氧浓缩装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种氧浓缩装置，是具备填充了与氧相比能够选择性地吸附氮的吸附剂的吸附床、向该吸附床供给空气的压缩机、用于在一定时机反复进行向该吸附床供给来自该压缩机的空气排出浓缩氧的吸附步骤、将该吸附床减压再生吸附剂的解吸步骤的流路切换阀、测定生成的浓缩氧的供给流量的流量测定设备的变压吸附型氧浓缩装置，其特征在于，具备检测供给氧的脉动的脉动探测设备，具备基于该探测结果控制该压缩机的空气供给量的控制设备，着眼于因抑制生成氧量而发生的产品流量变化，单独使用流量传感器进行生成量的反馈控制，由此能够实现满足小型、低电力消耗、安静等二次性能的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用氮比氧先吸附的吸附剂的变压吸附型氧浓缩装 置，特别涉及对慢性呼吸系统疾病患者等进行的吸氧疗法中使用的医 疗用氧浓缩装置。
技术介绍
近年来，被哮喘、肺气肿、慢性支气管炎等呼吸系统器官疾病折 磨的患者有增加的倾向，但作为其治疗方法，最有效的方法之一为吸 氧疗法。所述吸氧疗法是指使患者吸入氧气或富氧空气的方法。作为 其供给源，已知氧浓缩装置、液氧、氧气瓶等，但从使用时的便利性 或维修管理的容易性方面考虑，在家庭氧疗法中使用氧浓缩装置成为主流。氧浓缩装置是高浓度地浓缩空气中存在的约2 1%的氧供给使用 者的装置。上述装置有使用选择性地透过氧的高分子膜的膜式氧浓缩 装置，使用与氧相比可以优先吸附氮的吸附剂的变压吸附型氧浓缩装 置，电化学分离空气中包含的氧进行供给的装置等。因为能够收率良 好地得到90%以上的高浓度氧，所以市场上主要采用变压吸附型氧浓 缩装置。变压吸附型氧浓缩装置是使用填充了 5A型、13X型、Li-X型、 MD-X型等分子篩沸石作为与氧相比选择性地吸附氮的吸附剂的吸附 床，从压缩机向吸附床供给压缩空气，由此在加压条件下吸附氮，将 未吸附的氧作为氧浓缩气体排出的装置。上述装置通常具有2个以上 吸附床，边依次转换边进行在一个吸附床中使氮吸附在吸附剂上生成 未吸附的氧的吸附步骤和使另一个吸附床减压排出吸附的氮进行再生 的解吸再生步骤，由此能够连续地生成氧。变压吸附法有将解吸步骤的压力降至大气压的PSA (Pressure Swing Adsorption,变压吸附)法、为了提高吸附剂的再生效率使用压 缩才几将吸附筒减至真空压力的 VPS A ( Vacuum Pressure Swing Adsorption,真空变压吸附)法，均被用作医疗用氧浓缩装置中的氧浓缩方法。上述氧浓缩装置通常作为对慢性呼吸系统疾病患者的吸氧疗法不 仅用于医院而且用于患者家。因此，不仅要求始终以一定流量且稳定 地供给规定浓度的氧浓缩气体的氧浓缩装置的主性能，而且考虑到低 电力消耗、安静、小型化等对装置的使用者的便利性的机器二次性能 的要求也增大。氧浓缩装置的结构要素零件中，压缩机消耗装置整体电力消耗的 大部分，同时在壳体内也占据一定的容积，而且也是产生噪音的主体。 为了实现上述装置的二次性能的要求，必须将使用的压缩机小型化。 但是，因为压缩机的小型化伴随压缩机的供给风量或压缩性能降低， 所以有用于维持氧浓缩装置的吸附解吸性能的余地减少的缺点。在特开平11-207128号公报中，作为实现氧浓缩装置的低电力消耗 化、实现高氧收率的手段，记载了下述装置，该装置根据设定氧流量 控制压缩机的转数，控制原料空气的供给量，控制转换阀的开关来控 制吸附步骤、解吸步骤的转换时机，由此以最佳的加压时间供给空气 的装置。另外，在特开2001-259341号公报中，记载了具有基于生成的氧浓 缩气体的氧浓度和设定氧流量反相控制压缩机的转数、抑制低流量时 的电力消耗的功能的装置。作为缩短吸附步骤时的吸附筒的升压时间、在早期提高吸附效率 的装置，在特开平6-31129号公报中公开了增加吸附步骤时的规定时间 压缩机驱动马达的转数、此外控制为通常转数的气体分离装置。
技术实现思路
氧浓缩装置为了应对氧的设定流量转换时的供给流量的变化，具 备暂时存储在吸附床的下游侧生成的浓缩氧的产品罐。由此使其具有 对应供给流量变化的緩冲功能，同时，进一步进行用压力传感器检测 产品罐内压力的变化、达到规定压力以下时提高压缩机的转数、增加 氧生成量等反馈控制。如果将生成氧量抑制在必要最低限度度，则可以降低压缩机的所 需供给风量，能够将电力消耗小的小型压缩机搭载在氧浓缩装置上。 产品罐本身也可以相应地小型化。另一方面，对于供给氧流量的设定变更、温度或气压等装置使用环境的变化，连维持装置的1次性能的 余地都没有。针对上述问题，如果通过搭载氧浓度传感器或流量传感 器、压力传感器等各种探测手段应对变化，则新探测手段或控制机构 的搭載导致装置大型化、成本增加。本专利技术解决上述课题，着眼于因抑制生成氧量导致的产品流量变 化、单独使用流量传感器进行生成量的反馈控制，由此能够得到满足 小型、低电力消耗、安静之类二次性能的装置。本专利技术提供一种氧浓缩装置，是具备以下部分的变压吸附型氧浓缩装置填充了与氧相比能够选择性地吸附氮的吸附剂的吸附床，向 该吸附床供给空气的压缩机，用于在规定时机反复进行向该吸附床供 给来自该压缩机的空气排出浓缩氧的吸附步骤、将该吸附床减压再生 吸附剂的解吸步骤的流路切换阀，测定生成的浓缩氧的供给流量的流 量测定设备，其特征在于，具备检测供给氧的脉动的脉动探测设备， 具备基于该探测结果控制该压缩机的空气供给量的控制设备。另外，本专利技术提供一种氧浓缩装置，其特征在于，上述脉动检测 设备是具备测定供给的浓缩氧的峰流量及/底流量的功能的该流量测 定设备，该控制设备是每规定时间的该峰流量值或该底流量值超过预 先设定的阈值范围时进行增减该压缩机的空气供给量的控制的设备。 本专利技术提供一种氧浓缩方法，是通过在规定时机反复进行向填充 了与氧相比能够选择性地吸附氮的吸附剂的吸附床供给加压空气排出 氧浓缩气体的吸附步骤、将该吸附床减压再生吸附剂的解吸步骤，由 此生成氧浓缩气体的变压吸附型氧浓缩方法，其特征在于，具备以下 步骤基于该生成的氧浓缩气体的供给流量的设定值，控制该加压空 气的供给量的步骤l，检测该氧浓缩气体的脉动的步骤2,基于该脉动 的探测结果控制该加压空气的供给量的步骤3。本专利技术提供一种氧浓缩方法，其特征在于，检测上述氧浓缩气体 的脉动的步骤2是测定供给的氧浓缩气体的峰流量和/或底流量，探测 每规定时间的该峰流量值或该底流量值是否在预先设定的阈值范围内 的步骤，超过该阈值范围时进行增减该加压空气的供给量的控制；其 特征在于，该峰流量值或该底流量值相对于设定流量值超过± 5 %的范围时判断产生脉动电流，比较变压吸附法的吸附解吸的1次序 (sequence)中的流量峰值(Lp )和流量底值(Lb)的探测结果和规定阈值，特别是基于用(流量峰值(Lp)-流量底值(Lb) ) /流量^:定值表示的流量变动率，与规定阈值进行比较，超过该阈值范围时进行 增减该加压空气的供给量的控制。该氧浓缩气体的脉动不仅可以通过 供给的氧浓缩气体的流量值测定，通过压力值也可以同样地测定。附图说明图1表示本专利技术的氧浓缩装置的实施方案例VPSA型变压吸附型 氧浓缩装置的模式图。图2表示本专利技术的氧浓缩装置的其他实施方案例PSA型变压吸附 型氧浓缩装置的模式图。具体实施例方式使用以下附图说明本专利技术的氧浓缩装置的实施方案例。图1是列 举作为本专利技术的一个实施方案的双筒式VPSA型变压吸附型氧浓缩装 置的简要装置构成图。在图1中，l表示氧浓缩装置，3表示吸入被加湿的氧浓缩气体的 使用者(患者)。变压吸附型的氧浓缩装置1具备外部空气导入过滤 器101，具有压缩及真空功能的压缩机103，作为流路转换阀的三通电 /磁阀104a、 104b，吸附筒105a、 105b,止回阀106a、 106b,产品罐107, 调压阀108,流量设定设备109，过滤器IIO。由此可以^^外部导入的 原料空气中分离氧，制造浓缩的氧浓缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧浓缩装置，其具备：填充了与氧相比能够选择性地吸附氮的吸附剂的吸附床，向该吸附床供给空气的压缩机，用于在一定时机反复进行向该吸附床供给来自该压缩机的空气排出浓缩氧的吸附步骤、将该吸附床减压再生吸附剂的解吸步骤的流路切换阀，测定生成的浓缩氧的供给流量的流量测定设备；其特征在于，具备检测供给氧的脉动的脉动探测设备，具备基于该探测结果控制该压缩机的空气供给量的控制设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-5-7 122329/20071.一种氧浓缩装置，其具备填充了与氧相比能够选择性地吸附氮的吸附剂的吸附床，向该吸附床供给空气的压缩机，用于在一定时机反复进行向该吸附床供给来自该压缩机的空气排出浓缩氧的吸附步骤、将该吸附床减压再生吸附剂的解吸步骤的流路切换阀，测定生成的浓缩氧的供给流量的流量测定设备；其特征在于，具备检测供给氧的脉动的脉动探测设备，具备基于该探测结果控制该压缩机的空气供给量的控制设备。2. 权利要求1所述的氧浓缩装置，其特征在于，具备设定该生成的浓缩氧的供给流量的流量设定设备，该控制设备是基于流量设定设备的设定值控制该压缩机的空气供给量的设备。3. 权利要求1或2所述的氧浓缩装置，其特征在于，该脉动检测设备是具备测定供给的浓缩氧的峰流量和/或底流量的功能的该流量测定设备，该控制设备是在每规定时间的该峰流量值或该底流量值超过预先设定的阈值范围时进行增减该压缩机的空气供给量的控制的设备。4. 权利要求3所述的氧浓缩装置，其特征在于，该脉动检测设备是用该流量测定设备探测的峰流量值或该底流量值相对于设定流量值超过±5 %的范围时判断产生脉动电流，为了增加该压缩机的空气供给量而提高马达转数的控制的设备。5. 权利要求3或4所述的氧浓缩装置，其特征在于，该脉动检测设备是探测变压吸附法的吸附解吸的1次序中的流量峰值(Lp)和流量底值(Lb)、与演算的规定阈值进行比较的设备。6. 权利要求3所述的氧浓缩装置，其特征在于，该脉动检测设备基于用(流量峰值(Lp)-流量底值(Lb) )/流量设定值表示的流量变动率与规定阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：切明久，
申请(专利权)人：帝人制药株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]