氧浓缩装置的制作方法

专利名称：氧浓缩装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及制备使用选择性地吸附氮气分子而不是氧气分子的吸附剂从原料空 气中选择性地除去氮气的富氧空气，以供给使用者的氧浓缩装置。
背景技术：
近年来，为哮喘、肺气肿、慢性支气管炎等呼吸系统疾病所苦的患者有增加的趋 势，作为其最有效的治疗方法之一有氧吸入疗法，开发氧气瓶或从空气中直接分离氧浓缩 气体的氧浓缩装置，作为用于氧吸入疗法的治疗装置来使用。作为氧浓缩装置，通过压缩机向填充有选择性地吸附氮气的沸石(zeolite)等吸 附剂的吸附筒导入压缩空气，选择性地除去空气中的氮气，以制备高浓度的氧气的变压吸 附(Pressure Swing Adsorption)型(以下称为PSA型)的氧浓缩装置在社会上广为扩展。所述PSA型氧浓缩装置，经由如下所述工序从空气中制备高浓度氧气。首先，通过 压缩机向吸附筒内供给加压过的空气，通过沸石等吸附剂吸附空气中所含的氮气。通过选 择性地吸附除去氮气，提升空气中的氧浓度。由上述所得高浓度的氧气，通过用于防止氧气 倒流而设置的止回阀被输送至储存氧气的缓冲器(产品罐)，在此储存。另一方面，通过对吸附筒内减压，使吸附剂中吸附的氮气解吸，而使吸附剂的吸附 能力恢复。此外，此时也可进行向吸附筒内供给少量的浓缩氧气，来促进氮的解吸。这样，若使用PSA型氧浓缩装置，通过反复进行吸附筒的加压和减压，可从空气中 得到例如氧浓度为95 %这样的高浓度富氧空气。另外，近年来，作为这样的PSA方式氧浓缩 装置，使用同时设置多个填充有选择性地吸附氮气的吸附剂的吸附筒，通过这些吸附筒借 由旋转阀依次切换，提高氧的浓缩效率的多筒式氧浓缩装置。可知在PSA型氧浓缩装置中，所得氧浓度对用压缩机压缩的空气的压力有很大的 依赖性。因此，为了得到高浓度的氧气，为了尽可能地提高向吸附筒供给的空气的压力，相 应地产生提高压缩机能力的必要。可是，伴随着提高压缩机的加压空气的供给能力，产生了 装置的电能消耗上升的问题。作为用于解决这样的PSA型的氧浓缩装置具有的问题的对策，进行各种尝试。专 利文献2中，公开了基于氧气的氧浓度检测设备的检测值，通过使压缩机等加压空气供给 设备的供给能力变化，控制在一定的氧浓度，实现装置的低电能消耗的PSA型氧浓缩装置。专利文献1 日本特开2006-141896号公报专利文献2 日本特开2007-000340号公报专利文献3 日本特开2002-253675号公报

发明内容
发明要解决的问题利用了吸附剂的PSA型氧浓缩装置，一般来说，当来自压缩机等加压空气供给设 备的原料空气供给量以及吸附工序顺序一定时，所得浓缩氧气的氧浓度随环境(供给空气)温度而变化。根据吸附剂的特性，在温度高的时候，由于吸附剂的氮吸附量变少，氮解 吸透过，产品氧浓度下降。此外，当温度低时，吸附剂的氮吸附量变大，但由于吸附速度降低 导致的氮的解吸不足，产品氧浓度降低。
近年来，如专利文献1中所见，提出了基于周围环境温度，通过使压缩机等加压空 气供给设备的能力变化，确保高浓度的氧的方法。然而，这样的装置，由于需尽可能地提高 向吸附筒导入的空气的压力，相应地产生提高压缩机等加压空气供给设备的能力的必要， 因此产生装置的高电能消耗等问题。专利文献2中，记载了基于氧气的氧浓度检测设备的检测值，通过使压缩机等加 压空气供给设备的供给能力变化，实现低电能消耗化的PSA型氧浓缩装置。然而，利用了吸 附剂的PSA型氧浓缩装置，根据环境温度而吸附特性相异，使压缩机等加压空气供给设备 的供给能力变化时的对氧浓度的响应时间、供给能力相异。因此，需要根据环境温度改变控 制设备。特别是在低温环境下，相对于高温，工序的稳定较费时，因此，对氧浓度的响应性 慢，至显示产品浓度下降费时。当使这样的装置在低温环境下运转时，往往对压缩机等加压 空气供给设备的操作的氧浓度的稳定时间，即氧浓度的响应时间非常慢，在吸附工序一直 不稳定时持续氧浓度高的状态。因此，根据检测的氧浓度，将压缩机等加压空气供给设备的 能力降低得比原本所需的原料空气量还低。然后在工序稳定时，由于原料空气供给设备的 能力比原本所需的空气量还低，所以氧浓度急剧下降，有使使用者的QOL降低的危险。此外，如专利文献3中所见，提出了具备氧浓度检测设备，根据检测出的氧浓度， 使压缩机等加压空气供给设备的能力改变，由此，将生成的产品气体控制在一定的氧浓度 内的装置。这样的装置，当其为氧浓缩能力高的新品时，降低原料空气供给设备的能力，由 此谋求电能消耗的降低。氧浓缩装置，一般来说，当来自压缩机等加压空气供给设备的原料空气供给量一 定时，作为产品，所得浓缩氧气的氧浓度根据取出流量而变化，当产品气体取出流量多时， 氧浓度下降，反之当取出流量少时，产品气体的氧浓度上升。使用氧浓缩装置的患者，借由接续到装置的延长管等，由鼻套管吸入氧，因此有以 下情形在睡眠等时候，作为氧供给用具的鼻套管或延长管被自己身体压扁，患者不能吸入 本来应该吸入的氧流量。在专利文献3中记载的装置中，当由于管被挤压等使产品流量降低时，由于一时 的氧浓度上升，需要控制降低压缩机等加压空气供给设备的能力。在此状态，当管的挤压恢 复、产品流量恢复正常时，压缩机等加压空气供给设备反而能力不足，氧浓度下降，有发出 本来不必要的氧浓度异常警报的可能。此外，在专利文献3这样的装置中搭载有作为氧流量的检测用的流量传感器，基 于流量传感器的检测值，在使用比例阀等流量调节设备调节氧流量的情况下，当流量传感 器不能正常地检测流量时，或者当通过流量调节设备的流量调节不能正常进行时，有氧供 给量变得比患者本来应该吸入的氧流量还多的可能性。当取出氧流量变多时氧浓度降低， 因此，为了校正这一情况，而进行提升压缩机等加压空气供给设备的能力的控制。当产品流 量恢复正常时，电能消耗高过必要，有使患者的经济负担变大的可能。解决问题的设备
本发明提供在通过降低原料空气供给设备的能力而谋求电能消耗降低的氧浓缩 装置中，不论环境温度和/或一定的氧流量的增减，稳定地以低电能消耗将高浓度氧提供 给患者的装置。 另外，本发明人等发现，除了通过氧浓度检测值，控制原料空气供给设备的供给能 力之外，搭载氧流量检测用传感器，当流量检测值偏离预定的设定值时，通过进行不允许原 料空气供给设备的供给能力的改变的控制，例如即使由于管挤压等而导致氧流量降低，原 料空气量也不变化，因此当产品流量恢复正常时也可维持氧浓度。此外，已发现通过进行与上述相同的控制，例如当流量传感器不能正常检测时或 通过流量调节设备的流量调节不能正常进行，即使氧流量变得比患者本来应该吸入的氧流 量还多，原料空气量也不发生变化，因此，当产品流量恢复正常时，可防止由于设定加压空 气供给设备的能力超出必要所导致的高电能消耗化。在具有这样的控制设备的氧浓缩装置中，预定的流量传感器检测值的阈值，可通 过氧浓缩装置的流量设定设备的设定值个别地分配，或者不通过设定流量分配。但，作为一般搭载于医疗用氧浓缩装置的流量传感器，如国际标准规格IS08359 及日本工业规格JIST7209的记载，为谋求设定流量的士 10%程度的精度，作为预定的流量 传感器检测值的阈值，宜设定为设定流量的士 10%，对于+10%以上或-10%以下的流量检 测值，改变加压空气供给设备的能力不被允许。此外，作为氧浓缩装置中使用的氧浓度传感器，通常为氧化锆式或超声波式，同样 地，作为流量传感器，通常为超声波式或热线式。S卩，本发明如下述。(1)变压吸附型氧浓缩装置，其是具备填充有相较于氧选择性地吸附氮的吸附剂 的吸附床、和对该吸附床供给加压空气的加压空气供给设备，且吸附除去原料空气中的氮， 生成未吸附的氧，并通过流量设定设备以规定流量供给氧气的氧浓缩装置，其特征在于，具 备检测该氧浓缩装置生成的氧气浓度的氧浓度传感器，以及测定环境温度的温度传感器，该氧浓缩装置具备温度依存性控制设备，所述温度依存性控制设备进行基于氧浓 度检测值增减该加压空气供给设备的供给风量以将氧浓度维持在规定的浓度的控制，并 且，当该温度传感器的检测值偏离预定的阈值时，基于该温度传感器的检测值，进行该加压 空气供给设备的供给风量的控制。(2)根据(1)所述的氧浓缩装置，该温度依存性控制设备是在该氧浓缩装置的启 动中，当该温度传感器检测出不到预定的该阈值的温度下限值的值时，进行不允许该加压 空气供给设备的供给风量的减少的控制的控制设备。(3)根据⑴所述的氧浓缩装置，该温度依存性控制设备是在该氧浓缩装置的启 动中，当该温度传感器检测出不到预定的该阈值的温度下限值的值，并且供给风量比规定 的风量低时，进行不允许该加压空气供给设备的供给风量的减少的控制的控制设备。(4)根据(1) (3)中任一项所述的氧浓缩装置，该温度依存性控制设备是在装置 启动时该温度传感器检测出不到该阈值的温度下限值的值时，不管氧浓度传感器的检测值 如何，均进行将该加压空气供给设备的供给风量以高于对应于该氧浓度的检测值的供给风量的值来供给的控制的设备。(5)根据(2) (4)中任一项所述的氧浓缩装置，其特征在于，该温度下限值为 5°C。 (6)氧浓缩装置，其是具备填充有相较于氧选择性地吸附氮的吸附剂的吸附床、和 对该吸附床供给加压空气的加压空气供给设备，且吸附除去原料空气中的氮，生成未吸附 的氧，并通过流量设定设备以规定流量供给氧气的氧浓缩装置，其特征在于，具备检测生成的氧气浓度的氧浓度传感器，以及测定氧气流量的流量传感器，该氧浓缩装置具备流量依存性控制设备，所述流量依存性控制设备进行基于氧浓 度检测值增减该加压空气供给设备的供给风量以将氧浓度维持在规定浓度的控制，同时， 当该流量传感器的检测值偏离预定的范围时，进行不允许该加压空气供给设备的供给风量 的改变的控制。(7)根据(6)所述的氧浓缩装置，该流量传感器的检测值的阈值是根据该流量设 定设备的设定值个别分配，或不根据设定流量值而分配的值。(8)根据(7)所述的氧浓缩装置，该流量依存性控制设备是当该流量传感器的检 测值为该流量设定设备设定值的+10%以上或-10%以下时，不管氧浓度传感器的检测值 如何，均进行不允许该加压空气供给设备的供给风量的改变的控制的设备。(9)根据(6) ⑶中任一项所述的氧浓缩装置，该流量传感器是超声波式或热线 式流量传感器。(10)氧浓缩装置，其是具备填充有相较于氧选择性地吸附氮的吸附剂的吸附床、 和对该吸附床供给加压空气的加压空气供给设备，且吸附除去原料空气中的氮，生成未吸 附的氧，并通过流量设定设备以规定流量供给氧气的氧浓缩装置，其特征在于，具备检测该氧浓缩装置生成的氧气浓度的氧浓度传感器、测定环境温度的温度传感器、以及测定氧气流量的流量传感器，该氧浓缩装置具备以下控制设备该设备进行温度依存性控制以及流量依存性控 制，所述温度依存性控制进行基于氧浓缩检测值增减该加压空气供给设备的供给风量以将 氧浓度维持在规定浓度的控制，并且，当该温度传感器的检测值偏离预定的阈值时，基于该 温度传感器的检测值，进行该加压空气供给设备的供给风量的控制，所述流量依存性控制 是当该流量传感器的检测值偏离预定的范围时，进行不允许该加压空气供给设备的供给风 量的改变的控制。(11)根据(10)所述的氧浓缩装置，该控制设备是在该氧浓缩装置的启动中，当 该温度传感器检测出不到预定的该阈值的温度下限值的值，并且供给风量比规定的风量低 时，进行不允许该加压空气供给设备的供给风量的减少的控制的控制设备。(12)根据(10)或(11)所述的氧浓缩装置，该控制设备是在装置启动时该温度传 感器检测出不到该阈值的温度下限值的值时，不管氧浓度传感器的检测值如何，均进行将 该加压空气的供给设备的供给风量以高于对应于该氧浓度的检测值对应的供给风量的值 来供给的控制的设备。(13)根据(1) (12)中任一项所述的氧浓缩装置，该氧浓度传感器是氧化锆式或超声波式的氧浓度传感器。发明效果 本发明是进行基于检测氧气浓度的氧浓度传感器的检测值，增减加压空气供给设 备的供给风量以维持在规定浓度的控制的氧浓缩装置，其中具有测定气体温度(环境温 度)的温度传感器，根据温度检测值，不允许加压空气供给设备的供给量的减少，并且在启 动时以高于对应于氧浓度检测值的供给风量的值进行供给，由此可防止低温时供给风量的 过度减少，且不论环境温度如何，均稳定地对患者提供高浓度氧。此外本发明还是进行基于检测氧气浓度的氧浓度传感器的检测值增减加压空气 供给设备的供给风量以维持在规定浓度的控制的氧浓缩装置，其中具有测定氧气流量的流 量传感器，根据流量检测值，进行不允许加压空气供给设备的供给量的增减的控制，从而即 使在管挤压或流量检测器或流量调节设备不正常发挥作用时，也可防止氧浓度的降低或超 出需要的电能消耗上升。


图1本发明的氧浓缩装置的构成示意2本发明的控制说明示意3本发明另一方式的氧浓缩装置的构成示意图。符号说明1.氧浓缩装置3.使用者(患者)101.外部空气取入过滤器103.压缩机104.切换阀105.吸附筒106.均压阀107.止回阀108.产品罐109.调压阀110.流量设定设备111.过滤器301.氧浓度传感器302.流量传感器303.温度传感器401.控制设备402.记录设备
具体实施例方式使用

作为本发明的实施方式例的氧浓缩装置。此外，本发明不受这些实 施方式的任何意义上的限制。
图1为例示本发明的一实施方式即PSA型氧浓缩装置的装置构成示意图。该图1 中，1表示氧浓缩装置，3表示吸入经加湿富氧空气的使用者(患者)。PSA型氧浓缩装置1 具备外部空气取入过滤器101、加压空气供给设备即压缩机103、切换阀104、吸附筒105、均 压阀106、止回阀107、产品罐108、调压阀109、流量设定设备110、以及过滤器111。由此可 从外部取入的原料空气制备将氧气浓缩的富氧空气。首先，从外部取入的原料空气，从具备用于将灰尘等异物除去的外部空气取入过 滤器101等的空气取入口取入。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、水蒸气及其它气体1.2%。所述装置中，仅浓缩取出作为呼吸用气体所需的氧 气。所述氧气的取出，对于填充有相较于氧气分子从原料空气中选择性地吸附氮气分 子的沸石等的吸附剂的吸附筒105，通过切换阀104顺次切换作为对象的吸附筒105，同时， 用压缩机103加压供给原料空气，在吸附筒105内选择性地吸附除去原料空气中所含的约 77%的氮气。作为前述吸附筒105，其由填充有前述吸附剂的圆筒状容器形成，通常，除了单筒 式、双筒式之外还使用三筒以上的多筒式，但为了连续且有效地从原料空气制备富氧空气， 优选使用多筒式的吸附筒105。此外，作为前述压缩机103，除使用摇动型空气压缩机之外， 也有使用螺旋式、旋转式、涡旋式等旋转型空气压缩机的情况。此外，驱动所述压缩机103 的电动机的电源，可以为交流，也可以为直流。以未被前述吸附筒105吸附的氧气为主成分的富氧空气，经由以不向吸附筒105 倒流的方式而设置的止回阀107，流入产品罐108中。应予说明，为了从新导入的原料空气再次吸附氮气，被填充在吸附筒105内的吸 附剂吸附的氮气，需要从吸附剂解吸。因此，通过切换阀104，从通过压缩机103实现的加压 状态切换至减压状态(例如大气压状态或负压状态)，使已被吸附的氮气解吸以使吸附剂 再生。在该解吸工序中，为提高其解吸效率，可介由均压阀106从吸附工序中的吸附筒的产 品端侧将富氧空气作为清洗气体使其逆流。从原料空气制备富氧空气，将其储存在产品罐108中。被储存在该产品罐108中 的富氧空气，含有例如95%这样的高浓度的氧气，通过调压阀109或流量设定设备110等， 一边控制其供给流量和压力，一边供给至加湿器201，以对患者供给经加湿富氧空气。所述 流量设定设备110，除了可使用孔口式流量设定器之外，还可使用调节阀等流量控制阀。检测设定富氧空气的供给流量的流量设定设备110的设定值、氧浓度传感器301 的浓度值、流量传感器302的实际氧流量值，并通过将检测结果存储在存储器等记录设备 402中来监视运转状态，同时，为了基于检测结果调节氧生成量，通过控制设备401控制压 缩机103的马达(motor)转数而控制原料空气的供给量，进一步地，控制切换阀104而控制 吸附解吸的切换时机。作为氧浓度传感器，可使用氧化锆式氧传感器或超声波式氧传感器。 作为流量传感器，可使用热线式质量流量计(mass flow meter)或超声波式流量传感器。 超声波式传感器，可用一个传感器测定氧浓度以及氧流量，从小型化、削减元件件数方面优 选。本发明进行基于检测氧气浓度的氧浓度传感器的检测值增减加压空气供给设备 的供给风量以维持在规定浓度的控制，同时，具有测定该装置的温度的温度传感器303，根据温度传感器的测定值改变控制设备。本说明书中，也将根据温度传感器测定值进行的控 制的控制设备称为温度依存性控制设备。
当检测出该温度传感器的检测值不到预定的温度下限值(阈值)的值时，进行不 允许该加压空气供给设备的供给风量的减少的控制，另外，当装置启动时该温度传感器检 测出不到该温度下限值的值时，不管氧浓度传感器的检测值如何，均进行将该加压空气供 给设备的供给风量，以高于对应于该氧浓度的检测值的供给风量的值来供给的控制，由此 防止产品氧浓度达不到规定浓度。S卩，当检测出温度传感器的检测值不到预定的温度下限值的值时，不进行使压缩 机等加压空气供给设备的供给风量减少的控制。此时，除了检测出不到温度下限值的值，进 一步地在供给风量比规定的风量低时，若进行不允许该加压空气供给设备的供给风量的减 少的控制，则为精度更高的控制，故优选。供给风量比规定的风量低的情况是指，供给风量 比在不到预定的温度下限值的环境中氧浓度不能确保为规定浓度时的供给风量低的情况。 艮口，规定的风量是指，如图2的虚线，在不到预定的温度下限值(图2中为5°C )的环境下， 可确保氧浓度为规定浓度的最低供给风量。具体而言，图2B的区域为检测出未到温度下限值的值，并且供给风量比规定的风 量低的情况。图2为说明本发明的根据温度的控制的图。图2中，规定的风量，设定为在不 到温度下限值下的与启动时的供给风量相同的风量。规定的风量，根据预定的温度下限值 及规定的氧浓度而不同，例如，为温度下限值以上的启动时的供给风量的1.05 1.2倍。应 予说明，当检测出温度传感器检测值为不到预定的温度下限值的值，并且供给风量比规定 的风量高时，进行使压缩机等加压空气供给设备的供给风量减少的控制。具体而言，是图2 的不到温度下限值的A区域。A区域是指，图2中画有斜线的区域。此外，当装置启动时温度传感器检测出不到预定的温度下限值的值时，在使用压 缩机作为加压空气供给设备的氧浓缩装置中，压缩机的活塞环硬化，因此，预先增加供给风 量以促进活塞环的软化是有效的。因此，当装置启动时温度传感器检测出不到预定的温度 下限值的值时，进行使压缩机等加压空气供给设备的供给风量增加，以高于对应于浓度检 测值的供给风量值来供给的控制。该供给风量的高值，根据各设定流量(处方流量)而不 同，例如，为温度下限值以上的供给量的1.05 1.2倍，可预先设定。作为本发明的基于氧浓度传感器的检测值而增减加压空气供给设备的供给风量 的控制，对于氧浓度的目标值，可理想地使用，与和检测值的偏差成比例，操作输入值的 P(Proportional)控制、与偏差的积分值成比例，操作输入值的I (Integral)控制，将它们 组合的PI控制等控制方式。此外，在氧浓缩装置的情况，作为对于加压空气供给设备的操作的稳定时间，即氧 浓度的响应时间，期望设置为5 10分钟，本发明中，每5 10分钟的稳定时间，根据氧浓 度检测值，判断加压空气供给设备的供给风量的增减。在低温下，吸附剂的吸附解吸速度变慢，解吸工序中的氮解吸量变少，因此，吸附 状态的氮逐渐变多。因此，加压空气供给设备的供给风量的增减控制，特别是供给风量的减 少控制造成氧浓度下降的响应变慢。当氧浓度的响应时间慢时，有控制过度的可能。此外，在使用吸附剂的氧浓缩装置 中，吸附剂的特性根据温度而不同，当环境温度为低温且使供给风量减少时，确认了相对供给风量的氧浓度的响应时间慢。
相对供给风量的氧浓度的响应时间变慢至控制过度的程度的温度，根据吸附工 序、吸附剂量而不同。在本发明的情况中，在5°C环境下，未观察到上述控制过度而氧浓度显 著降低，即确认了相应于供给空气量的氧浓度的响应性充分。因此，通过氧浓度检测值使加 压空气供给设备的供给风量减少的控制的温度下限值在5°C以上即可。本发明中，使加压空 气供给设备的供给风量减少的控制的温度下限值定为5°C。当启动中检测到不到5°C的温度并且供给风量比规定的风量低时，即使氧浓度比 规定值高，也停止基于氧浓度的检测值的使加压空气供给设备的供给风量减少的控制。另 一方面，当氧浓度比规定值还低时，维持基于氧浓度的检测值的使加压空气供给设备的供 给风量增加的控制。维持不到5°C的值时，进行该控制，同时温度传感器的检测值超过5°C 时，切换为基于通常的氧浓度的检测值的加压空气供给设备的供给风量的控制。使氧浓缩装置启动时，环境温度传感器检测出不到5°C时，空气供给设备的供给风 量，在本发明的操作保证温度下限的环境温度_5°C中，供给可确保规定的产品浓度的风量， 同时，只要温度传感器检测出不到5°C，则实施以比该供给空气量更高的值来供给的控制， 从而防止上述控制过度导致的浓度下降。此外，之后，温度传感器检测出5°C以上时，由于没有上述控制过度的担心，故实施 允许空气供给设备的供给风量减少至对应于该氧浓度的供给风量的控制，从而使装置电能 消耗变低。此外，启动时温度传感器检测出5°C以上，其后检测出不到5°C，并且供给风量比 规定的风量低时，进行不允许从温度传感器检测出不到5°C时的供给风量减少的控制。本发明的另一方式中是下述氧浓缩装置，其进行基于检测氧气浓度的氧浓度传感 器的检测值增减加压空气供给设备的供给风量，以维持在规定浓度的控制，同时，具备测定 氧气供给流量的流量传感器，根据流量检测值，当偏离以设定流量为基准而定的流量范围 时，进行不允许加压空气供给设备的供给量的增减的控制。此时，由于温度传感器并非必 须，从图1中除去温度传感器的实施方式如图3所示。本说明书中，也将进行根据流量测定 值进行的控制的控制设备称为流量依存性控制设备。作为基于氧浓度传感器的检测值使加压空气供给设备的供给风量增减的控 制，对于氧浓度的目标值，可理想地使用，与和检测值的偏差成比例，操作输入值的 P(Proportional)控制、与偏差的积分值成比例，操作输入值的I (Integral)控制，将它们 组合的PI控制等控制方式。本发明中，每5 10分钟的稳定时间，进行加压空气供给设备的控制判断是有效 的，特别是在睡眠时等，由于管挤压等导致氧流量长时间降低，氧浓度上升，使加压空气供 给设备的供给能力降低时，若在5 10分钟周期内使加压空气供给设备的能力减少，则有 使加压空气供给设备的供给能力过度降低的可能，即使氧流量恢复正常，在恢复至对于正 常的氧流量必要的加压空气供给设备的能力的时间内，即使原来装置没有故障，也有发出 氧浓度警报的可能。因此，本发明中不仅每5 10分钟的稳定时间检测氧浓度，而且根据氧气流量检 测值，对可否增减加压空气供给设备的供给风量进行判断，由此，可不管氧浓度上升或下 降，通过氧流量下降或增加消除装置虽正常却又发出不必要的氧浓度警报的情况，此外，可抑制使加压空气供给设备的能力增加导致的不必要的电能消耗上升。
此外，当考虑氧浓缩装置要求的流量传感器精度时，作为氧流量，偏离设定流量的 士 10 %的状态为异常状态的可能性高，本发明中，装置恢复至正常状态时，可迅速地实现期 望的氧浓度以及氧流量。此外，作为本发明的另一实施方式，存在下述氧浓缩装置，其进行基于检测氧气浓 度的氧浓度传感器的检测值增减加压空气供给设备的供给风量，以维持在规定浓度的控 制，同时，具备测定该装置的温度的温度传感器，根据温度传感器测定值改变控制设备，并 且，具备测定氧气供给流量的流量传感器，根据流量检测值，进行不允许加压空气供给设备 的供给量的增减的控制。作为氧浓缩装置，相当于例如具有氧浓度传感器、流量传感器、以及温度传感器 的、与图1同样的装置。S卩，检测出温度传感器检测值为不到预定的温度下限值的值，优选地，进一步地加 压空气供给设备的供给风量低于规定供给风量时，或者，当氧气供给流量偏离以设定流量 为基准而定的流量范围时，进行不允许加压空气供给设备的供给风量的减少的控制，并且， 当氧气供给流量偏离以设定流量为基准而定的流量范围时，进行不允许加压空气供给设备 的供给风量的增加的控制，进一步地，装置启动时，检测出不到温度下限值的值，进行以高 于对应于氧浓度的检测值的供给风量的值来供给供给风量的控制。该方式为组合上述根据温度的控制和根据流量的控制的方式，省略重复说明。例 如，下述各项等与上述方式相同将温度下限值设定为5°C ；根据该流量设定设备的设定值 个别分配流量传感器的检测值的阈值，或不根据流量设定值而分配；流量传感器的检测值 在流量设定设备设定值的+10%以上或-10%以下时，不管氧浓度传感器的检测值如何，均 进行不允许该加压空气供给设备的供给风量的改变的控制。根据本发明，可稳定地提供期望的氧浓度。
权利要求
变压吸附型氧浓缩装置，其是具备填充有相较于氧选择性地吸附氮的吸附剂的吸附床、和对该吸附床供给加压空气的加压空气供给设备，且吸附除去原料空气中的氮，生成未吸附的氧，并通过流量设定设备以规定流量供给氧气的氧浓缩装置，其特征在于，具备检测该氧浓缩装置生成的氧气浓度的氧浓度传感器，以及测定环境温度的温度传感器，该氧浓缩装置具备温度依存性控制设备，所述温度依存性控制设备进行基于氧浓度检测值增减该加压空气供给设备的供给风量以将氧浓度维持在规定的浓度的控制，并且，当该温度传感器的检测值偏离预定的阈值时，基于该温度传感器的检测值，进行该加压空气供给设备的供给风量的控制。
2.根据权利要求1所述的氧浓缩装置，该温度依存性控制设备是在该氧浓缩装置的启 动中，当该温度传感器检测出不到预定的该阈值的温度下限值的值时，进行不允许该加压 空气供给设备的供给风量的减少的控制的控制设备。
3.根据权利要求1所述的氧浓缩装置，该温度依存性控制设备是在该氧浓缩装置的启 动中，当该温度传感器检测出不到预定的该阈值的温度下限值的值，并且供给风量比规定 的风量低时，进行不允许该加压空气供给设备的供给风量的减少的控制的控制设备。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的氧浓缩装置，该温度依存性控制设备是在装置 启动时该温度传感器检测出不到该阈值的温度下限值的值时，不管氧浓度传感器的检测值 如何，均进行将该加压空气供给设备的供给风量以高于对应于该氧浓度的检测值的供给风 量的值来供给的控制的设备。
5.根据权利要求2 4中任一项所述的氧浓缩装置，其特征在于，该温度下限值为5°C。
6.氧浓缩装置，其是具备填充有相较于氧选择性地吸附氮的吸附剂的吸附床、和对该 吸附床供给加压空气的加压空气供给设备，且吸附除去原料空气中的氮，生成未吸附的氧， 并通过流量设定设备以规定流量供给氧气的氧浓缩装置，其特征在于，具备检测生成的氧气浓度的氧浓度传感器，以及测定氧气流量的流量传感器，该氧浓缩装置具备流量依存性控制设备，所述流量依存性控制设备进行基于氧浓度检 测值增减该加压空气供给设备的供给风量以将氧浓度维持在规定浓度的控制，同时，当该 流量传感器的检测值偏离预定的范围时，进行不允许该加压空气供给设备的供给风量的改 变的控制。
7.根据权利要求6所述的氧浓缩装置，该流量传感器的检测值的阈值是根据该流量设 定设备的设定值个别分配，或不根据设定流量值而分配的值。
8.根据权利要求7所述的氧浓缩装置，该流量依存性控制设备是当该流量传感器的检 测值为该流量设定设备设定值的+10%以上或-10%以下时，不管氧浓度传感器的检测值 如何，均进行不允许该加压空气供给设备的供给风量的改变的控制的设备。
9.根据权利要求6 8中任一项所述的氧浓缩装置，该流量传感器是超声波式或热线 式流量传感器。
10.氧浓缩装置，其是具备填充有相较于氧选择性地吸附氮的吸附剂的吸附床、和对该 吸附床供给加压空气的加压空气供给设备，且吸附除去原料空气中的氮，生成未吸附的氧，并通过流量设定设备以规定流量供给氧气的氧浓缩装置，其特征在于，具备检测该氧浓缩装置生成的氧气浓度的氧浓度传感器、测定环境温度的温度传感器、以及测定氧气流量的流量传感器，该氧浓缩装置具备以下控制设备该设备进行温度依存性控制以及流量依存性控制， 所述温度依存性控制进行基于氧浓缩检测值增减该加压空气供给设备的供给风量以将氧 浓度维持在规定浓度的控制，并且，当该温度传感器的检测值偏离预定的阈值时，基于该温 度传感器的检测值，进行该加压空气供给设备的供给风量的控制，所述流量依存性控制是 当该流量传感器的检测值偏离预定的范围时，进行不允许该加压空气供给设备的供给风量 的改变的控制。
11.根据权利要求10所述的氧浓缩装置，该控制设备是在该氧浓缩装置的启动中，当 该温度传感器检测出不到预定的该阈值的温度下限值的值，并且供给风量比规定的风量低 时，进行不允许该加压空气供给设备的供给风量的减少的控制的控制设备。
12.根据权利要求10或11所述的氧浓缩装置，该控制设备是在装置启动时该温度传感 器检测出不到该阈值的温度下限值的值时，不管氧浓度传感器的检测值如何，均进行将该 加压空气的供给设备的供给风量以高于对应于该氧浓度的检测值的供给风量的值来供给 的控制的设备。
13.根据权利要求1 12中任一项所述的氧浓缩装置，该氧浓度传感器是氧化锆式或 超声波式氧浓度传感器。
全文摘要
本发明提供不管环境温度和/或高浓度氧气流量如何，均稳定地对患者提供高浓度氧的装置。本发明为氧浓缩器，其特征在于，具备检测氧浓缩装置生成的氧气浓度的氧浓度传感器，测定环境温度的温度传感器和/或流量传感器，实施基于氧浓度检测值增减加压空气供给手段设备的供给风量以将氧浓度维持在规定浓度，并根据装置的温度传感器测定值和/或流量传感器测定值改变控制设备。
文档编号G01N27/409GK101861182SQ20088011603
公开日2010年10月13日 申请日期2008年11月13日 优先权日2007年11月15日
发明者前田明宽, 安藤诚 申请人:帝人制药株式会社