(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中から窒素を選択的に吸着する吸着剤を含む１対の吸着室（２，３）と、
前記１対の吸着室（２，３）に空気を供給するコンプレッサ（１）と、
前記１対の吸着室（２，３）から酸素濃縮ガスを取出すガス取出手段と、
前記酸素濃縮ガスの取出量に応じて前記吸着室（２，３）への空気供給を停止する空気供給停止手段（２６）と、
前記空気供給停止手段（２６）により空気の供給が停止されたのに応じて前記コンプレッサ（１）内を減圧する減圧手段（２７，２７ａ，２７ｂ）と、
前記コンプレッサ（１）と前記１対の吸着室（２，３）とを結ぶガス流路を開閉する１対の入口弁（５，６）と、
前記１対の吸着室（２，３）からガスを排出するガス流路を開閉する１対の排気弁（７，８）とを備え、
前記減圧手段（２７ｂ）は、脱着工程後の一方の前記吸着室（３）に通じるガス流路を開閉する一方の前記入口弁（６）および前記排気弁（８）を開く入口弁・排気弁開閉制御手段（２５）を含む、酸素濃縮機。
【請求項２】
前記減圧手段（２７，２７ａ）は、前記コンプレッサ（１）に接続され該コンプレッサ（１）内の空気を排出するコンプレッサ排気弁（１１）を含む、請求項１に記載の酸素濃縮機。
【請求項３】
前記減圧手段（２７，２７ａ）は、前記酸素濃縮ガスの取出量に応じて前記コンプレッサ排気弁（１１）を開く時間を制御するコンプレッサ排気弁開閉制御手段（２８）を備える、請求項２に記載の酸素濃縮機。
【請求項４】
空気中から窒素を選択的に吸着する吸着剤を含む１対の吸着室（２，３）と、
前記１対の吸着室（２，３）に空気を供給するコンプレッサ（１）と、
前記１対の吸着室（２，３）から酸素濃縮ガスを取出すガス取出手段と、
前記酸素濃縮ガスの取出量に応じて前記吸着室（２，３）への空気供給を停止する空気供給停止手段（２６）と、
前記空気供給停止手段（２６）により空気の供給が停止されたのに応じて前記コンプレッサ（１）内を減圧する減圧手段（２７，２７ａ，２７ｂ）と、
前記コンプレッサ（１）と前記１対の吸着室（２，３）とを結ぶ第１ガス流路と、前記１対の吸着室（２，３）からガスを排出する第２ガス流路とを開閉する切換弁（１２）とを備え、
前記切換弁（１２）は、前記吸着室（２，３）への空気の供給を停止する空気供給停止弁（１２ａ）を含み、
前記減圧手段（２７）は、前記空気供給停止弁（１２ａ）に設けられ前記コンプレッサ（１）と前記第２ガス流路とを接続して前記コンプレッサ（１）内の空気を排出するコンプレッサ排気通路（１３）を含む、酸素濃縮機。
【請求項５】
前記減圧手段（２７，２７ａ，２７ｂ）の作動時に前記コンプレッサ（１）に印加する電圧値を下げる電圧制御手段（２９）を備える、請求項１から４のいずれかに記載の酸素濃縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、呼吸器疾患患者等に対して在宅酸素療法を行なうための酸素濃縮機に関し、特に空気中の窒素を吸着剤に吸着させて分離し、濃縮した酸素を含む製品ガスを取出す圧力変動吸着型（ＰＳＡ）酸素濃縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＳＡ型酸素濃縮機は、空気中から窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を含む吸着室と、吸着室に空気を供給するコンプレッサと、吸着室から取出された酸素濃縮ガスを貯留するガス貯留手段と、ガス貯留手段から酸素濃縮ガスを取出すガス取出手段とを備える。
【０００３】
酸素濃縮機からの製品ガス取出流量は、使用者によって適宜調節される。たとえば、１リットル／分で取出される場合もあれば、３リットル／分で取出される場合もある。
【０００４】
従来から提供されている一般的な酸素濃縮機においては、製品ガスの最大取出流量に対応できるようにコンプレッサ能力を最大取出流量に合わせて設定していた。コンプレッサは、製品ガス取出流量の大小にかかわらず、設定された能力のままで連続運転される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように製品ガス取出流量が少ない場合（たとえば３リットル／分以下）においてもコンプレッサ能力は一定であるため、製品ガス取出流量が少ないときにはコンプレッサは過剰能力で運転されることになる。つまり、過剰電力が消費されたことになる。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。この発明の目的は、酸素濃縮機の消費電力を低減することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の酸素濃縮機は、１対の吸着室と、コンプレッサと、ガス取出手段と、空気供給停止手段と、減圧手段とを備える。１対の吸着室は、空気中から窒素を選択的に吸着する吸着剤を含む。コンプレッサは、１対の吸着室に空気を供給する。ガス取出手段は、１対の吸着室から酸素濃縮ガスを取出す。空気供給停止手段は、酸素濃縮ガスの取出量に応じて吸着室への空気供給を停止する。減圧手段は、空気供給停止手段により空気の供給が停止されたのに応じてコンプレッサ内を減圧する。
【０００８】
上記のように空気供給停止手段を備えることにより、ガスの取出量が少ない場合に吸着室への空気供給を停止できる。このとき、減圧手段を備えることにより、空気の供給停止中にコンプレッサ内を減圧できる。それにより、コンプレッサを低負荷で運転でき、消費電力低減が図れる。
【０００９】
請求項２に記載の酸素濃縮機では、上記減圧手段は、コンプレッサに接続され該コンプレッサ内の空気を排出するコンプレッサ排気弁を含む。
【００１０】
このようにコンプレッサ排気弁を備えることにより、コンプレッサ内の空気をたとえば大気中に直接排出することができる。この場合には、コンプレッサを無負荷状態で運転でき、消費電力を大幅に低減することができる。
【００１１】
請求項３に記載の酸素濃縮機では、上記減圧手段は、酸素濃縮ガスの取出量に応じてコンプレッサ排気弁を開く時間を制御するコンプレッサ排気弁開閉制御手段を備える。
【００１２】
このコンプレッサ排気弁開閉制御手段を備えることにより、酸素濃縮ガス（製品ガス）の取出量に応じてコンプレッサ排気弁を開く時間を制御でき、より効果的に消費電力低減が図れる。
【００１３】
請求項１に記載の酸素濃縮機は、コンプレッサと１対の吸着室とを結ぶガス流路を開閉する１対の入口弁と、１対の吸着室からガスを排出するガス流路を開閉する１対の排気弁とを備える。そして、上記減圧手段は、脱着工程後の一方の吸着室に通じるガス流路を開閉する一方の入口弁および排気弁を開く入口弁・排気弁開閉制御手段を含む。
【００１４】
この入口弁・排気弁開閉制御手段により脱着工程後の吸着室側の入口弁および排気弁を開くことができ、それらを通してコンプレッサ内の空気を排出できる。つまり、上記入口弁および排気弁を減圧手段として使用することができる。この場合にも、コンプレッサを低負荷で運転でき、消費電力低減が図れる。なお、上記コンプレッサ排気弁と上記入口弁および排気弁を併用してもよく、この場合には効率的にコンプレッサ内を減圧でき、より一層の消費電力低減が図れる。
【００１５】
請求項４に記載の酸素濃縮機は、コンプレッサと１対の吸着室とを結ぶ第１ガス流路と、１対の吸着室からガスを排出する第２ガス流路とを開閉する切換弁を備える。この切換弁は、吸着室への空気の供給を停止する空気供給停止弁を含む。このとき、上記減圧手段は、空気供給停止弁に設けられコンプレッサと第２ガス流路とを接続してコンプレッサ内の空気を排出するコンプレッサ排気通路を含む。
【００１６】
このように切換弁が空気供給停止弁を含むことにより、切換弁を切換操作して吸着室への空気の供給を停止することができる。ここで、空気供給停止弁にコンプレッサ排気通路を設けることにより、このコンプレッサ排気通路を通してコンプレッサ内の空気を排出することができる。つまり、吸着室への空気の供給停止中に、コンプレッサ内を減圧できる。それにより、上述の場合と同様に、消費電力低減が図れる。
【００１７】
請求項５に記載の酸素濃縮機は、減圧手段の作動時にコンプレッサに印加する電圧値を下げる電圧制御手段を備える。
【００１８】
このように電圧制御手段を備えることにより、減圧手段の作動時にコンプレッサに印加する電圧値を下げることができる。それにより、さらに効果的に消費電力低減が図れる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１８を用いて、この発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における酸素濃縮機の概略構成図である。図１に示すように、酸素濃縮機は、コンプレッサ１と、第１吸着筒２と、第２吸着筒３と、アキュムレータタンク４と、入口弁５，６と、排気弁７，８と、加圧弁９と、チェック弁１０と、コンプレッサ排気弁１１とを備える。
【００２１】
第１吸着筒２および第２吸着筒３は、それぞれ、空気中から窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を含む。コンプレッサ１は、モータによって駆動され空気を第１吸着筒２および第２吸着筒３に供給する。第１吸着筒２および第２吸着筒３から取出された酸素濃縮ガスは、アキュムレータタンク４に貯留される。このアキュムレータタンク４に貯留された酸素濃縮ガスは、図示していないガス取出手段によって製品ガス（酸素）として取出される。
【００２２】
入口弁５および６は、それぞれ、コンプレッサ１と第１および第２吸着筒２，３を結ぶガス流路を開閉する。排気弁７および８は、それぞれ、第１および第２吸着筒２，３からガスを排出するガス流路を開閉する。加圧弁９は、第１吸着筒２と第２吸着筒３とを結ぶガス流路を開閉する。チェック弁１０は、第１および第２吸着筒２，３から取出された所定圧のガスがアキュムレータタンク４へ向かって流れるのを許容するが、逆方向への流れを禁止する。
【００２３】
コンプレッサ排気弁１１は、コンプレッサ１と接続され、コンプレッサ１内の空気を外部に放出する。このコンプレッサ排気弁１１を備えることにより、コンプレッサ１の運転中にコンプレッサ１内の空気を外部に排出することができ、コンプレッサ１を低負荷で運転できる。たとえば、コンプレッサ排気弁１１を開くことによってコンプレッサ１を大気開放した場合には、コンプレッサ１を無負荷で運転でき、大幅な消費電力低減が図れる。
【００２４】
次に、図２〜図５を用いて、上記の構成を有する酸素濃縮機の運転サイクルについて説明する。図２〜図５は、製品ガスの小流量時と大流量時における運転サイクルを示す図である。
【００２５】
図２〜図５に示すように、製品ガスの大流量時と小流量時では運転サイクルが異なっている。より詳しくは、製品ガス流量が少ない場合にのみコンプレッサ１の負荷を低減する運転サイクルで酸素濃縮機１を運転している。
【００２６】
以下、大流量時と小流量時の運転サイクルを６つのステップに分け、各ステップについて具体的に説明する。なお、本発明の特徴である小流量時の運転サイクルを主として説明し、大流量時の運転サイクルについては小流量時のものと異なる場合にのみ言及する。
【００２７】
〈ステップ▲１▼〉
図２と図４に示すように、入口弁５および加圧弁９を開き、それ以外の弁を閉じる。それにより、コンプレッサ１から供給される空気は、入口弁５を通って第１吸着筒２内に供給される。このとき、第２吸着筒３から取出される酸素濃縮ガスはチェック弁１０を通ってアキュムレータタンク４へ送られるとともに、加圧弁９を通って第１吸着筒２にも送られる。
【００２８】
〈ステップ▲２▼〉
図２と図４に示すように、入口弁５および排気弁８を開き、それ以外の弁を閉じる。この段階で、第１吸着筒２内において窒素を吸着剤に吸着させる。第１吸着筒２から取出される酸素濃縮ガスは、チェック弁１０を通ってアキュムレータタンク４に送られる。一方、第２吸着筒３内の窒素リッチのガスは排気弁８を通って減圧排気される。
【００２９】
〈ステップ▲３▼〉
図２と図４に示すように、入口弁６、排気弁８およびコンプレッサ排気弁１１を開き、他の弁を閉じる。それにより、第１吸着筒２への空気供給が停止され、同時にコンプレッサ１内が減圧される。その結果、コンプレッサ１は、低負荷で運転されることとなる。また、コンプレッサ１内の空気は、入口弁６、脱着工程後の吸着筒３および排気弁８を通して排出される。そのため、効率的にコンプレッサ１内の空気を排出でき、コンプレッサ１内を早期に減圧できる。なお、図４に示すように、入口弁６を閉じてもよい。この場合には、コンプレッサ排気弁１１からのみコンプレッサ１内の空気が排出される。
【００３０】
一方、大流量時には、図３と図５に示すように、入口弁５および加圧弁９を開き、他の弁を閉じる。それにより、第１吸着筒２から取出される酸素濃縮ガスはアキュムレータタンク４へ送られるとともに、加圧弁９を通って第２吸着筒３へ送られる。
【００３１】
〈ステップ▲４▼〉
図２と図４に示すように、入口弁６および加圧弁９を開き、他の弁を閉じる。第１吸着筒２から取出される酸素濃縮ガスはアキュムレータタンク４へ送られると同時に、加圧弁９を通って第２吸着筒３へも送られる。第２吸着筒３へは、入口弁６を通して空気が供給される。
【００３２】
〈ステップ▲５▼〉
図２と図４に示すように入口弁６および排気弁７を開き、他の弁を閉じる。それにより、第１吸着筒２内の窒素リッチのガスを排気弁７を通して減圧排気し、第２吸着筒３から酸素濃縮ガスをチェック弁１０を通してアキュムレータタンク４へ送る。
【００３３】
〈ステップ▲６▼〉
図２と図４に示すように、入口弁５、排気弁７およびコンプレッサ排気弁１１を開き、他の弁を閉じる。それにより、ステップ▲３▼の場合と同様にコンプレッサ１の低負荷運転を行なえる。このステップ▲６▼の場合でも、ステップ▲３▼における入口弁６の場合と同様に、入口弁５を閉じてもよい。
【００３４】
一方、大流量時には、図３と図５に示すように、入口弁６および加圧弁９を開き、他の弁を閉じる。それにより、第２吸着筒３から酸素濃縮ガスをアキュムレータタンク４へ送るとともに、加圧弁９を通して第１吸着筒２へも送る。
【００３５】
図６と図７に、上述の運転サイクルに従って酸素濃縮機を運転した場合の第１および第２吸着筒２，３内とコンプレッサ１内の圧力変化を示す。
【００３６】
図６に示すように、コンプレッサ１の直接排気を行なうことにより、コンプレッサ１内の圧力が減じられているのがわかる。このコンプレッサ１の直接排気は、図６に示すように、吸着・脱着サイクルの１／２サイクルに１回の割合で行なう。また、直接排気時間は、製品ガス流量に応じて適宜調整する。この直接排気時間を長くすることにより、低負荷でのコンプレッサ１の運転時間を長くでき、消費電力を大幅に低減できる。
【００３７】
ここで、下記の表１に運転サイクル別の消費電力例を示す。なお、表１には、後述する５方弁を備える場合も併記する。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
直接排気を行なわない従来方式では、製品酸素流量を５リットル／分から３リットル／分に変更しても消費電力はほとんど変わらないが、コンプレッサ１の直接排気を行なうことにより、消費電力を大幅に低減できることがわかる。
【００４０】
図８は、上述の酸素濃縮機の制御方法のフローチャートを示している。起動時には、酸素濃縮機は初期設定条件で運転される（Ｓ１）。取出す製品ガス中の酸素濃度を短時間で設定値にまで上昇させるために、起動時にコンプレッサ能力は最大に設定する。
【００４１】
製品ガス取出流量が決定されると、その取出流量に応じた運転サイクルが決定される（Ｓ２，Ｓ３）。
【００４２】
製品ガス取出流量が５リットル／分〜３リットル／分の場合には大流量とみなし、３リットル／分以下の場合には小流量とみなして各流量に応じた運転サイクルが選択される。大流量時には、図５に示す運転サイクルに従って入口弁５，６および排気弁７，８を開閉制御する（Ｓ５）。小流量時には、製品ガス取出流量に応じてコンプレッサ直接排気時間を決定し（Ｓ４）、それに応じて入口弁５，６、排気弁７，８およびコンプレッサ排気弁１１を図４に示すように開閉制御する（Ｓ５，Ｓ６）。
【００４３】
コンプレッサ排気弁１１を開いてコンプレッサ１の低負荷運転を行なう際には、コンプレッサ１に印加する電圧値を一時的に下げるように制御してもよい（Ｓ７）。それにより、より一層の消費電力低減が図れる。
【００４４】
その後、製品ガス取出流量の設定が変更されれば（Ｓ８）、それに応じた運転サイクルが決定される。なお、製品ガス取出流量を増加する方向へ切換えた場合には、一旦最大流量の運転サイクルにて任意の時間運転し、その後製品ガス取出流量に応じた運転サイクルに戻す。
【００４５】
次に、図９を用いて、本実施の形態１における酸素濃縮機の特徴的構成について総括する。図９は、本実施の形態１における酸素濃縮機の特徴的構成を示すブロック図である。
【００４６】
図９を参照して、本実施の形態１における酸素濃縮機は、ガス取出手段（図示せず）を介して取出される製品ガスの流量を決定する製品ガス取出流量決定手段２０と、製品ガス取出流量に応じて運転サイクルを決定する運転サイクル決定手段２３と、製品ガス取出流量に応じてコンプレッサ１からの空気の直接排気時間を決定するコンプレッサ直接排気時間決定手段２４と、入口弁５，６および排気弁７，８を開閉制御する入口弁・排気弁開閉制御手段２５と、コンプレッサ１内を減圧する第１減圧手段２７ａおよび第２減圧手段２７ｂと、コンプレッサ１へ印加する電圧値を制御する電圧制御手段２９とを備える。
【００４７】
製品ガス取出流量決定手段２０は、取出流量入力手段２１と、流量調整手段２２とを含む。また、入口弁・排気弁開閉制御手段２５は、空気供給停止手段２６と第２減圧手段２７ｂとを備える。空気供給停止手段２６は、入口弁５あるいは６の少なくとも一方により構成され、第１あるいは第２吸着筒２，３へのコンプレッサ１からの空気供給を停止する。この空気供給停止手段２６は、コンプレッサ直接排気時間決定手段２４と接続され、それにより決定された時間だけ空気供給を停止する。
【００４８】
第２減圧手段２７ｂは、コンプレッサ１内の圧力を減じるためのものであり、脱着工程後の第１あるいは第２吸着筒２，３に接続される入口弁５，６および排気弁７，８により構成される。この入口弁５，６および排気弁７，８を通して、第１あるいは第２吸着筒２，３への空気供給停止中にコンプレッサ１内の空気を外部に排出できる。
【００４９】
第１減圧手段２７ａは、コンプレッサ排気弁１１と、このコンプレッサ排気弁１１の開閉制御を行なうコンプレッサ排気弁開閉制御手段２８とを含む。この第１減圧手段２７ａは、空気供給停止手段２６およびコンプレッサ直接排気時間決定手段２４に接続され、第１あるいは第２吸着筒２，３への空気供給停止中にコンプレッサ排気弁１１を製品ガス取出流量に応じた時間だけ開き、コンプレッサ１内の空気を外部に排出する。それにより、コンプレッサ１内を減圧する。
【００５０】
第１、第２減圧手段２７ａ，２７ｂには電圧制御手段２９が接続される。それにより、第１あるいは第２減圧手段２７ａ，２７ｂの作動中にコンプレッサ１に印加する電圧値を下げることができる。
【００５１】
なお、第１と第２減圧手段２７ａ，２７ｂを双方とも使用することが好ましいが、いずれか一方のみを使用してもよい。また、本実施の形態１では、減圧手段として入口弁・排気弁開閉制御手段２５およびコンプレッサ排気弁１１等を挙げたが、コンプレッサ１内を減圧できるものであれば他の手段を用いてもよい。
【００５２】
（実施の形態２）
次に、図１０〜図１６を用いて、この発明の実施の形態２について説明する。図１０は、本実施の形態２における酸素濃縮機の概略構成を示す図である。
【００５３】
図１０に示すように、本実施の形態２では、第１および第２吸着筒２，３とコンプレッサ１間に５方弁（５ポート３位置切換弁）１２を設けている。５方弁１２は、中央部に空気供給停止弁１２ａを有する。それ以外の構成に関しては図１と同様である。
【００５４】
次に、図１１と図１２とを用いて、製品ガスの小流量時における運転サイクルについて説明する。本実施の形態２では、小流量時に運転サイクルを４つのステップに分けている。
【００５５】
〈ステップ▲１▼〉
図１１と図１２に示すように、５方弁１２の１側を開き他の弁を閉じる。それにより、第１吸着筒２内へ空気が供給され、第２吸着筒３からガスが排気される。製品ガスは、第１吸着筒２からチェック弁１０を通してアキュムレータタンク４へ送られる。
【００５６】
〈ステップ▲２▼〉
次に、５方弁１２の位置を切換え、空気供給停止弁１２ａをガス流路内に配置する。それにより、コンプレッサ１から第１および第２吸着筒２，３への空気の供給が停止される。この状態で、コンプレッサ排気弁１１を開く。それにより、コンプレッサ１の低負荷運転を行なえる。
【００５７】
〈ステップ▲３▼〉
５方弁１２をさらに切換え、２側をガス流路内に配置し、他の弁を閉じる。それにより、第１吸着筒２の排気を行なうとともに第２吸着筒３への空気の供給を行なう。製品ガスは、第２吸着筒３からチェック弁１０を通してアキュムレータタンク４へ送られる。
【００５８】
〈ステップ▲４▼〉
ステップ▲２▼の場合と同様に空気供給停止弁１２ａをガス流路内に配置し、コンプレッサ排気弁１１を開き、他の弁を閉じる。それにより、ステップ▲２▼の場合と同様に、コンプレッサ１の低負荷運転を行なえる。
【００５９】
図１３に大流量時の運転サイクル例を示す。この大流量時における運転サイクルは、実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
図１４と図１５に、本実施の形態２における大流量時と小流量時の第１および第２吸着筒２，３内とコンプレッサ１内の圧力変化を示す。
【００６１】
図１４に示すように、実施の形態１の場合と同様に、１／２サイクルに１回のコンプレッサ１の直接排気を行なっている。それにより、実施の形態１の場合と同様に、消費電力低減が図れる。
【００６２】
次に、図１６を用いて、本実施の形態２における酸素濃縮機の特徴的な構成について総括する。図１６に示すように、本実施の形態２における酸素濃縮機は、切換弁である５方弁１２と、５方弁１２の位置の切換制御を行なう５方弁位置切換手段３０を備えている。５方弁位置切換手段３０は、空気供給停止手段２６を含む。図１０に示す５方弁１２における空気供給停止弁１２ａが、空気供給停止手段２６として機能する。それ以外の構成に関しては図９に示す実施の形態１の場合と同様である。
【００６３】
（実施の形態３）
次に、図１７と図１８とを用いて、この発明の実施の形態３について説明する。図１７は、この発明の実施の形態３における酸素濃縮機の概略構成を示す図である。
【００６４】
図１７に示すように、本実施の形態３では、空気供給停止弁１２ａ内に、コンプレッサ１と排気用ガス流路とを接続するコンプレッサ排気流路１３が設けられている。そして、コンプレッサ排気弁１１を設けていない。それ以外の構成に関しては実施の形態２の場合と同様である。
【００６５】
上記のようにコンプレッサ排気流路１３を設けることにより、ガス流路内に空気供給停止弁１２ａを配置した際に、コンプレッサ排気流路１３を通してコンプレッサ１内の空気を直接外部に排出することができる。それにより、実施の形態１および２の場合と同様の効果が期待できる。
【００６６】
なお、図１７に示す酸素濃縮機にコンプレッサ排気弁１１を接続してもよく、このコンプレッサ排気弁１１とコンプレッサ排気流路１３とを併用することにより、効率的にコンプレッサ１内を減圧できる。
【００６７】
次に、図１８を用いて、本実施の形態３における酸素濃縮機の特徴的構成について総括する。
【００６８】
図１８に示すように、本実施の形態３における酸素濃縮機は、コンプレッサ排気流路接続手段３１と、５方弁１２内に設けられ減圧手段として機能するコンプレッサ排気流路１３とを備え、コンプレッサ排気弁１１およびコンプレッサ排気弁開閉制御手段２８が設けられていない。それ以外の構成に関しては図１６に示す実施の形態２の場合と同様である。
【００６９】
コンプレッサ排気流路接続手段３１は、コンプレッサ排気流路１３を、コンプレッサ１および排気用ガス流路に接続するためのものである。このコンプレッサ排気流路接続手段３１によってコンプレッサ１と排気用ガス流路とを接続でき、第１あるいは第２吸着筒２，３への空気供給停止中にコンプレッサ１内の空気を外部に排出することができる。それにより、コンプレッサ１内を減圧でき、消費電力低減が図れる。
【００７０】
以上のようにこの発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の酸素濃縮機によれば、製品ガス取出量が少ない場合に吸着室への空気供給を一旦停止し、それに応じてコンプレッサ内を減圧手段により減圧できる。それにより、コンプレッサを低負荷で運転でき、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における酸素濃縮機の概略構成図である。
【図２】小流量時における加圧／排気サイクルを示す図である。
【図３】大流量時における加圧／排気サイクルを示す図である。
【図４】小流量時の運転サイクルを示す図である。
【図５】大流量時の運転サイクルを示す図である。
【図６】小流量時における第１吸着筒、第２吸着筒およびコンプレッサの圧力変化を示す図である。
【図７】大流量時の第１および第２吸着筒の圧力変化を示す図である。
【図８】この発明の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態１における酸素濃縮機のブロック図である。
【図１０】実施の形態２における酸素濃縮機の概略構成図である。
【図１１】小流量時の加圧／排気サイクルを示す図である。
【図１２】小流量時の運転サイクルを示す図である。
【図１３】大流量時の運転サイクルを示す図である。
【図１４】小流量時の第１吸着筒、第２吸着筒およびコンプレッサ内の圧力変化を示す図である。
【図１５】大流量時の第１および第２吸着筒の圧力変化を示す図である。
【図１６】実施の形態２における酸素濃縮機のブロック図である。
【図１７】実施の形態３における酸素濃縮機の概略構成図である。
【図１８】実施の形態３における酸素濃縮機のブロック図である。
【符号の説明】
１  コンプレッサ
２  第１吸着筒
３  第２吸着筒
５，６  入口弁
７，８  排気弁
１１  コンプレッサ排気弁
１２  ５方弁（５ポート３位置切換弁）
１２ａ  空気供給停止弁
１３  コンプレッサ排気流路
２５  入口弁・排気弁開閉制御手段
２６  空気供給停止手段
２７  減圧手段
２７ａ  第１減圧手段
２７ｂ  第２減圧手段
２８  コンプレッサ排気弁開閉制御手段
２９  電圧制御手段
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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