JPH0229603B2 - Sansofukasochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［技術分野］ 本発明は、大気より酸素富化装置を得るための
酸素富化装置に関するものである。さらに詳細に
は、窒素より速い速度で酸素を透過し得る酸素選
択透過性膜を具備した多数の膜エレメントを用い
て大気より酸素富化空気を得るための酸素富化装
置に関するものである。 ［従来技術］ これまでの膜を用いた酸素富化装置では、内蔵
された膜エレメント数が一定の状態で運転される
ものがほとんどである。かかる富化装置において
は常温付近の温度で所定の酸素濃度まで富化され
た空気が得られるものの、夏期等の使用時の大気
温度が例えば30℃を越えると所定の濃度より大巾
に低い酸素富化空気しか得られないという欠点が
あつた。またこのように高い温度における運転状
態では、得られる富化空気の流量が過大となり、
必要量以外の余剰富化空気を廃棄せざるを得ない
という無駄があつた。 尚、富化空気を取り出す膜エレメント数を可変
とした酸素富化装置についての提案もあるが、そ
の場合には膜エレメント毎に制御弁を設けること
により使用する膜エレメント数を変化させるもの
である。かかる装置はその制御弁の構造が複雑で
且つ高価なものとなり、その運転時の操作も複雑
となる欠点がある。 特に医療用の酸素富化器においては、病院や家
庭において患者が使用するものであり、所定濃度
の酸素富化空気が必要とされ、さらには簡単な装
置でかつ操作性が容易で安定していることが望ま
れていた。 ［発明の目的］ 本発明は、上記の欠点を解消し、夏期等の大気
が高温の場合においても所定の酸素濃度の富化空
気が無駄なく安定して得られる富化装置を提供す
ることを目的としている。さらに本発明の他の目
的は、装置が非常に簡単で且つ操作性も容易な酸
素富化装置を提供することである。 ［発明の構成］ 本発明者らは、かかる目的を達成すべく鋭意研
究を行なつた結果、膜エレメント群を２又は３な
る小数のブロツクに分割し、そのブロツク数を可
変にすることが非常に有効であることを見い出し
本発明に到達した。 即ち本発明は、選択透過性膜を具備した多数の
膜エレメント群と、該膜に空気を透過せしめて酸
素富化空気を該膜エレメントから抜き出すための
取出手段を有する酸素富化装置において、該膜エ
レメント群が２ブロツク又は３ブロツクに異なる
比率で分割されて該取出手段に連結され、酸素富
化空気を取り出す該ブロツク数を調節するための
手段を有したことを特徴とする酸素富化装置を提
供するものである。 以下本発明について図面を用いてさらに詳細に
説明する。 第１図は、本発明の１実施態様を例示したもの
である。膜エレメント１は酸素を窒素よりも選択
的に透過させる膜を具備したものであり、その膜
の形状としては平面状、円筒状あるいは中空糸状
等のいずれであつてもよい。その具体例としては
支持板の両面又は片面に酸素の選択透過性膜が設
けられたものが挙げられ、それには該膜を介して
酸素富化空気を取り出すための取り出し口２が設
けられている。 本発明の酸素富化装置は、かかる膜エレメント
を多数備えたものであつて、その膜エレメント群
を有効膜面積基準で異なつた比率で２又は３ブロ
ツクなる少ないブロツク数に分割して、そのブロ
ツク毎にまとめて酸素富化空気を取り出すように
したこと、及び酸素富化空気を取り出すブロツク
の数を調節する手段を有したことを特徴とするも
のである。その具体例を第１図に示したが、膜エ
レメント群が第１ブロツク３と第２ブロツク４に
分割されており、各々のブロツクからの酸素富化
空気が各々の集収管５，６から取り出されるよう
になつている。さらにそのブロツク数を調節する
手段としてバルブ７が設けられており、膜に送ら
れる空気８の温度が高い場合にそれが閉じられる
ようになつている。かかるバルブは手動であつて
もよく、あるいは電磁弁で自動的に作動されるも
のであつてもよい。必要な場合には膜エレメント
の外表面にさし向けられる空気の温度、膜エレメ
ントの内側あるいは酸素富化空気取り出し管等の
富化空気側の圧力、又は取り出される富化空気中
の酸素濃度を検出する手段を設けて、それらの検
出値に応じて自動的にバルブの開閉を調節しても
よい。場合によつては、バルブの単なる開閉だけ
ではなくて、その開口度を調節することも可能で
ある。 かかるブロツク毎の分割の比率としては、２ブ
ロツクの場合には第１ブロツクの有効膜面積が全
体の60〜80％、好ましくは65〜75％であり、第２
ブロツクのそれが20〜40％、好ましくは25〜35％
であることが望ましい。また３ブロツクに分割さ
れる場合には、第１ブロツクの有効膜面積が全体
の40〜60％、好ましくは45〜55％であり、第２ブ
ロツクのそれが25〜40％、好ましくは30〜40％で
あり、第３ブロツク10〜25％、好ましくは15〜25
％であることが望ましい。また使用するブロツク
数を調節する手段としては、上記第２ブロツク、
第３ブロツクの酸素富化空気の集収管のみにバル
ブを設置することが望ましく、その調節方法とし
ては、例えば大気が低温時においては全ブロツク
を使用し、高温になつた場合に第１、第２ブロツ
クを使用し、さらに高温になれば第１ブロツクの
み用いるという方法が望ましい。 この様に本発明の酸素富化装置は、特定の範囲
で異なつた比率で膜エレメント群を小数のブロツ
クに分割し、大気の温度変化に応じて使用するブ
ロツク数を変えることによつて、例えば10℃〜30
℃の広い温度範囲にわたつて所定の濃度範囲の酸
素富化空気が安定に得られるようにしたものであ
る。膜エレメント群をさらに多くのブロツク数に
分割することは、構造が複雑で且つ高価な装置と
なり、操作性も悪くなるので好ましくない。また
各ブロツクの占める有効膜面積比率に関しては、
例えば２ブロツクの場合には、第１ブロツクの下
限が60％未満の場合には高温時において所定の濃
度以上の酸素富化空気が得やすい反面、得られる
富化空気流量が所定値よりも小さくなりやすくな
るので好ましくない。またこの第１ブロツクの膜
面積比率が80％以上を越えると高温時において所
定の濃度以上の酸素富化空気が得にくくなるので
好ましくない。 尚、３ブロツクに分割したものについては、２
ブロツク形式よりもさらに高温の場合、例えば35
℃のような状態においても所定の濃度以上の富化
空気が得られるようにしたものである。通常の使
用条件、即ち10〜30℃の温度範囲においては、３
ブロツクよりも２ブロツクの方が装置の構造や操
作が簡単であつて特に好ましい。 第１図に示す如く、該膜を透過させて酸素富化
空気を生成させそれを取り出す手段として通常真
空ポンプ等の減圧手段１０が用いられるが、膜エ
レメントの外側を加圧にするタイプもあり得る。
かかる減圧手段によつて取り出された富化空気
は、通常の場合、水分保持機能部１１を有した冷
却手段１２を通過し水分離器１３で凝縮水が分離
された後、加圧用オリフイス１４、使用に供すべ
き流量の調節バルブ１５及び流量計１６を経て酸
素富化空気として使用に供される。尚、得られる
富化空気が過剰な場合には、Ｂとして排出され
る。また水分離器１３で分離された水分は水分排
出管１７を通過し水分保持機能部１１に排出され
る。一方大気は、１８のフアン手段によつて、Ｃ
としてフイルターを介して装置内に取り入れられ
冷却機１２を通過した後膜エレメント外表面を通
り、さらに減圧手段を冷却しながらそのまわりを
通りＤとして排出される。 ［実施例］ ポリ４−メチルペンテン−１の選択透過性膜を
支持体の両面に配した膜エレメント30枚を第１表
に示すような比率で２及び３ブロツクに分割し、
他は同じ形式の酸素富化装置を組み立て、第１表
に示す温度条件で得られた透過富化空気量及びそ
の酸素濃度を測定した。その結果を合せて第１表
に示す。

【表】

【表】 ［発明の効果］ 本発明の酸素富化装置は、夏期等の大気温度が
高い場合においても所定の酸素濃度範囲にある富
化空気が無駄なく安定して得られる利点を有しし
いる。また、使用すべき膜エレメントのブロツク
数を調節するための構造が非常に簡単で且つ安価
に組立てることが可能であり、さらにその操作が
極めて容易で安定している。特にこれらの特徴
は、家庭内で医療用として使用される場合には大
きな利点となり得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における酸素富化装置の１実施
態様をブロツク図により例示したものである。こ
の図における１は膜エレメント、３は第１ブロツ
ク、４は第２ブロツク、７はバルブである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 選択透過性膜を具備した多数の膜エレメント
   群と、該膜に空気を透過せしめて酸素富化空気を
   該膜エレメントから抜き出すための取出手段を有
   する酸素富化装置において、該膜エレメント群が
   ２ブロツク又は３ブロツクに異なる比率で分割さ
   れて該取出手段に連結され、酸素富化空気を取り
   出す該ブロツク数を調節するための手段を有した
   ことを特徴とする酸素富化装置。 ２ 該膜エレメント群が２ブロツクに分割されて
   おり、第１ブロツクが全体の60〜80％を占める特
   許請求の範囲第１項記載の酸素富化装置。 ３ 該膜エレメント群が３ブロツクに分割されて
   おり、第１ブロツクが全体の40〜60％、第２ブロ
   ツクが全体の25〜40％、第３ブロツクが全体の10
   〜25％を占める特許請求の範囲第１項記載の酸素
   富化装置。 ４ 該取出手段が減圧手段を具備したものである
   特許請求の範囲第１項記載の酸素富化装置。