなわち20mmH2O）である。従って、生成フェーズにおいて、吸着材料205に吸着された酸素含有ガスの成分は、酸素分離装置201の容積内に放出され、酸素分離装置201の内側から、制御可能なインターフェース210（例えば第1の制御可能なインターフェース210）を介して、酸素分離装置201の外側に向かって誘導され、酸素含有ガスの脱着成分を含むガスの流れは、1または2以上の溝240、243により、酸素分離器200の外側に誘導される。このフェーズの間、バルブ241は、開にされ、第2の制御可能なインターフェース210を介して酸素分離装置から排出されるガスは、酸素分離器200から排気される。図2に示す矢印は、本発明のこの実施例によるパージフェーズ中のガスの流れを表している。
【００６７】
図2に示した実施例では、プロセッサ275は、酸素分離器200のある素子、例えば、1もしくは2以上のバルブを制御するように構成され、流体的接続により、酸素分離装置201の内側と外側の間で、ガスの流れが可能となる。酸素分離装置201の内側と外側の間のそのようなガスの流れは、第1の制御可能なインターフェース210、および（直接または間接的に）第2の制御可能なインターフェース211を介して流れる。プロセッサ275は、ここに記載の少なくともバルブ241、242、220、ならびに第1の制御可能なインターフェース210および第2の制御可能なインターフェース211を制御するように構成され、非酸素濃縮ガスの流れは、酸素分離装置201に流入し（清浄化流）、吸着材料205が再生される。前述の結果、非酸素濃縮ガスと、吸着材料205から脱着された1または2以上の成分との前記混合ガスは、第2の制御可能なインターフェース210を介して、酸素分離装置201から排気される。この実施例では、少なくともパージフェーズの間、制御可能なインターフェース211は、入口として機能するのに対して、制御可能なインターフェース210は、出口として機能する。
【００６８】
本実施例による制御可能なインターフェース211が制御可能なインターフェース210に対して異なる位置に配置されることは、当業者には明らかである。例えば、これに限られるものではないが、前記制御可能なインターフェース211は、制御可能なインターフェース212（例えば第3の制御可能なインターフェース）とともに用いられる。そのような実施例では、接続機構（例えば、回転バルブ、別の溝の接続および再接続手段（図示されていない））は、酸素分離装置201への非酸素濃縮含有ガスの流れを可能にするのに対して、酸素濃縮ガスは、リザーバ221に保持され、酸素分離装置201へのアクセスがブロックされ、または妨げられ、または制限される。あるいは、当業者には、本発明による使用に適した多くの機構が把握できるが、制御可能なインターフェース211は、示された制御可能なインターフェース212と併用され、非酸素濃縮ガスの容積は、酸素分離装置201の外部から、前記酸素分離装置201の内部に流れ、酸素濃縮含有ガスの容積は、リザーバ221から、前記酸素分離装置201の内部には流れない。
【００６９】
本発明の実施例では、制御可能なインターフェース211を介した酸素分離装置201への非酸素濃縮ガスの流れは、パッシブに生じ（図2に示されている）、またはアクティブに生じる（図4に示されている）。本発明の範囲では、追加のエネルギーが存在せず、ガスの流れの生成のため、いかなる追加の質量も投与されない場合、前記ガスの流れは、パッシブに生成される。この点、ガスの容積の移動は、2つの容積の間（例えば酸素分離装置201の外側と内側）の圧力差の結果として生じる。流体（液体、プラズマ、または気体）が、最大の圧力（例えば、bar単位）を有する容積から、最小の圧力を有する容積に向かって流れることは、良く知られている。
【００７０】
前述のような本実施例の利点の中でも、本発明による酸素分離器200の全エネルギー消費は、既知の酸素分離器に比べて抑制される。例えば、ガス圧縮機245は、パージフェーズの間、レストモード（オフモード、またはアイドルモード）にあり、これにより、変換されるエネルギーが抑制され、例えば、バッテリパックのようなエネルギー源（図示されていない）のサイズの抑制、酸素分離器200の自立性の向上（適切な時間）、同じエネルギー消費の場合の、ユーザ223が利用可能な酸素濃縮ガスの増加した生成量、または本願に示されたおよび／もしくは当業者には明らかな他の任意の利点の少なくとも一つが得られる。
【００７１】
図3には、本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示す。図には、パージフェーズ（または清浄化フェーズ）が示されている。図2に示した実施例と比較すると、図3に示した実施例では、パージフェーズの間、非酸素濃縮含有ガスの流れは、酸素分離装置内で、酸素濃縮含有ガスの流れと組み合わされる（または混合される）。図3に示した矢印は、本発明のこの実施例によるパージフェーズの間のガスの流れを表している。
【００７２】
この実施例では、プロセッサ375は、バルブ320を制御するように構成される。パージフェーズの間、酸素濃縮ガスの流れは、溝319を介して誘導され、制御可能なインターフェース312を介して、リザーバ321から酸素分離装置301に流れる。そのような酸素濃縮ガスの流れは、非酸素濃縮ガスの流れとともに、制御可能なインターフェース311を介して、酸素分離装置301に流入し、吸着材料305がパージ（または脱着、または清浄化）される。（生成フェーズ中に吸着材料305により吸着された）圧縮酸素含有ガスの吸着された成分は、吸着材料305から脱着され、それぞれ、制御可能なインターフェース312および311を介して、酸素濃縮ガスの混合ガスで構成される容積と、酸素分離装置301に導入された非酸素濃縮ガスの容積とが混合される。脱着成分の追加による、そのような混合ガスは、制御可能なインターフェース310を介して、酸素分離器301の外部に流れ、酸素分離器300から排気される。吸着材料305から成分が脱着される後続のパージフェーズにおいて、酸素分離装置301の容積内の混合ガスは、制御可能なインターフェース310を介して、酸素分離装置301から排出される。バルブ341は、開状態にあるため、ガスの流れは、溝340、343を介して、酸素分離器300の外部に誘導される。
【００７３】
この実施例では、バルブ320の状態は、酸素分離器300の構成に応じて異なるが、酸素濃縮ガスの容積は、パージフェーズの間、制御可能なインターフェース312を介して、酸素分離装置301に流入する。従って、生成フェーズにおいて酸素含有ガスから生じた酸素濃縮ガスが、同じ制御可能なインターフェース312から、排出される。
【００７４】
これに加えて、またはこれとは別に、酸素分離器300は、2以上の酸素分離装置301を有し、前記酸素分離装置は、それぞれの生成端部（すなわち、生成フェーズ中に酸素分離装置から酸素濃縮ガスが出力される側）を介して、流体連通されても良い。この実施例では、酸素濃縮ガスの流れは、各酸素分離装置のそれぞれの端部の間の流体連通を介して、酸素分離装置301に導入される。これに加えて、またはこれとは別に、リザーバ321からの流れを介して、酸素分離装置301に導入されても良い。
【００７５】
図3に示した実施例では、酸素分離装置が少なくとも3つの制御可能なインターフェース310、311、312を有することは明らかである。これらは、プロセッサ375を介して調整（あるいは制御）され、酸素分離装置301の外部から前記酸素分離装置301の内部、および酸素分離装置301の内部から前記酸素分離装置301の外部、へのガスの容積（流れ）の移動が可能となる。酸素分離装置301は、主として吸着材料305を有する中空の容器であり、前記酸素分離装置の外側は、周囲環境を有するように構成される。ただし、溝340、319、全ての他の部材（リザーバ321、バルブ342、341、320など）は、通常、酸素分離装置301の外部境界に配置される。
【００７６】
この実施例では、本発明により、酸素分離装置301の全ての制御可能なインターフェース310、311、312が、プロセッサ375により制御され、酸素分離装置301の酸素分離サイクルのフェーズに応じて、入口および／または出口として機能することが実証される。
【００７７】
本発明の範囲では、3つの制御可能なインターフェース310、311、312は、第1の制御可能なインターフェース、第2の制御可能なインターフェース、第3の制御可能なインターフェースと不明瞭に称されるが、少なくともこれらの一部は、併用され得る（本願に示されている）。
【００７８】
この実施例では、パージ流（または清浄化流）は、一部が非酸素濃縮ガス、および酸素濃縮ガスで構成され、患者323に供給され得る酸素濃縮ガスの生成量は、清浄化流として、すなわち酸素分離装置301の吸着材料のパージのため、単に酸素濃縮ガスのみを利用する既知の酸素濃縮器に比べて、有意に増加する。
【００７９】
図4には、本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示す。図には、パージフェーズ（または清浄化フェーズ）が示されている。この実施例では、アクティブな方法が示されており、ファン（換気装置、空気ブロワ、通気装置）414を介して、非酸素濃縮ガスの流れが生成される。あるいは、この実施例は、制御可能なインターフェース401に結合された真空ポンプ446を有し、酸素分離装置401の外側から内側への非酸素濃縮ガスの移動が生じても良い。図4に示した矢印は、本発明のこの実施例によるパージフェーズの間の、ガスの流れを表している。
【００８０】
2つの容積の間にガスの流れをアクティブに生成する手段414、446には、エネルギーの入力が必要であるが、本発明のこの実施例に示された手段は、ガス圧縮機に比べて、十分に小さなエネルギーしか必要としない。従って、エネルギー抑制の効果は維持される。また、前記手段414、446による追加の重量は、ガス圧縮機445に比べて無視できる。従って、本発明の使用が、酸素分離器の携帯性を限定したり、悪影響を及ぼしたりすることはない。
【００８１】
空気ブロワ、空気ポンプ、またはファン414は、酸素分離装置401に空気を供給し、分離装置401において空気圧力の小さな増加（過圧）を提供することに好適な、任意の種類の装置として理解される必要がある。空気ブロワ、空気ポンプ、およびファンと言う用語は、相互互換可能に使用され、明示的に示されていない限り、一つの参照は、他の参照も含み、あるいはその逆である。ファン414は、例えば、0.01から0.15bar（約100〜1500mmH2O）の範囲の、小さな過圧を提供できることが好ましい。作動時のファン414の最大空気流は、約12標準リットル／分（slpm）の間であることが好ましい。ある実施例では、空気ブロワ、空気ポンプ、またはファン414は、圧力が最大10％、または最大20％のオーダ（それぞれ、最大1136mmH2Oまたは最大2066mmH2Oの空気圧力上昇）で、酸素分離装置401における圧力を高めれば十分であるが、より高い圧力上昇を提供する空気ブロワ、空気ポンプ、またはファン414も想定される。従って、ファン414は、小さく、低電力消費であることが好ましいことは明らかである。また、空気ブロワ414は、ガス圧縮機に比べて十分に小さく、低消費電力であることは明らかである。
【００８２】
第1の実施例では、酸素分離器は、制御可能なインターフェース411と流体的に協働するファン414を有する。好適実施例では、溝413がファン411に結合され、非酸素濃縮ガスの流れは、酸素分離装置401の外側から、前記酸素分離装置401に誘導される。ファン414は、酸素分離器400の任意の他の部材に取り付けられ、結合され、または接続され、使用の際に、制御可能なインターフェース411に到達する非酸素濃縮ガスの容積が生成されるように構成されるため、前記溝413は、好適ではあるが、必須ではない。パージフェーズの間、制御可能なインターフェース411により、非酸素濃縮ガスの前記容積は、酸素分離装置401に流入し、非酸素濃縮ガスの過圧容積が、酸素分離装置401の外側から、前記酸素分離装置401の内側に向かって流れる。
【００８３】
また、図4に示した実施例は、プロセッサ475により制御可能なバルブ416を有する。前記バルブ416は、非酸素濃縮ガスの過圧された流れが、溝413を介して制御可能なインターフェース411に向かうように構成される。ある実施例では、前記バルブ416は、制御可能なインターフェース411を制御するプロセッサの手段であっても良い。本発明では、そのようなバルブ416は必須ではないことに留意する必要がある。当業者には、制御可能なインターフェース411を制御する他の配置も想定される。
【００８４】
使用の際、本実施例による制御可能なインターフェース411を介して、ファン414で生じた非酸素濃縮ガスの僅かに過圧された流れが、いったん、酸素分離装置401に流入すると、そのような非酸素濃縮ガスの容積は、（例えばリザーバ421における貯蔵の結果、既に幾分高い圧力で）制御可能なインターフェース412を介して流れる酸素濃縮ガスの容積と混合され、従って、吸着材料405がパージ、再生される。あるいは、前述のように、吸着材料405のパージは、制御可能なインターフェース411を介して流れる非酸素濃縮ガスの過圧流のみによって生じる。
【００８５】
あるいは、別の実施例では、真空ポンプ446が制御可能なインターフェース401に結合され、非酸素濃縮ガスの流れは、制御可能なインターフェース411を介して、酸素分離装置401の外側から、酸素分離装置401に流入する。この代替実施例では、使用の際に真空ポンプ446は、酸素分離装置401内に、減圧を生成し、前記減圧により、制御可能なインターフェース411が酸素分離装置401の外部と流体連通されると、流体力学の結果、非酸素濃縮ガスの容積が、酸素分離装置401の外側から、前記酸素分離装置401の内部に流れる。前記非酸素濃縮ガスの流れは、示されたものと同じ原理に基づき、吸着材料405をパージする。あるいは、前述のように、吸着材料405のパージは、それぞれ、制御可能なインターフェース411および制御可能なインターフェース412を介して、酸素分離装置401に流れる酸素濃縮ガスの容積の流れと混合された、非酸素濃縮ガスの流れによって、生じても良い。
【００８６】
図5には、本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示す。図には、パージフェーズ（または清浄化フェーズ）中の段階が示されている。この実施例は、リザーバ515（または非酸素濃縮ガスのリザーバ）を有し、これは、例えば、制御可能なインターフェース511と流体的に協働するタンク、入れ物、容器である。前記非酸素濃縮ガスのリザーバ515は、周囲空気、過圧周囲空気、または酸素分離装置501に流れる際の、吸着材料505の調整もしくは吸着に好適な、他の任意のガス（または過圧ガス）を有する。図5に示した矢印は、本発明のこの実施例によるパージフェーズの間のガスの流れを表している。
【００８７】
非酸素濃縮ガスのリザーバ515は、圧縮機545と流体連通され、非酸素濃縮ガスのリザーバ515内の非酸素濃縮ガスの容積は、ガス圧縮機545により加圧されても良い。本発明のエネルギー効率を維持するため、そのような加圧は、生成フェーズの間に生じることが好ましい（すなわち、制御可能なインターフェース510を介して、酸素分離装置501に供給するため、前記ガス圧縮機が酸素含有ガスを圧縮し、酸素濃縮ガスは、制御可能なインターフェース519を介して生成され出力される）。前記生成フェーズの間、制御可能なインターフェース511が閉止され、酸素分離装置501への非酸素濃縮ガスのいかなる導入も困難となることは、当業者には理解される。
【００８８】
また、図5に示された実施例は、プロセッサ545により制御可能なバルブ516を有し、これは、溝513を介して、非酸素濃縮ガスのリザーバ515から、制御可能なインターフェース511に向かってガスの流れが可能となるように構成される。
【００８９】
これに加えて、またはこれとは別に、図4を参照して示した種類のファン（図5には示されていない）が、図5に示した実施例に追加され、制御可能なインターフェース511を介して、および溝513により誘導されることにより、リザーバ515から酸素分離装置501への非酸素濃縮ガスの流れが確実に生じるようになる。
【００９０】
図6には、パージフェーズの間の、本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示す。この本発明による代替実施例では、酸素分離器600は、非酸素濃縮ガスの容積が、制御可能なインターフェース610を介して、酸素分離装置601に流れる一方、吸着材料605の脱着（または清浄化）の結果得られるガスが、制御可能なインターフェース611を介して、酸素分離装置601から排出され、酸素分離器600の周囲環境に排気されるように構成される。図6に示した矢印は、本発明のこの実施例によるパージフェーズの間のガスの流れを表している。
【００９１】
ある実施例では、溝640と流体連通された非酸素濃縮溝647が、非酸素濃縮ガスの流れを、制御可能なインターフェース610に向かって誘導するように構成される。パージフェーズの間、フローコントローラ（バルブなど）648により、非酸素濃縮ガスの流れは、制御可能なインターフェース610を介して、酸素分離装置601に流入される。非酸素濃縮ガスの容積は、吸着材料605の脱着を可能にし、非酸素濃縮ガスと、生成フェーズ中に吸着材料605により吸着されたガス成分との混合ガスを有するガスが、制御可能なインターフェース613を介して出力され、溝613を介して、酸素分離器600の周囲環境に誘導される。
【００９２】
この実施例では、パージフェーズの間、バルブ620により、リザーバ621に収容された酸素濃縮ガスの容積は、制御可能なインターフェース612を介して、酸素分離装置601に流入される。酸素分離装置601に導入される非酸素濃縮ガスの流れ、および酸素分離装置601に流入される酸素濃縮ガスの流れは、前記酸素分離装置601内で合流し（2つのガスの容積が導入、接触する）、非酸素濃縮ガス、酸素濃縮ガス、および酸素含有ガスの脱着成分の混合ガスからなる容積が、制御可能なインターフェース611を介して出力され、前述のように、酸素分離器600の周囲環境に排気される。
【００９３】
これに加えて、またはこれとは別に、溝647は、ファン（または換気装置、またはブロワ、または通気装置）（図示されていない）に結合され、非酸素濃縮ガスの過圧容積が生成されても良い。あるいは、溝613は、真空ポンプ（図示されていない）と結合され、制御可能なインターフェース611により出力される混合ガスの流れが形成される。
【００９４】
図7には、本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示す。制御可能なインターフェース711の最適な配置が示されている。前記制御可能なインターフェース711は、非酸素濃縮ガスの容積が、酸素分離装置701に流れるように、または、本発明による実施形態の一つに基づき、酸素分離装置701からのガスの容積が可能となるように、構成されることが理解される。
【００９５】
本願に示すように、パージフェーズの目的は、吸着材料705を清浄化（脱着、再生）することであり、前記制御可能なインターフェース711の最適配置は、酸素分離装置701の長さ、サイズ、または他の寸法に無関係である。ただし、前記酸素分離装置に収容される吸着材料705により、空間が充填されることが好ましい。
【００９６】
前述の記載、および図7に示すように、吸着材料705は、酸素分離装置701の内容積の一部のみを占めても良く、あるいは、前記内部容積全体を充填しても良い（図1乃至6に示されている）。領域706は、酸素分離装置706の、吸着材料を含まない容積を表しているが、酸素濃縮ガス、またはフィルタのような他の材料を含んでも良い。
【００９７】
この最適配置では、制御可能なインターフェース711は、制御可能なインターフェース710と制御可能なインターフェース712の間の、酸素分離装置の表面に配置され、好ましくは、生成フェーズの間、圧縮酸素含有ガスの流れを受容する吸着材料705の第1の側（または先端）と、前記生成フェーズの間、酸素濃縮ガスの流れが出力される吸着材料705の第2の側（または先端）の間の距離の、直線表示の約80％の位置に配置される。あるいは、制御可能なインターフェースは、吸着材料705の2つの側の間の前記距離の前記直線表示上の任意の位置、例えば、吸着材料705の前記第1の側と第2の側の間の前記直線表示の78％、75％、70％、60％、50％、45％の位置に、配置されても良い。あるいは、前述のように、制御可能なインターフェース711は、制御可能なインターフェース712とともに配置されても良い。
【００９８】
図8には、本発明による酸素分離器の別の実施例を概略的に示す。前記酸素分離器は、2つの酸素分離装置801A、801Bを有する。図8には、酸素分離装置801Bが生成モード（または生成フェーズ）にあり、他の酸素分離装置801Aがパージモード（パージフェーズ）にあるシステムの図が示されている。2つの酸素分離装置801A、801Bは、動作の循環モードで作動するため、前記装置がパージモードにある場合、すなわち、酸素生成サイクルのフェーズの一つにある場合、酸素分離装置801Ａの下記の説明は、酸素分離装置801Ｂにも適用されること、あるいはその逆のことが理解される。
【００９９】
酸素分離器800は、本発明による任意の実施例を有しても良い。例えばPSAプロセスでは、酸素分離器800は、2つの酸素分離装置801A、801Bを有し、フェーズ（例えば、前述の酸素生成サイクルの4つのフェーズ）は、交互の酸素分離装置で、連続的に実施される。前述のように、酸素分離装置801Bは、生成モードで示されているが、酸素生成サイクルの別の時間では、パージモードであっても良い。このモードの変化は、プロセッサ875により指令され、これによりバルブが変化し、ガス流が異なる溝により誘導されるように、異なるルートが使用される。
【０１００】
生成モードでは、酸素分離装置801Bは、プロセッサ845により、圧縮された酸素含有ガスを受容し、これは、開状態にあるバルブ842Bにより、前記酸素分離装置801Bに向かって誘導される。バルブ841Bは、閉止位置にある。圧縮された酸素含有ガスの流れは、制御可能なインターフェース810Bを通り、酸素分離装置801Bに入る。酸素分離装置801Bに進行すると、圧縮酸素含有ガスの容積は、吸着材料805Bと相互作用し、前記ガスの少なくとも一つの成分、例えば窒素が、吸着材料805Bによって吸着される。その結果、酸素濃縮ガスの容積は、制御可能なインターフェース811Bを介して、酸素分離装置801Bから出力される。このフェーズでは、制御可能なインターフェース811Bは、閉止され、非酸素濃縮ガスのいかなる容積も、前記オレフィス811Bを介して酸素分離装置801Bに入ることがブロックされる。
【０１０１】
図8に示すように、酸素濃縮ガスの容積の一部は、リザーバ821に向かって誘導され、前記酸素濃縮ガスの容積（パージ容積）の一部は、有意に少ない量が、酸素発生サイクルのパージフェーズにある、他の酸素分離装置801Aに向かって誘導される。酸素濃縮ガスのパージ容積（または清浄化容積）は、オリフィス860を有する溝861を介して誘導され、酸素濃縮ガスの前記パージ容積の圧力流が変化する。バルブ820Aは、閉止状態（またはほぼ閉止状態）にあるため、酸素濃縮ガスの前記パージ容積は、リザーバ823への導入がブロックされ、このため、制御可能なインターフェース812Aを介して、酸素分離装置801Aに導入される。これにより、対応する酸素濃縮ガスの流れが、同じパージフェーズの酸素分離器801Ａに入り、前述のような、吸着材料805Ａの再生が可能となる。従って、本発明によるいかなる実施例も、例えば、これに限られるものではないが、図1乃至7に示したものも、2つの酸素分離装置801A、801Bを有する酸素濃縮器800内で使用され得ることは、当業者には明らかである。
【０１０２】
あるいは、別の実施例では、溝861が除去され、濃縮酸素の容積は、リザーバ821から酸素分離装置801Aに誘導される。
【０１０３】
また、酸素分離器801A、801Bは、溝863を介して流体接続され、そのような溝は、バランスバルブ862を有しても良い。該バランスバルブ862は、プロセッサ875により制御され、例えば、各生成およびバージサイクルに続く、酸素生成サイクルの平衡化サブフェーズの間、酸素分離器801A、801Bのそれぞれの第2の端部の間の酸素濃縮ガスの流れが可能になる。そのような平衡化フェーズの間、両方の酸素分離器801A、801Bの内部圧力は、平衡化される（平衡に達する）。パージフェーズと同様、生成フェーズの間、バランスバルブ862は、閉止位置にされ、いかなるガスの容積も溝863内には流れない。
【０１０４】
前述のように、パージフェーズにある酸素分離器801Aは、前述の任意の実施例に組み込まれても良い。例えば、制御可能なインターフェース812Aを介して、酸素分離装置801Aに流れる酸素濃縮ガスの容積は、制御可能なインターフェース811Aを介して、酸素分離装置801Aに流れる非酸素濃縮ガスの過圧容積と接触する。両方の容積のそのような流れにより、吸着材料805Aがパージ（脱着、清浄化、再生）され、混合ガスが生成され、これは、制御可能なインターフェース810Aを介して酸素分離装置801Aから出力され、その後、酸素分離器800から排出される。従って、前記酸素分離装置801Aが、本発明の任意の実施例により構成され、制御可能なオリフィス811Aにより、酸素分離装置801Aの内側と外側の間で、非酸素濃縮ガスの容積が可能となることは、当業者には把握できる。
【０１０５】
図9には、本発明による酸素分離装置を制御する方法を表すブロック図を示す。
【０１０６】
ステップ（S1）は、少なくとも一つの酸素分離装置が提供されるステップで構成される。酸素分離装置は、
i）酸素含有ガスの少なくとも一つの成分を吸着する吸着材料、
ii）第1の制御可能なインターフェースおよび第2の制御可能なインターフェースを有し、酸素分離装置の外側と内側の間でガスの連通を制御する、少なくとも2つの制御可能なインターフェース、
を有する。提供される酸素分離装置は、本願に示した任意の実施例および／または別の実施例で構成されても良い。
【０１０７】
ステップ（S2）は、複数のフェーズ、特にパージフェーズが連続的に実行されるように、酸素分離器を制御するステップで構成される。前記フェーズは、通常、プログラムコードの形態の指令に基づいて、プロセッサにより実施される。
【０１０８】
ステップ（S3）は、少なくともパージフェーズの間、第1の制御可能なインターフェースと第2の制御可能なインターフェースの間で、ガスの流れが形成されるように、少なくとも2つの制御可能なインターフェースを制御するステップで構成される。
【０１０９】
ステップ（S4）は、パージフェーズの間、酸素分離装置の内側と非酸素濃縮ガスの容積の間で、流体的な結合が制御されるように、第2の制御可能なインターフェースを配置するステップおよび／または制御するステップで構成される。
【０１１０】
好適実施例では、前述の方法は、プロセッサにより処理され、全てのステップは、ユーザとの相互作用を必要とせず、プロセッサで実施されても良い。
【０１１１】
図面および前述の記載において、本発明について詳細に示し説明したが、そのような例示および記載は、一例であって、限定的なものではない。本発明は、開示の実施例に限定されるものではない。図面、詳細な説明、および添付の特許請求の範囲の研究から、請求された発明を実施する際に、当業者には、示された実施例に対する他の変更が把握され、実行できる。請求項において、「有する」と言う用語は、他の素子またはステップを排除するものではなく、「一つの」という不定冠詞は、複数を排除するものではない。単に、ある手段が複数の異なる従属請求項に記載されていることから、これらの手段の組み合わせが有意に使用できないと解してはならない。
【０１１２】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに、または他のハードウェアの一部として、供給される光学貯蔵媒体または固体媒体のような、好適な媒体に保管／頒布されても良い。ただし、これは、他の形態で、例えばインターネットまたは他の有線もしくは無線通信システムを介して、頒布されても良い。
【０１１３】
請求項におけるいかなる参照符号も、発明の範囲を限定するものと解してはならない。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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