(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に、空気を圧縮するコンプレッサと、該コンプレッサで圧縮された空気から凝縮水を除去して溜めるドレンポッドと、該ドレンポッドを介して送られる空気から窒素を吸着・脱着する吸着剤が充填された複数の竪形の吸着筒と、これら吸着筒の出口側に接続され高濃度酸素を貯蔵するバッファタンクと、上記複数の吸着筒の吸着・脱着を切り替えるための切替バルブと、該切替バルブに接続され、上記いずれかの吸着筒で脱着された窒素を放出するためのサイレンサとを、収容して構成された酸素濃縮器において、
上記吸着筒内に充填される吸着剤の下方に圧縮空気中の水分を吸着して除去するための吸湿剤を充填し、上記ケーシング内の上部に上記吸着筒を配置し、該吸着筒の下方に上記切替バルブを配置し、該切替バルブよりも下側に上記サイレンサを水平に配置し、かつ上記吸着筒と上記切替バルブとを繋ぐ配管を略鉛直に形成すると共に上記切替バルブと上記サイレンサとを繋ぐ配管の少なくとも一部を略鉛直に形成し、上記ケーシングの底部から上記吸着筒の空気導入口の高さをｈ３、上記切替バルブの高さをｈ２、上記サイレンサの入口高さをｈ１、上記ドレンポッドの出口の高さをａ１、上記コンプレッサの吐出口高さをａ２としたとき、ｈ３＞ｈ２＞ｈ１、ａ２＞ａ１かつｈ２＞ａ１の条件を満たすように上記吸着筒、上記切替バルブ、上記サイレンサ、上記ドレンポッド、上記コンプレッサを上記ケーシング内に配置し、上記吸着筒から上記切替バルブを介して上記サイレンサを繋ぐ配管により該配管内の凝縮水を排出するための水分排出路を形成し、上記吸着筒の脱着時に上記バッファタンク内の高濃度酸素と吸着側の吸着筒の出口からの高濃度酸素を脱着側の吸着筒内に導入して上記吸着剤に吸着した窒素と上記吸湿剤に吸着した水分とを脱着させ、そのパージガスを上記水分排出路を通してサイレンサから水分と共に排出することを特徴とする酸素濃縮器。
【請求項２】
上記コンプレッサの吐出口と上記ドレンポッドを繋ぐ配管が略鉛直に形成され、ドレンポッドの出口と切替バルブのドレンポッド接続口とを繋ぐ配管は、流路の一部が切替バルブのドレンポッド接続口より下に位置するように形成される請求項１記載の酸素濃縮器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素吸着剤が充填された吸着筒に、圧縮空気を供給して高濃度酸素を製造する酸素濃縮器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸素濃縮器として、窒素を選択的に吸着するゼオライトなどの吸着剤を充填した複数本の吸着筒を備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、図４の酸素濃縮器９０では、コンプレッサ９１などで高圧の空気を吸着筒９２に流通し、空気中の窒素を吸着剤９３に吸着させて分離して、濃縮された酸素をバッファタンク９４に貯蔵する吸着工程と、切替バルブ９５により流路を切り替えて吸着筒９２の圧力を下げることで吸着した窒素を放出し吸着剤９３の再生を行う再生行程とを、複数本の吸着筒９２、９２で繰り返し行い、高濃度酸素を連続的に製造している。
【０００４】
吸着筒９２に送る圧縮空気は、大気中の水分を含んでいるので、コンプレッサ９１の出口にドレンポッド（ドレンポットともいう）９６などを設置して、凝縮した水分を除去する機構が採用されている。なお、ドレンポッドが設置されていない場合もある。
【０００５】
凝縮されずに蒸気として送られた水分は、吸着筒９２の上流に設置された吸湿剤９７で除去されるようになっている。なお、吸湿剤９７は、吸着筒９２の内部に配置される他に、外部に独立した吸湿筒内に配置される場合がある。
【０００６】
吸着剤９３を再生する際には、バッファタンク９４などからの濃縮された酸素で、吸着筒９２をパージするが、その際に発生する騒音を低減するために、パージガスの排気は、小型のサイレンサ９８を通じて行われる。
【０００７】
また、従来の酸素濃縮器９０では、コンプレッサ９１、ドレンポッド９６、サイレンサ９８、吸着筒９２、９２、切替バルブ９５がほぼ同一平面上に配置されていた。なお、図４は、酸素濃縮器９０を模式的に示したブロック図であり、高さ方向の配置が実際のものと異なる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３３４７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、圧縮空気中に含まれる水分は、コンプレッサ９１の出口に設置されたドレンポッド９６で、大部分が凝縮水として除去されるが、ドレンポッド９６で除去しきれなかった水分が、ドレンポッド９６から吸着筒９２までの配管内に凝縮する場合がある。
【００１０】
この原因としては、以下（ａ）−（ｃ）などが挙げられる。
【００１１】
（ａ）コンプレッサ９１の出口では、空気の温度が若干上昇しており、その加温された空気温度がドレンポッド９６の下流で下がり、ドレンポッド９６の出口で一部の水分が凝縮する。
【００１２】
（ｂ）ドレンポッド９６に溜まった水分が、ミスト状態で下流に飛散する。
【００１３】
（ｃ）室温の変化などにより、ドレンポッド９６に溜まった水分が再蒸発し、配管内で凝縮する。
【００１４】
窒素吸着剤９３に使用するゼオライトは、水分の吸着に弱いため、上述したように、吸着剤９３の上流に、吸湿剤９７（筒）を設置して、水分を極力除去する必要がある。
【００１５】
しかしながら、酸素濃縮器９０では、コンプレッサ９１、ドレンポッド９６、サイレンサ９８、吸着筒９２、９２、切替バルブ９５がほぼ同一平面上に配置されていることから、それらを繋ぐ配管はほぼ水平に延びるよう形成されている。
【００１６】
そのため、ドレンポッド９６から吸着筒９２に至る配管内で凝縮した水分は、吸着筒９２の再生運転時にはサイレンサ９８側に排出されるものの、吸着運転時にはコンプレッサ９１から送られる圧縮空気により搬送され吸着筒９２内に運ばれてしまう。その結果、吸着筒９２に流入した凝縮水により吸着剤９３が劣化してしまうという問題があった。
【００１７】
特に、酸素濃縮器９０の運転が、高湿環境で行われた場合は、吸着筒９２内へ運ばれる凝縮水の量、頻度が増すこととなり、吸着剤９３が劣化しやすいという問題があった。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、コンプレッサから吸着筒に至る配管内の凝縮水による吸着剤の劣化を防止できる酸素濃縮器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明は、ケーシング内に、空気を圧縮するコンプレッサと、該コンプレッサで圧縮された空気から凝縮水を除去して溜めるドレンポッドと、該ドレンポッドを介して送られる空気から窒素を吸着・脱着する吸着剤が充填された複数の竪形の吸着筒と、これら吸着筒の出口側に接続され高濃度酸素を貯蔵するバッファタンクと、上記複数の吸着筒の吸着・脱着を切り替えるための切替バルブと、該切替バルブに接続され、上記いずれかの吸着筒で脱着された窒素を放出するためのサイレンサとを、収容して構成された酸素濃縮器において、上記吸着筒内に充填される吸着剤の下方に圧縮空気中の水分を吸着して除去するための吸湿剤を充填し、上記ケーシング内の上部に上記吸着筒を配置し、該吸着筒の下方に上記切替バルブを配置し、該切替バルブよりも下側に上記サイレンサを水平に配置し、かつ上記吸着筒と上記切替バルブとを繋ぐ配管を略鉛直に形成すると共に上記切替バルブと上記サイレンサとを繋ぐ配管の少なくとも一部を略鉛直に形成し、上記ケーシングの底部から上記吸着筒の空気導入口の高さをｈ３、上記切替バルブの高さをｈ２、上記サイレンサの入口高さをｈ１、上記ドレンポッドの出口の高さをａ１、上記コンプレッサの吐出口高さをａ２としたとき、ｈ３＞ｈ２＞ｈ１、ａ２＞ａ１かつｈ２＞ａ１の条件を満たすように上記吸着筒、上記切替バルブ、上記サイレンサ、上記ドレンポッド、上記コンプレッサを上記ケーシング内に配置し、上記吸着筒から上記切替バルブを介して上記サイレンサを繋ぐ配管により該配管内の凝縮水を排出するための水分排出路を形成し、上記吸着筒の脱着時に上記バッファタンク内の高濃度酸素と吸着側の吸着筒の出口からの高濃度酸素を脱着側の吸着筒内に導入して上記吸着剤に吸着した窒素と上記吸湿剤に吸着した水分とを脱着させ、そのパージガスを上記水分排出路を通してサイレンサから水分と共に排出することを特徴とする。
上記コンプレッサの吐出口と上記ドレンポッドを繋ぐ配管が略鉛直に形成され、ドレンポッドの出口と切替バルブのドレンポッド接続口とを繋ぐ配管は、流路の一部が切替バルブのドレンポッド接続口より下に位置するように形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、コンプレッサから吸着筒に至る配管内の凝縮水による吸着剤の劣化を防止できるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】
本実施形態の酸素濃縮器は、ＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｗｉｎｇ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式により酸素を濃縮するＰＳＡ装置である。酸素濃縮器は、オゾン発生器や医療用酸素濃縮装置などに適用され、例えば、オゾン発生器の前段に設けられて該オゾン発生器に製造した高濃度酸素を供給する。
【００２５】
図１および図２に基づき本実施形態に係る酸素濃縮器の概略構造を説明する。
【００２６】
図１および図２に示すように、酸素濃縮器１は、ケーシング２内に、空気を圧縮するコンプレッサ３と、そのコンプレッサ３で圧縮された圧縮空気中の水分を除去するためのドレンポッド４と、窒素を吸着・脱着する吸着剤５１（図２参照）が充填された複数（図例では二つ）の吸着筒５、５と、それら吸着筒５、５の吸着・脱着（再生）を切り替えるための複数（図例では二つ）の切替バルブ６、６と、吸着筒５で濃縮（製造）された高濃度酸素を貯蔵するためのバッファタンク７と、該切替バルブ６に接続され脱着された窒素を放出するためのサイレンサ８と、これらの機器を繋ぐ配管類２１−２６とを収容して構成される。
【００２７】
図例では、ケーシング２は、上下方向が長い中空形状（例えば、ボックスもしくは筒体）を有する。なお、ケーシング２内には、図示しないオゾン発生器などを併せて収容することも考えられる。
【００２８】
コンプレッサ３は、ケーシング２内の上下方向の中間位置に配置される。具体的には、ケーシング２の側壁（図１の右壁）に、ほぼ水平に延びるコンプレッサ設置棚１２が設けられる。そのコンプレッサ設置棚１２の上面に、コンプレッサ３が防振部材３１などを介してボルト固定され、設置される。本実施形態のコンプレッサ３は、容積型コンプレッサ（例えば、電動ダイヤフラムコンプレッサ）である。コンプレッサ３の吐出口３２は吐出管２１を介してドレンポッド４に接続される。
【００２９】
そのドレンポッド４は、コンプレッサ３の下方に（図例では、ほぼ真下に）配置される。詳しくは後述するが、本実施形態では、ドレンポッド４が切替バルブ６、６よりも下側に配置される。
【００３０】
図例では、ドレンポッド４は、ケーシング２の底面（床面）に設置される。具体的には、ドレンポッド４は、上下に延びる筒体形状を有し、そのドレンポッド４の上部が、ケーシング２の底面から上方に延びる板状のドレンポッド支持部材１４に固定される。
【００３１】
ドレンポッド４の上部には、吐出管２１を介してコンプレッサ３に接続された入口４２と、ドレンポッド接続管２２を介して切替バルブ６、６に接続された出口４３とが設けられる。また、ドレンポッド４の下部には、貯留された凝縮水を排出するためのドレンパイプ４４が接続される。
【００３２】
吸着筒５は、上下に長い筒体形状を有し、ケーシング２内の上部に配置される。具体的には、コンプレッサ設置棚１２が設けられた側壁（右壁）と対向するケーシング２の側壁（図１の左壁）に、ほぼ水平に延びる吸着筒設置棚１５が設けられる。その吸着筒設置棚１５の上面に上方に延びる板状の吸着筒支持部材１６が設けられ、その吸着筒支持部材１６に、該吸着筒支持部材１６を挟み二つの吸着筒５、５が同じ高さ位置に並べて固定される。
【００３３】
図２に示すように、吸着筒５内には、圧縮空気中の窒素を吸着する吸着剤５１（合成ゼオライトなど）と、その吸着剤５１の下方（前段）に配置され圧縮空気中の水分を予め吸着して除去するための吸湿剤５２（活性アルミナなど）とが充填（収容）される。
【００３４】
図１に戻り、吸着筒５の下端には空気導入口５３が設けられ、その空気導入口５３が筒接続管２３を介して切替バルブ６に接続される。吸着筒５の上端には酸素取出口５４が設けられ、酸素取出口５４が取出管２５を介してバッファタンク７に接続される。
【００３５】
切替バルブ６、６は、吸着筒５、５ごとに設けられた３方バルブからなり、各吸着筒５、５の下方（図例では、ほぼ真下に）に各々配置される。具体的には、吸着筒設置棚１５の下方のケーシング２の側壁（図１の左壁）に、ほぼ水平に延びる切替バルブ設置棚１７が設けられる。その切替バルブ設置棚１７の上面に、二つの切替バルブ６、６が左右に並べて同じ高さで設置される。
【００３６】
切替バルブ６は、ドレンポッド接続管２２に接続されたドレンポッド接続口６１と、筒接続管２３に接続された筒接続口６２と、サイレンサ接続管２４に接続されたサイレンサ接続口６３とを有する。
【００３７】
切替バルブ６は、筒接続管２３を介して対応する吸着筒５に各々接続され、その吸着筒５の吸着時にドレンポッド接続口６１と筒接続口６２とを連通する吸着側に設定され、再生時に筒接続口６２とサイレンサ接続口６３とを連通する再生側に設定される。切替バルブ６は、例えば、ケーシング２内に収容された図示しないコントローラなどに接続されて、制御される。
【００３８】
サイレンサ８は、左右に延びる筒体形状を有し、切替バルブ６よりも下側に配置される。具体的には、切替バルブ設置棚１７の下方のケーシング２の側壁（図１の左壁）にほぼ水平に延びるサイレンサ設置棚１８が設けられ、そのサイレンサ設置棚１８の上面にサイレンサ８が固定され設置される。サイレンサ８は、サイレンサ接続管２４に接続された入口８１と、ケーシング２の側壁に形成された排気口（図示せず）に臨ませて設けられた出口８２とを有する。
【００３９】
バッファタンク７は、吸着筒５よりも上側に配置され、例えば、図示しないタンク支持部材により固定される。バッファタンク７と各吸着筒５とは、吸着筒５から各々延び集合部材２５１で集合された取出管２５で接続される。その取出管２５には、吸着筒５、５内の圧力を設定するためのオリフィス２５２、２５２（図２参照）が設けられる。バッファタンク７には、バッファタンク７から高濃度酸素を取り出してオゾン発生器（図示せず）などに供給するための酸素供給管２６が接続される。その酸素供給管２６には、圧力（または流量）を調整するためのレギュレータ２６１が設けられる。
【００４０】
ここで、本実施形態の酸素濃縮器１では、吸着筒５の空気導入口５３の下方に切替バルブ６の筒接続口６２を配置し、切替バルブ６のサイレンサ接続口６３よりも下側にサイレンサ８の入口８１を配置し、かつ吸着筒５の空気導入口５３と切替バルブ６の筒接続口６２とを繋ぐ配管（筒接続管２３）を略鉛直に形成すると共に切替バルブ６のサイレンサ接続口６３とサイレンサ８の入口８１とを繋ぐ配管（サイレンサ接続管２４）のすくなくとも一部を略鉛直に形成し、それら筒接続管２３、サイレンサ接続管２４により該配管２３、２４内の凝縮水を排出するための水分排出路１０を形成した。
【００４１】
すなわち、図２に示すように、吸着筒５の空気導入口５３の高さをｈ３、切替バルブ６のドレンポッド接続口６１の高さをｈ２、サイレンサ８の入口８１の高さをｈ１とすると、ｈ３＞ｈ２＞ｈ１となるように吸着筒５、切替バルブ６およびサイレンサ８が配置される。なお、切替バルブ６の各接続口６１−６３は高さがほぼ同じであるので、ｈ２は、切替バルブ６の筒接続口６２またはサイレンサ接続口６３の高さでもよい。
【００４２】
図１に戻り、筒接続管２３は、吸着筒５の空気導入口５３から下方に、ほぼ鉛直かつ直線状に延び下端部が水平方向に屈曲して切替バルブ６の筒接続口６２に接続される。
【００４３】
サイレンサ接続管２４は、各切替バルブ６のサイレンサ接続口６３から延びるサイレンサ接続枝管２４１と、それらサイレンサ接続枝管２４１を集合する集合部材２４２と、その集合部材２４２とサイレンサ８とを接続するサイレンサ接続本管２４３と備える。集合部材２４２は、サイレンサ８とほぼ同じ高さに配置される。サイレンサ接続枝管２４１は、切替バルブ６のサイレンサ接続口６３から下方に、集合部材２４２（サイレンサ８の入口８１）の高さまでほぼ鉛直、かつ直線状に延び、水平に屈曲して集合部材２４２に接続される。
【００４４】
また、本実施形態では、ドレンポッド４の出口４３が切替バルブ６のドレンポッド接続口６１よりも下側に配置される。すなわち、ドレンポッド４の出口４３の高さをａ１とすると、ｈ２（ドレンポッド接続口６１の高さ）＞ａ１となるように切替バルブ６およびドレンポッド４が配置される（図２参照）。なお、ドレンポッド４の入口４２と出口４３は高さがほぼ同じであるので、ａ１はドレンポッド４の入口４２の高さでもよい。
【００４５】
これらドレンポッド４の出口４３と切替バルブ６のドレンポッド接続口６１とを繋ぐ配管（ドレンポッド接続管２２）は、少なくとも流路の一部がドレンポッド４の出口４３および切替バルブ６のドレンポッド接続口６１よりも下側に位置するように、形成される。
【００４６】
具体的には、ドレンポッド接続管２２は、ドレンポッド４の出口４３に接続されたドレンポッド接続本管２２１と、そのドレンポッド接続本管２２１を分配する分配部材２２２と、その分配部材２２２と各切替バルブ６のドレンポッド接続口６１とを接続するドレンポッド接続枝管２２３と備える。分配部材２２２は、ドレンポッド４の出口４３および各切替バルブ６のドレンポッド接続口６１よりも下側に配置される。ドレンポッド接続枝管２２３は、切替バルブ６のドレンポッド接続口６１から下方に、分配部材２２２の高さまでほぼ鉛直、かつ直線状に延び、水平に屈曲して分配部材２２２に接続される。ドレンポッド接続本管２２１は、ドレンポッド４の出口４３から分配部材２２２まで下方に傾斜して延びる。
【００４７】
また、本実施形態では、コンプレッサ３の吐出口３２の下方にドレンポッド４の入口４２が配置され、かつそれらドレンポッド４の入口４２とコンプレッサ３の吐出口３２とを繋ぐ配管（吐出管２１）が略鉛直に形成される。
【００４８】
すなわち、コンプレッサ３の吐出口３２の高さをａ２とすると、ａ２＞ａ１（ドレンポッド４の出口４２の高さ）となるようにコンプレッサ３およびドレンポッド４が配置される（図２参照）。
【００４９】
吐出管２１は、コンプレッサ３の吐出口３２からドレンポッド４の入口４２の高さまでほぼ鉛直に延び下端部が屈曲してドレンポッド４の入口４２に接続される。
【００５０】
以上の筒接続管２３、サイレンサ接続管２４、ドレンポッド接続管２２、吐出管２１などの配管類２１−２６は、例えば、可撓性を有するチューブ材からなる。なお、これに限定されず、配管類は金属管など様々なものが考えられる。
【００５１】
次に、図２に基づき本実施形態の酸素濃縮器１の作用を説明する。
【００５２】
本実施形態の酸素濃縮器１では、コンプレッサ３からの圧縮空気を吸着筒５のいずれか一方に供給してその吸着筒５で圧縮空気中の窒素を吸着して酸素の濃縮を行い（吸着工程）、かつ他方の吸着筒５には圧縮空気の供給を停止して吸着筒５内の圧力を低下させて吸着剤５１の再生を行う（再生工程）。さらに、これら吸着工程を行う吸着筒５と再生工程を行う吸着筒５とを所定時間ごとに交互に切り替えることで、連続的に高濃度酸素を製造する。
【００５３】
まず、吸着工程について、図２の左側の吸着筒５を用いて説明する。
【００５４】
外部からコンプレッサ３に吸入された原料の空気は、そのコンプレッサ３で所定の吐出圧まで昇圧される。その昇圧された圧縮空気は、吐出管２１を通りドレンポッド４に導入され、そのドレンポッド４で除湿される。ドレンポッド４で除湿された圧縮空気は、ドレンポッド接続管２２と、吸着側に設定された切替バルブ６と、筒接続管２３とを順に通り、吸着筒５に導入される。
【００５５】
ここで、酸素濃縮器１の動作環境により、筒接続管２３で圧縮空気中の水分が凝縮（結露）することがある。
【００５６】
本実施形態では、吸着筒５を切替バルブ６よりも高い位置に設置し（ｈ３＞ｈ２）、かつそれらを繋ぐ筒接続管２３をほぼ鉛直に形成しているため、筒接続管２３の内壁に付着した凝縮水の水滴に高低差（ｈ３−ｈ２）による重力が働く。その重力により水滴が切替バルブ６に流れる、或いは、筒接続管２３内に留まることになる。すなわち、本実施形態では、筒接続管２３内を流れる圧縮空気による上向きの搬送力に対抗して、凝縮水に下向きに重力が働くため、凝縮水の吸着筒５への流入（上昇）が抑制されることになる。
【００５７】
このため、筒接続管２３内の凝縮水が吸着筒５に流入することがなく、吸着筒５には圧縮空気のみが導入される。その吸着筒５に導入された圧縮空気は、吸湿剤５２で除湿された後、吸着剤５１で窒素が吸着されて高濃度酸素となり、その高濃度酸素がバッファタンク７に貯蔵される。
【００５８】
次に、再生工程について、図２の右側の吸着筒５を用いて説明する。
【００５９】
再生工程では、吸着筒５への圧縮空気の供給が停止されると共に、吸着筒５内に、バッファタンク７（および／または吸着側の吸着筒５）から乾燥した高濃度酸素が導入される。導入された高濃度酸素により、吸着筒５内で吸着剤５１に吸着していた窒素と吸湿剤５２に吸着した水分とが脱着され、そのパージガスが、筒接続管２３と、脱着側に設定された切替バルブ６と、サイレンサ接続管２４とを順に通り、サイレンサ８から放出される。
【００６０】
この再生工程のとき、筒接続管２３内の凝縮水は、パージガスの流れによる下向きの搬送力と重力とにより切替バルブ６へと下降する。その凝縮水は、切替バルブ６からサイレンサ接続管２４内を通りサイレンサ８に送られる。
【００６１】
凝縮水がサイレンサ接続管２４内を通る際、サイレンサ接続枝管２４１の鉛直部分を通るとき筒接続管２３内と同様に、凝縮水はパージガスによる搬送力と高低差（ｈ２−ｈ１）による重力とで運ばれ、その他ではパージガスによる搬送力で運ばれる。
【００６２】
その後、凝縮水はパージガスと共にサイレンサ８から外部に放出される。このとき、パージガスが乾燥していることから凝縮水は基本的には蒸発してガスとして放出される。
【００６３】
このように、筒接続管２３とサイレンサ接続管２４とで形成された水分排出路１０によると、吸着時には凝縮水の吸着筒５への流入が抑制され、再生時には凝縮水の放出が促進される。
【００６４】
また、コンプレッサ３がドレンポッド４よりも高い位置に設置され（ａ２＞ａ１）、それらを繋ぐ吐出管２１がほぼ鉛直に形成されていることから、吐出管２１内で凝縮した凝縮水は、重力により積極的にドレンポッド４に運ばれることになる。
【００６５】
また、ドレンポッド４が切替バルブ６よりも下側に配置（ｈ２＞ａ１）されて高低差（ｈ２−ａ１）が設けられていることから、それらを繋ぐドレンポッド接続管２２内で凝縮した凝縮水は、ドレンポッド４から切替バルブ６に搬送され難くなる。
【００６６】
このように本実施形態では、上から順に吸着筒５、切替バルブ６、サイレンサ８を高さ方向にずらして配置し、それらを繋ぐ筒接続管２３およびサイレンサ接続管２４で水分排出路１０を形成することで、筒接続管２３およびサイレンサ接続管２４内の凝縮水が、吸着筒５内に流入してしまうのを抑制できると共に、その凝縮水を積極的にサイレンサ８から放出できる。その結果、コンプレッサ３から吸着筒５に至る配管内の凝縮水による吸着剤５１の劣化を防止できる。
【００６７】
また、ドレンポッド４を切替バルブ６よりも下側に配置することで、それらを繋ぐドレンポッド接続管２２内の凝縮水が、切替バルブ６側（吸着筒５側）に流れることを抑制できる。
【００６８】
また、コンプレッサ３の下方にドレンポッド４を配置し、それらを繋ぐ吐出管２１を略鉛直に形成することで、吐出管２１内の凝縮水を積極的にドレンポッド４に排出することができる。
【００６９】
以上要するに、吸着筒５の下流側の配管内の凝縮水が、吸着筒５側に運ばれるか、サイレンサ８側から排出されるかは、コンプレッサ３、ドレンポッド４、切替バルブ６、サイレンサ８、吸着筒５の機器配置により異なる。
【００７０】
本実施形態では、ドレンポッド４より下流の切替バルブ６を、ドレンポッド４より高い位置に配置し、吸着筒５を切替バルブ６より高い位置に配置し、サイレンサ８を切替バルブ６よりも低い位置に配置することで、ドレンポッド４より下流に凝縮した水分のほぼ全量を、サイレンサ８側から排出できる。
【００７１】
また、ドレンポッド４を、コンプレッサ３および切替バルブ６より低い位置に配置することで、さらに吸着剤５１の劣化防止の効果を高めることができる。
【００７２】
ここで、本実施形態の酸素濃縮器１の効果を確認するために、本実施形態の酸素濃縮器１と、図４の酸素濃縮器９０とで、運転時における凝縮水による吸着筒の重量増加を測定した。
【００７３】
また、測定では、ドレンポッドの有無の比較のために、ドレンポッド４を設置しない場合についても同様に、各機器を平面に配置したものと、高さ方向にずらして配置したものとで、吸着筒の重量増加を測定した。
【００７４】
測定条件は、ＰＳＡ筒数を２筒、１筒当たりの吸着剤５１の量を３８０ｇ、吸湿剤５２の量を２０ｇ（計４００ｇ）、吸着時の吸着筒５内の圧力（ＰＳＡ運転圧力）をゲージ圧で約０．１４ＭＰａ（Ｇ）、コンプレッサ３の供給空気流量（吐出流量）を１８Ｌ／ｍｉｎ、コンプレッサ３の入口（外気）の空気湿度を相対湿度６０％とした。
【００７５】
つまり、測定では、本実施形態の効果をより明瞭に確認するために、コンプレッサ３に吸入される原料の空気に、相対湿度６０％程度の高い湿度の空気を用いた。
【００７６】
測定は、吸着・再生の切替を１５ｓｅｃ間隔で行い、１回の運転時間を１５ｍｉｎとして繰り返し運転を行い、運転回数毎の吸着筒５の重量増加を測定し、その重量増加を吸着筒５に流入した水分量とみなした。
【００７７】
図３に運転回数（横軸）と吸着筒の重量増加分（縦軸）との関係を示す。図３において、○は本実施形態の酸素濃縮器、◆は図４の酸素濃縮器、▲は本実施形態の酸素濃縮器からドレンポッドを省略したもの、■は図４の酸素濃縮器からドレンポッドを省略したものの結果を各々示す。
【００７８】
図３に示すように、測定の結果、ドレンポッドを設置した場合、設置しない場合とも、機器を平面に配置した場合に比べて、高さ方向に高低差を設けて配置した方が、吸着筒５の重量増加が少なく、吸着筒５への水分の流入を抑制できていることが確認できた。
【００７９】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００８０】
例えば、ドレンポッド４を省略してもよい。
【００８１】
また、吸着筒５内の吸湿剤５２を、筒接続管２３（吸着筒５の前段）に設けた吸湿筒に充填するようにしてもよい。その場合、吸湿筒の高さを、切替バルブ６の高さｈ２よりも高く設定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、本発明に係る一実施形態による酸素濃縮器の側面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る酸素濃縮器の概略構成図である。
【図３】図３は、吸着筒に流入する水分量を説明するためのグラフである。
【図４】図４は、従来の酸素濃縮器の模式的なブロック図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  酸素濃縮器
２  ケーシング
３  コンプレッサ
５  吸着筒
６  切替バルブ
８  サイレンサ
１０  水分排出路
２３  筒接続管（吸着筒と切替バルブとを繋ぐ配管）
２４  サイレンサ接続管（切替バルブとサイレンサとを繋ぐ配管）
５１  吸着剤
【図１】
0005162983.tif 000002
【図２】
0005162983.tif 000003
【図３】
0005162983.tif 000004
【図４】
0005162983.tif 000005