氧浓缩装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用了相较于氧更优先吸附氮的吸附剂的变压吸附型的氧浓缩装置，尤其涉及针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。
【背景技术】
[0002]近年来，受到哮喘、肺气肿症、慢性支气管炎等呼吸系统器官的疾病折磨的患者有增加的倾向，作为上述疾病的治疗方法，吸氧疗法是最有效的治疗方法之一。所述吸氧疗法是指，使患者吸入氧气或氧浓缩气体。作为氧的供给源，已知有氧浓缩装置、液态氧、氧气瓶等，从使用时的便利性和维护管理的容易性方面考虑，在家庭氧疗法中使用氧浓缩装置是主流。
[0003]氧浓缩装置是将存在于空气中的约21%的氧分离浓缩并向使用者供给的装置。其中包括使用了选择性地透过氧的膜的膜式氧浓缩装置、以及使用了能够优先吸附氮或氧的吸附剂的变压吸附型氧浓缩装置，从能获得高浓度的氧的方面考虑，变压吸附型氧浓缩装置成为主流。
[0004]变压吸附型氧浓缩装置通过交替地反复进行加压.吸附工序和减压.解吸附工序，可连续地产生高浓度的氧浓缩气体，所述加压.吸附工序中，通过向填充有作为相较于氧选择性地吸附氮的吸附剂的5A型、13X型、L1-X型等分子筛沸石的吸附筒供给经压缩机压缩的空气而在加压条件下吸附氮，得到未吸附的氧；所述减压.解吸附工序中，将上述吸附筒内的压力降低至大气压或低于大气压，吹扫被吸附剂吸附的氮从而进行吸附剂的再生。
[0005]现有技术文献
日本特开2002-253675号公报日本特开2000-516854号公报。
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
对于变压吸附型氧浓缩装置而言，原料空气中所含的水分吸附于吸附剂，由于吸附剂的经时性的吸湿劣化而引起氧浓度的降低。在供给恒定浓度的氧浓度的氧浓缩装置中，为了补偿氧浓度的降低，进行以下控制:通过提高压缩机的转数、提高吸附筒的吸附压来提高氧浓度(记载于日本特开2002-253675号公报)。然而，通过提高压缩机的转数来补偿氧浓度是有限度的。
[0007]为了补偿所产生的氧浓度的经时性变化、伴随装置的经时劣化的氧浓度降低并将氧浓度保持恒定，还已知有通过用氧传感器检测氧浓缩气体的氧浓度，反馈控制压缩机风量、吸附解吸附的循环时间等，从而维持产品气体中的氧浓度的装置(记载于日本特开2000-516854号公报)。然而，该装置存在稳定控制方面的问题:吸附解吸附工序时间的切换、循环时间的变更会在切换时造成暂时的氧浓度变动，达到规定浓度需要时间等。
[0008]本发明人发现，使吸附工序中产生的氧的一部分流入解吸附工序侧的吸附筒从而促进氮的解吸附的吹扫工序的最佳时间会因吸附剂的吸湿劣化而向短时间侧移动，并且发现，在达到压缩机转数控制的上限值时，通过缩短吹扫时间，可提升氧浓度，可延长氧浓缩装置的使用时间。
[0009]用于解决课题的手段本发明提供以下的氧浓缩装置。
[0010]1.变压吸附型氧浓缩装置，其包括:
多个吸附筒，填充有相较于氧选择性地吸附氮的吸附剂；
压缩机，向该吸附筒供给加压空气；
流路切换机构，用于依次切换该压缩机和各吸附筒之间的流路，从而以规定时机反复进行以下工序:吸附工序，向各吸附筒供给加压空气并取出氧浓缩气体，解吸附工序，将各吸附筒减压并将吸附剂再生，吹扫工序，将来自吸附工序侧吸附筒的氧浓缩气体导入至解吸附工序侧吸附筒；
流量设定机构，将氧浓缩气体调整为所期望的流量而供给；
氧浓度传感器，测定氧浓缩气体浓度；
压力传感器，检测该吸附筒的压力；以及控制机构，控制该压缩机、该流路切换机构的动作；
所述变压吸附型氧浓缩装置的特征在于，具备控制机构，该控制机构在基于该氧浓度传感器的检出值控制该压缩机的转数的同时，基于该氧浓度传感器的检出值、该压力传感器的检出值及该吸附筒的使用时间来判断吸附剂的吸湿劣化，当满足吸湿劣化的判断标准时，控制该流路切换机构的切换时间，以使该吹扫工序的时间短于初始设定时间。
[0011]2.上述I所述的氧浓缩装置，其特征在于，该吸湿劣化的判断标准为满足以下3个条件:
该氧浓度传感器的检出值为规定浓度值以下；
该压缩机的转数为控制上限值，并且该压力传感器的检出值为压缩机在该条件下旋转时的装置使用初始时的压力值以上；
吸附筒的使用时间为规定时间以上。
[0012]3.上述I所述的氧浓缩装置，其特征在于，该吸湿劣化的判断标准为满足以下3个条件:
该氧浓度传感器的检出值为规定浓度值以下；
该压缩机的转数为该流量设定机构的最大流量设定值下的压缩机的转数，并且该压力传感器的检出值为压缩机在该条件下旋转时的装置使用初始时的压力值以上；
吸附筒的使用时间为规定时间以上。
[0013]4.上述2或3所述的氧浓缩装置，其特征在于，在满足该吸湿劣化的判断标准而控制该流路切换机构的切换时间，以使该吹扫工序的时间短于初始设定时间后，当再次满足该吸湿劣化的判断标准时，控制该流路切换机构的切换时间，以使该吹扫工序的时间短于变更后的设定时间。
[0014]5.上述2?4中任一项所述的氧浓缩装置，其特征在于，该氧浓度传感器的检出值为90%以下，吸附筒的使用时间为2000小时以上。
[0015]发明的效果
根据本发明的氧浓缩装置，可提供一种氧浓缩装置，其针对吸附剂经时劣化所伴随的氮吸附性能的降低、伴随其的氧浓缩气体的氧浓度降低，能够快速地实现浓度上升，并可长期使用。
【附图说明】
[0016]图1示出了显示作为本发明的实施方式例的变压吸附型氧浓缩装置的流程的概略构成图。另外，图2示出了显示本发明的变压吸附型氧浓缩装置的吸附解吸附的各工序的供给阀、排气阀、均压阀的开闭切换时机。
[0017]图3示出吸附剂的吸湿劣化所伴随的氧浓度降低与吹扫时间的关系，另外，图4、图5示出氧浓缩装置的经时劣化所伴随的氧浓度变化与压缩机转数控制、吹扫时间控制的关系O
【具体实施方式】
[0018]使用附图来说明本发明的氧浓缩装置的实施方式例。
[0019]图1是例示了作为本发明的一个实施方式的变压吸附型的氧浓缩装置的概略装置构成图。本发明的氧浓缩装置具备:压缩机102，供给加压空气；吸附筒107A，107B，填充有相较于氧选择性地吸附氮的吸附剂；供给阀105A，105B、排气阀106A，106B、均压阀110，它们是切换吸附工序、解吸附工序、均压工序等的程序(sequence)的流路切换机构。从加压空气中分离产生的氧浓缩气体经控制阀113调整为规定流量，经滤器115除尘后，使用鼻套管116供给至使用者。
[0020]首先，将从外部引入的原料空气由具备用于除去尘埃等异物的外部空气引入滤器101的空气引入口引入至装置内。此时，通常的空气中含有约21%的氧气、约77%的氮气、0.8%的氩气、1.2%的二氧化碳等其他气体。利用所述装置，将作为呼吸用气体而必需的氧气浓缩并取出。
[0021]氧浓缩气体的取出可通过以下方式进行:相对于填充有相较于氧