(57)【要約】【課題】高濃度の酸素を効率よく取り出せる酸素濃縮装置を提供する。【解決手段】空気を圧縮するコンプレッサ２と、そのコンプレッサ２により圧縮された空気が供給され、その空気中から窒素を選択的に吸着する吸着剤が収納された第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂと、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂから酸素濃縮ガスを取り出す取出弁８と、取出弁８を介して第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂからの酸素濃縮ガスを溜める酸素タンク９とを備える。上記取出弁８は、酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂと酸素タンク９との間のガス流路を開くリリーフ弁である。【選択図】図１
2008195556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮するコンプレッサ(２)と、
上記コンプレッサ(２)により圧縮された空気が供給され、その空気中から窒素を選択的に吸着する吸着剤が収納された吸着容器と、
上記吸着容器内から酸素濃縮ガスを取り出す酸素濃縮ガス取出部と、
上記酸素濃縮ガス取出部を介して上記吸着容器からの上記酸素濃縮ガスを溜める酸素タンク(９)と
を備え、
上記酸素濃縮ガス取出部は、上記吸着容器からの上記酸素濃縮ガスの酸素濃度または上記酸素濃縮ガスの酸素濃度に関わる要素に基づいて、上記吸着容器と上記酸素タンク(９)との間のガス流路を開閉することを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項２】
請求項１に記載の酸素濃縮装置において、
上記酸素濃縮ガス取出部は、上記酸素濃縮ガスの酸素濃度に関わる要素としての上記酸素濃縮ガスの圧力に基づいて、上記吸着容器と上記酸素タンク(９)との間のガス流路を開閉することを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項３】
請求項２に記載の酸素濃縮装置において、
上記酸素濃縮ガス取出部は、上記酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに開くリリーフ弁(８)であることを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項４】
請求項３に記載の酸素濃縮装置において、
上記吸着容器は複数の吸着部(４Ａ,４Ｂ)を有し、
上記酸素濃縮ガス取出部の上記リリーフ弁(１５Ａ,１５Ｂ)は、上記複数の吸着部(４Ａ,４Ｂ)と上記酸素タンク(９)との間に夫々配設されていることを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項５】
請求項１に記載の酸素濃縮装置において、
上記酸素濃縮ガス取出部は、
上記吸着容器と上記酸素タンク(９)との間に配設された開閉弁(１６,１８Ａ,１８Ｂ)と、
上記吸着容器と上記開閉弁(１６,１８Ａ,１８Ｂ)との間のガス流路内の上記酸素濃縮ガスの圧力を検出する圧力センサ(１７,１９Ａ,１９Ｂ)と、
上記圧力センサ(１７,１９Ａ,１９Ｂ)により検出された上記酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに上記開閉弁(１６,１８Ａ,１８Ｂ)を開くように、上記開閉弁(１６,１８Ａ,１８Ｂ)を制御する開閉弁制御部(２０)と
を有することを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項６】
請求項１に記載の酸素濃縮装置において、
上記酸素濃縮ガス取出部は、
上記吸着容器と上記酸素タンク(９)との間に配設された開閉弁(１６,１８Ａ,１８Ｂ)と、
上記吸着容器と上記開閉弁(１６,１８Ａ,１８Ｂ)との間のガス流路内の上記酸素濃縮ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ(２２Ａ,２２Ｂ,２３)と、
上記酸素濃度センサ(２２Ａ,２２Ｂ,２３)により検出された上記酸素濃縮ガスの酸素濃度が所定濃度以上のときに上記開閉弁(１６,１８Ａ,１８Ｂ)を開くように、上記開閉弁(１６,１８Ａ,１８Ｂ)を制御する開閉弁制御部(２０)と
を有することを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項７】
請求項１に記載の酸素濃縮装置において、
上記酸素濃縮ガス取出部は、上記酸素濃縮ガスの酸素濃度に関わる要素として予め設定された酸素濃縮ガスの取り出し期間に基づいて、上記吸着容器と上記酸素タンク(９)との間のガス流路を開閉することを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の酸素濃縮装置において、
上記吸着容器は、第１吸着部(４Ａ)と第２吸着部(４Ｂ)とを有し、
上記第１吸着部(４Ａ)と上記コンプレッサ(２)とを接続するか、または、上記第２吸着部(４Ｂ)と上記コンプレッサ(２)とを接続するかを切り換えて、上記コンプレッサ(２)からの圧縮された空気を上記第１吸着部(４Ａ)または上記第２吸着部(４Ｂ)のいずれか一方に供給する第１切換部(３a,３b)と、
上記第１吸着部(４Ａ)と外部とを接続するか、または、上記第２吸着部(４Ｂ)と外部とを接続するかを切り換えて、上記第１吸着部(４Ａ)または上記第２吸着部(４Ｂ)のいずれか他方を減圧する第２切換部(３c,３d)と、
上記第１切換部(３a,３b)と上記第２切換部(３c,３d)を制御する切換制御部(２０)と
を備え、
上記切換制御部(２０)により上記第１切換部(３a,３b)と上記第２切換部(３c,３d)を制御することによって、上記第１吸着部(４Ａ)が上記コンプレッサ(２)に接続されて上記第２吸着部(４Ｂ)が上記外部に接続された状態と、上記第１吸着部(４Ａ)が上記外部に接続されて上記第２吸着部(４Ｂ)が上記コンプレッサ(２)に接続された状態とを交互に切り換えることを特徴とする酸素濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、酸素濃縮装置に関し、詳しくは空気中の窒素を吸着剤に吸着させて酸素濃縮ガスを生成する酸素濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸素濃縮装置としては、空気中の窒素を吸着剤に吸着させて酸素濃縮ガスを生成するＰＳＡ(Pressure Swing Adsorption；圧力スイング吸着)方式のものがある(例えば、特開２００２−２９１８９２号公報(特許文献１)参照)。
【０００３】
図８は上記ＰＳＡ方式の酸素濃縮装置のブロック図を示している。この酸素濃縮装置は、図８に示すように、防塵フィルタ１０１と、上記防塵フィルタ１０１を介して吸い込んだ空気を圧縮するコンプレッサ１０２と、上記コンプレッサ１０２の吐出側のガス流路に配設された制御弁１０３と、上記制御弁１０３を介してコンプレッサ１０２から供給された空気中の窒素を吸着する吸着剤が収納された第１吸着筒１０４Ａと、上記第１吸着筒１０４Ａの下流側のガス流路に配設された逆止弁１０５Ａと、上記制御弁１０３を介してコンプレッサ１０２から供給された空気中の窒素を吸着する吸着剤が収納された第２吸着筒１０４Ｂと、上記第２吸着筒１０４Ｂの下流側のガス流路に配設された逆止弁１０５Ｂと、上記第１,第２吸着筒１０４Ａ,１０４Ｂからの排気を制御弁１０３を介して排気するときに排気音を低減するための排気マフラ１０６と、第１,第２吸着筒１０４Ａ,１０４Ｂの下流側のガス流路間に配設されたパージ弁１０７と、上記第１,第２吸着筒１０４Ａ,１０４Ｂの下流側が逆止弁１０５Ａ,１０５Ｂを介して接続された酸素タンク１０９と、上記酸素タンク１０９からの酸素濃縮ガスを減圧する減圧弁１１０と、上記減圧弁１１０により減圧された酸素濃縮ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ１１１と、上記酸素タンク１０９から減圧弁１１０を介して供給される酸素濃縮ガスの流量を調整する流量調整器１１２と、上記流量調整器１１２により流量が調整された酸素濃度ガスを吐出するための吐出口カプラ１１３とを備えている。また、上記酸素濃縮装置は、制御弁１０３とパージ弁１０７とコンプレッサ１０２等を制御する制御部１２０とを備えている。
【０００４】
図９は上記酸素濃縮装置の第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す図である。図９において、横軸は時間(任意目盛)を表し、縦軸は吸着筒内圧力(任意目盛)を示しており、実線のグラフは第１吸着筒１０４Ａ内の圧力であり、点線のグラフは第２吸着筒１０４Ｂ内の圧力である。
【０００５】
また、図９に示すＴ１,Ｔ２,Ｔ３はそれぞれ、昇圧時間,均圧時間,濃縮酸素生成時間である。そして、実線と点線のグラフの交点間でかつ点線のグラフよりも実線のグラフが上の期間が、第１吸着筒１０４Ａから酸素タンク１０９に取り出される第１酸素取り出し期間であり、実線と点線のグラフの交点間でかつ実線のグラフよりも点線のグラフが上の期間が、第２吸着筒１０４Ｂから酸素タンク１０９に取り出される第２酸素取り出し期間である。
【０００６】
上記酸素濃縮装置は、圧縮空気を吸着剤入の第１,第２吸着筒１０４Ａ,１０４Ｂに通して吸着剤に窒素を吸着させることにより高濃度酸素を生成し、生成された酸素濃縮ガスを酸素タンク１０９に貯留した後に、吐出口カプラ１１３から高濃度酸素を供給する。上記第１,第２吸着筒１０４Ａ,１０４Ｂの吸着剤に吸着された窒素は、減圧により吸着剤から窒素を脱着させて、脱着させた窒素を含むガスを、制御弁１０３,排気マフラ１０６を介して外部に排気する。このように、第１,第２吸着筒１０４Ａ,１０４Ｂ内の吸着剤を用いた窒素の吸着と脱着を交互に行うサイクルが繰り返される。
【０００７】
しかしながら、上記酸素濃縮装置では、図９に示すように、第１,第２吸着筒１０４Ａ,１０４Ｂを通過した後の酸素濃縮ガスの酸素濃度にサイクル(吸着,脱着)内において高低差があり、酸素濃度の異なる酸素濃縮ガスが酸素タンク１０９に混合される。このため、吐出口カプラ１１３から供給される酸素濃度は、サイクル内における最高濃度ではなく、平均濃度となるため、高濃度の酸素を効率よく取り出せないという問題がある。
【特許文献１】特開２００２−２９１８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明の課題は、高濃度の酸素を効率よく取り出せる酸素濃縮装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明の酸素濃縮装置は、
空気を圧縮するコンプレッサと、
上記コンプレッサにより圧縮された空気が供給され、その空気中から窒素を選択的に吸着する吸着剤が収納された吸着容器と、
上記吸着容器内から酸素濃縮ガスを取り出す酸素濃縮ガス取出部と、
上記酸素濃縮ガス取出部を介して上記吸着容器からの上記酸素濃縮ガスを溜める酸素タンクと
を備え、
上記酸素濃縮ガス取出部は、上記吸着容器からの上記酸素濃縮ガスの酸素濃度または上記酸素濃縮ガスの酸素濃度に関わる要素に基づいて、上記吸着容器と上記酸素タンクとの間のガス流路を開閉することを特徴とする。
【００１０】
上記構成の酸素濃縮装置によれば、上記吸着容器において、コンプレッサから供給された圧縮空気中から窒素を選択的に吸着剤に吸着して酸素濃縮ガスを生成する。この酸素濃縮ガスの生成時に、吸着容器からの酸素濃縮ガスの酸素濃度に基づいて、酸素濃縮ガス取出部によって、吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路を開閉する構成とすることによって、酸素濃縮ガス生成時に酸素濃縮ガスの酸素濃度が低濃度から高濃度に変化するサイクルにおいて、高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク内に貯留するように吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路を開くことが可能となる。なお、酸素濃縮ガスの酸素濃度の代わりに、酸素濃縮ガスの酸素濃度に関わる要素として、例えば酸素濃縮ガスの圧力や、実験により得られた酸素濃縮ガスの取り出し期間(高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク内に貯留することが可能な期間)に基づいて、酸素濃縮ガス取出部により、高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク内に貯留するように吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路を開いてもよい。
【００１１】
このように、高濃度の酸素が酸素タンク内に貯留するので、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができる。また、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができるので、吸着容器内の圧力を低圧化でき、コンプレッサの負荷を下げて、消費電力を低減できる。
【００１２】
また、一実施形態の酸素濃縮装置では、上記酸素濃縮ガス取出部は、上記酸素濃縮ガスの酸素濃度に関わる要素としての上記酸素濃縮ガスの圧力に基づいて、上記吸着容器と上記酸素タンクとの間のガス流路を開閉する。
【００１３】
上記実施形態によれば、上記酸素濃縮ガスの圧力に基づいて、酸素濃縮ガス取出部により吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路を開閉することによって、吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路の開閉制御が容易にできる。
【００１４】
また、一実施形態の酸素濃縮装置では、
上記酸素濃縮ガス取出部は、上記酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに開くリリーフ弁である。
【００１５】
上記実施形態によれば、上記酸素濃縮ガス取出部に、酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに開くリリーフ弁を用いることによって、簡単な構成で吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路の開閉制御が容易にできる。
【００１６】
また、一実施形態の酸素濃縮装置では、
上記吸着容器は複数の吸着部を有し、
上記酸素濃縮ガス取出部の上記リリーフ弁は、上記複数の吸着部と上記酸素タンクとの間に夫々配設されている。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記複数の吸着部と酸素タンクとの間にリリーフ弁を夫々配設することによって、複数の吸着部と酸素タンクとの間に逆流防止のために配設されるべき逆止弁をなくすことができ、構成を簡略化できる。
【００１８】
また、一実施形態の酸素濃縮装置では、
上記酸素濃縮ガス取出部は、
上記吸着容器と上記酸素タンクとの間に配設された開閉弁と、
上記吸着容器と上記開閉弁との間のガス流路内の上記酸素濃縮ガスの圧力を検出する圧力センサと、
上記圧力センサにより検出された上記酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに上記開閉弁を開くように、上記開閉弁を制御する開閉弁制御部と
を有する。
【００１９】
上記実施形態によれば、上記圧力センサにより検出された酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに、吸着容器と酸素タンクとの間に配設された開閉弁を開くように、開閉弁制御部により開閉弁を制御するので、酸素濃度センサを用いることなく、安価な圧力センサにより酸素タンクの上流側のガス流路を開閉する開閉弁の制御ができる。また、リリーフ弁とは異なり、開閉弁を開閉するときの設定圧力を調整することが容易にでき、吸着容器内の吸着剤の経年変化などに応じて設定圧力の変更が可能となる。
【００２０】
また、一実施形態の酸素濃縮装置では、
上記酸素濃縮ガス取出部は、
上記吸着容器と上記酸素タンクとの間に配設された開閉弁と、
上記吸着容器と上記開閉弁との間のガス流路内の上記酸素濃縮ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、
上記酸素濃度センサにより検出された上記酸素濃縮ガスの酸素濃度が所定濃度以上のときに上記開閉弁を開くように、上記開閉弁を制御する開閉弁制御部と
を有する。
【００２１】
上記実施形態によれば、上記酸素濃度センサにより検出された酸素濃縮ガスの酸素濃度が所定濃度以上のときに、吸着容器と酸素タンクとの間に配設された開閉弁を開くように、開閉弁制御部により開閉弁を制御するので、高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク内に確実に貯留することが可能となる。
【００２２】
また、一実施形態の酸素濃縮装置では、上記酸素濃縮ガス取出部は、上記酸素濃縮ガスの酸素濃度に関わる要素として予め設定された酸素濃縮ガスの取り出し期間に基づいて、上記吸着容器と上記酸素タンクとの間のガス流路を開閉する。
【００２３】
上記実施形態によれば、例えば実験やシミュレーション等により得られた酸素濃縮ガスの取り出し期間(高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク内に貯留することが可能な期間)を予め設定して、その酸素濃縮ガスの取り出し期間に基づいて、酸素濃縮ガス取出部により吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路を開閉するので、圧力センサや酸素濃度センサ等を用いて電磁弁制御を行うことなく、簡単な構成で高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク内に確実に貯留することが可能となる。
【００２４】
また、一実施形態の酸素濃縮装置では、
上記吸着容器は、第１吸着部と第２吸着部とを有し、
上記第１吸着部と上記コンプレッサとを接続するか、または、上記第２吸着部と上記コンプレッサとを接続するかを切り換えて、上記コンプレッサからの圧縮された空気を上記第１吸着部または上記第２吸着部のいずれか一方に供給する第１切換部と、
上記第１吸着部と外部とを接続するか、または、上記第２吸着部と外部とを接続するかを切り換えて、上記第１吸着部または上記第２吸着部のいずれか他方を減圧する第２切換部と、
上記第１切換部と上記第２切換部を制御する切換制御部と
を備え、
上記切換制御部により上記第１切換部と上記第２切換部を制御することによって、上記第１吸着部が上記コンプレッサに接続されて上記第２吸着部が上記外部に接続された状態と、上記第１吸着部が上記外部に接続されて上記第２吸着部が上記コンプレッサに接続された状態とを交互に切り換える。
【００２５】
上記実施形態によれば、上記切換制御部により第１,第２切換部を制御することによって、第１吸着部がコンプレッサに接続されて第２吸着部が外部に接続された状態と、第１吸着部が外部に接続されて第２吸着部がコンプレッサに接続された状態とを交互に切り換える。そうすることにより、コンプレッサにより圧縮された空気中の窒素を吸着剤に吸着させて酸素濃縮ガスを生成する加圧工程と、減圧により吸着剤から脱着された窒素を含む排気ガスを外部に排気する減圧工程とを、第１吸着部と第２吸着部において交互に繰り返すので、連続して酸素濃縮ガスを生成することが可能となり、高濃度の酸素をさらに効率よく取り出すことができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上より明らかなように、この発明の酸素濃縮装置によれば、高濃度の酸素を効率よく取り出せる酸素濃縮装置を実現することができる。
【００２７】
また、一実施形態の酸素濃縮装置によれば、酸素濃縮ガスの圧力に基づいて、酸素濃縮ガス取出部により吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路を開閉することによって、吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路の開閉制御を容易に行うことができる。
【００２８】
また、一実施形態の酸素濃縮装置によれば、酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに開くリリーフ弁を酸素濃縮ガス取出部に用いることによって、簡単な構成で吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路の開閉制御を容易に行うことができる。
【００２９】
また、一実施形態の酸素濃縮装置によれば、上記吸着容器の複数の吸着部と酸素タンクとの間にリリーフ弁を夫々配設することによって、複数の吸着部と酸素タンクとの間に逆流防止のために配設されるべき逆止弁をなくすことができ、構成を簡略化できる。
【００３０】
また、一実施形態の酸素濃縮装置によれば、上記圧力センサにより検出された酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに、吸着容器と酸素タンクとの間に配設された開閉弁を開くように、開閉弁制御部により開閉弁を制御することによって、酸素濃度センサを用いることなく、安価な圧力センサにより酸素タンクの上流側のガス流路を開閉する開閉弁の制御ができると共に、開閉弁を開閉するときの設定圧力を調整することが容易にでき、吸着容器内の吸着剤の経年変化などに応じて設定圧力の変更が可能となる。
【００３１】
また、一実施形態の酸素濃縮装置によれば、酸素濃度センサにより検出された酸素濃縮ガスの酸素濃度が所定濃度以上のときに、吸着容器と酸素タンクとの間に配設された開閉弁を開くように、開閉弁制御部により開閉弁を制御することによって、高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク内に確実に貯留することが可能となる。
【００３２】
また、一実施形態の酸素濃縮装置によれば、予め設定された酸素濃縮ガスの取り出し期間(高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク内に貯留することが可能な期間)に基づいて、酸素濃縮ガス取出部により吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路を開閉することによって、圧力センサや酸素濃度センサ等を用いて電磁弁制御を行うことなく、簡単な構成で高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク内に確実に貯留することが可能となる。
【００３３】
また、一実施形態の酸素濃縮装置によれば、切換制御部により第１,第２切換部を制御して、第１吸着部がコンプレッサに接続されて第２吸着部が外部に接続された状態と、第１吸着部が外部に接続されて第２吸着部がコンプレッサに接続された状態とを交互に切り換えることによって、コンプレッサにより圧縮された空気中の窒素を吸着剤に吸着させて酸素濃縮ガスを生成する加圧工程と、減圧により吸着剤から脱着された窒素を含む排気ガスを外部に排気する減圧工程とを、第１吸着部と第２吸着部において交互に繰り返すので、連続して酸素濃縮ガスを生成することが可能となり、高濃度の酸素をさらに効率よく取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、この発明の酸素濃縮装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３５】
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態の酸素濃縮装置のブロック図を示している。この酸素濃縮装置は、呼吸器疾患患者等に対して高濃度酸素を提供する在宅酸素療法において用いられる。
【００３６】
この第１実施形態の酸素濃縮装置は、図１に示すように、外部から吸い込む空気中の塵を除去するための防塵フィルタ１と、上記防塵フィルタ１を介して吸い込んだ空気を圧縮するコンプレッサ２と、上記コンプレッサ２の圧縮空気が吐出される側のガス流路に配設された制御弁３と、上記制御弁３を介してコンプレッサ２から圧縮空気が供給され、その圧縮空気中の窒素を吸着する吸着剤が収納された吸着容器の第１吸着部の一例としての第１吸着筒４Ａと、上記第１吸着筒４Ａの下流側のガス流路に配設された逆止弁５Ａと、上記制御弁３を介してコンプレッサ２から供給された空気中の窒素を吸着する吸着剤が収納された吸着容器の第２吸着部の一例としての第２吸着筒４Ｂと、上記第２吸着筒４Ｂの下流側のガス流路に配設された逆止弁５Ｂと、上記第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂからの排気を制御弁３を介して排気するときに排気音を低減するための排気マフラ６と、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂの下流側のガス流路間に配設されたパージ弁７と、上記第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂの下流側が逆止弁５Ａ,５Ｂを介して一端に接続された酸素濃縮ガス取出部の一例としての取出弁８と、上記取出弁８の他端に接続された酸素タンク９と、上記酸素タンク９からの酸素濃縮ガスを減圧する減圧弁１０と、上記減圧弁１０により減圧された酸素濃縮ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ１１と、上記酸素タンク９から減圧弁１０を介して供給する酸素濃縮ガスの流量を調整するための流量調整器１２と、上記流量調整器１２により流量が調整された酸素濃縮ガスを人に提供するためのカニューラ(図示せず)が接続される吐出口カプラ１３とを備えている。また、上記酸素濃縮装置は、酸素濃度センサ１１からの検出信号を受けて、制御弁３とパージ弁７とコンプレッサ２等を制御する制御部２０とを備えている。
【００３７】
ここで、取出弁８は、ある一定圧力以上で開くリリーフ弁である。
【００３８】
また、上記制御弁３は、一端がコンプレッサ２に接続され、他端が第１吸着筒４Ａに接続された第１ポート３aと、一端がコンプレッサ２に接続され、他端が第２吸着筒４Ｂに接続された第２ポート３bと、一端が排気マフラ６に接続され、他端が第１吸着筒４Ａに接続された第３ポート３cと、一端が排気マフラ６に接続され、他端が第２吸着筒４Ｂに接続された第４ポート３dとを有する。上記第１ポート３aと第２ポート３bで第１切換部を構成し、第３ポート３cと第４ポート３dで第２切換部を構成している。
【００３９】
また、上記制御部２０は、マイクロコンピュータと入出力回路等からなり、制御弁３とパージ弁７とコンプレッサ２を制御する。上記制御部２０は、第１切換部と第２切換部を制御する切換制御部の機能を備えている。
【００４０】
上記構成の酸素濃縮装置において、制御部２０により、制御弁３の第１ポート３aと第４ポート３dを開き、第２ポート３bと第３ポート３cを閉じて、コンプレッサ２を運転する(第１吸着筒４Ａの加圧工程、第２吸着筒４Ｂの減圧工程)。そして、コンプレッサ２は、防塵フィルタ１を介して吸い込んだ空気を圧縮する。上記コンプレッサ２により圧縮された空気は、制御弁３の第１ポート３aを通って第１吸着筒４Ａにおいて加圧され、空気中の窒素を吸着剤に吸着させて高濃度酸素を生成する。上記第１吸着筒４Ａで生成された高濃度酸素は、逆止弁５Ａを通って、圧力が所定圧力以上となって開いた取出弁８を介して酸素タンク９に貯留する。そうして、酸素タンク９に溜めた酸素濃縮ガスは、減圧弁１０により減圧した後、流量調整器１２により流量が調整されて吐出口カプラ１３から吐出される。
【００４１】
このとき、第２吸着筒４Ｂ側は、減圧により吸着剤から窒素を脱着させて、脱着させた窒素を含むガスを、制御弁３の第４ポート３dと排気マフラ６を介して外部に排気する。
【００４２】
ここで、第１吸着筒４Ａの加圧工程中に、第２吸着筒４Ｂには、第１吸着筒４Ａで生成された高濃度酸素の一部がパージ弁７を介して供給され、第２吸着筒４Ｂ内の圧力を少し上げた状態で、制御部２０により、制御弁３の第２ポート３bと第３ポート３cを開き、第１ポート３aと第４ポート３dを閉じて、第２吸着筒４Ｂの加圧工程に切り換える。
【００４３】
このようにして、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の吸着剤を用いた窒素の吸着と脱着を交互に行うサイクルが繰り返される。
【００４４】
図６は上記酸素濃縮装置の第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の圧力変化を示す図である。図６において、横軸は時間(任意目盛)を表し、縦軸は吸着筒内の圧力(任意目盛)を示しており、実線のグラフは第１吸着筒４Ａ内の圧力であり、点線のグラフは第２吸着筒４Ｂ内の圧力である。
【００４５】
また、図６に示すＴ１,Ｔ２,Ｔ３はそれぞれ、昇圧時間,均圧時間,濃縮酸素生成時間である。そして、実線のグラフにおいて設定圧力よりも圧力が上の期間が、取出弁８が開いて第１吸着筒４Ａから酸素タンク９に取り出される第１酸素取り出し期間であり、点線のグラフにおいて設定圧力よりも圧力が上の期間が、取出弁８が開いて第２吸着筒４Ｂから酸素タンク９に取り出される第２酸素取り出し期間である。ここで、設定圧力は、取出弁８に用いたリリーフ弁が開く所定圧力のことである。
【００４６】
上記第１実施形態の酸素濃縮装置によれば、高濃度の酸素が酸素タンク９内に貯留するので、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができる。また、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができるので、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の圧力を低圧化でき、コンプレッサ２の負荷を下げて、消費電力を低減できる。
【００４７】
また、上記取出弁８を酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに開くリリーフ弁を酸素濃縮ガス取出部に用いることによって、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂと酸素タンク９との間のガス流路の開閉制御を容易に行うことができる。
【００４８】
また、上記制御部２０により制御弁３を制御することによって、第１吸着筒４Ａがコンプレッサ２に接続されて第２吸着筒４Ｂが外部に接続された状態と、第１吸着筒４Ａが外部に接続されて第２吸着筒４Ｂがコンプレッサ２に接続された状態とを交互に切り換える。そうして、コンプレッサ２により圧縮された空気中の窒素を吸着剤に吸着させて酸素濃縮ガスを生成する加圧工程と、吸着剤から脱着された窒素を含む排気ガスを外部に排気する減圧工程とを、第１吸着筒４Ａと第２吸着筒４Ｂにおいて交互に繰り返すことによって、連続して酸素濃縮ガスを生成することが可能となり、高濃度の酸素をさらに効率よく取り出すことができる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
図２はこの発明の第２実施形態の酸素濃縮装置のブロック図を示している。この第２実施形態の酸素濃縮装置は、取出弁を除いて第１実施形態の酸素濃縮装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００５０】
図２に示すように、第１吸着筒４Ａの下流側のガス流路に取出弁１５Ａを配設すると共に、第２吸着筒４Ｂの下流側のガス流路に取出弁１５Ｂを配設している。上記第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂからの酸素濃縮ガスは、取出弁１５Ａ,１５Ｂを介して酸素タンク９に貯留する。
【００５１】
ここで、取出弁１５Ａ,１５Ｂは、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ側が所定圧力以上になると開くリリーフ弁であり、この取出弁１５Ａ,１５Ｂで酸素濃縮ガス取出部を構成している。
【００５２】
この第２実施形態の酸素濃縮装置は、第１実施形態の酸素濃縮装置と同様に、図６に示す第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す。ここで、設定圧力は、取出弁１５Ａ,１５Ｂに用いたリリーフ弁が開く所定圧力のことである。
【００５３】
上記第２実施形態の酸素濃縮装置によれば、高濃度の酸素が酸素タンク９内に貯留するので、高濃度の酸素を効率よく取り出せる酸素濃縮装置を実現することができる。また、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができるので、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の圧力を低圧化でき、コンプレッサ２の負荷を下げて、消費電力を低減できる。
【００５４】
また、上記第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂと酸素タンク９との間に取出弁１５Ａ,１５Ｂとしてリリーフ弁を夫々配設することによって、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂと酸素タンク９との間に逆流防止のために配設されるべき逆止弁をなくすことができ、構成を簡略化できる。
【００５５】
〔第３実施形態〕
図３はこの発明の第３実施形態の酸素濃縮装置のブロック図を示している。この第３実施形態の酸素濃縮装置は、電磁弁と圧力センサを除いて第１実施形態の酸素濃縮装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００５６】
図３に示すように、第１吸着筒４Ａの下流側のガス流路に逆止弁５Ａを配設すると共に、第２吸着筒４Ｂの下流側のガス流路に逆止弁５Ｂを配設している。また、逆止弁５Ａ,５Ｂと酸素タンク９との間に開閉弁の一例としての電磁弁１６を配設し、その電磁弁１６の上流側かつ逆止弁５Ａ,５Ｂの下流側に圧力センサ１７を設けている。上記第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂからの酸素濃縮ガスを、逆止弁５Ａ,５Ｂと電磁弁１６を介して酸素タンク９に貯留する。
【００５７】
また、制御部２０は、圧力センサ１７により検出された電磁弁１６の上流側の圧力に基づいて電磁弁１６を制御する。上記電磁弁１６と圧力センサ１７および制御部２０で酸素濃縮ガス取出部を構成している。上記制御部２０は、電磁弁１６を制御する開閉弁制御部の機能を備えている。
【００５８】
図７は上記酸素濃縮装置の第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す図である。図７において、横軸は時間(任意目盛)を表し、縦軸は吸着筒内の圧力(任意目盛)を示しており、実線のグラフは第１吸着筒４Ａ内の圧力であり、点線のグラフは第２吸着筒４Ｂ内の圧力である。
【００５９】
また、図７に示すＴ１,Ｔ２,Ｔ３はそれぞれ、昇圧時間,均圧時間,濃縮酸素生成時間である。そして、実線のグラフにおいて設定圧力よりも圧力が上の期間が、電磁弁１６が開いて第１吸着筒４Ａから酸素タンク９に取り出される第１酸素取り出し期間であり、点線のグラフにおいて設定圧力よりも圧力が上の期間が、電磁弁１６が開いて第２吸着筒４Ｂから酸素タンク９に取り出される第２酸素取り出し期間である。
【００６０】
ここで、電磁弁１６を開く設定圧力は、制御部２０の演算により決定される。制御部２０では、圧力センサ１７により検出された電磁弁１６の上流側の圧力に基づいて、酸素濃縮ガスの酸素濃度を推測し、必要な酸素濃度が得られるように電磁弁１６を開く期間を求める。
【００６１】
上記第３実施形態の酸素濃縮装置によれば、高濃度の酸素が酸素タンク９内に貯留するので、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができる。また、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができるので、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の圧力を低圧化でき、コンプレッサ２の負荷を下げて、消費電力を低減できる。
【００６２】
また、上記圧力センサ１７により検出された酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂと酸素タンク９との間に配設された電磁弁１６を開くように、開閉弁制御部としての制御部２０により電磁弁１６を制御することによって、酸素濃度センサを用いることなく、安価な圧力センサ１７により酸素タンク９の上流側のガス流路を開閉する電磁弁１６の制御ができると共に、リリーフ弁とは異なり、電磁弁１６を開閉するときの設定圧力を調整することが容易にでき、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の吸着剤の経年変化などに応じて設定圧力の変更が容易にできる。
【００６３】
なお、圧力センサ１７により検出された酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上であっても、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂの高濃度酸素の供給能力は、吸着剤の能力等によって左右されるので、電磁弁１６の開時間が制限される場合もある。
【００６４】
〔第４実施形態〕
図４はこの発明の第４実施形態の酸素濃縮装置のブロック図を示している。この第４実施形態の酸素濃縮装置は、電磁弁と圧力センサを除いて第１実施形態の酸素濃縮装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００６５】
図４に示すように、第１吸着筒４Ａの下流側のガス流路に開閉弁の一例としての電磁弁１８Ａを配設すると共に、第２吸着筒４Ｂの下流側のガス流路に開閉弁の一例としての電磁弁１８Ｂを配設している。また、その電磁弁１８Ａの上流側かつ第１吸着筒４Ａの下流側に圧力センサ１９Ａを設けると共に、電磁弁１８Ｂの上流側かつ第２吸着筒４Ｂの下流側に圧力センサ１９Ｂを設けている。上記第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂからの酸素濃縮ガスは、電磁弁１８Ａ,１８Ｂを介して酸素タンク９に貯留する。
【００６６】
ここで、制御部２０は、圧力センサ１９Ａにより検出された電磁弁１８Ａの上流側の圧力および圧力センサ１９Ｂにより検出された電磁弁１８Ｂの上流側の圧力に基づいて電磁弁１８Ａ,１８Ｂを制御する。
【００６７】
この第４実施形態の酸素濃縮装置は、第３実施形態の酸素濃縮装置と同様に、図７に示す第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す。
【００６８】
上記第４実施形態の酸素濃縮装置によれば、高濃度の酸素が酸素タンク９内に貯留するので、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができる。また、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができるので、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の圧力を低圧化でき、コンプレッサ２の負荷を下げて、消費電力を低減できる。
【００６９】
また、上記圧力センサ１９Ａ,１９Ｂにより検出された酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上のときに、第１吸着筒４Ａと酸素タンク９との間および第２吸着筒４Ｂと酸素タンク９との間に夫々配設された電磁弁１８Ａ,１８Ｂを開くように、開閉弁制御部としての制御部２０により電磁弁１８Ａ,１８Ｂを制御することによって、酸素濃度センサを用いることなく、安価な圧力センサ１９Ａ,１９Ｂにより酸素タンク９の上流側のガス流路を開閉する電磁弁１８Ａ,１８Ｂの制御ができる。また、リリーフ弁とは異なり、電磁弁１８Ａ,１８Ｂを開閉するときの設定圧力を調整することが容易にでき、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の吸着剤の経年変化などに応じて設定圧力の変更が容易にできる。
【００７０】
なお、第３実施形態の酸素濃縮装置と同様に、圧力センサ１７により検出された酸素濃縮ガスの圧力が所定圧力以上であっても、電磁弁１６の開時間が制限される場合もある。
【００７１】
〔第５実施形態〕
図５はこの発明の第５実施形態の酸素濃縮装置のブロック図を示している。この第５実施形態の酸素濃縮装置は、電磁弁と酸素濃度センサを除いて第２実施形態の酸素濃縮装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００７２】
図５に示すように、第１吸着筒４Ａの下流側のガス流路に開閉弁の一例としての電磁弁１８Ａを配設すると共に、第２吸着筒４Ｂの下流側のガス流路に開閉弁の一例としての電磁弁１８Ｂを配設している。また、その電磁弁１８Ａの上流側かつ第１吸着筒４Ａの下流側に酸素濃度センサ２２Ａを設け、電磁弁１８Ｂの上流側かつ第２吸着筒４Ｂの下流側に酸素濃度センサ２２Ｂを設けている。上記第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂからの酸素濃縮ガスは、電磁弁１８Ａ,１８Ｂを介して酸素タンク９に貯留する。
【００７３】
ここで、酸素濃度センサ２２Ａにより検出された第１吸着筒４Ａからの酸素濃縮ガスの酸素濃度および酸素濃度センサ２２Ｂにより検出された第２吸着筒４Ｂからの酸素濃縮ガスの酸素濃度に基づいて、制御部２０により電磁弁１８Ａ,１８Ｂを制御する。
【００７４】
なお、酸素濃度センサ２２Ａ,２２Ｂを用いずに、酸素タンク９の下流側の酸素濃度センサ１１により検出された酸素タンク９からの酸素濃縮ガスの酸素濃度(平均酸素濃度)に基づいて、電磁弁１８Ａ,１８Ｂを制御してもよい。この場合、運転管理や安全対策等の目的で設けられている酸素濃度センサ１１を電磁弁の制御に兼用することにより、低コスト化が図れる。
【００７５】
この第５実施形態の酸素濃縮装置は、第３実施形態の酸素濃縮装置と同様に、図７に示す第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す。
【００７６】
上記第５実施形態の酸素濃縮装置によれば、高濃度の酸素が酸素タンク９内に貯留するので、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができる。また、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができるので、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の圧力を低圧化でき、コンプレッサ２の負荷を下げて、消費電力を低減できる。
【００７７】
また、酸素濃度センサ１１により検出された酸素濃縮ガスの酸素濃度が所定濃度以上のときに、第１吸着筒４Ａと酸素タンク９との間および第２吸着筒４Ｂと酸素タンク９との間に夫々配設された電磁弁１８Ａ,１８Ｂを開くように、開閉弁制御部としての制御部２０により電磁弁１８Ａ,１８Ｂを制御することによって、高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク９内に確実に貯留することが可能となる。
【００７８】
〔第６実施形態〕
図１０はこの発明の第６実施形態の酸素濃縮装置のブロック図を示している。この第６実施形態の酸素濃縮装置は、電磁弁と酸素濃度センサを除いて第１実施形態の酸素濃縮装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００７９】
図１０に示すように、第１吸着筒４Ａの下流側のガス流路に逆止弁５Ａを配設すると共に、第２吸着筒４Ｂの下流側のガス流路に逆止弁５Ｂを配設している。また、逆止弁５Ａ,５Ｂと酸素タンク９との間に開閉弁の一例としての電磁弁１６を配設し、その電磁弁１６の上流側かつ逆止弁５Ａ,５Ｂの下流側に酸素濃度センサ２３を設けている。上記第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂからの酸素濃縮ガスを、逆止弁５Ａ,５Ｂと電磁弁１６を介して酸素タンク９に貯留する。
【００８０】
また、制御部２０は、酸素濃度センサ２３により検出された電磁弁１６の上流側の酸素濃度に基づいて電磁弁１６を制御する。上記電磁弁１６と酸素濃度センサ２３および制御部２０で酸素濃縮ガス取出部を構成している。上記制御部２０は、電磁弁１６を制御する開閉弁制御部の機能を備えている。
【００８１】
なお、酸素濃度センサ２３を用いずに、酸素タンク９の下流側の酸素濃度センサ１１により検出された酸素タンク９からの酸素濃縮ガスの酸素濃度(平均酸素濃度)に基づいて、電磁弁１６を制御してもよい。この場合、運転管理や安全対策等の目的で設けられている酸素濃度センサ１１を電磁弁の制御に兼用することにより、低コスト化が図れる。
【００８２】
この第６実施形態の酸素濃縮装置は、第３実施形態の酸素濃縮装置と同様に、図７に示す第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す。
【００８３】
上記第６実施形態の酸素濃縮装置によれば、高濃度の酸素が酸素タンク９内に貯留するので、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができる。また、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができるので、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の圧力を低圧化でき、コンプレッサ２の負荷を下げて、消費電力を低減できる。
【００８４】
また、酸素濃度センサ２３により検出された酸素濃縮ガスの酸素濃度が所定濃度以上のときに電磁弁１６を開くように、開閉弁制御部としての制御部２０により電磁弁１６を制御することによって、高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク９内に確実に貯留することが可能となる。
【００８５】
また、酸素濃度センサ１１により検出された酸素濃縮ガスの酸素濃度が所定濃度以上のときに、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂと酸素タンク９との間に配設された電磁弁１６を開くように、開閉弁制御部としての制御部２０により電磁弁１６を制御することによって、高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク９内に確実に貯留することが可能となる。
【００８６】
〔第７実施形態〕
図１１はこの発明の第７実施形態の酸素濃縮装置のブロック図を示している。この第７実施形態の酸素濃縮装置は、圧力センサを除いて第３実施形態の酸素濃縮装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００８７】
図１１に示すように、第１吸着筒４Ａの下流側のガス流路に逆止弁５Ａを配設すると共に、第２吸着筒４Ｂの下流側のガス流路に逆止弁５Ｂを配設している。また、逆止弁５Ａ,５Ｂと酸素タンク９との間に開閉弁の一例としての電磁弁１６を配設している。上記第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂからの酸素濃縮ガスを、逆止弁５Ａ,５Ｂと電磁弁１６を介して酸素タンク９に貯留する。
【００８８】
また、制御部２０は、予め実験(またはシミュレーション等)によって得られた酸素取り出し期間に基づいて電磁弁１６の開閉を制御する。上記電磁弁１６および制御部２０で酸素濃縮ガス取出部を構成している。上記制御部２０は、電磁弁１６を制御する開閉弁制御部の機能を備えている。ここで、制御部２０は、電磁弁１６を開閉する期間の時間基準点は、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂの加圧工程と減圧工程を切り換える制御弁３の切換時としている。
【００８９】
この第７実施形態の酸素濃縮装置は、図１３に示す第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す。
【００９０】
上記第７実施形態の酸素濃縮装置によれば、高濃度の酸素が酸素タンク９内に貯留するので、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができる。また、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができるので、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の圧力を低圧化でき、コンプレッサ２の負荷を下げて、消費電力を低減できる。
【００９１】
また、予め実験によって得られた酸素取り出し期間に電磁弁１６を開くように、開閉弁制御部としての制御部２０により電磁弁１６を制御することによって、圧力センサや酸素濃度センサ等を用いて電磁弁制御を行うことなく、簡単な構成で高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク９内に確実に貯留することが可能となる。
【００９２】
〔第８実施形態〕
図１２はこの発明の第８実施形態の酸素濃縮装置のブロック図を示している。この第８実施形態の酸素濃縮装置は、圧力センサを除いて第４実施形態の酸素濃縮装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００９３】
図１２に示すように、第１吸着筒４Ａの下流側のガス流路に開閉弁の一例としての電磁弁１８Ａを配設すると共に、第２吸着筒４Ｂの下流側のガス流路に開閉弁の一例としての電磁弁１８Ｂを配設している。上記第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂからの酸素濃縮ガスは、電磁弁１８Ａ,１８Ｂを介して酸素タンク９に貯留する。
【００９４】
また、制御部２０は、予め実験(またはシミュレーション等)によって得られた酸素取り出し期間に基づいて電磁弁１８Ａ,１８Ｂの開閉を制御する。上記電磁弁１８Ａ,１８Ｂおよび制御部２０で酸素濃縮ガス取出部を構成している。上記制御部２０は、電磁弁１６を制御する開閉弁制御部の機能を備えている。ここで、制御部２０は、電磁弁１８Ａ,１８Ｂを開閉する期間の時間基準点は、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂの加圧工程と減圧工程を切り換える制御弁３の切換時としている。
【００９５】
この第８実施形態の酸素濃縮装置は、図１３に示す第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す。
【００９６】
上記第８実施形態の酸素濃縮装置によれば、高濃度の酸素が酸素タンク９内に貯留するので、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができる。また、高濃度の酸素を効率よく取り出すことができるので、第１,第２吸着筒４Ａ,４Ｂ内の圧力を低圧化でき、コンプレッサ２の負荷を下げて、消費電力を低減できる。
【００９７】
また、予め実験によって得られた酸素取り出し期間に電磁弁１６を開くように、開閉弁制御部としての制御部２０により電磁弁１６を制御することによって、圧力センサや酸素濃度センサ等を用いて電磁弁制御を行うことなく、簡単な構成で高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク９内に確実に貯留することが可能となる。
【００９８】
上記第１〜第８実施形態では、２つの第１,第２吸着筒を備えた酸素濃縮装置について説明したが、１または３以上の吸着筒を備えた酸素濃縮装置にこの発明を適用してもよい。
【００９９】
また、第１〜第８実施形態では、呼吸器疾患患者等に対して在宅酸素療法を行うために用いる酸素濃縮装置について説明したが、酸素濃縮装置はこれに限らず、高濃度の酸素を提供する全ての分野にこの発明を適用してもよい。
【０１００】
また、第１〜第４実施形態では、酸素濃縮ガスの酸素濃度に関わる要素の一例として酸素濃縮ガスの圧力に基づいて、酸素濃縮ガス取出部(８,１５Ａ,１５Ｂ,１６,１８Ａ,１８Ｂ)により、高濃度の酸素濃縮ガスのみを酸素タンク内に貯留するように吸着容器と酸素タンクとの間のガス流路を開いたが、酸素濃縮ガスの酸素濃度に関わる要素はこれに限らず、例えば窒素濃度センサを用いて酸素濃縮ガスの窒素濃度を検出し、検出された窒素濃度から酸素濃度を推定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の酸素濃縮装置のブロック図である。
【図２】図２はこの発明の第２実施形態の酸素濃縮装置のブロック図である。
【図３】図３はこの発明の第３実施形態の酸素濃縮装置のブロック図である。
【図４】図４はこの発明の第４実施形態の酸素濃縮装置のブロック図である。
【図５】図５はこの発明の第５実施形態の酸素濃縮装置のブロック図である。
【図６】図６は上記第１,第２実施形態の酸素濃縮装置の第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す図である。
【図７】図７は上記第３,第４,第５,第６実施形態の酸素濃縮装置の第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す図である。
【図８】図８は従来の酸素濃縮装置のブロック図である。
【図９】図９は上記酸素濃縮装置の第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す図である。
【図１０】図１０はこの発明の第６実施形態の酸素濃縮装置のブロック図である。
【図１１】図１１はこの発明の第７実施形態の酸素濃縮装置のブロック図である。
【図１２】図１２はこの発明の第８実施形態の酸素濃縮装置のブロック図である。
【図１３】図１３は上記第７,第８実施形態の酸素濃縮装置の第１,第２吸着筒内の圧力変化を示す図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１…防塵フィルタ
２…コンプレッサ
３…制御弁
４Ａ…第１吸着筒
４Ｂ…第２吸着筒
５Ａ,５Ｂ…逆止弁
６…排気マフラ
７…パージ弁
８,１５Ａ,１５Ｂ…取出弁
９…酸素タンク
１０…減圧弁
１１,２２Ａ,２２Ｂ,２３…酸素濃度センサ
１２…流量調整器
１３…吐出口カプラ
１７,１９Ａ,１９Ｂ…圧力センサ
１６,１８Ａ,１８Ｂ…電磁弁
２０…制御部
【図１】
2008195556.tif 000003
【図２】
2008195556.tif 000004
【図３】
2008195556.tif 000005
【図４】
2008195556.tif 000006
【図５】
2008195556.tif 000007
【図６】
2008195556.tif 000008
【図７】
2008195556.tif 000009
【図８】
2008195556.tif 000010
【図９】
2008195556.tif 000011
【図１０】
2008195556.tif 000012
【図１１】
2008195556.tif 000013
【図１２】
2008195556.tif 000014
【図１３】
2008195556.tif 000015