BRPI0610444A2

BRPI0610444A2 - concentrador portátil de oxigênio

Info

Publication number: BRPI0610444A2
Application number: BRPI0610444-4A
Authority: BR
Inventors: Peter L Bliss; Charles R Atlas Jr; Scott Cameron Halperin
Original assignee: Oxytec Medical Corp
Priority date: 2005-04-05
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2012-04-10
Also published as: JP5074380B2; US7402193B2; CA2604857C; US7794522B2; WO2006108092A1; CN101557866A; AU2006232094A1; US20060230931A1; JP2008534233A; US20080282880A1; CN101557866B; AU2006232094B2; EP1868704A1; CA2604857A1

Abstract

CONCENTRADOR PORTáTIL DE OXIGêNIO. Um concentrador portátil de oxigênio inclui um par de leitos de peneira tendo primeira e segunda extremidades, um compressor para fornecer ar às primeiras extremidades dos leitos de peneira, um reservatório se comunicando com as segundas extremidades dos leitos de peneira, e uma tubulação de ar fixada nas primeiras extremidades dos leitos de peneira. A tubulação de ar inclui passagens na mesma se comunicando com o compressor e as primeiras extremidades dos leitos de peneira. Um conjunto de válvulas é acoplado à tubulação de ar, e um controlador é acoplado às válvulas para seletivamente abrir e fechar as válvulas para alternadamente carregar e purgar os leitos de peneira a fim de fornecer oxigênio concentrado para dentro do reservatório. Uma tubulação de fornecimento de oxigênio se comunica com as segundas extremidades dos leitos de peneira para fornecer oxigênio a partir do reservatório para um usuario. Sensores de pressão podem ser fornecidos no reservatório e/ou linha de fornecimento para controlar operação do controlador.

Description

"CONCENTRADOR PORTÁTIL DE OXIGÊNIO"

A presente invenção refere-se genericamente a apa- relho e métodos para fornecer oxigênio e, mais particular- mente, a aparelho portátil para concentrar oxigênio por ad- sorção a partir do ar e métodos para utilizar esse aparelho.

ANTECEDENTES

Pacientes com doenças nos pulmões necessitam fre- qüentemente de oxigênio suplementar para melhorar seu con- forto e/ou qualidade de vida. Fontes estacionárias de oxi- gênio estão disponíveis, por exemplo, linhas de oxigênio em hospitais ou outras instalações, que podem fornecer oxigênio a pacientes. Para permitir um pouco de mobilidade, cilin- dros de oxigênio puro e/ou concentrado podem ser fornecidos os quais um paciente pode transportar ou de outro modo levar com ele, por exemplo, em carrinhos de puxar. Tais cilin- dros, entretanto, têm volume limitado e são grandes e pesa- dos, limitando a mobilidade do paciente.

Dispositivos portáteis foram sugeridos que concen- tram oxigênio do ar ambiente para fornecer oxigênio suple- mentar. Por exemplo, aparelhos de adsorção de balanço de pressão ("PSA") são conhecidos que separam nitrogênio do ar ambiente, fornecendo um fluxo de oxigênio concentrado que pode ser armazenado em um tanque ou fornecido diretamente aos pacientes. Por exemplo, as patentes US nos. 5.531.807, 6.520.176, e 6.764.534 revelam concentradores de oxigênio PSA portáteis.

Por conseguinte, seriam úteis aparelho e métodos para fornecer oxigênio. SUMÁRIO

A presente invenção é dirigida genericamente a a- parelho e métodos para fornecer oxigênio. Mais particular- mente, a presente invenção é dirigida a aparelho de adsorção de balanço de pressão ("PSA") portátil para concentrar oxi- gênio e métodos para utilizar tal aparelho.

De acordo com uma modalidade, um concentrador de oxigênio portátil é fornecido que inclui uma pluralidade de leitos de peneira compreendendo extremidades de entra- da/saida de ar e extremidades de entrada/saida de oxigênio, um orifício de purgação se comunicando continuamente entre as extremidades de entrada/saída de oxigênio dos leitos de peneira; um reservatório se comunicando com as extremidades de entrada/saída de oxigênio dos leitos de peneira, um com- pressor para fornecer ar às extremidades de entrada/saída e ar dos leitos de peneira, um conjunto de válvulas entre o compressor e as extremidades de entrada/saída de ar dos lei- tos de peneira, e um controlador acoplado às válvulas para seletivamente abrir e fechar as válvulas para carregar e purgar alternadamente os leitos de peneira, onde oxigênio passa de um leito de peneira sendo carregado para um leito de peneira sendo purgado através do orifício de purgação pa- ra auxiliar a evacuar nitrogênio a partir do leito de penei- ra sendo purgado.

Em outra modalidade, é fornecido um método para concentrar oxigênio utilizando um aparelho portátil que in- clui uma pluralidade de leitos de peneira incluindo primeira e segunda extremidades, um reservatório se comunicando com as segundas extremidades dos leitos de peneira, um compres- sor, e um conjunto de válvulas entre o compressor e as pri- meiras extremidades dos leitos de peneira. 0 método pode incluir abrir e fechar seletivamente as válvulas para alter- nadamente carregar e purgar os leitos de peneira, onde oxi- gênio passa a partir de um leito de peneira sendo carregado para um leito de peneira sendo purgado através de um orifí- cio de purgação para auxiliar a evacuar nitrogênio a partir do leito de peneira sendo purgado.

Ainda em outra modalidade, é fornecido um método para concentrar oxigênio utilizando um aparelho portátil in- cluindo primeiro e segundo leitos de peneira, cada um inclu- indo primeira e segunda extremidades, um reservatório se co- municando com as segundas extremidades dos leitos de penei- ra, um compressor, e um conjunto de válvulas dispostas entre o compressor e as primeiras extremidades dos leitos de pe- neira. O método pode incluir abrir um primeiro subconjunto das válvulas para carregar o primeiro leito de peneira a fim de fazer com que oxigênio saia do primeiro leito de peneira para dentro do reservatório e purgue o segundo leito, abrir um segundo subconjunto das válvulas para carregar o segundo leito de peneira para fazer com que oxigênio saia do segundo leito de peneira para dentro do reservatório e purgue o pri- meiro leito de peneira, e abrir um terceiro subconjunto das válvulas entre abertura dos primeiro e segundo subconjuntos das válvulas para fornecer ar simultaneamente para dentro dos primeiro e segundo leitos de peneira. Opcionalmente, o terceiro subconjunto pode incluir uma ou mais das válvulas nos primeiro e/ou segundo subconjuntos dependendo da confi- guração e/ou número de válvulas fornecidas.

Ainda em outra modalidade, um concentrador de oxi- gênio portátil é fornecido que inclui uma pluralidade de leitos de peneira, cada leito de peneira compreendendo uma extremidade de entrada/saida de ar e uma extremidade de en- trada/saída de oxigênio, um reservatório se comunicando com as extremidades de entrada/saida de oxigênio dos leitos de peneira para armazenar oxigênio que sai dos leitos de penei- ra, um sensor de pressão para medir pressão de reservatório no reservatório, um compressor para fornecer ar para as ex- tremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira, um conjunto de válvulas entre o compressor e as extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira, e um controlador acoplado às válvulas para seletivamente abrir e fechar as válvulas a fim de carregar alternadamente o primeiro leito de peneira enquanto purga o segundo leito de peneira, e car- regar o segundo leito de peneira enquanto purga o primeiro leito de peneira. O controlador é acoplado ao sensor de pressão para monitorar a pressão de reservatório, e o con- trolador é configurado para ajustar uma duração em que os primeiro e segundo leitos de peneira são purgados com base na pressão de reservatório.

De acordo ainda com outra modalidade, um concen- trador de oxigênio portátil é fornecido que inclui uma plu- ralidade de leitos de peneira, extremidades de entrada/saida de ar e extremidades de entrada/saida de oxigênio, um reser- vatório que se comunica com extremidades de entrada/saida de oxigênio dos leitos de peneira, um compressor para fornecer ar para as extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira, uma tubulação de ar definindo uma pluralidade de passagens na mesma se comunicando com o compressor e as ex- tremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira, um conjunto de válvulas acopladas à tubulação de ar, e um con- trolador acoplado às válvulas para seletivamente abrir e fe- char as válvulas para alternadamente carregar e purgar os leitos de peneira pela evacuação de nitrogênio pressurizado a partir dos leitos de peneira através de passagens na tubu- lação de ar.

Ainda em outra modalidade, um concentrador de oxi- gênio portátil é fornecido que inclui uma pluralidade de leitos de peneira incluindo extremidades de entrada/saida de ar e extremidades de entrada/saida de oxigênio, um reserva- tório se comunicando com as extremidades de entrada/saida de oxigênio dos leitos de peneira, um compressor para fornecer ar para as extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira, uma tubulação de ar fixada nas extremidades de en- trada/saida de ar dos leitos de peneira, a tubulação de ar incluindo uma pluralidade de passagens na mesma se comuni- cando com o compressor e as extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira, um conjunto de válvulas acoplado à tubulação de ar, um controlador acoplado às válvulas para seletivamente abrir e fechar as válvulas para carregar al- ternadamente os leitos de peneira por fornecer ar comprimido para dentro dos leitos de peneira através das passagens na tubulação de ar e purgar os leitos de peneira pela evacuação de nitrogênio pressurizado a partir dos leitos de peneira através de passagens na tubulação de ar, e uma tubulação de fornecimento de oxigênio fixado nas extremidades de entra- da/saída de oxigênio dos leitos de peneira, a tubulação de fornecimento de oxigênio incluindo pelo menos uma passagem na mesma se comunicando com o reservatório para fornecer o- xigênio a partir do reservatório para um usuário.

Opcionalmente, o concentrador de oxigênio portátil pode incluir uma parede lateral se estendendo entre a tubu- lação de ar e a tubulação de fornecimento de oxigênio, pelo que os leitos de peneira, a tubulação de ar, a tubulação de fornecimento de oxigênio, e a parede lateral fornecem uma armação estrutural para o aparelho.

Ainda em outra modalidade, um concentrador de oxi- gênio portátil é fornecido que inclui um par dê leitos de peneira incluindo extremidades de entrada/saida de ar e ex- tremidades de entrada/saida de oxigênio, um reservatório en- caixado pelo menos parcialmente entre os leitos de peneira e se comunicando com extremidades de entrada/saida de oxigênio dos leitos de peneira, um compressor para fornecer ar para as extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de penei- ra, e uma tubulação de ar definindo uma pluralidade de pas- sagens na mesma se comunicando com o compressor e as extre- midades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira.

Ainda em outra modalidade, um concentrador de oxi- gênio portátil é fornecido que inclui uma pluralidade de leitos de peneira incluindo primeiro e segundo leitos de pe- neira, um compressor para fornecer ar para os leitos de pe- neira, um conjunto de válvulas de controle entre o compres- sor e os leitos de peneira, e um reservatório que se comuni- ca com os leitos de peneira para armazenar oxigênio que sai dos leitos de peneira. Um primeiro sensor de pressão pode medir pressão de reservatório no reservatório, uma válvula de fornecimento pode se comunicar com o reservatório, e um segundo sensor de pressão pode medir uma queda de pressão através da válvula de fornecimento. Um controlador pode ser acoplado às válvulas de controle para seletivamente abrir e fechar as válvulas para alternadamente carregar e purgar os primeiro e segundo leitos de peneira, e pode ser acoplado aos primeiro e segundo sensores de pressão para seletivamen- te abrir a válvula de fornecimento para durações predetermi- nadas de pulsos a fim de fornecer pulsos de gás a partir do reservatório para um usuário. 0 controlador pode ajustar as durações de pulso com base pelo menos parcialmente na pres- são de reservatório e queda de pressão através da válvula de fornecimento.

Outros aspectos e características da presente in- venção tornar-se-ão evidentes a partir da consideração da seguinte descrição detalhada tomada em combinação com os de- senhos em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As Figuras IA e IB são vistas superior e inferior em perspectiva, respectivamente, de uma primeira modalidade de um aparelho concentrador de oxigênio portátil.

A Figura 2 é uma vista em perspectiva detalhada do aparelho das Figuras IA e 1B. A Figura 3 um diagrama esquemático do aparelho das Figuras IA e IB.

A Figura 4 é uma seção transversal de um leito de peneira exemplar que pode ser incluído no aparelho das Figu- ras IA e IB.

A Figura 5 é uma vista em seção transversal supe- rior de um compressor que pode ser incluído no aparelho das Figuras IA e IB.

A Figura 6 é uma vista superior de uma base de tu- bulação que pode fazer parte de uma tubulação de ar do apa- relho das Figuras IA e 1B.

As Figuras 7A e 7B são vistas inferior e superior, respectivamente, de uma tampa de tubulação que pode ser fi- xada à base de tubulação da Figura 6.

As Figuras 8A e 8B são vistas em perspectiva de lados superior e inferior de uma base de tubulação que podem fazer parte de uma tubulação de fornecimento de oxigênio do aparelho das Figuras IA e 1B.

As Figuras 9A-9C são vistas inferior, lateral e superior, respectivamente, de uma tampa de leito de peneira que pode fazer parte do aparelho das Figuras IA e 1B.

A Figura 10 é um gráfico mostrando queda de pres- são de ar que flui através de uma passagem à medida que um tamanho da passagem aumenta com base em taxas de fluxo mé- dias, exemplares.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Voltando aos desenhos, as Figuras IA-3 mostram uma primeira modalidade de um aparelho concentrador de oxigênio portátil 10. Genericamente, o aparelho 10 inclui uma plura- lidade de leitos de peneira ou tanques 12, um compressor 14, uma tubulação de ar ou inferior 16 definindo uma pluralidade de passagens 62-68 na mesma, um reservatório ou tanque de armazenagem 18, um conjunto de válvulas de controle de ar 20 para criar uma ou mais trajetórias de fluxo através das pas- sagens 62-68 dentro da tubulação de ar 16, e uma tubulação de fornecimento de oxigênio ou superior 102. Um controlador 22 pode ser acoplado às válvulas de controle de ar 20 para seletivamente abrir e fechar as válvulas de controle de ar para controlar o fluxo de ar através da tubulação de ar 16, e conseqüentemente, através dos leitos de peneira 12.

Opcionalmente, o aparelho 10 pode incluir um ou mais compo- nentes adicionais, por exemplo, uma ou mais válvulas de re- tenção, filtros, sensores, fontes de energia elétrica (não mostradas), e/ou outros componentes, pelo menos alguns dos quais podem ser acoplados ao controlador 22 (e/ou um ou mais controladores adicionais, também não mostrados) como descri- to adicionalmente abaixo. Será reconhecido que os termos "fluxo de ar", "ar", ou "gás" podem ser utilizados generica- mente aqui, embora o fluido especifico envolvido possa ser ar ambiente, nitrogênio pressurizado, oxigênio concentrado, e similares.

Voltando à Figura 4, cada leito de peneira 12 in- clui um invólucro externo 30, por exemplo, no formato de um cilindro oco alongado, incluindo uma primeira extremidade ou extremidade de entrada/saida de ar 32 e uma segunda ou ex- tremidade de entrada/saida de oxigênio 34. O invólucro 30 pode ser formado de material substancialmente rígido, por exemplo, plástico como acrilonitrila butadieno estireno ("ABS"), policarbonato, e similares, metal, como alumínio ou materiais compósitos. Em modalidades exemplares, o invólu- cro 30 pode ter um diâmetro entre aproximadamente dois e dez centímetros (2-10 cm) , e um comprimento entre aproximada- mente oito e trinta centímetros (8-30 cm). Embora o invó- lucro 30 seja mostrado tendo um formato cilíndrico redondo, será reconhecido que o invólucro 30 pode ter outros formatos desejados, por exemplo, que podem depender de critérios es- pacial, de desempenho e/ou estrutural. Por exemplo, o invó- lucro 30 pode ter uma seção transversal de formato elíptico, quadrado, retangular, ou outro formato poligonal regular ou irregular (não mostrado).

O invólucro 30 pode ser pelo menos parcialmente enchido com meios de filtração ou material de peneira 36 pa- ra fornecer um leito de peneira 12 capaz de adsorver nitro- gênio a partir de ar fornecido para dentro do leito de pe- neira 12 sob pressão. Para manter o material de peneira 36 dentro do invólucro 30, o leito de peneira 12 pode incluir discos ou placas 38 adjacentes a cada uma das primeira e se- gunda extremidades 32, 34 do invólucro 30. As placas 38 po- dem ser separadas entre si para definir um volume "desejado entre as placas 38 e dentro do invólucro 30. Por exemplo, o volume desejado pode estar entre aproximadamente cento e cinqüenta e seiscentos centímetros cúbicos (150 - 600 cm3), que pode ser cheio com material de peneira 36. Em uma moda- lidade exemplar, o volume de material de peneira 36 dentro do leito de peneira 12 pode ser aproximadamente 720,72 cen- tímetros cúbicos (720,72 cm3) como explicado adicionalmente abaixo.

As placas 38 podem incluir uma ou mais aberturas ou poros (não mostrados) através das mesmas para permitir fluxo de ar através das placas 38. Por exemplo, as placas 38 podem ser formadas de plástico sinterizado, desse modo fornecendo poros dentro do material plástico menor do que o tamanho de grão do material de peneira 36 que permite fluxo de ar através das placas 38. Alternativamente, as placas 38 podem ser formadas de plástico, metal ou materiais compósi- tos tendo múltiplos furos ou poros formados através das mes- mas. Por exemplo, os furos podem ser criados quando as pla- cas 38 são formadas, por exemplo, por moldagem das placas 38 e furos simultaneamente. Em uma alternativa, as placas 38 podem ser formadas como painéis sólidos, por exemplo, corta- dos de material, moldados, etc., e os furos podem ser cria- dos através dos painéis, por exemplo, por perfuração, corte a laser e similares.

Genericamente, o leito de peneira 12 pode ser cheio de tal modo que não haja espaços vazios substanciais no material de peneira 36, por exemplo, de tal modo que o material de peneira 36 seja substancialmente acondicionado entre as placas 38. O leito de peneira resultante 12 pode pesar entre aproximadamente 113 gramas - 681 gramas.

Na modalidade mostrada, a placa inferior 38a é substancialmente estacionária, por exemplo, fixa na primeira extremidade 32 do invólucro 30, por exemplo, por um ou mais conectores ou prendedores cooperantes (não mostrados), ade- sivos, soldagem sônica e similares. A placa superior 38b pode ser disposta adjacente à segunda extremidade 34, ainda assim móvel dentro do invólucro 30. Por exemplo, a placa superior 38b pode ser propendida em direção à placa inferior 38a, por exemplo, por uma mola ou outro mecanismo de propen- são 39, que pode comprimir o material de peneira 36 entre as placas 38. Se o material de peneira 36 assentar ou de um certo modo escapar do leito de peneira 12, a placa superior 38b pode mover-se automaticamente para baixo em direção à placa inferior 38a para manter o material de peneira 36 sob uma compressão desejada. Essa compressão pode evitar que o material de peneira 36 se mova para dentro de outras áreas do aparelho 10 quando se tornar pulverizado a partir da ope- ração e/ou pode neutralizar forças induzidas por fluxo que podem de outro modo fazer com que o material de peneira 36 fluidifique.

A porosidade das placas 38 pode ser substancial- mente uniforme através da seção transversal do leito de pe- neira 12, por exemplo, para assegurar que fluxo para dentro e/ou para fora do leito de peneira 12 é substancialmente distribuído uniformemente através da área das primeira e se- gunda extremidades 32, 34. Alternativamente, a porosidade das placas 38 pode variar em um padrão desejado, ou somente uma porção das placas 38 pode ser porosa. Ainda em uma al- ternativa, as placas 38 podem ter uma parede sólida e podem incluir uma ou mais aberturas através das mesmas, por exem- plo, em um padrão desejado. O material de peneira 36 pode incluir um ou mais materiais conhecidos capazes de adsorver nitrogênio a partir de ar ambiente pressurizado, desse modo permitindo que oxi- gênio seja sangrado ou de outro modo evacuado a partir do leito de peneira 12. Materiais de peneira exemplares que podem ser utilizados incluem zeólito sintético, LiX, e simi- lares, como UOP Oxysiv 5, 5A, Oxysiv MDX, ou Zeochem Z10-06. Pode ser desejável fornecer múltiplas camadas de material de peneira 36 dentro do leio de peneira 12, por exemplo, forne- cendo material de peneira com diferentes propriedades em ca- madas entre a primeira extremidade 32 e a segunda extremida- de 34.

Por exemplo, como o material de peneira generica- mente absorve água, que pode fazer com que um pouco de mate- rial de peneira deteriore, o material de peneira pode ser fornecido na primeira extremidade 32 que é capaz de absorver água sem impactar substancialmente sua durabilidade e/ou ca- pacidade de adsorver nitrogênio. Em uma modalidade exem- plar, uma primeira camada 36a pode ser fornecida adjacente à primeira extremidade 32 tendo uma profundidade (dimensão pa- ralela ao comprimento dos leitos de peneira 12) entre apro- ximadamente dez e trinta por cento da altura geral do mate- rial de peneira, como material Oxysiv 5. Uma segunda camada 36b pode ser então fornecida que inclui um material de ab- sorção de elevado desempenho, como Oxysiv MDX. A segunda camada 36b pode encher substancialmente o restante do leito de peneira 12, como mostrado, ou uma ou mais camadas adicio- nais de material de peneira podem ser fornecidas (não mos- tradas) tendo propriedades desejadas. Desse modo, durante uso, quando ar ambiente entra na primeira extremidade 32 do leito de peneira 12, a primeira camada 36a pode absorver substancialmente umidade no ar de tal modo que a segunda ca- mada 36b seja exposta a ar relativamente seco, desse modo substancialmente reduzindo o risco de danificar o material de peneira da segunda camada 36b. Foi determinado para Oxy- siv MDC que entre aproximadamente 227 gramas - 681 gramas, e preferivelmente 454 gramas, desse material de peneira por litro por minuto (Ipm) de produção de saida provê adsorção eficiente.

Embora dois leitos de peneira 12 sejam mostrados nas Figuras 1A-3, será apreciado que um ou mais leitos de peneira podem ser fornecidos, por exemplo, dependendo do pe- so desejado, eficiência de desempenho, e similares. Infor- mações adicionais sobre leitos de peneira e/ou materiais de peneira que podem ser incluídos no aparelho 10 podem ser en- contradas na patente US no. 4.859.217, cuja revelação inte- gral é expressamente incorporada aqui a título de referên- cia.

Voltando às Figuras IA, IB e 2, o reservatório 18 pode incluir um invólucro tubular alongado 70 tendo uma pri- meira extremidade ou extremidade inferior 94, que pode ser substancialmente encerrada ou aberta, e uma segunda extremi- dade ou extremidade superior 96, que pode ser também subs- tancialmente encerrada ou aberta (por exemplo, se tampada por uma tubulação ou outro componente, como descrito em ou- tro lugar aqui) . Como mostrado, o invólucro 70 tem um for- mato de ampulheta irregular permitindo que o reservatório 18 seja encaixado entre e/ou adjacente aos leitos de peneira 12. Isso pode minimizar o espaço ocupado pelo reservatório 18, que pode ajudar a reduzir o tamanho global do aparelho 10. Além disso, o invólucro 70 pode ter uma parede externa curva 71 que pode estender-se entre os leitos de peneira 12, que podem fornecer uma superfície externa, acabada para o aparelho 10, como visto melhor nas Figuras IA e 1B. O invó- lucro 70 pode ser formado de plástico, como ABS, policarbo- nato e similar, metal, como alumínio ou materiais compósi- tos, similares aos outros componentes do aparelho 10 descri- to aqui.

Como mostrado nas Figuras 2 e 9A-9C, uma tampa 80 pode ser fornecida para pelo menos parcialmente fechar a ex- tremidade superior 96 do invólucro 70. A tampa 80 pode ser substancialmente permanentemente ou removivelmente fixada nas segundas extremidades 34 dos leitos de peneira 12 e/ou extremidade superior 96 do reservatório 18, por exemplo, u- tilizando um ou mais conectores, prendedores, adesivos, sol- dagem sônica, e similar. A tampa 80 pode incluir uma ou mais aberturas 82, 84 na mesma para permitir que oxigênio flua para dentro e para fora dos leitos de peneira 12 e/ou reservatório 18, como explicado adicionalmente abaixo.

Voltando à Figura 9A, a tampa 8 0 pode também in- cluir um orifício de purgação 81 (mostrado em espectro), que pode fornecer uma passagem se comunicando diretamente entre as segundas extremidades 34 dos leitos de peneira 12. Oo- rifício de purgação 81 pode permanecer continuamente aberto, desse modo fornecendo uma passagem para oxigênio passar de um leito de peneira 12 para o outro, por exemplo, enquanto um leito de peneira 12 está carregando e o outro está pur- gando, como descrito adicionalmente abaixo. 0 orifício de purgação 81 pode ter um tamanho em seção transversal preci- samente determinado, por exemplo, entre aproximadamente 0, 0381 - 0, 88 cm, ou aproximadamente 0, 508 cm de diâmetro, que pode ser baseado em um ou mais fluxo ou outros critérios de desempenho dos leitos de peneira 12, como explicado adi- cionalmente abaixo. Por exemplo, o orifício de purgação 81 pode ser dimensionado de tal modo que entre aproximadamente dois e meio e dez litros por minuto (Ipm) de oxigênio, por exemplo, aproximadamente cinco litros por minuto (5 lpm) , flui através do orifício de purgação 81 em qualquer direção em um diferencial de pressão de aproximadamente 0,3515 kgf/cm2 través do orifício de purgação 81.

Alternativamente, o orifício de purgação pode es- tender-se entre os leitos de peneira 12 através do reserva- tório 18. Por exemplo, o orifício de purgação pode incluir uma primeira passagem (não mostrada) se estendendo ao longo da tampa 80 que se comunica entre o leito de peneira 12a e o reservatório 18, e uma segunda passagem (também não mostra- da) se estendendo ao longo da tampa 80 que se comunica entre o leito de peneira 12b e o reservatório 18.

Opcionalmente, se a extremidade inferior 94 do in- vólucro 70 for aberta, uma tampa (não mostrada) pode também ser fornecida para fechar substancialmente a extremidade in- ferior 94 do invólucro 70, por exemplo, que pode ser subs- tancialmente permanentemente ou removivelmente fixada na ex- tremidade inferior 94, similar à tampa 80. Alternativamen- te, a extremidade inferior 94 do invólucro 70 pode ser aber- ta e a extremidade inferior 94 do invólucro 70 pode ser en- cerrada por uma porção da tubulação de ar 16, por exemplo, quando o reservatório 18 é montado sobre ou adjacente à tu- bulação de ar 16, como descrito adicionalmente abaixo.

Em uma alternativa adicional, o aparelho 10 pode incluir múltiplos reservatórios (não mostrados) que podem ser fornecidos em um ou mais locais dentro do aparelho 10, por exemplo, colocados em diferentes locais onde espaço está disponível, ainda assim minimizando o tamanho geral do apa- relho 10. Os reservatórios podem ser conectados entre si através de um ou mais tubos flexíveis (não mostrados) e/ou através da tubulação de fornecimento de oxigênio 102 para permitir que oxigênio seja fornecido para e retirado dos re- servatórios. Opcionalmente, nessa alternativa, uma ou mais válvulas podem ser fornecidas para controlar fluxo de oxigê- nio para dentro e para fora dos reservatórios.

Além disso ou alternativamente, o aparelho 10 pode incluir um ou mais reservatórios flexíveis, por exemplo, bolsas ou outros recipientes que podem expandir ou contrair à medida que oxigênio é fornecido para dentro ou para fora dos mesmos. Os reservatórios podem ter formatos predetermi- nados à medida que expandem ou podem expandir elasticamente para encher espaço disponível dentro do aparelho 10. Opcio- nalmente, um ou mais reservatórios rígidos podem ser forne- cidos que se comunicam com um ou mais reservatórios flexí- veis (não mostrados) por exemplo, para conservar espaço den- tro do aparelho 10. Em modalidades adicionais, um ou mais reservatórios podem ser fornecidos como porções de uma ou ambas tubulação de ar 16 e tubulação de fornecimento de oxi- gênio 102, em vez de como um componente separado.

Voltando às Figuras IA, IB e 2, com referência a- dicional à Figura 5, o compressor 14 pode ser qualquer dis- positivo capaz de puxar ar ambiente para dentro do aparelho 10 e comprimir o ar para uma ou mais pressões desejadas para fornecimento para os leitos de peneira 12. Na modalidade mostrada, o compressor 14 é um dispositivo de cabeça múlti- pla que inclui um motor 40, uma montagem de carne 42 acoplada ao motor 40, eixos de acionamento ou hastes 44 acopladas à montagem de came 40, e uma pluralidade de montagens de dia- fragma ou cabeças 4 6 acopladas aos eixos de acionamento 44. O motor 40 pode ser um motor DC sem escova, como o Pittman 4413.

Como visto melhor na Figura 5, cada uma das monta- gens de diafragma 46 inclui um alojamento 48, um diafragma 50 fixado no alojamento 48 para definir uma câmara 52, e um conjunto de válvulas de retenção 54 para permitir que ar se- ja puxado para dentro e forçado para fora da câmara 52. 0 alojamento 48 pode incluir uma ou mais partes substancial- mente rígidas fornecendo uma estrutura de suporte para o di- afragma 50 e pelo menos definindo parcialmente a câmara 52. O alojamento 48 pode ser formado de plástico, como ABS ou policarbonato, metal, ou materiais compósitos, por exemplo, feito por moldagem, fundição, usinagem, e similar. O diafragma 50 pode ser substancialmente permanen- temente ou removivelmente fixado no alojamento 48, por exem- plo, utilizando um encaixe por interferência, um ou mais co- nectores, adesivos prendedores, e similares (não mostrados) que podem fornecer uma vedação substancialmente hermética entre o diafragma 50 e o alojamento 48. 0 diafragma 50 pode ser formado de material flexível ou semi-rígido que pode ser repetidamente defletido por uma distância desejada durante operação do compressor 14, por exemplo, materiais de Monôme- ro de dieno propileno etileno ("EPDM") ou borracha "BUNA (borracha sintética feita por polimerização de butadieno), e similar, VITON, ou borracha de silicone líquido ("LSR") ten- do flexibilidade suficiente, elasticidade, e/ou outras pro- priedades apropriadas.

Em modalidades exemplares, o alojamento 48 e dia- fragma 50 podem ter seções transversais quadradas ou retan- gulares (se estendendo para a página da Figura 5) por exem- plo, entre aproximadamente 2,54 cm e 7,62 cm (2,54 - 7,62 cm) em um lado. O alojamento 4 8 pode ter uma profundidade entre aproximadamente 0, 635 cm - 3,81 cm, desse modo forne- cendo uma câmara 52 definindo um volume. Em uma modalidade exemplar, as montagens de diafragma 46 podem ter uma seção transversal quadrada com cada da altura e largura sendo a- proximadamente 5,08 cm. Será reconhecido, entretanto, que o alojamento 48 e diafragma 40 podem ter outros formatos em seção transversal, por exemplo, circular, elíptico e similar.

O diafragma 50 pode ser acoplado ao eixo de acio- namento 44, por exemplo, por uma cabeça 45, de tal modo que o diafragma 50 possa se mover para dentro e para fora em re- lação à câmara 52 à medida que o eixo de acionamento 4 4 rea- liza movimento alternado ao longo de seu eixo geométrico longitudinal para longe de e em direção à montagem de carne 42. Desse modo, o volume da câmara 52 pode ser aumentado e diminuído à medida que o diafragma 50 se move para longe de e em direção à câmara 52 para puxar ar para dentro da câmara 52 e forçar ar para fora da câmara 52, respectivamente.

Opcionalmente, como mostrado na Figura 5, o aloja- mento 48 pode incluir mais uma partição definindo passagens, por exemplo, uma passagem de entrada 56in e uma passagem de saída 56out· Como explicado adicionalmente abaixo, as passa- gens de entrada e saída 56in, 56out podem se comunicar com respectivas passagens 62, 64 na tubulação de ar 16, por e- xemplo, através de furos 57 (não mostrados na Figura 5, vi- de, por exemplo, a Figura 2) na parte inferior do alojamento 48. Uma válvula de retenção de entrada 54in pode ser forne- cida em linha com a passagem de entrada 56in, por exemplo, na partição entre a câmara 52 e a passagem de entrada 56in. A válvula de retenção de entrada 54in pode abrir quando ex- posta a uma pressão negativa dentro da câmara 52, isto é, à medida que o diafragma 50 é dirigido para longe da câmara 52, e pode fechar quando exposta a uma pressão positiva den- tro da câmara 52, isto é, à medida que o diafragma 50 é di- rigido em direção à câmara 52. Similarmente, uma válvula de retenção de saída 54out pode ser fornecida em linha com a passagem de saída 56out que pode abrir quando exposta a uma pressão positiva dentro da câmara 52 e fechar quando exposta a uma pressão negativa dentro da câmara 52. As válvulas de retenção 54 podem simplesmente ser válvulas propendidas por mola que se abrem em uma direção dependendo do diferencial de pressão através da válvula, como válvulas do tipo cober- tura convencionais.

Durante operação, o motor 40 pode ser continua ou seletivamente ativado para girar um came 43 da montagem de came 42 e desse modo fazer com que os eixos de acionamento 44 realizem movimento alternado axialmente para longe a par- tir de e em direção à montagem de came 42. Por exemplo, a montagem de came 42 pode ser configurada de tal modo que os eixos de acionamento 44 tenham um deslocamento axial total entre aproximadamente três e treze milímetros (3-13 mm) .

Esse movimento alternado faz com que os diafragmas 50 se mo- vam para dentro e para fora em relação aos alojamentos 46, desse modo puxando ar ambiente para dentro das câmaras 52 através das passagens de ar 56in e forçando ar comprimido para fora das câmaras 52 através das passagens de saída 56 out. O deslocamento do centro do diafragma 50 pode corres- ponder um a um com o deslocamento dos eixos de acionamento 44. Os eixos de acionamento 44 podem mudar o volume da câ- mara 52, por exemplo, entre aproximadamente oitenta e noven- ta e cinco por cento (80 - 95%) acima e abaixo de seu volume relaxado (quando o diafragma 50 está substancialmente rela- xado ou não sujeito a nenhuma força).

Em uma modalidade exemplar, o movimento recíproco dos eixos de acionamento 44 é escalonado ou descentrado em tempo para cada uma das montagens de diafragma 4 6a- 4 6c em um padrão predeterminado, por exemplo, baseado na configura- ção do came 43 da montagem de came 42. Desse modo, ar com- primido pode ser gerado seqüencialmente por cada uma das ca- beças 46. Isso também pode minimizar a quantidade de vibra- ção ou ruido gerado pelo compressor 14, por exemplo, de tal modo que a vibração ou movimento de uma das montagens de di- afragma 4 6 pelo menos parcialmente descentre as outras. In- formações adicionais em relação à operação e controle do compressor 14 são fornecidas abaixo.

Além disso, como as montagens de diafragma podem ser angularmente descentradas uma da outra, por exemplo, por cento e vinte graus (120°) quando dispostas simetricamente em torno da montagem de came 42, isso também pode descentrar ou minimizar vibrações criadas durante operação do compres- sor 14. Por comparação, em uma modalidade alternativa, duas montagens de diafragma (não mostradas) podem ser fornecidas em lados opostos da montagem de came em uma configuração li- near definindo um eixo geométrico, embora essa configuração possa aumentar as vibrações ao longo do eixo geométrico.

Alternativamente mais de três (3) cabeças podem ser fornecidas, embora isso possa aumentar o custo e/ou com- plexidade de operação do aparelho 10. Para minimizar vibra- ção, pode ser desejável fornecer um número impar de monta- gens de diafragma (por exemplo, três, cinco, sete, etc.) por exemplo, em uma configuração de raio simétrica que não cria um eixo geométrico linear entre qualquer uma das montagens de diafragma, que pode pelo menos parcialmente descentrar vibrações entre as várias cabeças.

Voltando para as Figuras 2 e 5A-6B, a tubulação de ar ou inferior 16 inclui genericamente uma ou mais estrutu- ras substancialmente planas definindo uma pluralidade de passagens 62-68 na mesma. Genericamente, a tubulação de ar 16 é vedada de tal modo que as passagens 62-68 sejam subs- tancialmente hermética diferente do que nas aberturas 72-79, 86-90. As aberturas 72-79, 86-90 podem permitir que outros componentes, por exemplo, o compressor 14, os leitos de pe- neira 18, e válvulas de controle de ar 20, se comuniquem com as passagens 62-68 para mover ar através da tubulação de ar 16 em um modo desejado, como explicado adicionalmente abai- xo. Opcionalmente, a tubulação de ar 16 pode incluir um ou mais furos, bolsos, e similares para receber suportes, co- nectores e/ou prendedores (não mostrados) por exemplo, para fixar componentes do aparelho 10 na tubulação de ar 16, por exemplo, os leitos de peneira 12, o compressor 14, o reser- vatório 18, e/ou válvulas de controle 20.

A tubulação de ar 16 pode ser substancialmente rí- gida, por exemplo, desse modo fornecendo ou aumentando inte- gridade estrutural do aparelho 10. Em uma modalidade, a tu- bulação de ar 16 pode definir uma ou mais outras superfícies estruturais para o aparelho 10, por exemplo, uma superfície inferior do aparelho 10, desse modo eliminando a necessidade de um revestimento exterior inferior, adicional. A tubula- ção de ar 16 pode ser formada de qualquer material do tipo de engenharia, por exemplo, plástico, como ABS, policarbona- to, e similar; metal, como alumínio, e similar, ou materiais compósitos. A tubulação de ar 16 pode ser formada por mol- dagem por injeção, fundição, usinagem, e similares.

Em uma modalidade exemplar, a tubulação de ar 16 pode ser formada de material plástico relativamente leve, por exemplo, de tal modo que a tubulação de ar 16 pesa não mais do que aproximadamente 113 gramas - 1.816 kg. Alterna- tivamente, todas ou uma ou mais porções da tubulação de ar 16 podem ser formadas de material semi-rigido ou flexível elástico, por exemplo, para aumentar a durabilidade e/ou re- sistência a choque do aparelho 10.

Na modalidade mostrada, a tubulação de ar 16 in- clui uma base de tubulação 58 incluindo uma pluralidade de canais na mesma que pelo menos parcialmente definem as pas- sagens 62-68, e uma tampa de tubulação 60 que casa com a ba- se de tubulação 58 para substancialmente encerrar os canais para definir adicionalmente as passagens 62-68. Será reco- nhecido que a tubulação de ar 16 pode ser formada de um ou mais componentes, em vez da base de tubulação 58 e tampa de tubulação 60, que casam entre si ou de outro modo cooperam para definir as passagens 62-68 descritas aqui.

Como visto melhor na Figura 6, a base de tubulação 58 pode incluir canais que pelo menos parcialmente definem uma ou mais passagens de entrada de compressor 62, passagens de saída de compressor 64, passagens de leito de peneira 66, e passagens de descarga 68. Porções da base de tubulação 58 desnecessárias para definir as passagens 62-68 e/ou superfí- cies de montagem podem ser omitidas, por exemplo, para redu- zir o peso geral da tubulação de ar 16 sem causar impacto substancial sobre sua integridade estrutural. Alternativa- mente, a base de tubulação 58 pode ter uma parede inferior substancialmente continua,por exemplo, que pode ser substan- cialmente lisa e/ou pode incluir pernas ou outros componen- tes (não mostrados) sobre os quais o aparelho 10 pode ser montado.

Além disso ou alternativamente, a base de tubula- ção 58 pode incluir pelo menos uma porção de uma parede la- teral 59, por exemplo, que pode definir outra superfície es- trutural externa do aparelho 10. Em uma alternativa adicio- nal, como mostrado na Figura 2, a parede lateral 59 pode fa- zer parte da tampa de tubulação 60, em vez da base de tubu- lação 58. Ainda em uma alternativa, a tubulação de ar 16 pode ser relativamente plana (em vez de no formato de "L") e a parede lateral pode ser um componente separado (não mos- trado) que pode ser conectado ou de outro modo fixado na tu- bulação de ar 16.

Voltando para as Figuras 7A e 7B, a tampa de tubu- lação 60 pode incluir um ou mais canais que casam com os ca- nais na base de tubulação 58 para definir adicionalmente as passagens 62-68, por exemplo, as passagens de entrada de compressor 62, passagens de saída de compressor 64, passa- gens de leito de peneira 66, e passagens de descarga 68.

Alternativamente, os canais na tampa de tubulação 60 podem ser levemente maiores ou menores do que os canais na base de tubulação 58 de tal modo que as paredes de canal se sobre- põem, o que pode aumentar a conexão entre a tampa de tubula- ção 60 e a base de tubulação 58. Em uma alternativa, a tam- pa de tubulação 60 pode ter uma superfície inferior substan- cialmente lisa que casa contra as paredes de canal e/ou ou- tros componentes da base de tubulação 58 para definir adi- cionalmente as passagens 62-68.

A tampa de tubulação 60 pode ser fixada na base de tubulação 58 utilizando um ou mais conectores, por exemplo, retentores cooperantes, como lingüetas e entalhes correspon- dentes, ou prendedores, como parafusos, rebites, cavilhas, e similares. Além disso ou alternativamente, a tampa de tubu- lação 60 pode ser fixada na base de tubulação 58 utilizando adesivos, soldagem sônica,e similares, por exemplo, ao longo de uma ou mais superfícies de contato entre a base de tubu- lação 58 e a tampa de tubulação 60.

Com referência continuada às Figuras 7A e 7B, a tampa de tubulação 60 pode incluir uma pluralidade de aber- turas 72-79, 86-90 que se comunicam com as passagens 62-68. Por exemplo, a tampa de tubulação 60 pode incluir um orifí- cio de entrada de ar 79 que se comunica com a passagem de entrada de compressor 62. O orifício de entrada 79 pode ser acoplado a um tubo ou outra estrutura oca (não mostrada) se estendendo para uma abertura de entrada 160 (não mostrada, vide a Figura 2) em uma superfície externa do aparelho 10, por exemplo, para permitir que ar ambiente seja aspirado pa- ra dentro do aparelho 10. Opcionalmente, como mostrado na Figura 3, um filtro de ar de entrada 162 pode ser fornecido em linha antes do orifício de entrada 79 para remover poeira ou outras partículas a partir do ar ambiente aspirado para dentro da abertura de entrada 160 antes de entrar no com- pressor 14.

Além disso, voltando às Figuras 7A e 7B, a tampa de tubulação 60 pode incluir múltiplos pares de aberturas 72, 74 para comunicar com o compressor 14. Na modalidade mostrada, a tampa de tubulação 60 inclui três pares de aber- turas 72, 74 correspondendo aos orifícios 57 (não mostrados, vide a Figura 2) nas três montagens de diafragma 4 6 do com- pressor 14. Cada par de aberturas 72, 74 pode ser separado em uma distância predeterminada similar ao espaçamento dos orifícios 57 nas montagens de diafragma 46. Uma ou ambas as aberturas 72, 74 e os orifícios 57 podem incluir bicos ou outras extensões para facilitar uma conexão substancialmente hermética entre as montagens de diafragma 46 e a tampa de tubulação 60. Os orifícios 57 podem ser conectados às aber- turas 72, 74, por exemplo, por um ou mais entre encaixe por interferência, roscas casadas, retentores cooperantes, ade- sivos, e similares.

Quando o compressor 14 é montado em ou adjacente à tubulação de ar 16, as passagens de entrada 56in das monta- gens de diafragma 46 podem comunicar-se com as aberturas 72, e conseqüentemente com a passagem de entrada de compressor 62. Durante uso, quando cada uma das montagens de diafragma 46, por sua vez, aspira ar exterior através das passagens de entrada 56in, o ar pode ser aspirado através das respectivas aberturas 72, passagem de entrada de compressor 62, e orifí- cio de entrada 79. Similarmente, as passagens de saída 56out das montagens de diafragma 4 6 podem comunicar-se com as a- berturas 74, e conseqüentemente com a passagem de saída de compressor 64. Durante uso, quando cada uma das montagens de diafragma 4 6 fornece ar comprimido para fora das passa- gens de saida 56out, o ar comprimido pode entrar nas abertu- ras respectivas 74 para dentro das passagens de saida de compressor 64 na tubulação de ar 16.

Com referência continuada às Figuras 7A e 7B, a tampa de tubulação 60 também pode incluir uma pluralidade de aberturas de válvula de controle de ar 86, 88 adjacentes en- tre si que sobrepõe a passagem de saída de compressor 64, as passagens do leio de peneira 66 e/ou as passagens de descar- ga 68. Desse modo, quando a tampa de tubulação 60 é fixada na base de tubulação 58, as aberturas de válvula de controle de ar 86, 88, podem comunicar-se com respectivas passagens 64-68. Em particular, as aberturas de entrada de válvula de fornecimento 86in podem comunicar-se com a passagem de saída de compressor 64, enquanto as aberturas de entrada de válvu- la de descarga 88in se comunicam com respectivas passagens de leito de peneira 68. As aberturas de saída de válvula de fornecimento 8 6out podem comunicar-se com respectivas passa- gens de leito de peneira 66, enquanto as aberturas de saída de válvula de descarga 8 8out se comunicam com a passagem de descarga 68.

A tampa de tubulação 60 também pode incluir aber- turas de leito de peneira 90 que se comunicam com porções aumentadas das passagens de leito de peneira 66. Desse mo- do, as aberturas de leito de peneira 90 podem comunicar-se com as primeiras extremidades 32 dos respectivos leitos de peneira 12 quando os leitos de peneira 12 são montados em ou adjacentes à tubulação de ar 16. Além disso, como visto me- lhor na Figura 7B, a tampa de tubulação 60 também pode in- cluir uma ou mais aberturas de descarga 92 que se comunica com a passagem de descarga 68.

Opcionalmente, um tubo, bocal, ou outro dispositi- vo (não mostrado) pode ser acoplado à(s) abertura(s) de des- carga 92 para orientar ar de descarga (genericamente nitro- gênio concentrado) a partir dos leitos de peneira 12, como explicado adicionalmente abaixo. Em uma modalidade, o ar de descarga pode ser dirigido para o controlador 22 ou outro dispositivo eletrônico dentro do aparelho 10, por exemplo, para resfriar o dispositivo eletrônico. A utilização de ni- trogênio concentrado como fluido de resfriamento para a par- te eletrônica interna pode fornecer uma característica de segurança para o aparelho 10, a saber reduz o risco de in- cêndio se houver superaquecimento ou curto da parte eletrô- nica. Uma vez que grande parte do oxigênio foi removida a partir do ar de descarga, há pouco ou nenhum combustível no ar de descarga para favorecer um incêndio. Além disso, com o ar de descarga sendo orientado para o interior do aparelho 10, se o reservatório 18 ou leitos de peneira 12 fosse para desenvolver um vazamento se comunicando com o interior do aparelho 10, a mistura de gás resultante não teria mais oxi- gênio (como uma percentagem de volume) do que ar ambiente.

Como descrito adicionalmente abaixo, as válvulas de controle de ar 20 podem ser montadas na tampa de tubula- ção 60 sobre as aberturas de válvula 86, 88 e as válvulas de controle de ar 20 podem ser seletivamente abertas e fechadas para fornecer trajetórias de fluxo, por exemplo, a partir da passagem de salda de compressor 64 para as passagens de lei- to de peneira 66 e/ou a partir das passagens de leito de pe- neira 66 para a passagem de descarga 68. Por exemplo, com referência adicional à Figura 3, quando a válvula de contro- le de ar de fornecimento 20as está aberta, uma trajetória de fluxo pode ser definida do compressor 14 através das abertu- ras 72, passagem de compressor 62, aberturas de entrada de fornecimento 8 6in, a válvula de controle de ar 20as, abertura de saida de fornecimento 86out, e a passagem de leito de pe- neira 66a, para dentro do leito de peneira 12a. Quando a válvula de controle de ar de descarga 20bE é aberta, uma trajetória de fluxo pode ser definida a partir do leito de peneira 12b, através da passagem de leito de peneira 66b, aberturas de entrada de descarga 88in, a válvula de controle de ar 20bE, aberturas de saida de descarga 88outr passagem de descarga 68, e para fora da(s) abertura(s) de descarga 92.

A tubulação de ar 16 pode substituir uma plurali- dade de tubos e válvulas que seriam de outro modo necessá- rios para fornecer ar para e a partir dos leitos de peneira 12. Como esses tubos e válvulas individuais são eliminados e substituídos com uma tubulação simples incluindo não mais do que quatro válvulas de controle de ar 20, a tubulação de ar 16 pode reduzir o tamanho geral, peso, e/ou custo do apa- relho 10, o que pode ser útil, particularmente para tornar o aparelho 10 conveniente, fácil de usar e/ou barato.

Além disso, a tubulação de ar 16 pode facilitar modificações, por exemplo, reduzir perdas de pressão e/ou amortecer ruído. Por exemplo, para minimizar necessidades de energia para o aparelho 10, o tamanho e/ou formato das passagens 62-68 pode ser projetado para reduzir perdas à me- dida que ar comprimido passa através das passagens 62-68. Verificou-se que se a perda de pressão aumenta em 0,0703 kgf/cm2, pode aumentar o consumo de energia do aparelho 10 em tanto quanto dez por cento (10%) ou mais. A Figura 10 mostra perdas de pressão que podem ser encontradas durante três taxas de fluxo médias exemplares, isto é, vinte e qua- tro (24), trinta (30) e cinqüenta (50) litros por minuto (Ipm) .À medida que o diâmetro médio de fluxo das passagens 62-68 é aumentado, a queda de pressão é reduzida significa- tivamente. Desse modo, pode ser desejável que as passagens 62-68 tenham um tamanho de pelo menos aproximadamente 0,635 cm de diâmetro ou outra seção transversal equivalente.

Além disso, a tubulação de ar 16 pode facilitar o fornecimento de defletores ou outros dispositivos ou amorte- cedores de som dentro das trajetórias de fluxo do ar que se move através do aparelho 10. Por exemplo, um ou mais defle- tores, venturis, modificadores de fluxo, e similares (não mostrados) podem ser moldados diretamente para dentro dos canais da base de tubulação 58 para absorver ondas de som ou reduzir ruído gerado pelo fluxo de ar. Alternativamente, tais componentes podem ser inseridos ou montados nos canais antes da tampa de tubulação 60 ser fixada na base de tubula- ção 58. Ainda em uma alternativa, a tubulação de ar 16 pode permitir que válvulas de controle de fluxo sejam montadas diretamente em uma ou mais das passagens 62-68. Voltando às Figuras 1A-3, as válvulas de controle de ar 20 podem ser montadas ou de outro modo fixadas na tu- bulação de ar 16, por exemplo, à tampa de tubulação 60. Na modalidade mostrada, quatro válvulas de controle de ar "de duas vias" 20 podem ser fornecidas que podem ser montadas na tampa de tubulação 60, por exemplo, utilizando um ou mais conectores, prendedores, adesivos, e similares. Como expli- cado adicionalmente abaixo, quatro válvulas de controle de ar 20 permitem que cada leito de peneira 12 seja pressuriza- do e/ou descarregado independentemente entre si, opcional- mente com a capacidade de sobrèpor os ciclos de pressurização.

Uma válvula de duas vias exemplar que pode ser u- tilizada para cada uma das válvulas 20 é a válvula SMC DXT, disponível junto à SMC Corporation of America, de Indianápo- lis, Indiana. Essa válvula é uma válvula de diafragma ope- rada por piloto de plástico relativamente pequena. Devido à grande área de diafragma, tem uma pressão operacional mínima muito baixa, que pode. ser particularmente útil dado as pres- sões operacionais do aparelho 10 durante uso. A válvula po- de ser fornecida como "normalmente aberta". Quando se apli- ca pressão no lado superior do diafragma através da válvula piloto, o diafragma pode ser forçado para baixo sobre uma sede, fechando o fluxo. Uma válvula solenóide piloto nor- malmente aberta ou normalmente fechada pode ser utilizada.

Uma vez que a própria válvula de diafragma é normalmente a- berta, o uso de uma válvula solenóide normalmente aberta po- de criar operação geral normalmente fechada, exigindo apli- cação de energia elétrica para abrir a válvula.

Alternativamente, as válvulas de controle de ar 20 podem ser substituídas com duas válvulas "de três vias", que pode exigir algumas mudanças secundárias nas aberturas e/ou passagens na tubulação de ar 16. Tais válvulas, entretanto, podem ser mais caras, de operação complicada, e/ou podem e- xigir maior pressão para piloto do que as pressões encontra- das durante o uso do aparelho 10. Em alternativas adicio- nais, uma ou mais outras válvulas de múltiplas posições pode ser fornecida, em vez de quatro válvulas de duas vias. Voltando à Figura 3, as quatro válvulas de contro- le de ar 20 podem ser fornecidas em uma tubulação de válvula única 21, por exemplo, uma tubulação de alumínio, e os ori- fícios podem ser orifícios de entrada e saída rosqueados fornecidos separadamente ou como parte da tubulação de vál- vula 21. Após montagem das válvulas de controle de ar 20 na tubulação de válvula 21, a tubulação de válvula 21 pode ser montada na tubulação de ar 16 sobre as aberturas 86, 88. Alternativamente, as válvulas de controle de ar individuais 20 podem ser montadas diretamente na tubulação de ar 16, por exemplo, para evitar a tubulação de válvula 21 ou quaisquer outras conexões e/ou tubagem, que podem reduzir ainda mais o tamanho e/ou peso geral do aparelho 10.

Voltando às Figuras IA, IB e 2, com referência a- dicional às Figuras 8A-8B, a tubulação de fornecimento de oxigênio ou superior 102 pode ser provida para fornecer oxi- gênio armazenado no reservatório 18 para um usuário do apa- relho 10. Similar à tubulação de ar 16, a tubulação de for- necimento de oxigênio 102 pode fornecer integridade estrutu- ral suficiente para prover uma superfície estrutural externa do aparelho 10, por exemplo, desse modo eliminando a neces- sidade de um revestimento superior ou externo, separado, pa- ra o aparelho 10. A tubulação de fornecimento de oxigênio 102 pode ser fabricada e montada utilizando materiais simi- lares e/ou métodos para a tubulação de ar 16, descrita aci- ma .

Opcionalmente, como mostrado na Figura 8B, a tubu- lação de fornecimento de oxigênio 102 pode incluir uma ou mais nervuras ou outras estruturas de reforço 103, por exem- plo, em uma superfície inferior da tubulação de fornecimento de oxigênio 102. As estruturas de reforço 103, podem ser moldadas ou de outro modo formadas diretamente na tubulação de fornecimento de oxigênio 102 em um padrão desejado ou fi- xadas na tubulação de fornecimento de oxigênio 102, por e- xemplo, sobrepondo os leitos de peneira 12 (não mostrados na Figura 8B) . Tais estruturas de reforço 103 podem reforçar a tubulação de fornecimento de oxigênio 102, por exemplo, a partir do mecanismo de propensão 39 dentro dos leitos de pe- neira 12 e/ou contra a pressão do ar dentro dos leitos de peneira 12, que podem aplicar uma força ascendente contra a tubulação de fornecimento de oxigênio 102.

Na modalidade mostrada na Figura 2, a tubulação de fornecimento de oxigênio 102 inclui uma base de tubulação 104 pelo menos definindo parcialmente uma ou mais passagens de fornecimento de oxigênio 108, 109 e uma tampa de tubula- ção 106 definindo adicionalmente as passagens de fornecimen- to de oxigênio 108, 109. As passagens de fornecimento de oxigênio 108, 109 podem ser dispostas adjacentes entre si na base de tubulação 104 e incluem uma pluralidade de aberturas 126-138 para comunicar com outros componentes relacionados ao fornecimento de oxigênio para um usuário do aparelho 10, como explicado adicionalmente abaixo. A base de tubulação 104 também pode incluir uma ou mais aberturas de bateria 140 e/ou uma janela de interface 142, que pode ser moldada ou de outro modo formada na mesma.

Opcionalmente, como mostrado na Figura 2, a base de tubulação 104 da tubulação de fornecimento de oxigênio 102 pode incluir pelo menos uma porção de um painel lateral 159 do aparelho 10. O painel lateral 159 pode encostar, in- tertravar, ou de outro modo casar com o painel lateral 59 na tubulação de ar 16. Os painéis laterais 59, 159 podem for- necer uma parede estrutural externa para o aparelho 10 que é substancialmente rígido. Desse modo, os painéis laterais 59, 159, tubulações 16, 102, e leitos de peneira 12 e/ou re- servatório 80 combinados podem fornecer a armação estrutural necessária para suportar o aparelho 10 e seus componentes internos, como explicado adicionalmente abaixo. Alternati- vamente, um ou os dois painéis laterais 59, 159 podem ser fornecidos como um painel separado (não mostrado) que pode ser conectado ou de outro modo fixado na tubulação de ar 16 e/ou tubulação de fornecimento de oxigênio 102.

Voltado à Figura 2, o painel lateral 159 pode in- cluir uma ou mais aberturas de entrada 160 que podem se co- municar com um interior do aparelho 10. Como mostrado, o painel lateral 159 inclui duas aberturas de entrada ou telas 160 adjacentes entre si. As aberturas de entrada 160 podem ser fornecidas em uma disposição desejada, por exemplo, em uma configuração retangular, quadrada, redonda ou outra. Em uma modalidade exemplar, cada uma das aberturas de entrada 160 pode ter uma altura e/ou largura entre 25 - 50 mm. As aberturas de entrada 160 podem incluir furos relativamente pequenos, por exemplo, entre aproximadamente 0,6-4 mm de diâmetro, permitindo a passagem de ar facilmente através das aberturas de entrada 160, ainda assim evitando a passagem de objetos grandes.

Por exemplo, a primeira abertura de entrada 160a pode fornecer uma entrada para aspirar ar para dentro do compressor 14, por exemplo, através de tubagem e similar (não mostrada) comunicando com o orifício de entrada de ar 7 9 da tubulação de ar 16, como descrito acima. A segunda abertura de entrada 160b pode fornecer uma entrada de venti- lação para ar ambiente a ser aspirado para o interior do a- parelho 10,por exemplo, para auxiliar a resfriar a parte eletrônica interna e/ou os leitos de peneira 12. Uma vento- inha de admissão 164 pode ser montada adjacente à segunda abertura de entrada 160b, por exemplo, para aspirar ar ambi- ente para o interior do aparelho 10 em uma velocidade e/ou volume constante ou variável.

Opcionalmente, o aparelho 10 pode incluir uma ou mais folgas, por exemplo, espaços verticais entre os leitos de peneira 12 e/ou reservatório 18 (não mostrado) , para per- mitir que ar escape do interior do aparelho 10. Por exem- pio, pode ser desejável que ar no interior do aparelho 10 (particularmente, o gás de descarga a partir da(s) abertu- ra (s) de descarga 92) escape do aparelho 10 na extremidade oposta a partir das aberturas de entrada 160 para evitar as- pirar ar rico em nitrogênio de volta para dentro dos leitos de peneira 12, o que reduziria a eficiência, e possivelmen- te, eficácia, do aparelho 10. Alternativamente, uma ou mais aberturas de saida (não mostradas) podem ser fornecidas no aparelho 10, por exemplo, na tubulação de ar 16, tubulação de fornecimento de oxigênio 102, e/ou um ou mais painéis la- terais (não mostrados) para permitir que ar escape do inte- rior do aparelho 10 em um modo desejado.

Retornando à Figura 2, o aparelho 10 pode incluir um ou mais componentes relacionados ao fornecimento de oxi- gênio a partir do reservatório 18 para um usuário. Esses componentes podem ser fixados ou de outro modo montados em ou adjacentes à tubulação de fornecimento de oxigênio 102, por exemplo, utilizando métodos similares aos métodos para fixar outros componentes do aparelho 10 descrito aqui.

Por exemplo, um par de válvulas de retenção 110 pode ser fornecido na base de tubulação 104 que sobrepõe a- berturas 82 na tampa 80. As válvulas de retenção 110 podem ser simplesmente válvulas ativadas por pressão, similares às válvulas de retenção 54 descritas acima. Quando a tubulação de fornecimento de oxigênio 102 é montada em ou adjacente aos leitos de peneira 12 e reservatório 18, as válvulas de retenção 110 fornecem trajetórias de fluxo de uma via a par- tir dos leitos de peneira 12 para dentro da passagem de for- necimento de oxigênio 108. A passagem de fornecimento de oxigênio 108 se comunica direta e continuamente com o reser- vatório 18 através da abertura 112.

Um sensor de pressão 114 pode ser fornecido dentro do reservatório 18 ou em comunicação com a passagem de for- necimento de oxigênio 108. O sensor de pressão 114 pode de- tectar pressão absoluta dentro do reservatório 18 e conse- qüentemente, dentro da passagem de fornecimento de oxigênio 108. Além disso, devido às válvulas de retenção 110, o sen- sor de pressão 114 pode fornecer uma leitura da pressão má- xima dentro dos leitos de peneira 12. Especificamente, como as válvulas de retenção 110 permitem fluxo de uma via de o- xigênio a partir dos leitos de peneira 12 para dentro do re- servatório 18 e passagem de fornecimento de oxigênio 108, sempre que a pressão em qualquer leito de peneira 12 exceder a pressão no reservatório 18, a válvula de retenção respec- tiva 110 pode abrir. Após a pressão em qualquer leito de peneira 12 se tornar igual ou menor do que a pressão no re- servatório 18, a válvula de retenção 110 respectiva pode fe- char.

Além disso, como mostrado nas Figuras 2 e 3, uma válvula de fornecimento de oxigênio 116, sensor de oxigênio 118, um ou mais sensores de pressão 120, 122, e um ou mais filtros de ar 124 podem ser fornecidos em linha com as pas- sagens de fornecimento de oxigênio 108, 109, por exemplo, montados na tubulação de fornecimento de oxigênio 102. Por exemplo, com referência adicional às Figuras 8A e 8B, a base de tubulação 104 pode incluir aberturas de válvula de con- trole de oxigênio 126, aberturas de sensor e pressão 128, 138, aberturas de sensor de oxigênio 130, 132, e aberturas de saída 134, 136 para comunicação com esses componentes.

A válvula de fornecimento de oxigênio 116 pode ser montada na tubulação de fornecimento de oxigênio 102, por exemplo, abaixo das aberturas de válvula de controle de oxi- gênio 126, para controlar o fluxo de oxigênio entre as pas- sagens de fornecimento de oxigênio 108 e 109 e conseqüente- mente a partir do reservatório 18 para fora do aparelho 10 para um usuário. A válvula de fornecimento de oxigênio 116 pode ser uma válvula solenóide acoplada ao controlador 22 que pode ser seletivamente aberta e fechada. Uma válvula exemplar que pode ser utilizada para a válvula de forneci- mento de oxigênio 116 é a Hargraves Technology Modelo 45M, que pode ter um tamanho de orifício relativamente grande, desse modo maximizando o possível fluxo através da válvula de fornecimento de oxigênio 116. Alternativamente, pode ser também possível utilizar uma válvula Série 11 ou V Squared da Parker Pneutronics.

Quando a válvula de fornecimento de oxigênio 116 é aberta, oxigênio pode fluir a partir da passagem de forneci- mento de oxigênio 108, através das aberturas de válvula de controle de oxigênio 126a, 126b, válvula de fornecimento de oxigênio 116, abertura de válvula de controle de oxigênio 126c, e para dentro da passagem de fornecimento de oxigênio 109. A válvula de fornecimento de oxigênio 116 pode ser a- berta por durações desejadas em freqüências desejadas, que podem ser variadas pelo controlador 22, desse modo provendo fornecimento de pulso como explicado adicionalmente abaixo. Alternativamente, o controlador 22 pode manter a válvula de fornecimento de oxigênio 116 aberta para prover fornecimento continuo, em vez de fornecimento pulsado. Nessa alternati- va, o controlador 22 pode estrangular a válvula de forneci- mento de oxigênio 116 para ajustar a taxa de fluxo volumé- trico para o usuário.

O sensor de pressão 120 também pode ser montado em e/ou abaixo da tubulação de fornecimento de oxigênio 102 de tal modo que orifícios do sensor de pressão 120 sejam aco- plados a ou de outro modo se comuniquem com as aberturas de sensor de pressão 128. Desse modo, os orifícios do sensor de pressão 120 podem medir uma diferença de pressão entre passagens de fornecimento de oxigênio 108, 109, e conseqüen- temente através da válvula de fornecimento de oxigênio 116. Opcionalmente, o sensor de pressão 120 pode ser utilizado para obter pressão de reservatório, e o sensor de pressão 114 pode ser eliminado. Por exemplo, quando a válvula de fornecimento de oxigênio 116 é fechada, a pressão a montante da válvula de fornecimento de oxigênio 116 pode corresponde substancialmente com a pressão dentro do reservatório 18.

O sensor de pressão 120 pode ser acoplado ao con- trolador 22, por exemplo, para fornecer sinais que podem ser processados pelo controlador 22 para determinar o diferenci- al de pressão através da válvula de fornecimento de oxigênio 116. O controlador 22 pode utilizar esse diferencial de pressão para determinar uma taxa de fluxo do oxigênio sendo fornecido a partir do aparelho 10 ou outros parâmetros de oxigênio sendo fornecidos. 0 controlador 22 pode mudar a freqüência e/ou duração que a válvula de fornecimento de o- xigênio 116 é aberta com base nas taxas de fluxo resultan- tes, por exemplo, baseado em um ou mais parâmetros de feed- back, como descrito adicionalmente abaixo.

O sensor de oxigênio 118 pode ser também montado em e/ou abaixo da tubulação de fornecimento de oxigênio 102 de tal modo que orifícios no sensor de oxigênio 118 se comu- niquem com as aberturas de sensor de oxigênio 130, 132. O sensor de oxigênio 118 pode ser capaz de medir a pureza de oxigênio passando através do mesmo, por exemplo, um sensor ultra-sônico que mede a velocidade de som do gás que passa através do sensor de oxigênio 118, como aqueles fabricados por Douglas Scientific de Shawnee, Kansas. Alternativamente, o sensor de oxigênio 118 pode ser um sensor cerâmico ou de fluxo lateral. Sensores ultra-sônicos podem utilizar menos energia do que os sensores cerâmicos, por exemplo, aproxima- damente cinqüenta miliwatts (50 mW) versus um watt (2 W) , porém podem ser mais caros.

O sensor de oxigênio 118 pode ser acoplado ao con- trolador 22 e pode gerar sinais elétricos proporcionais à pureza que pode ser processada pelo controlador 22 e utili- zados para mudar a operação do aparelho 10, como descrito adicionalmente abaixo. Como a precisão do sensor de oxigê- nio 118 pode ser afetada por fluxo de ar através do mesmo, pode ser desejável amostrar os sinais de pureza durante con- dições sem fluxo, por exemplo, quando a válvula de forneci- mento de oxigênio 116 está fechada. O sensor de pressão 122 pode ser montado em e/ou abaixo da tubulação de oxigênio 102 de tal modo que orifício do sensor de pressão 122 se comunica com a abertura de sen- sor de pressão 138. O sensor de pressão 122 pode ser um sensor de pressão piezo resistivo capaz de medir pressão ab- soluta. Transdutores exemplares que podem ser utilizados incluem o Transdutor Honeywell Microswitch 24PC01SMT, o Sensym SX01, Motorola MOX, ou outros fabricados por All Sen- sors. Como o sensor de pressão 122 pode ser exposto à pres- são total do sistema do aparelho 10, pode ser desejável que a classificação de sobrepressão do sensor de pressão 122 ex- ceda a pressão total do sistema, por exemplo, para ser pelo menos aproximadamente 1,0546 kgf/cm2.

O sensor de pressão 122 pode ser acoplado ao con- 15 trolador 22 para fornecer sinais proporcionais à pressão de- tectada pelo sensor de pressão 122, como explicado adicio- nalmente abaixo. Como o sensor de pressão 122 pode não ter uma referência zero, os sinais de pressão a partir do sensor de pressão 122 podem variar durante operação do aparelho 10. Para minimizar qualquer variação ou outro erro introduzido pelo sensor de pressão 122, uma pequena válvula (não mostra- da) pode ser acoplada ao sensor de pressão 122 para sangrar periodicamente ou zerar o sensor de pressão 122, por exem- plo, quando a válvula de fornecimento de oxigênio 116 está aberta e fornecendo oxigênio.

Alternativamente, um orifício relativamente peque- no (por exemplo, aproximadamente 0,025cm de diâmetro) pode ser fornecido na linha entre a válvula de fornecimento de oxigênio 116 (por exemplo, o orifício normalmente aberto), e o sensor de pressão 122. Esse orifício pode ser pequeno o bastante para não afetar adversamente os sinais de pressão a partir do sensor de pressão 122, porém grande o bastante de modo que o sensor de pressão 122 seja sangrado para zero, por exemplo durante um pulso tão curto quanto cem milisse- gundos (100ms). Informações adicionais sobre o uso de um tal orifício podem ser encontradas no pedido publicado no. 2003/0150455, cuja revelação integral é incorporada expres- samente a título de referência aqui. Em uma alternativa, o controlador 22 pode implementar um algoritmo de filtração para reconhecer o início da respiração do usuário.

A base de tubulação 104 pode incluir um recesso 133 que se comunica com abertura de sensor de oxigênio 132 e abertura de sensor de pressão 138. Uma cobertura ou outro elemento (não mostrado) pode ser fixado sobre ou de outro modo cobrir o recesso 133, por exemplo, para fornecer uma passagem substancialmente hermética definida pelo recesso 133. Desse modo, o sensor de pressão 122 pode medir uma pressão absoluta do oxigênio dentro do recesso 133. Essa leitura de pressão pode ser utilizada para detectar quando um usuário está começando a inalar, por exemplo, com base em uma queda de pressão resultante dentro do recesso 133, que pode desencadear a entrega de um pulso de oxigênio para o usuário, como explicado adicionalmente abaixo.

O filtro de ar 124 pode ser montado em ou adjacen- te à tubulação de fornecimento de oxigênio 102, e pode in- cluir qualquer meio de filtro convencional para remover par- tículas indesejáveis a partir do oxigênio sendo fornecido ao usuário. Como visto melhor na Figura 8A, a tubulação de fornecimento de oxigênio 102 pode incluir um recesso 137 moldado para receber o filtro de ar 124 no mesmo. O filtro de ar 124 pode ser fixado no recesso 137 por um encaixe por interferência, por um ou mais conectores, adesivo, e simila- res .

O recesso 137 (mostrado na Figura 8A) pode comuni- car-se com o canal 135 (mostrado na Figura 8B) através de uma abertura de saida 136. Na modalidade mostrada, o canal 135 estende-se entre as aberturas de saida 134, 136 formadas em e através da base de tubulação 104. Uma cobertura ou ou- tro elemento (não mostrado) pode ser fixado ou de outro modo cobrir o canal 135, por exemplo, para fornecer uma passagem substancialmente hermética definida pelo canal 135. Desse modo, oxigênio fornecido a partir do sensor de oxigênio 118 pode sair do recesso 133 através da abertura de saida 134, passar ao longo do canal 135, e entrar no recesso 137 atra- vés da abertura de saida 136. O oxigênio pode então passar através do filtro de ar 124 e ser fornecido ao usuário.

Opcionalmente, um domo ou outro dispositivo (não mostrado) pode ser montado na tubulação de fornecimento de oxigênio 102 sobre o recesso 137. 0 domo pode ser fixado na tubulação de fornecimento de oxigênio 102, por exemplo, por roscas casadas, um ou mais retentores ou outros conectores, adesivos, e similares (também não mostrados). O domo pode incluir um bico ou outro conector ao qual uma cânula, por exemplo, uma mangueira flexível, e similar (também não mos- trada), pode ser fixada para fornecer o oxigênio a um usuá- rio, como é sabido na técnica. O domo pode ser separado do filtro de ar 124 ou o domo e filtro de ar 124 pode ser uma montagem única que pode ser fixada junta na tubulação de fornecimento de oxigênio 102 sobre o recesso 137.

Será reconhecido que outras configurações e/ou componentes podem ser providos para fornecer oxigênio ao u- suário, em vez da tubulação de fornecimento de oxigênio 102 e componentes fixados na mesma, descritos acima. Além dis- so, embora os componentes, por exemplo, válvula de forneci- mento de oxigênio 116, sensores de pressão 120, 122, sensor de oxigênio 118, e filtro de ar 124 sejam descritos em uma seqüência especifica (em relação ao oxigênio que flui' atra- vés da tubulação de fornecimento de oxigênio 102), a seqüên- cia desses componentes pode ser alterada, se desejado.

Voltando à Figura 2, o controlador 22 pode incluir um ou mais componentes de hardware e/ou módulos de software que controlam um ou mais aspectos da operação do aparelho 10. O controlador 22 pode ser acoplado a um ou mais compo- nentes do aparelho 10, por exemplo, o compressor 14, as vál- vulas de controle 20, a válvula de fornecimento de oxigênio 116, os sensores de pressão 114, 120, 122, e/ou o sensor de oxigênio 118. Os componentes podem ser acoplados por um ou mais fios ou outros fios elétricos (não mostrados para sim- plicidade) capazes de receber e/ou transmitir sinais entre o controlador 22 e os componentes.

O controlador 22 pode ser também acoplado a uma interface de usuário 144, que pode incluir um ou mais dis- plays e/ou dispositivos de entrada. Na modalidade mostrada na Figura 2, a interface de usuário 144 pode ser um meio de exibição de tela de toque que pode ser montado em ou abaixo da janela de interface 142 na tubulação de fornecimento de oxigênio 102. A interface de usuário 144 pode exibir infor- mações referentes a parâmetros relacionados à operação do aparelho 10 e/ou permitir que o usuário mude os parâmetros, por exemplo, ligar e desligar o aparelho 10, mudar o ajuste de dose ou taxa de fluxo desejado, etc., como explicado adi- cionalmente abaixo. Embora uma interface de usuário única 144 seja mostrada, será reconhecido que a interface de usuá- rio pode incluir múltiplos meios de exibição e/ou dispositi- vos de entrada, por exemplo, comutadores de ligar/desligar, diais, botões, e similares (não mostrados). A interface de usuário 144 pode ser acoplada ao controlador 22 por um ou mais fios e/ou fios elétricos (não mostrados para simplici- dade) , similares aos outros componentes.

Para simplicidade, o controlador 22 mostrado na Figura 2 inclui um painel de circuito elétrico único que in- clui uma pluralidade de componentes elétricos no mesmo. Es- ses componentes podem incluir um ou mais processadores, me- mória, comutadores, ventoinhas, carregadores de bateria, e similares (não mostrados) montados no painel de circuito. Será reconhecido que o controlador 22 pode ser provido como múltiplos sub-controladores que controlam diferentes aspec- tos da operação do aparelho 10. Por exemplo, um primeiro sub-controlador pode controlar a operação do motor 40 do compressor 14 e as válvulas de controle de ar 20, e um se- gundo sub-controlador pode controlar a operação da válvula de fornecimento de oxigênio 116 e/ou a interface de usuário 144 .

O controlador 22, por exemplo, um primeiro sub- controlador que controla operação do compressor 14, pode in- cluir um controlador de motor DC sem escova, como um da fa- mília Motorola/ON MC33035, Texas Instruments DSP TMS 320LF240, e/ou MSP 430 F449IPZ. Tal controlador pode utili- zar sensores Hall (não mostrados) no motor 40 para comutação de tempo. Alternativamente, um controlador sem sensor pode ser utilizado que permita sincronização de comutação através de medição de força contra-eletromotriz, isto é, a posição do induzido do motor pode ser determinada pela medição da força contra-eletromotriz dos enrolamentos do motor. Essa alternativa pode ser mais barata, porque os sensores no mo- tor podem ser eliminados, e a fiação para o motor pode ser simplificada. Por exemplo, Fairchild pode ter um circuito integrado dedicado apropriado para uso no controlador 22. Alternativamente, um microprocessador Texas Instruments DSP TMS 320LF240 ou MSP 430 F449IPZ pode ser utilizado que in- clui periféricos de controle sem sensor, integrados.

O primeiro sub-controlador (ou outro componente do controlador 22) pode controlar uma velocidade do motor, e conseqüentemente, uma pressão e/ou taxa de fluxo de ar com- primido fornecido pelas montagens de diafragma 46. O con- trolador 22 pode controlar também a seqüência de abertura e fechamento das válvulas de controle de ar 20, por exemplo, para carregar e purgar os leitos de peneira 12 em um modo desejado, como os métodos exemplares descritos adicionalmen- te abaixo.

O segundo sub-controlador (ou outro componente do controlador 22) pode controlar a válvula de fornecimento de oxigênio 116, por exemplo, para fornecer oxigênio a partir do reservatório 18 para um usuário baseado em sinais de pressão recebidos a partir do sensor de pressão 122. 0 se- gundo sub-controlador pode receber também instruções de en- trada a partir do usuário e/ou exibir informações na inter- face de usuário 144. Além disso, os sub-controladores ou outros componentes do controlador 22 podem compartilhar in- formações em um modo desejado, como descrito abaixo. Desse modo, o controlador 22 pode incluir um ou mais componentes, cuja funcionalidade pode ser intercambiada com outros compo- nentes, e o controlador 22 não deve ser limitado aos exem- plos específicos descritos aqui.

Além disso, o aparelho 10 pode incluir uma ou mais fontes de energia, acopladas ao controlador 22, compressor 14, as válvulas de controle de ar 20, e/ou a válvula de for- necimento de oxigênio 116. Por exemplo, como mostrado na Figura 2, um par de baterias 148 pode ser fornecido que pode ser montado ou de outro modo fixado na tubulação de ar 16, por exemplo, ao longo dos lados abertos entre as paredes la- terais 59, 159 e leitos de peneira 12. A tubulação de ar 16 pode incluir um ou mais suportes 14 9 que podem ser recebidos nas baterias 148, por exemplo, para estabilizar e/ou de ou- tro modo fixar- as baterias 148 verticalmente dentro do apa- relho 10. Além disso ou alternativamente, outras tiras ou suportes (não mostrados) também pode ser utilizados para fi- xar as baterias 148 dentro do aparelho 10.

Em modalidades exemplares, as baterias 148 podem ser baterias recarregáveis, como 3 baterias série Li-Ion de onze (11) volts nominal, 4 baterias série Li-Ion (como aque- las disponíveis da Inspired Energy, por exemplo, parte núme- ro NL2024) e similares. Para grupos de 3 séries, grupos de 454 gramas padrão podem ter uma limitação de corrente de três (3) amperes, enquanto grupos de 681 gramas podem ter uma corrente máxima de seis (6) amperes. Informações adi- cionais sobre baterias Inspired Energy que podem ser utili- zadas podem ser encontradas em www,inspired-energy.com. Ou- tras fontes de baterias podem incluir Molien Energy (www.molienergy.com) , GP Batteries (www.gpbatteries.com) , Micro-Power (www.micro-power.com) e Buchmann (www.buchmann.ca).

O controlador 22 pode controlar a distribuição de energia a partir das baterias 148 para outros componentes no aparelho 10. Por exemplo, o controlador 22 pode puxar ener- gia de uma das baterias 148 até que sua energia seja reduzi- da a um nível predeterminado, após o que o controlador 22 pode comutar automaticamente para a outra bateria 148.

Opcionalmente, o aparelho 10 pode incluir um adap- tador de tal modo que uma fonte de energia externa, por e- xemplo, uma fonte de energia AC convencional, como uma toma- da de parede, ou uma fonte de energia AC ou DC portátil, co- mo uma tomada de isqueiro automotivo, um dispositivo de pai- nel solar, e similar (não mostrado). Qualquer transformador ou outro componente (também não mostrado) necessário para converter essa energia elétrica externa de tal modo que pos- sa ser utilizada pelo aparelho 10 pode ser fornecida no apa- relho 10, nos cabos conectando o aparelho 10 à fonte de e- nergia externa, ou no próprio dispositivo externo.

Opcionalmente, o controlador 22 pode orientar um pouco de energia elétrica a partir de fontes externas de volta para as baterias 148 para recarregar as mesmas em um modo convencional. 0 controlador 22 pode também exibir o estado da energia elétrica do aparelho 10, por exemplo, au- tomaticamente ou após ser induzido através da interface de usuário 144, tal como o nivel de energia das baterias 148, se o aparelho 10 é conectado a uma fonte de energia externa, e similar.

O controlador 22 pode incluir um ou mais componen- tes dedicados para executar uma ou mais dessas funções. Um circuito integrado de gerenciamento de bateria exemplar (IC) que pode ser incluído no controlador 22 é o tipo MAX1773 Ma- xim, que é projetado para sistemas de bateria dupla (vide, por exemplo, www.maxim-ic.com/quick view2.cfm/qv pq/2374 pa- ra mais informações). Outro é o Linear LTC1760, que também é projetado para sistemas de bateria dupla e combina funções seletoras similares com carregamento (vide, por exemplo, www.linear.com/prod/datasheet.html?datasheet=989 para mais informações).

Voltando às Figuras 1A-3, para montar o aparelho 10, os componentes das tubulações de fornecimento de oxigê- nio e ar 16, 102 podem ser fabricadas e montadas, como des- crito acima. Por exemplo, as bases de tubulação 58, 104, tampas de tubulação 60, 106 e/ou outras tampas ou coberturas (não mostradas) podem ser moldadas ou de outro modo fabrica- das, e as tampas de tubulação 60, 106 e/ou outras tampas ou coberturas (não mostradas) podem ser fixadas nas bases de tubulação 58, 104, por exemplo, utilizando um ou mais dos retentores cooperantes, conectores, prendedores, encaixe por interferência, adesivos, e similares (não mostrados) . Simi- larmente, os leitos de peneira 12, reservatório 18 e com- pressor 20 podem ser fabricados e/ou montados, por exemplo, como descrito acima.

As válvulas de controle de ar 16, leitos de penei- ra 12, reservatório 18 e/ou compressor 20 podem ser montados na tubulação de ar 16, por exemplo, na tampa de tubulação 60, também como descrito acima. Similarmente, a válvula de fornecimento de oxigênio 116, sensores de pressão 120, 122, sensor de oxigênio 118, filtro de ar 124, e/ou outros compo- nentes podem ser montados na tubulação de fornecimento de oxigênio 102. A tubulação de fornecimento de oxigênio 102 pode ser fixada nos leitos de peneira 12 e reservatórios 18, por exemplo, após ou antes,dos leitos de peneira 12 e reser- vatório 18 serem fixados na tubulação de ar 16. A ordem de montagem não é importante e pode ser alterada para facilitar instalações e/ou procedimentos de fabricação desejados.

Simultânea ou separadamente, as paredes laterais 59, 159 podem ser fixadas entre si, ou, se as paredes late- rais 59, 159 forem um ou mais painéis separados (não mostra- dos), podem ser fixados a e/ou entre a tubulação de ar 16 e a tubulação de fornecimento de oxigênio 102. A estrutura resultante pode fornecer uma armação estrutural para o apa- relho 10 que pode eliminar a necessidade de suportes adicio- nais ou revestimentos externos estruturais ou cosméticos.

O controlador 22 pode ser montado na armação es- trutural e quaisquer fios ou outros podem ser conectados en- tre o controlador 22 e os outros componentes acoplados ao mesmo. Em uma modalidade exemplar, o controlador 22 (ou pe- lo menos um sub-controlador) pode ser montado na tubulação de ar 16, por exemplo, verticalmente adjacente à(s) abertu- ra (s) de descarga 92. Desse modo, o gás que sai da tubula- ção de ar 16, por exemplo, nitrogênio concentrado, pode ser dirigido através ou de outro modo em direção ao controlador 22 para resfriar seus componentes. Suportes ou outros apoi- os (não mostrados) podem ser montados na tampa de tubulação 60 e o(s) painel (painéis) de circuito e/ou outros componen- tes do controlador 22 podem ser fixados pelos suportes ou apoios em um modo convencional.

As baterias 148 podem ser inseridas no aparelho 10 a qualquer momento, por exemplo, após o acesso ao interior não mais ser necessário. As regiões laterais entre as tubu- lações 16, 102 podem permanecer substancialmente abertas (diferente de qualquer área coberta pelas baterias 148), por exemplo, para fornecer acesso durante montagem e/ou teste dos componentes do aparelho 10. Opcionalmente, um revesti- mento relativamente fino e/ou leve ou outra estrutura (não mostrada) pode ser fornecida em cada uma das regiões late- rais abertas para substancialmente encerrar o interior do aparelho 10, por exemplo, para limitar acesso e/ou proteger os componentes no mesmo.

Para fornecer um acabamento hermético à água e/ou estético para o aparelho 10, um estojo (não mostrado) pode ser fornecido na qual o aparelho inteiro 10 pode ser coloca- do. Dispositivos concentradores de oxigênio portáteis, con- vencionais, apesar de terem um revestimento externo estrutu- ral, são freqüentemente mantidos em um estojo de transporte, por exemplo, construído de lona, tecido, plástico ou combi- nações desses ou de outro materiais. Ao contrário de tais dispositivos, o aparelho 10 pode ser fornecido em uma bolsa relativamente macia ou outro estojo sem revestimentos estru- turais rígidos adicionais ou painéis, os quais podem reduzir o peso geral do aparelho 10.

Uma modalidade exemplar de um estojo pode incluir uma ou mais aberturas fecháveis, por exemplo, sobrepondo as aberturas de bateria 142, o recesso de filtro 137, e/ou ou- tros locais no aparelho 10. Além disso, o estojo pode in- cluir uma abertura ou uma janela substancialmente transpa- rente que pode ser fornecida sobre a interface de usuário 144. Opcionalmente, o estojo pode incluir enchimento ou ou- tros materiais de absorção de som e/ou amortecimento em um ou mais painéis do estojo.

Voltando à Figura 3, a operação básica do aparelho será descrita agora. Genericamente, a operação do apare- lho 10 tem dois aspectos, concentrar oxigênio a partir do ar ambiente por adsorção nos leitos de peneira 12, e fornecer oxigênio concentrado para um usuário a partir do reservató- rio 18, cada um dos quais é descrito abaixo. Cada aspecto do aparelho 10 pode operar independentemente do outro, ou podem ser inter-relacionados, por exemplo, com base em um ou mais parâmetros relacionados.

O aparelho 10 pode ser operado utilizando um ou mais métodos opcionais, como aqueles descritos abaixo, para aumentar a eficiência ou outras características de desempe- nho do aparelho 10. Por exemplo, com base nas medições de pressão e/ou pureza de oxigênio, as condições operacionais do aparelho 10 podem ser ajustadas para aumentar a pureza e/ou concentração de oxigênio, taxa de fluxo de saída e/ou pressão, reduzir consumo de energia e similares.

Em modalidades exemplares, o aparelho 10 pode ter a capacidade de fornecer até aproximadamente 0,9 ou 1,2 Ii- tro por minuto (Ipm) equivalente de oxigênio puro. Como u- tilizado aqui, taxas de fluxo equivalentes podem ser utili- zadas, que correspondem substancialmente à quantidade de gás oxigênio puro (100%) fornecido por unidade de tempo. Como o aparelho 10 concentra oxigênio por adsorção a partir do ar ambiente, o aparelho 10 não gera oxigênio puro para forneci- mento a um usuário. Em vez disso, o gás que escapa dos lei- tos de peneira 12 que é armazenado no reservatório 18 pode ter uma concentração máxima de oxigênio de aproximadamente noventa e cinco por cento (95,4%), com o restante do gás sendo argônio e outros gases residuais (aproximadamente 4,6%).

Em uma dada taxa de fluxo, a quantidade efetiva de oxigênio concentrado fornecido pelo aparelho 10 pode ser me- nor do que para oxigênio puro. Desse modo, oxigênio concen- trado pode ter valor menos terapêutico do que oxigênio puro. Para compensar esse déficit e fornecer volumes equivalentes de oxigênio, a taxa de fluxo de oxigênio concentrado deve ser mais elevada do que para oxigênio puro. A razão de oxi- gênio concentrado fornecido para oxigênio puro equivalente é:

Razão = (100% - 21%)/(pureza efetiva - 21%), como mostrado na Tabela 1 abaixo.

TABELA 1

<table>table see original document page 56</column></row><table>

Por exemplo, 1,05 Ipm de oxigênio concentrado a 88% pode ser substancialmente equivalente a 0,9 Ipm de oxi- gênio puro e 1,4 Ipm de oxigênio concentrado a 88% podem ser substancialmente equivalente a 1,2 Ipm de oxigênio puro.

O teste mostrou que a compensação por pureza pelo aumento da taxa de fluxo pode reduzir o consumo geral de e- nergia para o aparelho 10. Quando os valores competentes de pureza de oxigênio e consumo de energia são equilibrados, as purezas de oxigênio entre aproximadamente 85 - 90% podem re- sultar em eficiências desejáveis, com 88% sendo uma pureza de oxigênio alvo exemplar para o gás fornecido pelo aparelho 10 a um usuário.

Genericamente, para gerar oxigênio concentrado (que pode ser armazenado no "reservatório 18 e/ou fornecido diretamente ao usuário), o aparelho 10 é operado de tal modo que os leitos de peneira 12 sejam alternativamente "carrega- dos" e "purgados". Quando um leito de peneira 12 está sendo carregado ou pressurizado, ar ambiente comprimido é forneci- do a partir do compressor 14 para dentro da extremidade de entrada/saida de ar 32 do leito de peneira 12, fazendo com que o material de peneira absorva mais nitrogênio do que o- xigênio à medida que o leito de peneira 12 é pressurizado. Embora o nitrogênio seja substancialmente adsorvido pelo ma- terial de peneira, oxigênio escapa através da extremidade de entrada/saida de oxigênio 34 do leito de peneira 12, onde pode ser armazenado no reservatório 18 e/ou ser fornecido para o usuário.

Após a pressão dentro do leito de peneira 12 atin- gir um limite predeterminado (ou após um tempo predetermina- do) , o leito de peneira 12 pode ser então purgado ou esgota- do, isto é, a extremidade de entrada/saida de ar 32 pode ser exposta à pressão ambiente. Isso faz com que nitrogênio comprimido dentro do leito de peneira 12 escape através da extremidade de entrada/saida de ar 32, por exemplo, passe através da tubulação de ar 16 e sai da(s) abertura (s) de descarga 92. Opcionalmente, à medida que o leito de peneira 12 está sendo purgado, oxigênio que escapa do outro leito de peneira 12 (que pode estar sendo carregado simultaneamente) pode passar através do orifício de purgação 81 para dentro da extremidade de entrada/saída de oxigênio 34 do leito de peneira de purgação 12, por exemplo, se a pressão dentro do leito de peneira de carregamento for maior do que dentro do leito de peneira de purgação, que pode ocorrer em direção ao término de purgação. Além disso ou alternativamente, oxigê- nio pode passar através das válvulas de retenção 110 entre os leitos de peneira, por exemplo, quando as pressões rela- tivas dos leitos de peneira 12 e o reservatório 18 fazem com que as válvulas de retenção 110 se abram, além de ou em vez de através do orifício de purgação 81. Esse fornecimento de oxigênio para dentro da extremidade de entrada/saída de oxi- gênio 34 do leito de peneira 12 sendo purgado pode auxiliar a evacuar o nitrogênio concentrado para fora do leito de pe- neira 12 antes de ser carregado novamente.

O tamanho do orifício de purgação 81 pode ser se- lecionado para permitir uma taxa de fluxo de oxigênio prede- terminada entre os leitos' de peneira de carregamento e pur- gação 12. É genericamente desejável que o fluxo através do orifício de purgação 81 é igual nas duas direções, de tal modo que os dois leitos de peneira 12 possam ser igualmente purgados, por exemplo, pela provisão de um orifício de pur- gação 81 tendo uma geometria que é substancialmente simétri- ca. Em uma modalidade exemplar, o orifício de purgação 81 pode ter um diâmetro ou outro tamanho em seção transversal equivalente de aproximadamente 0,5 mm de tal modo que apro- ximadamente 2,6 Ipm pode passar através do mesmo em aproxi- madamente 0,3515 kgf/cm2 de diferença de pressão através do orifício de purgação 81. Essa capacidade do orifício de purgação 81 pode não corresponder ao volume efetivo de oxi- gênio que pode fluir entre os leitos de peneira 12 durante operação do aparelho 10, uma vez que o fluxo efetivo pode ser baseado na diferença de pressão entre os leitos de pe- neira de carregamento e purgação 12, que muda dinamicamente com base nos vários estados do aparelho 10.

Em uma modalidade exemplar, mostrada na tabela 2 abaixo, o aparelho 10 pode ser operado utilizando um proces- so que inclui quatro (4) estados. "1" e "0" representam es- tados aberto e fechado das válvulas de controle de ar, 20, respectivamente.

Tabela 2

<table>table see original document page 59</column></row><table> <table>table see original document page 60</column></row><table>

Durante o Estado 1, o leito de peneira 12a está sendo carregado e o leito de peneira 12b está sendo purgado. Como mostrado na tabela, a válvula de controle de ar de for- necimento 20as e a válvula de controle de ar de descarga 20be são abertas, e a válvula de controle de ar de forneci- mento 20bs e a válvula de controle de ar de descarga 20ae são fechadas. Com referência adicional à Figura 6, com esse arranjo de válvula, o leito de peneira 12a se comunica com o compressor 14 através da passagem de saida de compressor 64 e passagem de peneira 66a, enquanto o leito de peneira 12b se comunica com a(s) abertura(s) de descarga 92 através da passagem de leito de peneira 66b e passagem de descarga 68.

No final do estado 1, à medida que a pressão dentro do leito de peneira 12a excede a pressão dentro do leito de peneira 12b, o orifício de purgação 81 provê um fluxo baixo de gás oxigênio para flush nitrogênio restante do leito de peneira 12b. O estado 3 é a imagem em espelho do Estado 1, isto é, o leito de peneira 12b está sendo carregado e o leito de pe- neira 12a está sendo purgado.

A duração dos Estados 1 e 3 (Tempo de pressurizar) pode ser definida com base em um ou mais parâmetros, como o tamanho do orifício de purgação 81, a pureza de oxigênio que sai dos leitos de peneira 12, pressão dentro do reservatório 18, e similares, como descrito adicionalmente em outra parte aqui. Por exemplo, durante o Estado 1, se o Tempo de pres- surizar for demasiadamente longo, todo nitrogênio restante no leito de peneira 12b (que está sendo purgado) pode ser purgado, e oxigênio do leito de peneira 12a (que está sendo carregado) passando através do orifício de purgação 81 para dentro do leito de peneira 12b pode escapar para fora da(s) abertura (s) de descarga 92, desperdiçando oxigênio. Se o Tempo de Pressurizar for demasiadamente curto, nitrogênio pode permanecer no leito de peneira 12b ao término do ciclo de purgação, o que pode reduzir a eficiência do leito de pe- neira 12b quando subseqüentemente carregado. Desse modo, pode ser desejável reter o tamanho do orifício de purgação 81 em uma tolerância de fluxo muito justa, e fabricar os leitos de peneira 12 sob controle rigoroso, de tal modo que o desempenho dos leitos de peneira 12 seja compatível em to- lerâncias permissíveis sem ter de ajustar o Tempo de Pressu- rizar durante e/ou após fabricação.

Durante o Estado 2, a válvula de controle de ar de fornecimento 20bs é aberta e a válvula de controle de ar de descarga 20ae é fechada. Isso permite que ar pressurizado do leito de peneira 12a flua para dentro do leito de peneira 12b através do orifício de purgação 81. Genericamente, o Estado 2 é relativamente curto em comparação com os Estados 1 e 3, por exemplo, de tal modo que ar pressurizado entre no leito de peneira 12b antes do nitrogênio concentrado no lei- to de peneira 12a começar a entrar no leito de peneira 12b.

O Estado 2 pode reduzir a quantidade de ar comprimido que deve ser fornecida a partir do compressor 14 antes do Estado 3, que pode melhorar a eficiência geral do aparelho 10. Si- milarmente, durante o Estado 4, a válvula de controle de ar de fornecimento 20as é aberta e a válvula de controle de ar de descarga 20be é fechada. Desse modo, durante o Estado 4, ar comprimido flui do leito de peneira 12b para o leito de peneira 12a antes do leito de peneira 12a ser carregado (quando o Estado 1 é repetido).

Na modalidade mostrada na Tabela 2 acima, as dura- ções (Tempo de sobreposição) dos Estados 2 e 4 são substan- cialmente mais curtas do que as durações (Tempo de pressuri- zar) dos Estados 1 e 3. Por exemplo, as durações (Tempo de sobreposição) dos Estados 2 e 4 podem não ser maiores do que aproximadamente 1,5 segundo ou não maiores do que aproxima- damente 0,6 segundo, enquanto as durações (Tempo de pressu- rizar) dos Estados 1 e 3 podem ser pelo menos aproximadamen- te quatro (4) segundos ou pelo menos aproximadamente cinco (5) segundos.

Opcionalmente, uma ou mais das durações pode ser variada, por exemplo, à medida que o usuário demanda (por exemplo, ajuste de dose e/ou taxa de respiração) e/ou outros parâmetros garantem a(s) alteração(ões). Alternativamente, as durações (Tempo de pressurizar e Tempo de sobreposição) podem ser fixas quando o controlador 22 é inicialmente pro- gramado e/ou subseqüentemente reparado. Em qualquer caso, tempos ou constantes de tempo podem ser salvas em memória do tipo flash ou outra memória associada ao controlador 22. Se desejado, os tempos ou constantes de tempo podem ser ajusta- dos, por exemplo, através de uma conexão serial durante fa- bricação inicial, em um ambiente de serviço subseqüente, e/ou durante uso, e os novos valores podem ser armazenados na memória.

Por exemplo, pode ser desejável reduzir as dura- ções dos Estados 1 e 3 (Tempo de pressurizar) à medida que a pressão dentro do reservatório 18 ("pressão de reservatório" ou Pres) aumenta. Δ medida que a pressão do reservatório au- menta, a pressão mais elevada pode acionar mais gás através do orifício de purgação 81, reduzindo a quantidade de tempo necessário para descarregar substancialmente nitrogênio do leito de peneira 12 sendo purgado. Uma equação pode ser criada para determinar o tempo ótimo (Tempo de pressurizar) com base na pressão de reservatório. Por exemplo, a equação pode ser estimada com base em uma relação linear: Tempo de pressurizar - k * Pres·

Onde k é uma constante que pode ser determinada teórica ou empiricamente. Alternativamente, uma equação mais complicada pode ser desenvolvida, por exemplo, com base em teste empírico. A duração dos estados 2 e 4 (tempo de sobreposição) também pode ser fixa ou ajustada durante fa- bricação ou reparo, e/ou dinamicamente durante operação do aparelho 10, se desejado, em um modo similar. Opcionalmente, uma ou mais válvulas de retenção (não mostradas) podem ser fornecidas na linha de descarga (por exemplo, dentro da passagem de descarga 68 na tubulação de ar 16 ou acoplada à(s) abertura(s) de descarga 92). Tal válvula de retenção pode parar a "respiração" dos leitos de peneira 12, por exemplo, quando o aparelho 10 não está ope- racional, e é submetido à pressão barométrica e/ou tempera- tura em alteração. Por exemplo, se válvulas SMC DXT forem fornecidas para as válvulas de controle de ar de descarga 20e, elas-podem atuar como válvulas de retenção. Sem pres- são piloto, entretanto, as válvulas de controle de ar de descarga 20e podem vazar. Molas relativamente pequenas (não mostradas) podem ser adicionadas a essas válvulas para evi- tar tal vazamento.

Alternativamente, uma ou mais válvulas (não mos- tradas) podem ser fornecidas em paralelo com ou em vez do orifício de purgação 81, isto é, em linhas se estendendo en- tre as extremidades de entrada/saída de oxigênio 34 dos lei- tos de peneira 12. Nessa alternativa, o aparelho 10 pode ser operado utilizando um ciclo de quatro (4) estados simi- lar àquele descrito acima. Entretanto, as válvulas parale- las podem abrir durante o tempo de sobreposição ou no térmi- no do ciclo de pressão para controlar ativamente pressuriza- ção ou purgação dos leitos de peneira 12.

Com oxigênio concentrado armazenado no reservató- rio 18 e/ou com os leitos de peneira 12 separando oxigênio do ar ambiente, o aparelho 10 pode ser utilizado para forne- cer oxigênio concentrado para um usuário. Como descrito a- cima, o controlador 22 pode ser acoplado à válvula de forne- cimento de oxigênio 116 para abrir e fechar a válvula de fornecimento de oxigênio 116 para fornecer oxigênio a partir do reservatório 18 para um usuário do aparelho 10.

Em uma modalidade exemplar, o controlador 22 pode periodicamente abrir a válvula de fornecimento de oxigênio 116 para "pulsos" predeterminados. . Durante fornecimento de pulso, uma "massa" de oxigênio é fornecida ao usuário, isto é, a válvula de fornecimento de oxigênio 116 é aberta por uma duração de pulso predeterminada, e posteriormente fecha- da até que a massa seguinte seja entregue. Alternativamen- te, o controlador 22 pode abrir a válvula de fornecimento de oxigênio 116 para fornecimento continuo, por exemplo, es- trangulando a válvula de fornecimento de oxigênio 116 para ajustar a taxa de fluxo para o usuário. Em uma alternativa adicional, o controlador 22 pode abrir periodicamente e es- trangular a válvula de fornecimento de oxigênio 116 por um tempo predeterminado para variar o volume da massa fornecida.

Em uma modalidade, o controlador 22 pode abrir a válvula de fornecimento de oxigênio 116 após o controlador 22 detectar um evento, como detecção' quando o usuário começa a inalar. Quando o evento é detectado, a válvula de forne- cimento de oxigênio 116 pode ser aberta pela duração de pul- so predeterminado. Nessa modalidade, a freqüência de pulso ou espaçamento (tempo entre abertura sucessiva da válvula de fornecimento de oxigênio 116) pode ser regida por e corres- ponde ã taxa de respiração do usuário (ou outro espaçamento de evento). A taxa de fluxo geral de oxigênio sendo forne- cido ao usuário é então baseada na duração de pulso e fre- qüência de pulso.

Opcionalmente, o controlador 22 pode retardar a abertura da válvula de fornecimento de oxigênio 116 por um tempo predeterminado ou retardo após o usuário começar a i- nalar, por exemplo, para maximizar o fornecimento de oxigê- nio ao usuário. Por exemplo, esse retardo pode ser utiliza- do para maximizar fornecimento de oxigênio durante a parte "funcional" de inalação. A parte funcional de inalação é a porção onde grande parte do oxigênio inalado é absorvida na corrente sangüínea pelos pulmões, em vez de simplesmente u- tilizado para encher espaço morto anatômico, pox exemplo, dentro dos pulmões. Verificou-se que a parte funcional de inalação pode ser aproximadamente a primeira metade e/ou os primeiros seiscentos milissegundos (600 ms) de cada respira- ção. Desse modo, o retardo predeterminado após detectar i- nalação pode ser entre aproximadamente vinte e cento e cin- qüenta milissegundos (20 - 150 ms).

Desse modo, pode ser particularmente útil detectar

o início de inalação cedo e começar a fornecer oxigênio ra- pidamente para fornecer oxigênio durante a parte funcional de inalação. Um usuário respirando pelo nariz pode gerar quedas de pressão relativamente fortes, por exemplo, aproxi- madaraente um centímetro de água (1 cm H20), dentro da cânu- la. Entretanto, se o usuário respirar pela boca, pode gerar somente quedas de pressão da ordem de 0,1 centímetro de água (0,1 cm H20). Por exemplo, assumindo uma voltagem de excitação de cinco volts (5 V) , a sensibilidade de saida do sensor de pressão 122 pode ser aproximadamente 320 μν/αηΗ20. Conse- qüentemente, uma queda de pressão de 0,1 V (por exemplo, da inalação pela boca). Se o controlador 22 incluir um ampli- ficador (não mostrado) tendo um ganho de mil (1.000), o am- plificador criaria um sinal amplificado de aproximadamente trinta e dois milivolts (322 mV) , que pode fornecer seis (6) contagens em um conversor de analógico para digital (A/D) de dez (10) bits cinco volts (5V).

Como explicado acima, o sensor de pressão 122 pode apresentar problemas de variação, tornando difícil para o COntrrdradOr 22 identificar o início de uma—inalação e abrir a válvula de fornecimento de oxigênio 116. Uma solução é reajustar ou zerar o sensor de pressão 122 quando o aparelho 10 está desligado. Entretanto, o sensor de pressão 122 pode ser sensível à temperatura de tal modo que o sensor de pres- são 122 possa criar uma variação maior do que o nível de disparo. Alternativamente, como descrito acima, uma válvula pequena (não mostrada) pode ser acoplada ao sensor de pres- são 122 que pode ser aberto periodicamente para reajustar ou zerar o sensor de pressão 122, por exemplo, enquanto a vál- vula de fornecimento de oxigênio 116 é aberta e fornecendo oxigênio. Em uma alternativa adicional, também descrita a- cima, um orifício relativamente pequeno pode ser fornecido entre o sensor de pressão 122 e a válvula de fornecimento de oxigênio 116 que pode permitir que o sensor de pressão 122 reajuste ou zere durante fornecimento de oxigênio, por exem- pio, durante um pulso tão curto quanto cem milissegundos (100 ms.).

Ainda em uma alternativa adicional, o controlador 22 pode incluir hardware e/ou software que pode filtrar os sinais a partir do sensor de pressão 122 para determinar quando usuário começa a inalação. Nessa alternativa, o con- trolador 22 pode necessitar ser suficientemente sensível pa- ra acionar a válvula de fornecimento de oxigênio 116 adequa- damente, por exemplo, enquanto o usuário emprega diferentes técnicas de respiração. Por exemplo, alguns usuários podem pôr em prática respiração por lábios franzidos, por exemplo, inalar através de seu nariz e exalar através de lábios fran- zidos. Durante essa técnica de respiração, o controlador 22 não detectará um sinal expiratório que indicará que a inala- ção está para ter início.

O algoritmo de filtração pode necessitar também distinguir entre o início de inalação ,e uma taxa de declínio de exalação, que pode de outro modo enganar o controlador 22 a acionar fornecimento de oxigênio durante um longo período de exalação (o que é desperdício) . Além disso ou alternati- vamente, o algoritmo de filtração do controlador 22 pode ne- cessitar "reter" durante longas respirações, por exemplo, para evitar fornecer múltiplos pulsos durante uma única ina- lação relativamente longa. Por exemplo, se o controlador 22 é configurado para abrir a válvula de fornecimento de oxigê- nio 116 se detectar uma queda de pressão abaixo de'um limite predeterminado, pode abrir a válvula de fornecimento de oxi- gênio 116 duas vezes durante uma única inalação (que também pode ser desperdício). Nessa situação, o algoritmo de fil- tração pode incluir um tempo de retenção após a inalação ser sentida, por exemplo, de pelo menos aproximadamente 1,5 se- gundo .

Alternativamente, o controlador 22 pode abrir em uma freqüência de pulso que pode ser fixada, isto é, inde- pendente da taxa de respiração do usuário, ou que pode ser dinamicamente ajustada. Por exemplo, o controlador 22 pode abrir a válvula de fornecimento de oxigênio 116 antes da i- nalação, por exemplo, com base no monitoramento do espaça- mento médio ou instantâneo ou freqüência de duas ou mais respirações anteriores. Em uma alternativa adicional, o controlador 2 pode abrir e fechar a válvula de fornecimento de oxigênio 116 com base em uma combinação desses parâme- tros, por exemplo, com base na taxa de respiração do usuá- rio, porém abrindo a válvula de fornecimento de oxigênio 116 se uma freqüência predeterminada mínima não for atendida.

Para fornecimento de pulso, a duração de pulso po- de ser baseada no ajuste de dose selecionado pelo usuário. Desse modo, substancialmente o mesmo volume de oxigênio pode ser fornecido ao usuário cada vez que a válvula de forneci- mento de oxigênio 116 é aberta, dado um ajuste específico de dose. O ajuste de dose pode ser um ajuste quantitativo ou qualitativo que o usuário pode selecionar. Um ajuste de do- se qualitativo pode envolver um dial ou um ou mais botões (por exemplo, na interface de usuário 144) que permite ao usuário selecionar um nível, por exemplo, em uma escala de um a dez (1-10) ou variando de Mínimo para Máximo. 0 con- trolador 22 pode relacionar o ajuste qualitativo com uma ta- xa de fluxo desejado ou tamanho de massa, por exemplo, rela- cionando à capacidade máxima de fluxo do aparelho 10.

Por exemplo, os ajustes podem corresponder a pon- tos compreendidos na faixa na qual o aparelho 10 pode forne- cer oxigênio concentrado, por exemplo, entre zero e cem por cento (0 - 100%) de uma capacidade máxima do aparelho 10. Por exemplo, uma taxa de fluxo máxima (ou taxa de fluxo e- quivalente de oxigênio puro) para o aparelho 10 pode ser u- tilizada, por exemplo, entre aproximadamente seis e dezes- seis litros por minuto (6-16 lpm). Alternativamente, um vo- lume máximo de massa pode ser utilizado, por exemplo, entre aproximadamente dez e cento e cinqüenta mililitros (10 - 150 mL) ou entre aproximadamente dez e oitenta mililitros (10 - 80 mL).

Um ajuste quantitativo pode permitir que um usuá- rio selecione uma taxa de fluxo desejada (por exemplo, em lpm) , que pode ser uma taxa de fluxo de oxigênio concentra- da, efetiva, ou uma taxa de fluxo de oxigênio puro equiva- lente, ou um volume desejado de massa (por exemplo, em mili- litros) . As taxas de fluxo ou volumes disponíveis para se- leção também podem ser limitadas pela capacidade do aparelho 10, similar aos ajustes qualitativos. Informações adicio- nais sobre o uso de um sistema de ajuste de dose baseado em volume, em vez de deduzir equivalência a fluxo contínuo, po- dem ser encontradas em Characteristics of demand Oxygen De- livery systems: Maximum output and setting Recommendations, por P. L. Bliss, R.W. McCoy, e A.B. Adams, Respiratory Care 2004; 49(2) 160-165, cuja revelação integral é aqui incorpo- rada a titulo de referência.

À medida que o ajuste de dose é aumentado, a dura- ção de pulso pode ser aumentada, por exemplo, de aproximada- mente cinqüenta a quinhentos milissegundos (50 - 500 ms) pa- ra fornecer uma massa predeterminada durante cada pulso. Se a taxa de respiração do usuário permanecer substancialmente constante, a freqüência de pulso pode também permanecer substancialmente constante, desse modo aumentando a taxa de fluxo geral sendo fornecida ao usuário. Durante uso efeti- vo, entretanto, a taxa de respiração do usuário pode mudar, por exemplo, com base no nivel de atividade, condições ambi- entais, e similares. Por exemplo, taxas de respiração para pacientes com doença de pulmão podem variar de aproximada- mente treze a quarenta -(13 - 40) respirações por minuto, ou de aproximadamente dezoito a trinta (18 - 30) respirações por minuto. Portanto, o aparelho 10 pode ser capaz de for- necer essas freqüências de pulsos ao usuário.

Devido ao tamanho relativamente pequeno de üm con- centrador portátil, como aparelho 10, podem ocorrer condi- ções nas quais o ajuste de dose e taxa de respiração do usu- ário excedenra capacidade do aparelho 10. Desse modo, para qualquer ajuste de dose dada, isto é volume especifico (por exemplo, mL) por respiração, o aparelho 10 pode ter uma taxa de respiração máxima na qual o aparelho 10 pode fornecer o- xigênio no ajuste de dose desejado.

Se a taxa de respiração máxima para um ajuste de dose especifico for excedida, o aparelho 10 pode responder em um ou mais modos. Por exemplo, o aparelho 10 pode inclu- ir um alarme, por exemplo, um alarme visual e/ou de áudio, que pode alertar o usuário quando tal evento ocorre. Isso pode alertar o usuário e, se necessário, o usuário pode di- minuir sua taxa de respiração, por exemplo, por repouso e similar.

Além disso ou alternativamente, o aparelho 10 pode mudar os parâmetros de fornecimento para manter fornecimento em ou próximo à capacidade máxima de taxa de fluxo do apare- Iho 10, por exemplo, aproximadamente 900 mL/min. ou aproxi- madamente 1.200 mL/min. Para obter isso, o controlador 22 pode calcular o tamanho da massa que pode ser fornecido dada a taxa de respiração do usuário (por exemplo, dividindo a taxa - máxima de fluxo pela taxa de respiração ou utilizando uma tabela de consulta) , e ajustar a duração de pulso de a- cordo (e/ou estrangular a válvula de fornecimento de oxigê- nio 116) . Por exemplo, considere que o controlador 22 de- tecta que o usuário tem uma taxa de respiração de aproxima- damente vinte e três respirações (23) por minuto durante um tempo predeterminado, por exemplo, os trinta segundos mais recentes (30 s.) e o ajuste de dose forneça quarenta milíme- tros (40 mL) por respiração. A taxa de fluxo resultante, 920 mL/min. excederia a habilidade de um aparelho com capa- cidade de 900 mL/min. Conseqüentemente, o controlador 22 pode reduzir a duração de pulso para reduzir a taxa de fluxo em ou abaixo de 900 mL/min, por exemplo, reduzindo a duração de pulso em pelo menos aproximadamente 1^900/920 ou aproxi- madamente dois por cento (2%) . Ao selecionar taxas de fluxo volumétricas para fornecimento de pulso, um ou mais fatores adicionais também podem ser considerados. Por exemplo, taxas de fluxo mais elevadas podem criar maior contrapressão na cânula, tornando o controle do fluxo mais difícil, especialmente em um siste- ma de pressão relativamente baixa, como um concentrador de oxigênio.portátil, similar ao aparelho 10 descrito aqui.

Opcionalmente, o aparelho 10 pode ser operado em um modo que pode maximizar eficiência, por exemplo, reduzir consumo de energia e prolongar a vida de bateria do aparelho 10. Isso pode aumentar a mobilidade do usuário, por exem- plo, permitindo que os mesmos permaneçam independentes de uma fonte de energia externa por períodos de tempo mais longos.

Diversas variáveis podem ser relevantes para de- terminar quanta energia pode ser necessária para operar o aparelho 10. A variável independente é a velocidade ou e- nergia do compressor 14, que pode consumir tanto quanto no- venta e cinco por cento (95%) da energia utilizada pelo apa- relho 10. A velocidade do motor 40 do compressor 14 pode ser controlada pelo controlador 22, e é essencialmente uma modulação de largura de pulso ("PWM") da energia da bateria 148, isto é, quanto mais energia necessária, mais elevado o ciclo de carga da PWM.

O controle de torque ou velocidade de circuito fe- chado do motor 40 pode ser utilizado, porém pode não ser ne- cessário. Durante o ciclo do processo, ã medida que a pres- são aumenta, a velocidade do motor 40 do compressor 14 pode ser reduzida devido à exigência de torque mais elevado. Is- so pode resultar na energia total exigida sendo substancial- mente nivelada, minimizando os picos de corrente.

A PWM pode ser expressa como uma percentagem de zero a cem (0-100%), zero correspondendo ao compressor 14 estando desligado e cem por cento correspondendo ao compres- sor 14 operando em sua velocidade máxima. Na prática, há um valor mínimo obtenível, abaixo do qual o compressor 14 não pode girar, e portanto, a faixa verdadeira pode ser aproxi- madamente quarenta a cem por cento (40 - 100%). As equações aqui assumem que as relações são lineares, que podem forne- cer aproximação suficiente. Alternativamente, equações mais detalhadas podem ser desenvolvidas com base em cálculos teó- ricos ou empíricos, por exemplo, que podem ser implementadas utilizando uma equação não linear ou uma tabela de consulta, por exemplo, na memória do controlador 22.

A PWM pode ser controlada pela monitoração da pressão de reservatório (pressão dentro do reservatório 18) e controle do motor 40 do compressor para manter uma pressão de reservatório alvo. Por exemplo, o controlador 22 pode ser acoplado ao sensor de pressão 114 dentro do reservatório para monitorar a pressão do reservatório, e o controlador 22 pode ajustar a PWM do motor 40 de acordo. A pressão de re- servatório alvo pode ser estática, por exemplo, ajustada du- rante fabricação ou serviço, ou pode ser dinâmica, por exem- plo mudada para manter uma pureza de oxigênio alvo e/ou ou- tro (s) parâmetro (s) como descrito adicionalmente em outra parte aqui. Alternativamente, múltiplas variáveis podem ser monitoradas e o motor 40 controlado para manter as múltiplas variáveis em alvos selecionados.

Por exemplo, uma pressão de reservatório alvo pode ser selecionada com base no ajuste de dose e taxa de respi- ração de usuário. Em modalidades exemplares, a pressão de reservatório alvo pode ser entre aproximadamente 0,3515 e 1,0546 kgf/cm2 ou entre 0,4218 e 0,8437 kgf/cm2. Opcional- mente, a pressão alvo pode ser ajustada com base em outros parâmetros, como pureza de oxigênio, como explicado adicio- nalmente abaixo.

A taxa de respiração do usuário pode ser· determi- nada pelo controlador 22, por exemplo, com base em leituras de pressão a partir do sensor de pressão 122. O sensor de pressão 122 pode detectar uma redução em pressão à medida que o usuário inala (por exemplo, aspira oxigênio a partir dos recessos 133, 137 e canal 135,mostrado nas Figuras 8A e 8B). O controlador 22 pode monitorar a freqüência na qual o sensor de pressão 122 detecta a redução em pressão para de- terminar a taxa de respiração. Além disso, o controlador 22 também pode utilizar o diferencial de pressão detectado pelo sensor de pressão 120.

À medida que o ajuste de dose é aumentado, a taxa de respiração de usuário aumenta, e/ou a voltagem de bateria cai, a pressão do reservatório de produto pode tender a ca- ir. Para compensar essa queda de pressão, a PWM pode ser aumentada. Desse modo, uma pressão de reservatório alvo po- de ser escolhida e o controlador 22 pode implementar um cir- cuito de controle para manter essa pressão de reservatório alvo.

Além disso, o sensor de oxigênio 118 pode também ser utilizado para monitorar a pureza do oxigênio sendo for- necido a partir do reservatório 18. Mudanças na pureza de oxigênio podem ser afetadas pela condição do material de pe- neira nos leitos de peneira 12, a temperatura e/ou a umidade do ar ambiente sendo puxadas para dentro do aparelho 10 para carregar os leitos de peneira 12, e similares. O controla- dor 22 pode ter uma pureza de oxigênio alvo definida armaze- nada na memória, por exemplo, entre aproximadamente 8 - 93% como 88%, e pode monitorar a pureza detectada pelo sensor de oxigênio 118. Se a purgação de oxigênio diminuir abaixo da pureza de oxigênio alvo, o controlador 22 pode aumentar a pressão de reservatório alvo para compensar e aumentar a pu- reza de oxigênio. Isso pode acionar o controlador 22 aumen- tando a PWM com base no circuito de controle utilizado pelo controlador 22 para manter a nova pressão de reservatório alvo.

Desse modo, o controlador 22 pode modificar a PWM, isto é, a velocidade do motor 40 do compressor 14, para man- ter o reservatório próximo a sua pressão alvo, que o contro- lador 22 pode modificar com base nos parâmetros monitorados pelo controlador 22.

A taxa máxima de produção de oxigênio depende da velocidade do compressor 14, que, por sua vez, depende da voltagem de entrada a partir das baterias 148. Para operar efetivamente, é desejável que o aparelho 10 opere em ou pró- ximo aos parâmetros alvo, mesmo quando as baterias 148 come- çam a esgotar suas cargas. Para uma bateria Li-Ion 4S4P, a voltagem no final da carga da bateria pode ser aproximada- mente onze volts (11 V) . Quando esta bateria está nova (ou quando o aparelho 10 é conectado a uma fonte de energia ex- terna), por comparação, a voltagem pode ser tanto quanto 16,8 volts. Para evitar geração de oxigênio em excesso quando as baterias 148 estão totalmente carregadas, pode ser desejável impor uma velocidade máxima para o compressor 14, por exemplo, não maior do que aproximadamente 2.500 rpm. Alternativamente, o controlador 22 pode permitir que essa velocidade máxima esteja ocasionalmente excedendo uma margem de segurança predeterminada, para reduzir o risco de dano para o compressor 14.

Como exemplo, para um aparelho 10 que fornece até sessenta mililitros (60 mL) por respiração, uma taxa de flu- xo exemplar de aproximadamente oito litros por minuto (8 lpm, ou aproximadamente 133 mL/s) pode ser utilizada. 0 vo- lume equivalente de 88% de gás oxigênio é aproximadamente setenta mililitros (70 mL), e a duração de pulso seria apro- ximadamente 0,53 segundo. Se o aparelho 10 for capaz de ge- rar até aproximadamente 1200 mL/min., a taxa máxima de res- piração no ajuste de dose máxima seriam aproximadamente de- zessete (17) respirações por minuto. Assumindo uma razão de I:E de 1:2 e que os primeiros cinqüenta por cento (50%) de cada das respirações do usuário sejam funcionais (e não en- chendo espaço morto), o tempo disponível mínimo seria 0,60 segundo. Em taxas de respiração mais elevadas, o volume de pulso máximo (e duração de pulso) seria mais baixo devido à taxa máxima de produção.

Uma vez que o aparelho 10 pode operar em pressões relativamente baixas, por exemplo, entre aproximadamente 0,3515 e 0,8437 kgf/cm2, o fluxo através de qualquer passa- gem de controle dentro do aparelho 10 não será sônico. Con- seqüentemente, se a contrapressão do aparelho 10 variar, por exemplo, devido à cânula ou tubagem conectada pelo usuário, pode causar alterações na taxa de fluxo de oxigênio forneci- da ao usuário. Em oito litros por minuto (8 lpm) , a resis- tência da cânula pode estar entre aproximadamente 0,0492 e 0,1406 kgf/cm2, por exemplo, para uma cânula Hudson ou um cateter TTO aproximadamente. Essa contrapressão aumentada pode reduzir a taxa de fluxo de oxigênio fornecido ao usuá- rio em tanto quanto vinte e cinco por cento (25%).

Para permitir variância tanto na pressão de reser- vatório como pressão a jusante (pressão a partir do reserva- tório 18 para o usuário através da cânula), o seguinte algo- ritmo pode ser empregado. A válvula "em tempo" pode ser a- justada para manter um volume fixo de pulso (como definido pelo ajuste de dose selecionado). A pressão de reservatório pode ser medida durante o tempo em que a válvula de forneci- mento de oxigênio 166 está desligada, e a pressão através da válvula de fornecimento de oxigênio 116 pode ser medida, por exemplo, utilizando sensor de pressão 120, enquanto a válvu- la de fornecimento de oxigênio 116 está aberta.

Válvula Em tempo ou a duração de pulso (Tempo de Fornecimento na Tabela 3) pode ser ajustada como um fator de ajuste de dose ajustado por pureza de oxigênio para obter volume efetivo, pressão de reservatório, e queda de pressão através da válvula de fornecimento de oxigênio 116. As e- quações que podem ser utilizadas para esses cálculos são mostradas na Tabela 3, que inclui parâmetros de controle e- xemplares que podem ser utilizados para operar o aparelho 10.

TABELA 3

<table>table see original document page 79</column></row><table> <table>table see original document page 80</column></row><table> <table>table see original document page 81</column></row><table> <table>table see original document page 82</column></row><table> <table>table see original document page 83</column></row><table> <table>table see original document page 84</column></row><table> <table>table see original document page 85</column></row><table>

Em uma modalidade alternativa, uma válvula (não mostrada) pode ser fornecida que pode atuar similar a um re- gulador de pressão. Em vez de controlar a pressão manomé- trica a jusante, pode controlar uma queda de pressão através de um orifício colocado em linha à jusante com a válvula de fornecimento. Desse modo, independente de pressão a jusan- te, a mesma taxa de fluxo pode ser fornecida, e o volume re- sultante em uma duração de pulso selecionada pode ser subs- tancialmente constante. Quando um usuário decide desligar ou fechar o apa- relho 10, por exemplo, calcando um comutador de li- gar/desligar ou calcando um "botão" na tela de toque, por exemplo, na interface de usuário 144, pode ser desejável que o aparelho 10 complete um procedimento automaticamente para proteger o aparelho 10. Por exemplo, se ar pressurizado permanecer nos leitos de peneira 12 após fechamento, a água no ar pode condensar ou de outro modo ser absorvida pelo ma- terial de peneira, o que pode danificar o material de penei- ra. Também pode ser desejável isolar substancialmente os leitos de peneira 12 das condições atmosféricas, por exemplo para evitar que os leitos de peneira 12 "respirem" quando o aparelho 10 encontra pressão barométrica e/ou temperatura' em alteração. Qualquer respiração pode introduzir ar em ou e- vacuar ar para fora dos leitos de peneira 12, o que pode in- troduzir umidade no material de peneira.

Quando o aparelho 10 está sendo desligado, a vál- vula de fornecimento de oxigênio 116 pode ser fechada para descontinuar fornecimento de oxigênio a partir do reservató- rio 18. As válvulas de controle de ar de fornecimento 20s podem ser automaticamente fechadas (ativamente ou como pa- drão quando a energia elétrica é desligada), por exemplo, enquanto as válvulas de controle de ar de descarga 20 são abertas. Após um primeiro tempo predeterminado, por exem- plo, entre aproximadamente cem e trezentos milissegundos (100 - 300 ms), o compressor 14 pode ser desligado. Deixar o compressor 14 operando momentaneamente após o fechamento das válvulas de controle de ar de fornecimento 20s pode dei- xar pressão residual dentro da tubulação de ar 16, o que po- de aumentar a retenção das válvulas de controle de ar 20s fechadas por um período de tempo prolongado. Essa pressão pode vazar lentamente com o passar do tempo.

Após um segundo período de tempo predeterminado, por exemplo, entre aproximadamente nove e doze segundos (9 - 12 s), permitindo que qualquer ar pressurizado seja descar- regado dos leitos de peneira 12, as válvulas de controle de ar de descarga 20e podem ser fechadas (ativamente ou como padrão quando energia elétrica é desligada).

Embora a invenção seja suscetível a várias modifi- cações, e formas alternativas, exemplos específicos da mesma foram mostrados nos desenhos e são pela presente descritos em detalhe. Deve ser entendido, entretanto, que a invenção não deve ser limitada às formas específicas ou métodos reve- lados, porém ao contrário, a invenção deve cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas compreendidas no âmbito das reivindicações apensas.

Claims

1. Concentrador portátil de oxigênio, CARACTERIZADO por compreender: uma pluralidade de leitos de peneira para adsorver nitrogênio a partir de ar incluindo primeiro e segundo lei- tos de peneira, cada leito de peneira compreendendo uma ex- tremidade de entrada/saida de ar e uma extremidade de entra- da/saída de oxigênio; pelo menos um reservatório se comunicando com as extremidades de entrada/saida de oxigênio dos leitos de pe- neira para armazenar oxigênio que sai das extremidades de entrada/saida de oxigênio dos leitos de peneira; um compressor para fornecer ar em uma ou mais pressões desejadas para as extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira; um conjunto de válvulas entre o compressor e as extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira; um sensor de pressão para medir pressão de reser- vatório dentro de pelo menos um reservatório; e um controlador acoplado às válvulas para seletiva- mente abrir e fechar as válvulas para carregar alternadamen- te o primeiro leito de peneira enquanto purga o segundo lei- to de peneira e carregar o segundo leito de peneira enquanto purga o primeiro leito de peneira, o controlador acoplado ainda ao sensor de pressão para monitorar a pressão do re- servatório, o controlador configurado para ajustar uma dura- ção de purgação/carga durante a qual os primeiro e segundo leitos de peneira são alternadamente purgados pelo menos parcialmente com base na pressão do reservatório.

2. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda um orifício de purgação que se comunica continuamente entre as extremidades de entrada/saída de oxigênio dos primeiro e segundo leitos de peneira de tal modo que oxigênio flua a partir de um leito de peneira sendo carregado em um leito de peneira sendo purgado.

3. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o con- trolador é configurado para seletivamente abrir e fechar as válvulas para carregar simultaneamente os primeiro e segundo leitos de peneira a fim de permitir a passagem de gás atra- vés do orifício de purgação a partir de um leito de peneira carregado há pouco em um leito de peneira purgado há pouco, o carregamento simultâneo dos primeiro e segundo leitos de peneira ocorrendo entre o carregamento do primeiro leito de peneira enquanto purga o segundo leito de peneira e carrega o segundo leito de peneira enquanto purga o primeiro leito de peneira.

4. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o con- trolador é configurado para encurtar a duração de car- ga/purgação à medida que a pressão do reservatório aumenta e estender a duração de carga/purgação à medida que a pressão do reservatório diminui.

5. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda um sensor de oxigênio para medir uma pureza de oxigênio den- tro de pelo menos um reservatório antes do fornecimento a um usuário, o controlador acoplado ao sensor de oxigênio para ajustar a duração de carga/purgação pelo menos parcialmente baseado na pureza de oxigênio.

6. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o con- trolador é configurado para aumentar a duração de car- ga/purgação se a pureza de oxigênio diminuir.

7. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO por compreender ainda uma válvula de fornecimento que se comunica com pelo menos um reservatório e acoplada ao controlador, o controlador configurado para seletivamente abrir a válvula de forneci- mento a fim de fornecer gás a partir de pelo menos um reser- vatório para um usuário, o controlador configurado ainda pa- ra amostrar a pureza de oxigênio somente quando a válvula de fornecimento é fechada.

8. Concentrador portátil de oxigênio, CARACTERIZADO por compreender: uma pluralidade de leitos de peneira incluindo primeiro e segundo leitos de peneira; um compressor para fornecer ar aos leitos de pe- neira; um conjunto de válvulas de controle entre o com- pressor e os leitos de peneira; pelo menos um reservatório se comunicando com os leitos de peneira para armazenar oxigênio que sai dos leitos de peneira; uma válvula de fornecimento se comunicando com pe- lo menos um reservatório; um ou mais sensores de pressão para medir a pres- são de reservatório dentro de pelo menos um reservatório e para medir uma queda de pressão através da válvula de forne- cimento; e um controlador acoplado às válvulas de controle para seletivamente abrir e fechar as válvulas para carregar e purgar, alternadamente, os primeiro e segundo leitos de peneira, o controlador acoplado ainda aos sensores de pres- são para monitorar a pressão de reservatório e a queda de pressão através da válvula de fornecimento, o controlador acoplado ainda à válvula de fornecimento para seletivamente abrir a válvula de fornecimento por durações predeterminadas de pulsos a fim de fornecer pulsos de gás a partir de pelo menos um reservatório para um usuário, o controlador confi- gurado para ajustar as durações de pulso com base pelo menos parcialmente na pressão de reservatório e queda de pressão através da válvula de fornecimento.

9. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO por compreender ainda um sensor de oxigênio para medir uma pureza de oxigênio den- tro de pelo menos um reservatório antes do fornecimento a um usuário, o controlador acoplado ao sensor de oxigênio para ajustar adicionalmente as durações de pulso pelo menos par- cialmente com base na pureza de oxigênio.

10. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o con- trolador é configurado para aumentar a duração de pulso se a pureza de oxigênio diminuir abaixo de um limite predetermi- nado .

11. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o con- trolador é configurado para seletivamente abrir a válvula de fornecimento para fornecer gás a partir de pelo menos um re- servatório para um usuário, o controlador configurado ainda para medir a pureza de oxigênio somente quando a válvula de fornecimento está fechada.

12. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO por compreender ainda um orifício de purgação que se comunica continuamente entre as extremidades de entrada/saída de oxigênio dos primeiro e segundo leitos de peneira de tal modo que oxigênio flua de um leio de peneira sendo carregado para um leito de peneira sendo purgado.

13. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é configurado para seletivamente abrir e fechar as válvulas para simultaneamente carregar os primeiro e se- gundo leitos de peneira para permitir a passagem de gás a- través do orifício de purgação a partir de um leito de pe- neira carregado há pouco em um leito de peneira purgado há pouco, o carregamento simultâneo dos primeiro e segundo lei- tos de peneira ocorrendo entre o carregamento e purgação al- ternados dos primeiro e segundo leitos de peneira.

14. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o con- trolador é configurado para encurtar uma duração de car- ga/purgação que os primeiro e segundo leitos de peneira são alternadamente carregados e purgados à medida que a pressão de reservatório aumenta e estender a duração de car- ga/purgação à medida que a pressão de reservatório diminui.

15. Método para controlar oxigênio utilizando um aparelho portátil compreendendo primeiro e segundo leitos de peneira, cada um incluindo primeira e segunda extremidades, e um reservatório que se comunica com as segundas extremida- des dos leitos de peneira, o método sendo CARACTERIZADO por compreender: carregar ciclicamente o primeiro leito de peneira enquanto purga um segundo leito de peneira e carregar o se- gundo leito de peneira enquanto purga o primeiro leito de peneira por durações de carga/purgação, pelo que oxigênio passa a partir dos primeiro e segundo leitos de peneira du- rante carregamento para dentro do reservatório; monitorar a pressão dentro do reservatório; e ajustar as durações de carga/purgação com base pe- lo menos parcialmente na pressão dentro do reservatório.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO por compreender ainda: fornecer oxigênio a partir do reservatório; monitorar a pureza de oxigênio do oxigênio forne- cido a partir do reservatório; e ajustar adicionalmente as durações de car- ga/purgação com base pelo menos parcialmente na pureza de oxigênio.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que oxigênio é fornecido a partir do reservatório em pulsos tendo uma duração de pulso.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO por compreender ainda: medir contrapressão do oxigênio fornecido a partir do reservatório; e ajustar a duração de pulso baseada pelo menos par- cialmente na contrapressão do oxigênio fornecido a partir do reservatório.

19. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO por compreender ainda: fornecer oxigênio a partir do reservatório em pul- sos tendo uma duração de pulso; e ajustar a duração de pulso com base pelo menos parcialmente na pressão dentro do reservatório.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO por compreender ainda; medir contrapressão do oxigênio fornecido a partir do reservatório; e ajustar adicionalmente a duração de pulso com base pelo menos parcialmente na contrapressão do oxigênio forne- cido a partir do reservatório.

21. Concentrador portátil de oxigênio, CARACTERIZADO por compreender: uma pluralidade de leitos de peneira para adsorver nitrogênio a partir de ar fornecido para dentro dos leitos de peneira, os leitos de peneira compreendendo extremidades de entrada/saida de ar e extremidades de entrada/saida de oxigênio; pelo menos um reservatório se comunicando com ex- tremidades de entrada/saida de oxigênio dos leitos de penei- ra para armazenar oxigênio que sai das extremidades de en- trada/saida de oxigênio dos leitos de peneira; um compressor para fornecer ar para as extremida- des de entrada/saida de ar dos leitos de peneira; uma tubulação de ar que define uma pluralidade de passagens na mesma se comunicando com o compressor e as ex- tremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira; um conjunto de válvulas acopladas à tubulação de ar; e um controlador acoplado às válvulas para seletiva- mente abrir e fechar as válvulas para carregar alternadamen- te os leitos de peneira pelo fornecimento de ar comprimido para dentro dos leitos de peneira através das passagens na tubulação de ar para fazer com que oxigênio sai das extremi- dades de entrada/saida de oxigênio para dentro do reservató- rio e purgar os leitos de peneira pela evacuação de nitrogê- nio pressurizado a partir dos leitos de peneira através de passagens na tubulação de ar.

22. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a tu- bulação de ar compreende uma base de tubulação que define uma pluralidade de canais na mesma e uma tampa de tubulação para encerrar substancialmente os canais para definir adi- cionalmente a pluralidade de passagens.

23. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o compressor compreende uma pluralidade de cabeças para gerar ciclicamente ar comprimido, saldas das cabeças que se comu- nicam com passagens respectivas dentro da tubulação de ar.

24. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que as extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira são ligadas à tubulação de ar.

25. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO por compreender ainda uma tampa nas extremidades de entrada/saida de oxigênio dos leitos de peneira para substancialmente encerrar as extremi- dades de entrada/saida de oxigênio dos leitos de peneira, a tampa compreendendo aberturas na mesma que se comunicam en- tre os leitos de peneira e o reservatório.

26. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO por compreender ainda válvulas de retenção para evitar que oxigênio dentro do re- servatório flua para dentro dos leitos de peneira.

27. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a tu- bulação de ar compreende uma seção substancialmente plana incluindo a pluralidade de passagens na mesma.

28. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que a tu- bulação de ar compreende plástico moldado.

29. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO por compreender ainda um orifício de purgação que se comunica substancialmente continuamente entre as extremidades de entrada/saída de oxi- gênio dos leitos de peneira, o orifício de purgação dimensi- onado para fornecer um fluxo volumétrico predeterminado de oxigênio entre os leitos de peneira.

30. Concentrador portátil de oxigênio, CARACTERIZADO por compreender: uma pluralidade de leitos de peneira para adsorver nitrogênio a partir de ar fornecido para dentro dos leitos de peneira, os leitos de peneira compreendendo extremidades de entrada/saída de ar e extremidades de entrada/saída de oxigênio; pelo menos um reservatório se comunicando com as extremidades de entrada/saída de oxigênio dos leitos de pe- neira para armazenar oxigênio que sai das extremidades de entrada/saída de oxigênio dos leitos de peneira; um compressor para fornecer ar às extremidades de entrada/saída de ar dos leitos de peneira; uma tubulação de ar ligada às extremidades de en- trada/saída de ar dos leitos de peneira, a tubulação de ar compreendendo uma pluralidade de passagens na mesma se comu- nicando com o compressor e as extremidades de entrada/saída de ar dos leitos de peneira; um conjunto de válvulas acopladas à tubulação de ar; um controlador acoplado às válvulas para abrir e fechar seletivamente as válvulas para carregar alternadamen- te os leitos de peneira pelo fornecimento de ar comprimido para dentro dos leitos de peneira através das passagens na tubulação de ar para fazer com que oxigênio sai das extremi- dades de entrada/saida de oxigênio para dentro do reservató- rio e purgar os leitos de peneira pela evacuação de nitrogê- nio pressurizado a partir dos leitos de peneira através de passagens na tubulação de ar; e uma tubulação de fornecimento de oxigênio ligada às extremidades de entrada/saida de oxigênio dos leitos de peneira, a tubulação de fornecimento de oxigênio compreen- dendo pelo menos uma passagem na mesma se comunicando com o reservatório para fornecer oxigênio a partir do reservatório para um usuário.

31. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO por compreender ainda uma parede lateral que se estende entre a tubulação de ar e a tubulação de fornecimento de oxigênio, pelo que os leitos de peneira, a tubulação de ar, a tubulação de fornecimento de oxigênio, e a parede lateral fornecem uma armação estru- tural para o aparelho.

32. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que o re- servatório é fixado entre a tubulação de ar e a tubulação de fornecimento de oxigênio para fornecer adicionalmente a ar- mação estrutural.

33. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO pelo fato de que a ar- mação estrutural compreende pelo menos um lado aberto.

34. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um reservatório compreende um reservatório encaixado pelo menos parcialmente entre a pluralidade de leitos de pe- neira.

35. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 34, CARACTERIZADO pelo fato de que o re- servatório encaixado pelo menos parcialmente entre a plura- lidade de leitos de peneira tem um formato genericamente de ampulheta que corresponde pelo menos parcialmente a uma pa- rede externa da pluralidade de leitos de peneira.

36. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO por compreender ainda um sensor de oxigênio na tubulação de fornecimento de oxigê- nio que se comunica com pelo menos uma passagem na mesma.

37. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO por compreender ainda uma válvula de fornecimento na tubulação de fornecimento de oxigênio que se comunica com pelo menos uma passagem na mes- ma.

38. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO por compreender ainda um sensor de pressão na tubulação de fornecimento de oxigê- nio que se comunica com pelo menos uma passagem na mesma.

39. Concentrador portátil de oxigênio, CARACTERIZADO por compreender: um par de leitos de peneira compreendendo extremi- dades de entrada/saida de ar e extremidades de entrada/saida de oxigênio; um reservatório encaixado pelo menos parcialmente entre o par de leitos de peneira, o reservatório se comuni- cando com extremidades de entrada/saida dos leitos de peneira; um compressor para fornecer ar às extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira; uma tubulação de ar definindo uma pluralidade de passagens na mesma se comunicando com o compressor e as ex- tremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira; um conjunto de válvulas acopladas à tubulação de ar; e um controlador acoplado às válvulas para seletiva- mente abrir e fechar as válvulas para carregar e purgar al- ternadamente os leitos de peneira a fim de fornecer oxigênio concentrado para dentro do reservatório.

40. Concentrador de oxigênio, de acordo com a rei- vindicação 39, CARACTERIZADO pelo fato de que o reservatório tem um formato genericamente de ampulheta que corresponde pelo menos parcialmente a uma parede externa do par de lei- tos de peneira.

41. Concentrador portátil de oxigênio, CARACTERIZADO por compreender: uma pluralidade de leitos de peneira para adsorver nitrogênio a partir de ar, os leitos de peneira compreenden- do extremidades de entrada/saida de ar e extremidades de en- trada/saida de oxigênio; um orifício de purgação se comunicando continua- mente entre as extremidades de entrada/saída de oxigênio dos leitos de peneira; pelo menos um reservatório se comunicando com as extremidades de entrada/saída de oxigênio dos leitos de pe- neira para armazenar oxigênio que sai das extremidades de entrada/saída de oxigênio dos leitos de peneira; um compressor para fornecer ar em uma ou mais pressões desejadas às extremidades de entrada/saída de ar dos leitos de peneira; um conjunto de válvulas entre o compressor e as extremidades de entrada/saída de ar dos leitos de peneira; e um controlador acoplado às válvulas para seletiva- -1 15 mente abrir e fechar as válvulas para carregar alternadamen- te os leitos de peneira pelo fornecimento de ar comprimido para dentro dos leitos de peneira através das extremidades de entrada/saída de ar para fazer com que oxigênio saia das extremidades de entrada/saída de oxigênio para dentro do re- servatório e purgar os leitos de peneira pela evacuação de nitrogênio pressurizado a partir dos leitos de peneira atra- vés das extremidades de entrada/saída de ar, em que oxigênio passa de um leito de peneira sendo carregado para um leito de peneira sendo purgado através do orifício de purgação a fim de auxiliar a evacuação de nitrogênio a partir do leito de peneira sendo purgado.

42. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO por compreender ainda uma ou mais válvulas de retenção entre os leitos de peneira e o reservatório para evitar que oxigênio flua a partir do reservatório para dentro dos leitos de peneira.

43. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO por compreender ainda uma tubulação de ar que fornece uma pluralidade de passagens na mesma se comunicando entre o compressor e as extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira, as válvulas acopladas à tubulação de ar para seletivamente abrir e fe- char as passagens.

44. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 43, CARACTERIZADO pelo fato de que a tu- bulação de ar compreende uma passagem de descarga se comuni- cando com as extremidades de entrada/saida de ar dos leitos de peneira, a passagem de descarga configurada para fornecer nitrogênio evacuado a partir dos leitos de peneira em dire- ção ao controlador.

45. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de leitos de peneira compreende um primeiro lei- to de peneira e um segundo leito de peneira, o controlador configurado para periodicamente abrir um primeiro subconjun- to das válvulas a fim de carregar o primeiro leito de penei- ra e purgar o segundo leito, e abrir um segundo subconjunto das válvulas para carregar o segundo leito de peneira e pur- gar o primeiro leito de peneira.

46. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 45, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é configurado ainda para abrir um terceiro sub- conjunto das válvulas para carregar os primeiro e segundo leitos de peneira entre a abertura dos primeiro e segundo subconjuntos das válvulas.

47. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 4 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador é configurado para abrir os primeiro e segundo subconjuntos das válvulas pelos primeiro e segundo períodos de tempo, e para abrir o terceiro subconjunto das válvulas por um terceiro período de tempo que é menor do que os pri- meiro e segundo períodos de tempo.

48. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 41, CARACTERIZADO por compreender ainda uma linha de fornecimento que se comunica com o reservatório e uma válvula de fornecimento que se comunica com a linha de fornecimento, o controlador acoplado à válvula de forneci- mento para seletivamente abrir e fechar a linha de forneci- mento para fornecer oxigênio a partir do reservatório para um usuário.

49. Concentrador portátil de oxigênio, de acordo com a reivindicação 48, CARACTERIZADO por compreender ainda um sensor de pressão que se comunica com a linha de forneci- mento para detectar inalação pelo usuário, o controlador a- coplado ao sensor de pressão para abrir a válvula de forne- cimento com base em inalação pelo usuário para fornecer um pulso de oxigênio a partir do reservatório para o usuário.

50. Método para concentrar oxigênio utilizando um aparelho portátil compreendendo uma pluralidade de leitos de peneira incluindo primeira e segunda extremidades, um reser- vatório que se comunica com as segundas extremidades dos leitos de peneira, um compressor, e um conjunto de válvulas entre o compressor e as primeiras extremidades dos leitos de peneira, o método sendo CARACTERIZADO por compreender: abrir e fechar seletivamente as válvulas para car- regar alternadamente os leitos de peneira pelo fornecimento de ar comprimido para dentro dos leitos de peneira através das primeiras extremidades para fazer com que oxigênio saia a partir das segundas extremidades para dentro do reservató- rio e purgue os leitos de peneira para evacuar nitrogênio pressurizado a partir dos leitos de peneira através das pri- meiras extremidades, onde oxigênio passa a partir de um lei- to de peneira sendo carregado para um leito de peneira sendo purgado através de um orifício de purgação para auxiliar a evacuar nitrogênio a partir do leito de peneira sendo purga- do .

51. Método, de acordo com a reivindicação 50, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de seletivamente a- brir e fechar as válvulas compreende um ciclo que inclui as seguintes etapas seqüenciais: a) carregar um primeiro leito de peneira enquanto purga um segundo leito de peneira, pelo que oxigênio passa a partir do primeiro leito de peneira para o segundo leito de peneira através do orifício de purgação; b) carregar simultaneamente os primeiro e segundo leitos de peneira para orientar gás a partir do primeiro leito de peneira para dentro do segundo leito de peneira; c) carregar o segundo leito de peneira enquanto purga o primeiro leito de peneira, pelo que oxigênio passa a partir do segundo leito de peneira para o primeiro leito de peneira através do orifício de purgação; e d) carregar simultaneamente os primeiro e segundo leitos de peneira após a etapa c) para orientar gás a partir do segundo leito de peneira para dentro do primeiro leito de peneira.

52. Método, de acordo com a reivindicação 50, CARACTERIZADO por compreender ainda fornecer nitrogênio eva- cuado a partir dos leitos de peneira em direção à parte ele- trônica dentro do aparelho para resfriar a parte eletrônica.

53. Método para concentrar oxigênio utilizando um aparelho portátil compreendendo primeiro e segundo leitos de peneira, cada um, incluindo primeira e segunda extremidades, um reservatório se comunicando com as segundas extremidades dos leitos de peneira, um compressor, e um conjunto de vál- vulas dispostas entre o compressor e as primeiras extremida- des dos leitos de peneira, o método sendo CARACTERIZADO por compreender: abrir um primeiro subconjunto das válvulas para fornecer ar para dentro do primeiro leito de peneira para fazer com que oxigênio saia do primeiro leito de peneira pa- ra dentro do reservatório e evacuar nitrogênio pressurizado a partir do segundo leito; abrir um segundo subconjunto das válvulas para fornecer ar para dentro do segundo leito de peneira para fa- zer com que oxigênio saia do segundo leito de peneira para dentro do reservatório e evacuar nitrogênio pressurizado a partir do primeiro leito de peneira; e abrir um terceiro subconjunto das válvulas entre a abertura dos primeiro e segundo subconjuntos das válvulas para fornecer ar simultaneamente para dentro dos primeiro e segundo leitos de peneira.

54. Método, de acordo com a reivindicação 53, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro subconjunto das válvulas inclui pelo menos um do primeiro subconjunto de válvulas e pelo menos um do segundo subconjunto de válvula.

55. Método, de acordo com a reivindicação 53, CARACTERIZADO pelo fato de que os primeiro e segundo subcon- juntos das válvulas são abertos pelos primeiro e segundo pe- ríodos de tempo, e o terceiro subconjunto das válvulas é a- berto por um terceiro período de tempo que é menor do que os primeiro e segundo períodos de tempo.

56. Método, de acordo com a reivindicação 55, CARACTERIZADO pelo fato de que os primeiro e segundo perío- dos de .tempo são pelo menos aproximadamente quatro segundos.

57. Método, de acordo com a reivindicação 55,' CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro período de tempo não é maior do que aproximadamente 1,5 segundo.

58. Método, de acordo com a reivindicação 55, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo períodos de tempo é ajustado com base em uma pressão dentro do reservatório.

59. Método, de acordo com a reivindicação 58, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dos primeiro e segundo períodos de tempo é encurtado à medida que a pressão dentro do reservatório aumenta.

60. Método, de acordo com a reivindicação 53, CARACTERIZADO pelo fato de que os primeiro e segundo subcon- juntos das válvulas são alternadamente abertos após abertura do terceiro subconjunto das válvulas.

61. Método, de acordo com a reivindicação 53, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de abertura do segun- do subconjunto das válvulas compreende fechar pelo menos uma válvula no primeiro subconjunto das válvulas.

62. Método, de acordo com a reivindicação 53, CARACTERIZADO pelo fato de ' que o aparelho compreende um ori- fício de purgação que se comunica entre os primeiro e segun- do leitos de peneira de tal modo que pelo menos uma porção do oxigênio que sai dos primeiro e segundo leitos de peneira durante carregamento é fornecida para dentro do outro dos primeiro e segundo leitos de peneira para facilitar purgação de nitrogênio a partir do outro dos primeiro e segundo lei- tos de peneira.

63. Método, de acordo com a reivindicação 53, CARACTERIZADO por compreender ainda fornecer oxigênio a par- tir do reservatório para um usuário.

64. Método, de acordo com a reivindicação 63, CARACTERIZADO pelo fato de que o oxigênio é fornecido a par- tir do reservatório em pulsos.

65. Método, de acordo com a reivindicação 64, CARACTERIZADO por compreender ainda detectar inalação pelo usuário, o oxigênio sendo fornecido a partir do reservatório em pulsos que correspondem à inalação pelo usuário.