WO2008035817A1 - Concentrateur d'oxygène - Google Patents

Description

明 細 書 酸素濃縮装置 技術分野

本発明は、 大気中から酸素富化空気、 あるいは酸素濃縮気体を分離 して使用するための酸素濃縮装置に関する。 背景技術

近年、 高齢化の進展や生活環境の悪化に伴い、 肺気腫、 肺結核後遺 症や慢性気管支炎などの慢性呼吸器疾患に苦しむ患者が増加する傾向 にある。 かかる患者に対する効果的な治療方法として、 高濃度酸素を ' 吸入させる酸素吸入療法が行われている。 酸素吸入療法とは前記疾病 患者に対して酸素ガス若しくは酸素濃縮気体を吸入させる治療法であ る。 治療用の酸素ガス或いは濃縮酸素気体の供給源としては、 高圧酸 素ボンべ、 液体酸素ボンべ、 酸素濃縮装置等の使用が挙げられるが、 長時間の連続使用に耐えることができ、 また使い勝手がよいなどの理 由により、 酸素濃縮装置を使用するケースが増加している。

酸素濃縮装置は空気中の酸素を分離.し、 濃縮することを可能にした 装置である。 かかる酸素を分離濃縮する装置としては、 90%以上の高 濃度の酸素が得られるという観点から、 空気中の窒素を選択的に吸着 し得る吸着剤を 1個或いは、 複数の吸着床に充填した吸着型酸素濃縮 装置が広く知られ、 病院や家庭で使用されている。 その中でも圧力変 動装置としてコンプレッサを用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置が広 く世の中に広まっている。 かかる装置は、 通常窒素を選択的に吸着す る吸着剤を充填させた 1個或いは複数の吸着床に対して、 コンプレツ サから圧縮空気を供給し、 吸着床内を加圧状態にして吸着剤に窒素を 吸着させ、 未吸着の高濃度の酸素を得る吸着工程と、 吸着床内を大気 圧或 ·いは真空領域まで減圧して窒素を吸着剤から脱着させ再生する脱 着工程とを一定サイクルで繰り返すことで、 高濃度の酸素を連続的に 得る装置である。

酸素濃縮装置の使用温度や気圧変動など使用する環境条件の変化に 伴う生成する酸素濃縮気体の酸素濃度低下や、 機器の経時劣化に伴う 生成する酸素濃縮気体の酸素濃度の低下に対応するため、 コンプレツ サから吸着床に供給する空気量の設定範囲を微調整し、. また周囲環境 変化、 '特に吸着剤の温度依存性を許容して酸素濃度が維持できる吸脱 着シーケンスに補正する方策が採られる。 - このよ うな生成酸素濃度の経時的変化や、 装置の経時劣化に伴う酸 素濃度低下を補償し、 生成する酸素濃縮気体の酸素濃度を一定値に保 持するため、 酸素濃縮気体の酸素濃度を酸素センサーで検知し、 コン プレッサ風量や吸脱着のサイクルタイムなどをフィードバック制御す る こ と で製品酸素濃度を維持する装置が知られている （特表 2000- 516854号公報、 特開平 9- 183601号公報） 。 発明の開示

酸素濃縮装置から使用者に供給する酸素流量である処方酸素量は、 使用する患者の重篤度により決まる。それに合わせて使用する機器も、 最大供給可能流量が 2 L/分、 3 L/分といつた低流量タイプの装置から、 5 L/分、' ' 7 L/分、 10L/分といった高流量タイプの各種機器の中から患 者にとって最適な装置が選択され、 使用に供せられる。

装置の最大供給流量は上記値であるが、 実際に臨床で使用される供 給酸素流量は、 通常、 0. 25L/分や 0. 5L/分といった低流量値から設定 することが可能である。 この場合、 処方流量が低値であるにもかかわ らず、 最大設定流量値に合わせて酸素を生成すると、 無駄な酸素生成 を行うことになり消費電力も大きくなる。 このことから、 多くの装置 ではコンプレッサの駆動モータをインパータ制御し、 コンプレッサか ら吸着床に供給する原料空気量を削減することにより消費電力の低減 を図っている。

また高流量タイプの装置において高流量設定域での高濃度酸素を供 給するため必要な原料空気量を確保しよう とすると、 低流量設定域で は原料空気量が多すぎて原料供給過多と.なる。 このとき、 原料空気中 の酸素の一部が吸着剤に吸着し、 未吸着のアルゴンが生成ガス中に濃 縮されることになり、 結果として生成される酸素濃縮気体中の酸素濃 度が低下してしまう。

コンプレッサの回転数を低下させて供給する原料空気量を低減させ る方法がとられるが、 コンプレッサの回転数の制御範囲には限界があ り、 あまりにも低回転域で使用した場合には、 動作が不安定になると いった問題がある。

本発明は、 上記課題を解決するものであり、 装置の消費電力の低減 と、 酸素濃縮装置の供給酸素流量の低流量設定領域での酸素濃度維持 とを合わせ持つ機能を備えた酸素濃縮装置を提供するものである。 すなわち本発明は、 酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を 充填した少なく とも 1個の吸着床と、 該吸着床へ加圧空気を供給する 空気供給手段と、 該空気供給手段からの空気を該吸着床へ供給し濃縮 酸素を取り出す吸着工程、 該吸着床を減圧し吸着剤を再生する脱着工 程を所定タイミングで繰り返すための流路切換手段と、 濃縮酸素を使 用者に供給す 供給量を設定する流量設定手段とを具備した圧力変動 吸着型酸素濃縮装置において、 該空気供給手段と該吸着床との流 間 に該吸着床に供給する加圧空気の一部を大気中に排出する抜き出し弁 を備えた排気管路を備えることを特徴とする酸素濃縮装置を提供する ものである。 また本発明は、 かかる流量設定手段の流量設定値に基づいて該空気 供給手段の空気供給量を制御すると共に、 該流量設定値が所定流量値 以下の場合に該空気供給手段の空気供給量を一定値に制御し、 且つ、 該流量設定値に基づいて定められた該抜き出し弁からの加圧空気の排 出量を制御する制御手段を備えることを特徴とする酸素濃縮装置を提 供するものである。 ' '

また本発明は、 該排気管路が、 該空気供給手段と該流路切換手段と を接続する管路から分岐し、 且つ抜き出し弁として流量制御弁を備え る管路であること、 該空気供給手段が、 インパータを備えたコンプレ ッサであり.、 該制御手段が、 該流量設定手段の設定値に基づいてコン プレッサの回転数を制御すると共に、 流量設定値が所定流量値以下の 場合に該コンプレッサの回転数を一定値に制御すると共に'、 該流量設 定手段の設定値に基づいて決定された排気量を該排気管路から排気す る抜き出し弁の開閉制御を行なう手段であることを特徴とする酸素濃 縮装置を提供するものである。

また本発明は、 酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填 した少なく とも 1個の吸着床と、 該吸着床へ加圧空気を供給する空気 供給手段と、 少なく とも該空気供給手段からの空気を該吸着床へ供給 し濃縮酸素を取り出す吸着工程、 該吸着床を減圧し吸着剤を再生する 脱着工程を所定タイ ミングで繰り返すための流路切換手段と、 濃縮酸 素を使用者に供給する供給量を設定する流量設定手段とを具備した圧 力変動吸着型酸素濃縮装置において、 該流路切換手段が吸着工程の終 了直前に吸着床に供給する供給する加圧空気の一^を外部に放出する 空気放出機能を備えることを特徴とする酸素濃縮装置を提供するもの である。

また本発明は、 かかる流路切換手段が、 該空気供給手段と該吸着床 'とを接続する加圧空気供給導管に備えた二方電磁弁（a)、該二方電磁弁 (a)の下流側に設けた該吸着床と排気側との分岐管路、該排気側の分岐 管路に備えた二方電磁弁（b)を備えることを特徴とする酸素濃縮装置 を提供するものである。

また本発明は、 該吸着床が 2つの吸着床からなり、 該流路切換手段 が該空気供給手段と各吸着床とを接続する加圧空気供給用の分岐管路、 各分岐管路に設けた二方電磁弁 （al，a2) 、 該二方電磁弁 （al，a2) の 下流側に設けた.該吸着床と排気側との分岐管路、 該排気側の各分岐管 路に備えた二方電磁弁 （b l , b2 ) 、 排気口と二方電磁弁（bl，b2)を接続 する分岐管路を備えることを特徴とし、 特に該流量設定手段の設定値 に基いて、 吸着工程終了直前の加圧空気の排気量を決定する該流路切 換手段の切換時間を制御する制御手段を備えたことを特徴とする酸素 濃縮装置を提供するものである。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の酸素濃縮装置の実施態様例である圧力変動吸着型 酸素濃縮装置の模式図を示す。

図 2は、 従来の酸素濃縮装置における設定流量に対する原料空気の 必要供給量と生成酸素濃度との関係を示す図である。 A -A ' はコンプ レッサが供給可能な風量の範囲を、 A ' がコンプレッサが供給可能な の風量の下限値を示す。

図 3は、 本発明の酸素濃縮装置における設定流量に対する原料空気 の必要供給量と生成酸素濃度との関係を示す図である。

図 4は、 本発明の酸素濃縮装置の別の実施態様例である圧力変動吸 着型酸素濃縮装置の模式図を示す。

図 5は、 本発明と従来技術の切換弁の切り換えタイミングの違いを 示す模式図である。 '

図 6は、 本発明の酸素濃縮装置の吸着筒圧力波形を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明の酸素濃縮装置の実施態様例を、 以下の図面を用 て説明す る。 図 1は本発明の一実施形態である圧力変動吸着型酸素濃縮装置を 例示した概略装置構成図面である。 この図 1において、 1は酸素濃縮 装置、 · 3は加湿された酸素富化空気を吸入する使用者（患者） を示す。 圧力変動吸着型酸素濃縮装置 1は、 外部空気取り込みフィルター 101、 コンプレッサ 103、 切換弁 104、 吸着筒 105、 逆止弁 106、 製品タンク 107、 調圧弁 108、 流量設定手段 109、 フィルター 110 を備える。 これ により外部から取り込んだ原料空気から酸素ガスを濃縮した酸素富化 空気を製造することができる。

先ず、 大気中から酸素濃縮装置に取り込まれる原料空気は、 塵埃な どの異物を取り除くための外部空気取り込みフィルター 101 を備えた 空気取り込み口から装置内に、 粉塵、 塵埃等を除去した清浄空気とし て取り込まれる。 このとき、 通常の大気空気中には、 約 2 1 %の酸素 ガス、 約 7 7 %の窒素ガス、 0 . 8 %のアルゴンガス、 水蒸気ほかの ガスが 1 . 2 %含まれている。 かかる酸素濃縮装置では、 呼吸用ガス として必要な酸素ガスを選択的に濃縮して取り出す。 '

この酸素ガスの取り出しには、 酸素ガス分子よりも窒素ガス分子を 選択的に吸着するゼォライ トなどからなる吸着剤が充填された吸着筒 105 に対して、 切換弁 104によって対象とする吸着筒 105 を順次切り 換えながら、 コンプレッサ 103から原料空気を加圧して供給し、 吸着 筒 105内で原料空気中.に含まれる約 7 7 %の窒素ガスを選択的に吸着 除去し、 未吸着の酸素ガスを吸着筒 105 の他端側から製品タンク 107 へ取り出す圧力変動吸着法を用いる。

酸素ガス分子よりも窒素ガス分子を選択的に吸着する吸着剤として は、 5 A型ゼォライ ト、 1 3 X型ゼオライ ト、 Li- X型ゼオライ ト或い は M D— X型ゼォライ ト等のモレキュラーシーブゼォ.ラ.ィ トが用いら れ 。

前記の吸着筒 105は、前記吸着剤を充填した円筒状容器で形成され、 ' 通常、 1本の吸着筒を用いて吸着工程、 脱着工程を順次切り換えて実 5 施し、 断続的に酸素を生成する 1筒式の装置、 2本の吸着筒を用い、 一方の吸着筒が吸着工程の時には、他方の吸着筒では脱着工程を行い、 各工程を切り換えることにより連続的に酸素を生成する 2筒式の装置、 更には 3筒以上の多筒式の装置が存在するが、 連続的かつ効率的に原 料空気から酸素富化空気を製造するためには、 2筒以上の多筒式の吸 着筒 105を使用することが好ましい。

また、 前記のコンプレッサ 103 としては、 摇動型空気圧縮機が用い られるほ力 スク リ ュー式、 ロータリー式、 スクロール式などの回転 型空気圧縮機が用いられる場合もある。 また、 このコンプレッサ 103 を駆動する電動機の電源は、 交流であっても直流であってもよい。

前記吸着筒 105で吸着されなかった酸素ガスを主成分とする酸素濃 ' 縮気体は、 吸着筒 105へ逆流しないように設けられた逆止弁 106を介 して、 製品タンク 107に流入する。 - なお、 吸着筒 105内に充填された吸着剤に吸着された窒素ガスは、 新たに導入される原料空気から再度窒素ガスを吸着するために吸着剤 から脱着させる必要がある。 このために、 コンプレッサ 103 によって 実現される加圧状態から、 切換弁 104によって減圧状態 （例えば大気 圧状態又は負圧状態） に切り換え、 吸着されていた窒素ガスを脱着さ せて吸着剤を再生ざせる。 この脱着工程において、 その脱着効率を高 めるため、 吸着工程中の吸着筒の製品端側或いは製品タンク 107から 酸素濃縮気体をパージガスとして逆流さ.せるようにしてもよい。

■ 原料空気から酸素濃縮気体が製造され、 製品タンク 107へ蓄えられ る。 この製品タンク. 107に蓄えられた酸素濃縮気体は、 例えば 9 5 % といった高濃度の酸素ガスを含んでいる。 その後、 調圧弁 108や流量 設定手段 109などによって、 使用者に供給する供給酸素流量と圧力と が制御され、 加湿器 201 へ供給され、 加湿された酸素濃縮気体が患者 3に供給される。

かかる加湿器には、 水分透過膜を有する水分透過膜モジュールによ つて、 外部空気から水分'を取り込んで乾燥状態の酸素濃縮気体を加湿 する、 水を使わない無給水式の加湿器や、 加湿用水を用いたパブリン グ式加湿器、 或いは表面蒸発式加湿器を用いることが出来る。

流量設定手段 109 の設定値を検知し、 制御手段 401 によりコンプレ ッサ 103の電動機の回転数を制御するこ.とで吸着筒 105への供給風量 を制御する。 例えば設定流量が低流量値の場合にはコンプレッサの電 動機回転数を落とすことで、 原料空気の供給量を抑えると共に生成す る酸素量を抑え、 且つ電動機回転数を落とすことで消費電力の低減を 図る。 .

コンプレッサの回転数制御には限界があり、 必要以上にコンプレツ サ回転数を落とすとコンプレッサの運転が不安定になり停止する場合 も生じる。 したがって酸素濃縮装置の酸素設定流量が如何に低流量値 であったとしても、 コンプレッサ 103の回転数抑制制御には限界があ り、 所定値以下では、 コンプレッサ 103の運転下限値で一定速度で運 転する'ことになる。

図 2に示すようにコンプレッサ 103が安定的に加圧空気を供給する ことが可能な範囲は A -A ' の範囲であり、 1 L /分以下の設定流量の範 囲では、 コンプレッサは下限値 A ' で定速運転する。

酸素濃縮装置の吸着筒 105 は、 装置の最大設定流量値でも 90%以上 の酸素濃度を維持するように設計されている。 このため、 設定酸素流 量が低流量域で、 酸素の取出量が少ないにもかかわらず、 原料空気の 供給量がコンプレッサ運転下限値で過剰に一定供給された場合には、 吸着筒 105内では、 吸着剤に対して窒素分子だけでなく酸素分子が吸 着する過吸着現象が生じる。 図 2の一点鎖線で示すように、 l' L /分以 下の設定流量でもコンプレッサの供給風量を落とすことが出来れば過 吸着現象を防止することが出来るが、 コンプレッサの定格条件以下で は安定的な駆動は出来ない。 結果、 生成した酸素濃縮気体中の生成酸 素量が減少し、 未吸着のアルゴンの濃度が上昇するため、 図 2に示す ように、 低流量域 （1 L /分以下） では、 酸素濃縮気体中の酸素濃度が 低下する現象が生じる。

かかる過吸着現象を防止するため、 本発明の酸素濃縮装置では、 コ ンプレッサ 103 と切換弁 104との間の流路上に抜き出し弁 102を備え た分岐管を設け、 過剰な原料空気を排気する。 流量設定手段の設定値 が一定値以下で、. コンプレッサの回転数制御が下限値で定常運転に入 つた場合には、 抜き出し弁 102を開き、 原料空気の必要供給量に対し て過剰な原料空気を排気する。 かかる抜き出し弁 102 としては、 コン トロールバルブを用い、 設定流量に対して ルプ開度を制御し、 過剰 原料供給量を比例放出する方法や、 電磁弁の開時間によって過剰量を 放出する方法をとることが出来る。 かかる制御方式を採用することに より酸素の過吸着を防止し、 図 3に示すように、 斜線部分の過剰に供 給された原料空気を排気することにより、 設定流量にかかわらず生成 酸素濃度を一定に維持することが出来る。 図 4は本発明の別の実施形態である圧力変動吸着型酸素濃縮装置を 例示した概略装置構成図である。

図 1の装置と同様に、 外部から取り込まれる原料空気は、 塵埃など の異物を取り除くための外部空気取り込みフィルター 501 を備えた空 気取り込み口から取り込まれる。 このとき、 通常の空気中には、 約 2 1 %の酸素ガス、 約 7 7 %の窒素ガス、 0 . 8 ° /。のアルゴンガス、 7_R 蒸気ほかのガスが 1 . 2 %含まれている。 かかる装置では、 呼吸用ガ スどして必要な酸素ガスのみを濃縮して取り出す。

' この酸素ガスの取り出しは、 原料空気を酸素ガス分子よりも窒素ガ ス分子を選択的に吸着するゼォライ トなどからなる吸着剤が充填され た 2つの吸着筒 505A, 505Bに対して、 切換弁 504によって対象とする 吸着筒を順次切り換えながら、 原料空気をコンプレッサ 503により加 圧して供給し、 吸着筒内で原料空気中に含まれる約 7 7 %の窒素ガス ' を選択的に吸着除去する。

前記吸着筒で吸着されなかった酸素ガスを主成分とする酸素富化空 気は、 吸着筒へ逆流しないように設けられた逆止弁 506を介して、 製 品タンク 507に流入する。

吸着筒内に充填された吸着剤に吸着された窒素ガスは、 新たに導入 される原料空気から再度窒素ガスを吸着するために吸着剤から脱着さ せる必要がある。 このために、 コンプレッサ 503 によって実現される 加圧状態から.、 切換弁 504によって減圧状態 （例えば大気圧状態又は 負圧状態） に切り換え、 吸着されていた窒素ガスを脱着させて吸着剤 を再生させる。 この脱着工程において、 その脱着効率を高めるため、 吸着工程中の吸着筒の製品端側 （或いは製品タンク） から酸素濃縮気 体をパージガスとして逆流させるようにしてもよい。

. 原料空気から酸素濃縮気体が製造ざれ、 製品タンク 507 へ蓄えられ る。 この製品タンク 507に蓄えられた酸素濃縮気体は、 例えば 9 5 % といった高濃度の酸素ガスを含んでおり、 調圧弁や流量設定手段 509 , ( CV ： コン トロールバルブ） などによってその供給流量と圧力とが制 御されながら、 加湿器 512 へ供給され、 加湿された酸素濃縮気体が患 者に供給される。 . .

流量設定手段 509 の設定値を検知し、 制御手段によりコンプレッサ 503 の電動機の回転数を制御することで吸着筒への供給風量を制御す る。 設定流量が低流量の場合には回転数を落とすことで生成酸素量を 抑え、 且つ消費電力の低減を図る。 原料空気の供給量がコンプレッサ 運転下限値で過剰に一定供給された場合には、 吸着筒 505A，505B内で は、 吸着剤に対して窒素分子だけでなく酸素分子が吸着する過吸着現 象が生じる。 かかる過吸着現象を防止するため、 本発明の酸素濃縮装 置では、 吸着工程中に切換弁 504を切り換え、 吸着筒への原料空気供 給量を制御し、 過剰な原料空気を排気する。

2筒式の酸素濃縮装置の場合、 係る切換弁 504 として、 図 4に示す ように二方弁を 4個 （二方電磁弁 al、 a2、 b l、 b2) を組み合わせた構 造を採用する。 各電磁弁を配管、 分岐配管で接合しても良いし、 4個 の電磁弁をマ二ホールド化してもよい。

図 5に各二方弁の開閉タイ ミングを示す。 通常、 吸着筒 505Aが吸着 工程でコンプレッサから加圧空気を供給する際には、 もう一方の吸着 筒 505B は脱着工程で加圧状態の吸着筒を減圧させ大気中に吸着した 窒素を排気する。 その際、 二方弁 alが開き、 二方弁 a2、 b lは閉じる ことで加圧空気を吸着筒 505Aに供給する。 同時に二方弁 b2が開く こ とで吸着筒 505Bの窒素富化ガスを排気する。この動作を所定時間後に 切り換えることで吸着筒 505A、 505B 吸着工程'脱着工程を切り換え、 繰り返し実施している。

これに対して、 本願発明の装置では、 吸着筒 505Aの吸着工程の末期 に二方弁 blを開く ことで、コンプレッサ 503から供給される加圧空気 の一部が二方弁 blから排気ラインを経由して排気される。 これにより 二方弁 alから吸着筒 505Aに供給される原料空気の量を削減すること ができ、 酸素の過吸着現象を'防止する。 同様に吸着筒 505Bの吸着工程 *期に二方弁 b2を開く ことで、 加圧空気の一部が二方弁 b2から排気 ラインを経由して排気される。 ·

切換弁 504の制御は酸素供給流量の設定値により決定し、 流量設定 手段 509 の設定信号を元にして切換時間を制御する。 例えば、 供給流 量が 3 L/分まで供,給可能な装置の場合、 1 L/分以上の設定値では切換 時間は変更せずにコンプレッサ 503のモータ回転数を制御することで 原料空気の供給量を制御し、 1 L/分以下の設定値では吸着工程末期の 切換弁 504を構成する二方弁 bl/b2 'を開くタイミングを早めに制御す ¾ことで各吸着筒 505A、 505Bへ供給する原料空気量を制御する。

上記供給流量が 3 L/分まで供給可能な図 4の 2筒式の酸素濃縮装置 を 15秒毎に吸着工程 ·脱着工程を繰り返すシーケンス、 3丄/分の設定 酸素流量で使用した場合には 9 3 %の酸素濃度を有する酸素濃縮気体 が得られるのに対して、 0. 25L/分の設定酸素流量で使用した場合には、 吸着剤に対する酸素分子の過吸着、 アルゴンガスの濃縮により生成す る酸素濃縮気体の酸素濃度が 93 %から 88%に減少する。

本発明の装置では、 図 5に示すように吸着筒 505Aの吸着工程で、 5 秒早く排気側の切換弁 504の二方弁 b lを開き、 吸着筒 505Bの吸着工 程で 5秒早く排気側の二方弁 b2を開くことで、吸着工程中にコンプレ ッサ 503から吸着筒に供給される原料空気の一部を排気する。 これに より 0. 25L/分の設定酸素流量で使用した場合でも 93%の酸素濃度を 維持することができる。

早めに開く時間は、 設定流量値に合わせて原料空気量を比例調整す るように時間を制御しても良いし、 多段階的に制御しても良い。

図 6に示すように、 排気ガスの一部が脱着工程終了直前の吸着筒に 流入する現象が見られるが、 生成酸素濃度に.は影響せず、 逆に必要以 上の吸着筒の圧力上昇を避けることができることから、 消費電力の低 減を実現することができる。 発明の効果

本発明の酸素濃縮装置では、 コンプレッサ出口と吸着筒入口の間に 抜きだし弁 （電磁弁、 CV等） を挿入し、 不必要な原料吸気を排出する ことにより生成酸素濃度を向上させ、 かつ、 周囲環境に影響を受けな いようにコンプレッサの駆動を安定させることが可能となる。

また、 酸素供給流量の設定値が低流量域の場合、 吸着工程末期に不 必要な原料空気を排出することにより、 原料空気の供給過多に伴う酸 素分子の過吸着、 アルゴン濃縮に伴う生成酸素濃度の低下を防止する ことができる。 また低流量域においても、 消費電力を抑え且つコンプ レッサの駆動を安定させることが可能となる。

Claims

請求の範囲 . 酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した少なく とも 1個の吸着床と、 該吸着床へ加圧空気を供給する空気供給 手段と、 該空気供給手段からの空気を該吸着床へ供給し濃縮酸 素を取り出す吸着工程、 該吸着床を減圧し吸着剤を再生する脱 着工程を所定タイミングで繰り返すための流路切換手段と、 濃 縮酸素を使用者に供給する供給量を設定する流量設定手段とを 具備した圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、 該空気供給手 段と該吸着床との流路間に該吸着床に供給する加圧空気の一部 を大気中に排出する抜き出し弁を備えた排気管路を備えること を特徴とする酸素濃縮装置。 '

. 該流量設定手段の流量設定値に基づいて該空気供給手段の空気 供給量を制御すると共に、 該流量設定値が所定流量値以下の場 合に該空気供給手段の空気供給量を一定値に制御し、 且つ、 該 流量設定値に基づいて定められた該抜き出し弁からの加圧空気 の排出量を制御する制御手段を備えることを特徴とする、 請求 項 1記載 酸素濃縮装置。

. 該排気管路が、 該空気供給手段と該流路切換手段とを接続する 管路から分岐し、 且つ抜き出し弁として流量制御弁を備える管 路であることを特徴とする、 請求項 2記載の酸素濃縮装置。 . 該空気供給手段が.、 インバータを備えたコンプレッサであり、 該制御手段が、 該流量設定手段の設定値に基づいてコンプレツ ' サの回転数を制御すると共に、 流量設定値が所定流量値以下の 場合に該コンプレッサの回転数を一定値に制御すると共に、 該

, 流量設定手段の設定値に基づいて決定された排気量を該排気管 路から排気する抜き出し弁の開閉制御を行なう手段であること を特徴とする、 請求項 2記載の酸素濃縮装置。

酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した少なく とも 1個の吸着床と、 該吸着床へ加圧空気を供給する空気供給 手段と、 少なく とも該空気供給手段からの空気を該吸着床へ供 給し濃縮酸素を取り出す吸着工程、 該吸着床を減圧し吸着剤を 再生する脱着工程を所定タイミングで繰り返すための流路切換 手段と、 濃縮酸 を使用者に供給する供給量を設定す.る流量設 定手段とを具備した圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、 該 流路切換手段が吸着工程の終了直前に吸着床に供給する供給す る加圧空気の一部を外部に放出する空気放出機能を備えること を特徴とする酸素濃縮装置。

該流路切換手段が、 該空気供給手段と該吸着床とを接続する加 圧空気供給導管に備えた二方電磁弁（a)、 該二方電磁弁（a)の下 流側に設けた該吸着床と排気側との分岐管路、 該排気側の分岐 管路に備えた二方電磁弁（b)を備えることを特徴とする請求項

5に記載の酸素濃縮装置。

該吸着床が 2つの吸着床からなり、 該流路切換手段が該空気供 ' 給手段と各吸着床とを接続する加圧空気供給用の分岐管路、 各 分岐管路に設けた二方電磁弁 （al，a2) 、 該二方電磁弁 （al , a2) の下流側に設けた該吸着床と排気側との分岐管路、 該排気側の 各分岐管路に備えた二方電磁弁 （b l, b2) 、 排気口と二方電磁弁 (b l , b2)を接続する分岐管路を備えることを特徴とする請求項 5に記載の酸素濃縮装置。

該流路切換手段が、 該空気供給手段と各吸着床とを接続する加 圧空気供給用の分岐管路、 各分岐管路に設けた二方電磁弁

( al , a2) 、 該二方電磁弁 （a l，a2) の下流側に設けた該吸着床 と排気側との分岐管路、 該排気側の各分岐管路に備えた二方電 磁弁 （bl，b2) 、 排気口と二方電磁弁（bl, b2)を接続する分岐管 路をマ二ホールド化したものである請求項 7記載の酸素濃縮装 置。

該流量設定手段の設定値に基いて、 吸着工程終了直前の加圧空 気の排気量を決定する該流路切換手段の切換時間を制御する制 御手段を備えたことを特徴とする請求項 7に記載の酸素濃縮装 置。