(57)【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少なくとも１個の吸着床と、該吸着床に空気を供給するための空気供給手段と、該吸着床で濃縮された酸素濃縮気体を貯留しておくためのサージタンク手段とを有し、該吸着床と該サージタンク手段を自動開閉弁手段を配した導管手段によって連結した圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該自動開閉弁手段が、該空気供給手段による該吸着床への空気の供給されている吸着工程の間に該自動開閉弁手段が間欠的に開閉するものであり、且つ吸着工程開始と共に開き、該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以下で閉じ、運転圧力範囲における最大圧力以下で再度開き、吸着工程終了と共に閉じるシーケンス制御を行う手段を備えることを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項２】
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少なくとも１個の吸着床と、該吸着床に空気を供給するための空気供給手段と、該吸着床で濃縮された酸素濃縮気体を貯留しておくためのサージタンク手段とを有し、該吸着床と該サージタンク手段を自動開閉弁手段を配した導管手段によって連結した圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該自動開閉弁手段が、該空気供給手段による該吸着床への空気の供給されている吸着工程の間に該自動開閉弁手段が間欠的に開閉するものであり、且つ吸着工程開始時よりも早く開き、該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以下で閉じ、運転圧力範囲における最大圧力以下で再度開き、吸着工程終了と共に閉じるシーケンス制御を行う手段を備えることを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項３】
運転圧力範囲における最大圧力以下が、最大圧力の７０〜１００％である請求項１又は２記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項４】
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少なくとも１個の吸着床と、該吸着床に空気を供給するための空気供給手段と、該吸着床で濃縮された酸素濃縮気体を貯留しておくためのサージタンク手段とを有し、該吸着床と該サージタンク手段を自動開閉弁手段を配した導管手段によって連結した圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該自動開閉弁手段が、該空気供給手段による該吸着床への空気の供給されている吸着工程の間に該自動開閉弁手段が間欠的に開閉するものであり、且つ吸着工程開始と共に開き、該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以下で閉じ、運転圧力範囲における最大圧力以下の時点で開いた後、更に該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以上の時点で閉じ、該最大圧力以下で開く操作を１回以上実施し、吸着工程終了と共に閉じるシーケンス制御を行う手段を備えることを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【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少なくとも１個の吸着床と、該吸着床に空気を供給するための空気供給手段と、該吸着床で濃縮された酸素濃縮気体を貯留しておくためのサージタンク手段とを有し、該吸着床と該サージタンク手段を自動開閉弁手段を配した導管手段によって連結した圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該自動開閉弁手段が、該空気供給手段による該吸着床への空気の供給されている吸着工程の間に該自動開閉弁手段が間欠的に開閉するものであり、且つ吸着工程開始時よりも早く開き、該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以下で閉じ、運転圧力範囲における最大圧力以下の時点で開いた後、更に該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以上で閉じ、該最大圧力以下で開く操作を１回以上実施し、吸着工程終了と共に閉じるシーケンス制御を行う手段を備えることを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項６】
該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以上で閉じる時点が、運転圧力範囲における最大圧力の７０〜９４％の時点であり、運転圧力範囲における最大圧力以下で開く時点が、該最大圧力の９５〜１００％の時点である、請求項４又は５記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気から酸素濃縮気体を分離して使用するための酸素濃縮装置に関する。更に詳細には圧力変動吸着型酸素濃縮装置に関するものであって、少量の供給ガス量で酸素濃縮気体を使用者に供給できるようにした、改善された運転シーケンスを有する酸素濃縮装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、ぜんそく、肺気腫症、慢性気管支炎等の呼吸器系器官の疾患に苦しむ患者が増加する傾向にあり、その治療法として最も効果的なものの１つに酸素吸入療法がある。かかる酸素吸入療法とは、酸素ガスあるいは酸素富化空気を患者に吸入させるものである。その酸素ガスや酸素富化空気の供給源として酸素ガスボンベが従来より用いられていたが、近年、空気中から酸素濃縮気体を分離する酸素濃縮装置が開発され、使用時の便利さや保守管理の容易さから次第に普及するようになってきている。
【０００３】
現在、酸素濃縮装置として酸素選択透過膜を用いた膜式酸素濃縮装置と窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置があるが、本発明は圧力変動吸着型酸素濃縮装置について改善を加えようとするものである。
【０００４】
これまでの圧力変動吸着型酸素濃縮装置の主なものとしては、コンプレッサーを用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置がある。かかる装置は通常、窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を充填した吸着床にコンプレッサーで加圧した圧縮空気を導入し、加圧状態で窒素を吸着することにより酸素濃縮気体を得る吸着工程と、吸着床内の圧力を減じて吸着床の再生を行う脱着工程を交互に行うことにり酸素濃縮気体を得るものである。この場合に、吸着床からの酸素濃縮気体を一時的に貯留しておくためのサージタンクが使用され、サージタンク内に貯留された酸素濃縮気体を患者に供給するとともに、その一部を吸着床に逆流させて吸着床の再加圧や吸着床再生のためのパージに用いられることが多い。
【０００５】
一般に使用されている圧力変動吸着型酸素濃縮装置の吸着床には、窒素、酸素の２成分系吸着平衡に基づく分離係数が２．０〜３．０程度の値を示すモレキュラーシーブゼオライト５Ａ、あるいは１３Ｘを充填したものが広く用いられている。また近年米国にて特公平５−２５５２７号公報に示されるような分離係数が６．０以上の高い分離性能を示すリチウムイオンを有するゼオライトが開発された。
【０００６】
これらゼオライトは高い窒素吸着量を示す反面、吸着工程と脱着工程の切替えの早い装置においては吸着速度が十分でないという問題点を持つ。ゼオライト吸着剤が吸着平衡に達するまでの時間は、ゼオライトの種類、窒素濃度や圧力によって左右されるが、一般に５〜１００分程度の時間を要する。しかし、医療用などの小型の酸素濃縮装置においては、製品ガス流量を確保するために数十秒位の短時間で吸脱着を繰返す方法を採用しており、実際の装置においては吸着剤の平衡吸着量の４０〜７０％の能力しか発揮していない。従ってかかる酸素濃縮装置においては、吸着剤の窒素吸着速度の支配率が大きくなり、吸着剤の性能を示す単位重量当りの吸着量や選択性が向上した高性能窒素吸着剤が開発されてきている現状においても、酸素濃縮効率の改善には限界がある。
【０００７】
上記の様な問題点を有するため、これまでは該酸素濃縮装置で精製する酸素濃縮気体中の酸素濃度が希望の濃度域に達しない場合、吸着剤充填量を増量して吸着床の吸着容量を増加させたり、または空気供給手段の供給能力を上げる、もしくは流動抵抗を低下させることにより吸着床への単位時間当りの供給空気量を増加させるなど、酸素濃縮装置の機械的な改良を行うことにより製品ガス濃度を確保していた。しかし、かかる方法では装置の大型化、消費電力量、生産コストの上昇といった問題が避けられない。
【０００８】
更に、特開平１−２８８３１３号公報、特開平２−１１５０１６号公報では吸着床中でのガス流速を制御することにより、製品ガス中の酸素濃度を向上させる方法を開示している。即ち、吸着床に導入する原料空気及びパージのために吸着床へ導入する製品ガスを間欠的に導入する、即ちパルス流にすることにより、吸着床内でのガス流速が平滑化され、製品ガス濃度を向上させることを明らかにしている。しかしかかる方法においては時間当たりの製品ガス量が十分に確保出来ないという欠点を有し、特開平２−１１５０１６号公報の実施例２に記載の生産性：23.7L・O2/kg・hrでは、医療用途などの小型酸素濃縮装置においてもその酸素ガス生成量は十分とはいえない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の課題は、圧力変動吸着型酸素濃縮装置の機械的変更を伴うことなく吸着床内での酸素濃縮効率を改善し製品ガスの酸素濃度を向上させ、それにより供給空気量を減じ、空気供給手段の小型化、装置の消費電力の低減を実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、かかる問題点を解決することを目的として鋭意検討した結果、吸着剤を充填した吸着床と該吸着床で濃縮した酸素濃縮気体を貯留しておくためのサージタンク手段を有し、吸着床と該サージタンク手段を自動開閉弁手段を配した導管手段によって連結した圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、吸着工程の間に該自動開閉弁手段を間欠的に開くことにより、吸着床に導入した空気の吸着床内での滞留時間を延長し、窒素吸着量を平衡に近づけることにより酸素濃縮効率が向上することを見いだし本願発明に到達した。  即ち、本願発明は、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少なくとも１個の吸着床と、該吸着床に空気を供給するための空気供給手段と、該吸着床で濃縮された酸素濃縮気体を貯留しておくためのサージタンク手段とを有し、該吸着床と該サージタンク手段を自動開閉弁手段を配した導管手段によって連結した圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該吸着床の吸着工程の間に該自動開閉弁手段を間欠的に開くことを特徴とする酸素濃縮装置を提案するものである。
【００１１】
かかる発明には、該圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該自動開閉弁手段が、吸着工程開始と共に開き、該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以下の時点で閉じ、運転圧力範囲における最大圧力以下で再度開き、吸着工程終了と共に閉じる、という２回の開閉を行う酸素濃縮装置が含まれる。
【００１２】
更にかかる発明には、該圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該自動開閉弁手段が、吸着工程開始時よりも早く開き、該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以下の時点で閉じ、運転圧力範囲における最大圧力以下で再度開き、吸着工程終了と共に閉じる、という２回の開閉を行う酸素濃縮装置が含まれる。
【００１３】
これらの該自動開閉弁手段が運転圧力範囲の最大圧力以下で再度開く時点は、該最大圧力の７０〜１００％の時点が好ましい。
【００１４】
また、かかる発明には、該圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、該自動開閉弁手段が、吸着工程開始と共に開き、該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以下の時点で閉じ、運転圧力範囲における最大圧力以下の時点で開いた後、更に該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以上の時点で閉じ、該最大圧力以下で開く操作を１回又はそれ以上繰り返し実施し、最後に吸着工程終了と共に閉じる、酸素濃縮装置が含まれる。
【００１５】
更にまた、かかる発明には、該自動開閉弁手段が、吸着工程開始時よりも早く開き、該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以下の時点で閉じ、運転圧力範囲における最大圧力以下の時点で開いた後、更に該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以上で閉じ、該最大圧力以下で開く操作を１回又はそれ以上実施し、最後に吸着工程終了と共に閉じる、酸素濃縮装置が含まれる。
【００１６】
これらの自動開閉弁手段が該吸着床の内圧が該サージタンク手段の内圧以上で閉じる時点は、運転圧力範囲の最大圧力の７０〜９４％の時点が好ましく、更に好ましくは８５〜９０％がよい。また、該自動開閉弁手段が運転圧力範囲の最大圧力以下で開く時点は、該最大圧力の９５〜１００％の時点が好ましい。
【００１７】
圧力変動吸着型酸素濃縮装置の吸着床の内圧は、通常−1.0〜10.0kgｆ/cm2Ｇ（ゲージ圧）の運転圧力範囲において用いられ、本願装置においてもかかる範囲内で使用し、特に最大圧力は0.5〜4kgｆ/cm2Ｇの範囲で使用し、好ましくは１〜３kgｆ/cm2Ｇの範囲で使用する。
【００１８】
本発明の酸素濃縮装置の吸着床に用いられる吸着剤は、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得るものであれば特に限定されないが、モレキュラーシーブゼオライト５Ａ、１３Ｘや、またSiO2/Al2O3比が２.０〜３.０であり且つそのAlO4四面体単位の少なくとも88％以上がリチウムイオンと会合しているＸ型ゼオライトが好ましい。更にこれら３種類の吸着剤を２種或いは全部を組合わせて用いることが出来る。
【００１９】
本発明の酸素濃縮装置においては、これら吸着剤を充填した吸着床の数は１基或いは２基以上の何れであってもよいが、医療用の小型酸素濃縮装置の場合は２基以下が好ましく、特に１基の場合には装置全体を小型化出来る点で優れている。
【００２０】
本発明には、該空気供給手段が、吸着工程においては吸着床に原料空気を供給するためのコンプレッサー手段として機能し、脱着工程においては吸着床中の気体を排出するための真空ポンプ手段として機能する酸素濃縮装置が含まれる。
【００２１】
更に本発明には該吸着床の内圧が大気圧以上で吸着工程を行い、また該内圧が大気圧以下で脱着工程を行う酸素濃縮装置が含まれる。
【００２２】
本発明の装置には濃縮した酸素を一時貯留しておくためのサージタンクを有しており、吸着床の数にかかわらず該タンクを介して使用者に酸素濃縮気体を連続、かつ安定して供給することができる。また本願装置の自動開閉弁手段を吸着工程開始よりも早く開くことにより、該サージタンク手段に貯留された酸素濃縮気体が吸着床に逆流し、吸着床の再加圧、脱着工程でのパージを起こし、又、該吸着床に戻された酸素が吸着剤に吸着されることにより、窒素の吸着が進行する際置換吸着がおこり、窒素吸着帯の進行速度が低下し、本願発明の効果を発揮する上で好ましい。
【００２３】
本願発明の酸素濃縮装置における該自動開閉弁手段の制御方法としては、吸着床及びサージタンクに圧力検知手段を設置し、圧力経時変化を測定しながら自動開閉弁手段の制御を行う方法が用いられる。また実験により得られた圧力経時変化の繰り返しデータを基にタイマー手段により制御する方法を用いることも可能である。
【００２４】
本発明の酸素濃縮装置を使用する場合において、希望の酸素濃度が得られている場合には、全体の吸着圧力を下げる、或いは該自動開閉弁手段の閉鎖時間を短くすることにより部分的吸着圧を下げるなどして該酸素濃縮装置の消費電力量を低減することが出来る。
【００２５】
尚、本発明の酸素濃縮装置の用途としては、特に限定されるものではなく、例えば在宅での医療用途に適している。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の酸素濃縮装置の具体的実施例について必要に応じて図面を用いながら説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
［実施例１］
SiO2/Al2O3比が２．０〜３．０、且つそのAlO4四面体単位の８８％以上がリチウムカチオンと会合しているＸ型ゼオライトを充填した70mmΦx365mmの大きさの吸着床と、吸着工程においては該吸着床に空気を供給し、脱着工程においてはバルブの切替えにより真空ポンプとして働くコンプレッサー、該吸着床で濃縮された酸素濃縮気体を貯留しておくためのサージタンクとを有し、該吸着床と該サージタンクを自動開閉弁を配した導管によって連結した圧力変動吸着型酸素濃縮装置を製造した。運転範囲における最大圧力を 1.6kgｆ/cm2Ｇに設定した。
【００２８】
かかる装置において、吸脱着の１サイクルを吸着工程１５秒、脱着工程１７秒に設定し、図１及び２に示すように、該自動開閉弁が、吸着工程開始と共に開き、３秒後、該吸着床の内圧と該サージタンクの内圧が等しくなった時点で閉じ、８秒後、吸着床の内圧が最大圧力に達した時点で該自動開閉弁を開き、吸着工程終了と同時に該自動開閉弁を閉じる、一連の開閉パターンを示すように該自動開閉弁をシーケンス制御する酸素濃縮装置を製造した。
【００２９】
［実施例２］
実施例１記載の酸素濃縮装置において、吸脱着の１サイクルを吸着工程１５秒、脱着工程１７秒に設定し、図１及び３に示すように、該自動開閉弁が、吸着工程開始よりも１秒早く開き、吸着工程開始２．５秒後、該吸着床の内圧と該サージタンクの内圧が等しくなった時点で閉じ、７．５秒後、吸着床の内圧が最大圧力に達した時点で該自動開閉弁を開き、吸着工程終了と同時に該自動開閉弁を閉じる、一連の開閉パターンを示すように該自動開閉弁をシーケンス制御する酸素濃縮装置を製造した。
【００３０】
［実施例３］
実施例１記載の酸素濃縮装置において、吸脱着の１サイクルを吸着工程１５秒、脱着工程１７秒に設定し、該自動開閉弁が、吸着工程開始よりも１秒早く開き、吸着工程開始２秒後、該吸着床の内圧と該サージタンクの内圧が等しくなった時点で閉じ、５秒後に該自動開閉弁を開き、吸着工程終了と同時に該自動開閉弁を閉じる、一連の開閉パターンを示すように該自動開閉弁をシーケンス制御する酸素濃縮装置を製造した。
【００３１】
［実施例４］
実施例１記載の酸素濃縮装置において、吸脱着の１サイクルを吸着工程１７秒、脱着工程１８秒に設定し、図１に示すように、該自動開閉弁が、吸着工程開始と共に開き、２．５秒後、該吸着床の内圧と該サージタンクの内圧よりも低い、運転圧力範囲における最高圧の47.5％の時点で閉じ、８．５秒後、吸着床の内圧が最大圧力に達した時点で該自動開閉弁を開き、吸着工程終了と同時に該自動開閉弁を閉じる、一連の開閉パターンを示すように該自動開閉弁をシーケンス制御する酸素濃縮装置を製造した。
【００３２】
［実施例５］
実施例１記載の酸素濃縮装置において、吸脱着の１サイクルを吸着工程１６秒、脱着工程１７秒に設定し、図１に示すように、該自動開閉弁が、吸着工程開始よりも１秒早く開き、吸着工程開始２秒後、該吸着床の内圧と該サージタンクの内圧よりも低い、運転圧力範囲の最高圧の48.7％の時点閉じ、８秒後、吸着床の内圧が最大圧力に達した時点で該自動開閉弁を開き、吸着工程終了と同時に該自動開閉弁を閉じる、一連の開閉パターンを示すように該自動開閉弁をシーケンス制御する酸素濃縮装置を製造した。
【００３３】
［実施例６］
実施例１記載の酸素濃縮装置において、吸脱着の１サイクルを吸着工程１５秒、脱着工程１７秒に設定し、図１に示すように、該自動開閉弁が、吸着工程開始と共に開き、３秒後、該吸着床の内圧と該サージタンクの内圧が等しくなった時点閉じ、６秒後、吸着床の内圧が最大圧力に達した時点で該自動開閉弁を開き、８秒後、最大圧力の90.3％に達した時点で閉じ、１１秒後、99.0％に達した時点で再度開き、吸着工程終了と同時に該自動開閉弁を閉じる、一連の開閉パターンを示すように該自動開閉弁をシーケンス制御する酸素濃縮装置を製造した。
【００３４】
［実施例７］
実施例１記載の酸素濃縮装置において、吸脱着の１サイクルを吸着工程１６秒、脱着工程１７秒に設定し、該自動開閉弁が、吸着工程開始よりも１秒早く開き、吸着工程開始２秒後、該吸着床の内圧と該サージタンクの内圧よりも低い、運転圧力範囲における最大圧力の48.6％の時点で閉じ、８秒後、吸着床の内圧が最大圧力に達した時点で該自動開閉弁を開き、 9.5秒後、最大圧力の87.8％に達した時点で閉じ、１１秒後、最大圧に達した時点で再度開き、吸着工程終了と同時に該自動開閉弁を閉じる、一連の開閉パターンを示すように該自動開閉弁をシーケンス制御する酸素濃縮装置を製造した。
【００３５】
［比較例１］
実施例１記載の酸素濃縮装置において、吸脱着の１サイクルを吸着工程１５秒、脱着工程１７秒に設定し、図１及び４に示すように、該自動開閉弁手段が吸着工程開始と共に開き、吸着工程終了と同時に該自動開閉弁手段を閉じる、一連の開閉パターンを示すように該自動開閉弁手段をシーケンス制御する酸素濃縮装置を製造した。
【００３６】
［比較例２］
実施例１記載の酸素濃縮装置において、吸脱着の１サイクルを吸着工程１５秒、脱着工程１７秒に設定し、図１に示すように、該自動開閉弁手段が吸着工程開始よりも１秒早く開き、吸着工程終了と同時に該自動開閉弁手段を閉じる、一連の開閉パターンを示すように該自動開閉弁手段をシーケンス制御する酸素濃縮装置を製造した。
【００３７】
実施例１の吸着床の内圧は、吸着工程開始により空気供給手段から吸着床へ原料空気が供給され、同時に自動開閉弁手段２が開きサージタンクから吸着床へ酸素濃縮気体が逆流することにより昇圧する第１昇圧過程、吸着床とサージタンクの内圧が同じになった時点で自動開閉弁手段２が閉じ原料空気の供給により昇圧する第２昇圧過程、再度自動開閉弁手段が開き、吸着床への空気供給は継続のままで加圧された吸着床からサージタンク側へ酸素濃縮気体が取出されることによる一過性の減圧を示す酸素濃縮気体取出工程、吸着工程の終了と共に自動開閉弁手段２が閉じ、同時に脱着工程開始による真空ポンプ機能により減圧する、一連の経時変化を繰返した。
【００３８】
実施例２の吸着床の内圧は、吸着工程開始直前に自動開閉弁手段２が開きサージタンクから吸着床へ酸素濃縮気体が逆流することにより昇圧する第１昇圧過程、吸着工程開始による空気供給手段から吸着床へ原料空気の供給とサージタンクから吸着床への逆流の双方による第２昇圧工程、吸着床とサージタンクの内圧が同じになった時点で自動開閉弁手段２が閉じ原料空気の供給により更に昇圧する第３昇圧過程、再度自動開閉弁手段が開き、吸着床への空気供給は継続のままで加圧された吸着床からサージタンク側へ酸素濃縮気体が取出されることによる一過性の減圧を伴う酸素濃縮気体取出工程、吸着工程の終了と共に自動開閉弁手段２が閉じ、同時に脱着工程開始による真空ポンプ機能により減圧する、一連の経時変化を繰返した。
【００３９】
実施例１〜７及び比較例１、２の酸素濃縮装置によって精製した酸素濃縮空気中の酸素濃度、吸着剤の純酸素ガス生産性及び操作圧力範囲におけるバルブ開閉タイミングを表１に示す
【００４０】
【表１】
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【００４１】
従来の吸着工程と同時に自動開閉弁手段を開き、吸着工程終了と共に該自動開閉弁手段を閉じる酸素濃縮装置では８８．７％（比較例１）、吸着工程直前に該自動開閉弁手段を開くことによる酸素富化空気の逆流効果により９０．３％（比較例２）の製品酸素濃縮気体が得られていたが、該自動開閉弁手段を間欠的に開くことにより９３〜９４％の酸素濃縮気体を得ることが可能となった。２回に分けて該自動開閉弁手段を間欠的に開く（実施例１）ことにより９３．３％、３回に分けて該自動開閉弁手段を間欠的に開く（実施例６）ことにより９４．３％の製品酸素濃縮気体を得た。また本発明においても吸着工程直前に自動開閉弁手段を開くことにより（実施例２、３、５、７）９３〜９４％の製品酸素濃縮気体を得ることが出来た。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の酸素濃縮装置では自動開閉弁手段の開閉パターンを制御し、吸着床の吸着工程の間に該自動開閉弁手段を間欠的に開くことにより、吸着工程における窒素と吸着剤の接触時間が長くなり、窒素の吸着効率が高まり、吸着剤の基本性能である吸着平衡により近づく。それに伴い気相中に残存する酸素量を増加させることにより酸素濃縮気体の回収量を高めるように改善したものである。
【００４３】
この改善がもたらす回収率向上により、酸素濃縮装置の機械的変更に伴う装置の大型化、消費電力量、生産コスト等が上昇することなく、製品ガス中の酸素濃度を高めることが可能となった。また、製品ガス中の酸素濃度を低下させることなく供給空気量を削減することが可能となり、空気供給手段の小型化、動力費の軽減にも効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１〜７、比較例１、２記載の自動開閉弁手段の開閉パターンを示した概略図。
【図２】実施例１の自動開閉弁手段の開閉パターンと吸着床の圧力変動パターンを示した図。
【図３】実施例２の自動開閉弁手段の開閉パターンと吸着床の圧力変動パターンを示した図。
【図４】比較例１の自動開閉弁手段の開閉パターンと吸着床の圧力変動パターンを示した図。
【図５】本発明の酸素濃縮装置における好ましい実施態様例を模式的に示した概略図。
【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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