氧气富集装置、控制方法和控制程序制造方法及图纸

提供了：氧气富集装置，其能够抑制富集的氧气气体罐的内部压力下降，以便以设定的流率排放富集的氧气气体；控制方法；和控制程序。提供了一种氧气富集装置，其能够在压力均衡步骤之前预先开始增加其中压力已经下降的吸附筒的压力，由此抑制压力均衡步骤期间两个筒的压力下降，并且因此抑制富集的氧气气体罐的内部压力下降。压力下降。压力下降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧气富集装置、控制方法和控制程序


[0001]本专利技术涉及一种氧气浓缩器，其分离并浓缩空气中的氧气，并将其供给给用户。更具体地，本专利技术涉及能够控制多个吸附筒中的压力以便防止浓缩氧气气体罐中的压力下降的氧气浓缩器、控制方法和控制程序。

技术介绍

[0002]通常，作为对患有呼吸系统疾病(诸如哮喘和慢性阻塞性肺病)的患者的疗法之一，已执行了氧气疗法，其中患者吸入氧气气体或富氧气体。近年来，为了提高患者的生活品质(QOL)，在患者家中执行氧气疗法的家庭氧气疗法(HOT)已经成为主流。在家庭氧气疗法中，作为用于向患者供给氧气气体的氧气供给源，使用的是氧气浓缩器，其浓缩空气中包含的氧气以产生氧气气体并供给所产生的氧气气体。
[0003]作为氧气浓缩器，变压吸附(PSA)氧气浓缩器和真空变压吸附(VPSA)或真空变压吸附(VSA)氧气浓缩器被广泛使用。
[0004]氧气浓缩器具有填充有吸附剂的多个吸附筒，所述吸附剂选择性地吸附氮气气体，并且所述多个吸附筒中的每个吸附筒重复吸附步骤和解吸步骤以产生浓缩氧气气体，浓缩氧气气体储存在浓缩氧气气体罐中。吸附步骤是这样的步骤：通过将加压空气吸入吸附筒中并将氮气气体吸附在吸附剂上而从加压空气产生氧气气体，并将产生的浓缩氧气气体储存在浓缩氧气气体罐中。解吸步骤是这样的步骤：通过暴露于大气而使吸附筒减压，并将在吸附步骤中吸附在吸附剂上的氮气气体排出到大气。通过在多个吸附筒之间重复吸附步骤和解吸步骤的交替，氧气浓缩器可以连续地产生浓缩氧气气体。
[0005]关于氧气浓缩器，已经提出了以下建议：为了提高解吸步骤中的解吸效率，在吸附步骤期间使在吸附筒中产生的浓缩氧气气体通过冲洗阀作为冲洗气体从浓缩氧气出口侧的末端回流至处于解吸步骤中的吸附筒，随后，为了高效地产生高度浓缩的氧气气体，将吸附筒减压以排出氮气，并且然后在加压步骤中使其经由均压阀与吸附筒连通，并且压力被均衡(PTL 1和2)。另一方面，为了抑制氧气浓缩器的功率消耗，已经提出控制压缩机的转速并调节空气供给的量(PTL 2)。
[0006][引用列表][0007][专利文献][0008][PTL 1]日本未审查专利申请公开号2002
‑
79030
[0009][PTL 2]日本未审查专利申请公开号11
‑
207128
[0010][PTL 3]日本未审查专利申请公开号2008
‑
173283

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]如在PTL1和2中所述的氧气浓缩器中，在通过使减压的吸附筒和加压步骤中的吸附筒连通来实现压力均衡的情况下，筒压力下降至两个吸附筒之间的压力均衡的压力，从
而也导致浓缩氧气气体罐中的压力下降。更具体地说，在运行的氧气浓缩器中，总是以预定的流率从浓缩氧气气体罐中提取浓缩氧气气体；当吸附筒的内部压力高于浓缩氧气气体罐的内部压力时，气体通过设置在吸附筒和浓缩氧气气体罐之间的止回阀自动从吸附筒流向浓缩氧气气体罐，从而将吸附筒和浓缩氧气气体罐之间的内部压力保持在同一水平；当压力均衡导致吸附筒的内部压力下降到低于浓缩氧气气体罐中的压力时，从吸附筒到浓缩氧气气体罐的气流停止，并且因此浓缩氧气气体罐中的压力由于以预定流率连续提取浓缩氧气气体而下降，并进一步下降到吸附筒的下降的内部压力。因此，为了以预定的流率提取浓缩氧气气体，浓缩氧气气体罐的内部压力必须维持很高，以便允许设置在浓缩氧气气体罐下游的压力调节阀的次级侧上的压力保持等于/高于压力损失，该压力损失是取决于从压力调节阀到路径(诸如插管)末端的流率生成的(低于压力损失的压力不允许预定的流率)。因此，尽管通过控制压缩机转速来调节空气供给量可以有助于抑制功率消耗，但是存在的问题是，压缩机转速只能降低到满足在压力均衡步骤中维持浓缩氧气气体罐的内部压力等于/高于允许浓缩氧气气体的预定流率所需的压力的条件的程度。另外，由于浓氧气气体罐的压力波动越大，产品流率的波动就越大，所以要求压力波动尽可能小。
[0013]为了防止浓缩氧气气体罐的内部压力下降，PTL 3提出了一种增加浓缩氧气气体罐容积的方法。然而，该例需要用于增加浓缩氧气气体罐的容积的空间。
[0014]鉴于上述情况，提出了本专利技术，本专利技术的目的是解决该问题：通过防止浓缩氧气气体罐的内部压力下降，以维持浓缩氧气气体罐中的压力等于/高于浓缩氧气气体的预定流率所需的压力，在不增加浓缩氧气气体罐容积的情况下仍然节省空间。因此，提供了一种氧气浓缩器、一种控制方法和一种控制程序，其使得能够控制压缩机转速，以抑制功率消耗或降低浓缩氧气气体罐中的压力波动。
[0015][问题的解决方案][0016]因此，本专利技术是一种氧气浓缩器，其能够通过在压力均衡步骤之前在已经减压的吸附筒中预先开始加压，由此从已经减压的吸附筒的筒压力增加的条件均衡压力，来防止压力均衡步骤中两个筒中的压力下降，并且因此防止浓缩氧气气体罐的内部压力下降，并且包括以下实施例。
[0017]根据本专利技术实施例的一个方面的氧气浓缩器包括：
[0018]填充有吸附剂的多个吸附筒，该吸附剂优先吸附氮气而不是氧气；
[0019]加压空气供给单元，用于向吸附筒供给加压空气；
[0020]供给流动路径打开/关闭单元，用于连接加压空气供给单元和每个吸附筒，以及打开/关闭加压空气的气体流动路径；
[0021]排气流动路径打开/关闭单元，用于打开/关闭用于从每个吸附筒排出气体的气体流动路径；
[0022]浓缩氧气气体罐，用于储存由多个吸附筒产生的浓缩氧气气体；和
[0023]连通流动路径打开/关闭单元，用于连接每个吸附筒在浓缩氧气气体出口侧上的末端，并使一部分产生的浓缩氧气气体通过其，
[0024]其中，所述氧气浓缩器具有流动路径打开/关闭控制单元，用于执行供给流动路径打开/关闭单元、排气流动路径打开/关闭单元和连通流动路径打开/关闭单元的打开/关闭控制，并且
[0025]流动路径打开/关闭控制单元以这样的方式在每个吸附筒中执行控制，使得按所列顺序重复以下步骤，
[0026](a)加压吸附步骤，通过供给加压空气将加压空气中的氮气吸附在吸附筒中的吸附剂上，并从吸附筒的浓缩氧气气体出口侧上的末端提取未吸附的氧气；
[0027](b)压力均衡步骤，均衡多个吸附筒中的压力；
[0028](c)减压解吸步骤，将吸附筒减压，解吸吸附的氮气，并排出到外部空气；
[0029](d)预加压步骤，预先开始对已经减压的吸附筒加压；和
[0030](e)压力均衡步骤，均衡所述多个吸附筒中的压力，以及
[0031]使得当在一个或一组吸附筒中执行(a)加压吸附步骤时，在另一个或另一组吸附筒中执行(c)减压解吸步骤和(d)预加压步骤。
[0032]在根据实施例的一个方面的氧气浓缩器中，流动路径打开/关闭控制单元在(d)预加压步骤期间，优选地将来自在预加压期间的吸附筒的排气流动路径打开/关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氧气浓缩器，包括：填充有吸附剂的多个吸附筒，所述吸附剂优先吸附氮气而不是氧气；加压空气供给单元，其用于向所述吸附筒供给加压空气；供给流动路径打开/关闭单元，其用于连接所述加压空气供给单元和每个吸附筒，以及打开/关闭加压空气的气体流动路径；排气流动路径打开/关闭单元，其用于打开/关闭用于从每个吸附筒排出气体的气体流动路径；浓缩氧气气体罐，其用于储存由所述多个吸附筒产生的浓缩氧气气体；和连通流动路径打开/关闭单元，其用于连接每个吸附筒在浓缩氧气气体出口侧上的末端，并使一部分所产生的浓缩氧气气体通过其，其中，所述氧气浓缩器具有流动路径打开/关闭控制单元，用于执行所述供给流动路径打开/关闭单元、所述排气流动路径打开/关闭单元和所述连通流动路径打开/关闭单元的打开/关闭控制，并且所述流动路径打开/关闭控制单元以这样的方式在每个吸附筒中执行控制，使得按所列顺序重复以下步骤，(a)加压吸附步骤，通过供给加压空气将加压空气中的氮气吸附在所述吸附筒中的吸附剂上，并从所述吸附筒的浓缩氧气气体出口侧的末端提取未吸附的氧气；(b)压力均衡步骤，均衡所述多个吸附筒中的压力；(c)减压解吸步骤，将所述吸附筒减压，解吸吸附的氮气，并排出到外部空气；(d)预加压步骤，预先开始对已经减压的吸附筒加压；和(e)压力均衡步骤，均衡所述多个吸附筒中的压力，以及使得当在一个或一组吸附筒中执行(a)加压吸附步骤时，在另一个或另一组吸附筒中执行(c)减压解吸步骤和(d)预加压步骤。2.根据权利要求1所述的氧气浓缩器，其中，所述流动路径打开/关闭控制单元在(d)预加压步骤期间，将来自在预加压期间的吸附筒的所述排气流动路径打开/关闭单元控制为关闭状态。3.根据权利要求1或2所述的氧气浓缩器，其中，所述流动路径打开/关闭控制单元在(b)和(e)压力均衡步骤期间，将所述多个吸附筒的所有供给流动路径打开/关闭单元控制为打开状态。4.根据权利要求1至3中任一项所述的氧气浓缩器，其中，所述流动路径打开/关闭控制单元在(c)减压...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田规宽，
申请(专利权)人：帝人制药株式会社，
类型：发明
国别省市：