氧濃縮裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使用了相較于氧更優先吸附氮的吸附劑的變壓吸附型的氧濃縮裝置，尤其涉及針對慢性呼吸系統疾病患者等進行的吸氧療法中使用的醫療用氧濃縮裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，受到哮喘、肺氣腫癥、慢性支氣管炎等呼吸系統器官的疾病折磨的患者有增加的傾向，作為上述疾病的治療方法，吸氧療法是最有效的治療方法之一。所述吸氧療法是指，使患者吸入氧氣或氧濃縮氣體。作為氧的供給源，已知有氧濃縮裝置、液態氧、氧氣瓶等，從使用時的便利性和維護管理的容易性方面考慮，在家庭氧療法中使用氧濃縮裝置是主流。
[0003]氧濃縮裝置是將存在于空氣中的約21%的氧分離濃縮并向使用者供給的裝置。其中包括使用了選擇性地透過氧的膜的膜式氧濃縮裝置、以及使用了能夠優先吸附氮或氧的吸附劑的變壓吸附型氧濃縮裝置，從能獲得高濃度的氧的方面考慮，變壓吸附型氧濃縮裝置成為主流。
[0004]變壓吸附型氧濃縮裝置通過交替地反復進行加壓.吸附工序和減壓.解吸附工序，可連續地產生高濃度的氧濃縮氣體，所述加壓.吸附工序中，通過向填充有作為相較于氧選擇性地吸附氮的吸附劑的5A型、13X型、L1-X型等分子篩沸石的吸附筒供給經壓縮機壓縮的空氣而在加壓條件下吸附氮，得到未吸附的氧；所述減壓.解吸附工序中，將上述吸附筒內的壓力降低至大氣壓或低于大氣壓，吹掃被吸附劑吸附的氮從而進行吸附劑的再生。
[0005]現有技術文獻
日本特開2002-253675號公報日本特開2000-516854號公報。
【發明內容】
[0006]發明所要解決的課題
對于變壓吸附型氧濃縮裝置而言，原料空氣中所含的水分吸附于吸附劑，由于吸附劑的經時性的吸濕劣化而引起氧濃度的降低。在供給恒定濃度的氧濃度的氧濃縮裝置中，為了補償氧濃度的降低，進行以下控制:通過提高壓縮機的轉數、提高吸附筒的吸附壓來提高氧濃度(記載于日本特開2002-253675號公報)。然而，通過提高壓縮機的轉數來補償氧濃度是有限度的。
[0007]為了補償所產生的氧濃度的經時性變化、伴隨裝置的經時劣化的氧濃度降低并將氧濃度保持恒定，還已知有通過用氧傳感器檢測氧濃縮氣體的氧濃度，反饋控制壓縮機風量、吸附解吸附的循環時間等，從而維持產品氣體中的氧濃度的裝置(記載于日本特開2000-516854號公報)。然而，該裝置存在穩定控制方面的問題:吸附解吸附工序時間的切換、循環時間的變更會在切換時造成暫時的氧濃度變動，達到規定濃度需要時間等。
[0008]本發明人發現，使吸附工序中產生的氧的一部分流入解吸附工序側的吸附筒從而促進氮的解吸附的吹掃工序的最佳時間會因吸附劑的吸濕劣化而向短時間側移動，并且發現，在達到壓縮機轉數控制的上限值時，通過縮短吹掃時間，可提升氧濃度，可延長氧濃縮裝置的使用時間。
[0009]用于解決課題的手段本發明提供以下的氧濃縮裝置。
[0010]1.變壓吸附型氧濃縮裝置，其包括:
多個吸附筒，填充有相較于氧選擇性地吸附氮的吸附劑；
壓縮機，向該吸附筒供給加壓空氣；
流路切換機構，用于依次切換該壓縮機和各吸附筒之間的流路，從而以規定時機反復進行以下工序:吸附工序，向各吸附筒供給加壓空氣并取出氧濃縮氣體，解吸附工序，將各吸附筒減壓并將吸附劑再生，吹掃工序，將來自吸附工序側吸附筒的氧濃縮氣體導入至解吸附工序側吸附筒；
流量設定機構，將氧濃縮氣體調整為所期望的流量而供給；
氧濃度傳感器，測定氧濃縮氣體濃度；
壓力傳感器，檢測該吸附筒的壓力；以及控制機構，控制該壓縮機、該流路切換機構的動作；
所述變壓吸附型氧濃縮裝置的特征在于，具備控制機構，該控制機構在基于該氧濃度傳感器的檢出值控制該壓縮機的轉數的同時，基于該氧濃度傳感器的檢出值、該壓力傳感器的檢出值及該吸附筒的使用時間來判斷吸附劑的吸濕劣化，當滿足吸濕劣化的判斷標準時，控制該流路切換機構的切換時間，以使該吹掃工序的時間短于初始設定時間。
[0011]2.上述I所述的氧濃縮裝置，其特征在于，該吸濕劣化的判斷標準為滿足以下3個條件:
該氧濃度傳感器的檢出值為規定濃度值以下；
該壓縮機的轉數為控制上限值，并且該壓力傳感器的檢出值為壓縮機在該條件下旋轉時的裝置使用初始時的壓力值以上；
吸附筒的使用時間為規定時間以上。
[0012]3.上述I所述的氧濃縮裝置，其特征在于，該吸濕劣化的判斷標準為滿足以下3個條件:
該氧濃度傳感器的檢出值為規定濃度值以下；
該壓縮機的轉數為該流量設定機構的最大流量設定值下的壓縮機的轉數，并且該壓力傳感器的檢出值為壓縮機在該條件下旋轉時的裝置使用初始時的壓力值以上；
吸附筒的使用時間為規定時間以上。
[0013]4.上述2或3所述的氧濃縮裝置，其特征在于，在滿足該吸濕劣化的判斷標準而控制該流路切換機構的切換時間，以使該吹掃工序的時間短于初始設定時間后，當再次滿足該吸濕劣化的判斷標準時，控制該流路切換機構的切換時間，以使該吹掃工序的時間短于變更后的設定時間。
[0014]5.上述2?4中任一項所述的氧濃縮裝置，其特征在于，該氧濃度傳感器的檢出值為90%以下，吸附筒的使用時間為2000小時以上。
[0015]發明的效果
根據本發明的氧濃縮裝置，可提供一種氧濃縮裝置，其針對吸附劑經時劣化所伴隨的氮吸附性能的降低、伴隨其的氧濃縮氣體的氧濃度降低，能夠快速地實現濃度上升，并可長期使用。
【附圖說明】
[0016]圖1示出了顯示作為本發明的實施方式例的變壓吸附型氧濃縮裝置的流程的概略構成圖。另外，圖2示出了顯示本發明的變壓吸附型氧濃縮裝置的吸附解吸附的各工序的供給閥、排氣閥、均壓閥的開閉切換時機。
[0017]圖3示出吸附劑的吸濕劣化所伴隨的氧濃度降低與吹掃時間的關系，另外，圖4、圖5示出氧濃縮裝置的經時劣化所伴隨的氧濃度變化與壓縮機轉數控制、吹掃時間控制的關系O
【具體實施方式】
[0018]使用附圖來說明本發明的氧濃縮裝置的實施方式例。
[0019]圖1是例示了作為本發明的一個實施方式的變壓吸附型的氧濃縮裝置的概略裝置構成圖。本發明的氧濃縮裝置具備:壓縮機102，供給加壓空氣；吸附筒107A，107B，填充有相較于氧選擇性地吸附氮的吸附劑；供給閥105A，105B、排氣閥106A，106B、均壓閥110，它們是切換吸附工序、解吸附工序、均壓工序等的程序(sequence)的流路切換機構。從加壓空氣中分離產生的氧濃縮氣體經控制閥113調整為規定流量，經濾器115除塵后，使用鼻套管116供給至使用者。
[0020]首先，將從外部引入的原料空氣由具備用于除去塵埃等異物的外部空氣引入濾器101的空氣引入口引入至裝置內。此時，通常的空氣中含有約21%的氧氣、約77%的氮氣、0.8%的氬氣、1.2%的二氧化碳等其他氣體。利用所述裝置，將作為呼吸用氣體而必需的氧氣濃縮并取出。
[0021]氧濃縮氣體的取出可通過以下方式進行:相對于填充有相較于氧