酸素濃縮装置
【課題】吸着床内の吸着剤に含まれる水分を排気する運転を行うことで、運転停止中の吸着剤の吸湿劣化を防止する酸素濃縮装置を提供する。
【解決手段】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吸着床と、該吸着床へ空気を供給する空気供給手段、空気供給手段の運転を制御する制御手段、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一定タイミングで繰り返すための流路切替手段、濃縮酸素流量を制御する流量制御バルブ手段を具備した圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、運転終了時に吸着床内の吸着剤に含まれる水分を排気する運転を行うことを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【解決手段】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吸着床と、該吸着床へ空気を供給する空気供給手段、空気供給手段の運転を制御する制御手段、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一定タイミングで繰り返すための流路切替手段、濃縮酸素流量を制御する流量制御バルブ手段を具備した圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、運転終了時に吸着床内の吸着剤に含まれる水分を排気する運転を行うことを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気中の酸素を分離濃縮し使用者に供給する酸素濃縮装置に関する。さらに詳細には圧力変動吸着型酸素濃縮装置の吸着床圧力に基づいて運転条件を最適化し、長期耐久性を有する装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、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が、かかる患者に対する治療方法として、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、高圧酸素ボンベ、液体酸素ボンベ、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。
【０００３】
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で、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、コンプレッサから圧縮空気を供給し、吸着床内を加圧状態にして窒素を吸着させ、未吸着の高濃度の酸素を得る吸着工程と、吸着床内を減圧して窒素を脱着させる脱着工程とを有し、これを一定サイクルで繰り返すことにより高濃度の酸素を得る装置である。
【０００４】
圧力変動吸着法には、吸着した窒素成分を取り除き吸着剤を再生させる脱着工程を大気圧まで行うＰＳＡ：Pressure Swing Adsorption法や、真空ポンプで吸着床を真空まで減圧させるＶＰＳＡ：Vacuum Pressure Swing Adsorption法がある。また、吸着床を加圧するために必要な動力の削減や、得られる酸素の純度の向上を図るため、吸着工程と脱着工程の間に、2個の吸着床を配管で接続することにより、両吸着床の圧力を均等化する均圧工程を行う場合もある。
【０００５】
【特許文献１】特開平2-280811号公報
【特許文献２】特開昭64-90011号公報
【特許文献３】特開2002-273143号公報
【特許文献４】特開昭61-187916号公報
【特許文献５】特開平4-94715号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般にPSA型酸素濃縮装置を停止させる際には、停止中の吸着剤劣化及び再起動時の早期の運転安定化など、多くのことに留意する必要がある。
【０００７】
特開平2-280811号公報には、特に運転中の即停止が及ぼす影響について記載されている。同公報によれば、運転停止状態を正確に規定しない場合、吸着床が大気圧に減圧された状態で停止する場合があり、この状態から再起動を行った場合には、起動初期の製品ガスに不純物が多く含まれているため、製品ガスの酸素濃度の安定に要する時間が長くなるとしている。このため、同公報にて開示された技術では、運転停止の信号が入力された場合には、以下の運転により、高純度製品ガスが吸着床に滞留させた状態で停止させることができるとしている。
1)製品ガスの吐出を止める。
2)吸着床内の高圧ガスを製品タンクに移送する。
3)製品タンク内の高純度ガスを吸着床に送気、吸着床内を高純度ガスによって掃気する。
【０００８】
ただし、同公報において開示された技術は、再運転時の運転の安定性を目的としたものであり、停止中の吸着剤劣化に関してはなんら記載されていない。また、かかる技術においても運転終了時の排気工程を備えておらず、湿度を含んだガスが吸着床内に滞留することによる吸着剤劣化に対する防止策は記載されていない。
【０００９】
また、特開昭64-90011号公報には、停止信号が入力された場合、すぐには停止せず、所定の運転サイクル終了まで運転を継続した後に停止する技術が開示されている。
上記運転を行うことにより、両方の吸着床において均等に分離と再生が行われるため、一方に偏った停止状態ではなくなるとの示唆がある。
同公報に記載された技術により吸着工程と脱着工程の偏りがない状態で装置を停止することが出来るが、運転終了時に吸着床内の水分を排出する工程を持たず、吸着剤が劣化することへの防止策についてはなんら記載されていない。
【００１０】
特開2002-273143号公報には、2筒式の場合、一方の吸着床を開始時に吸着工程から始まる筒として固定し、停止時は吸着工程から始まった筒において脱着工程が、もう一方の吸着床において吸着工程が終わった時点で運転を停止すること、停止時には濃縮ガスの供給口を閉じた状態で運転すること、などが記載されている。
本方法によれば、常に脱着の終了した吸着床から運転が始まるので、立ち上がり時の窒素吸着特性が良好になるとの記載がある。
しかし、一方の吸着床において脱着工程が終わった状態、もう一方の吸着床において吸着工程が終わった状態で運転を停止すると固定されているため、一方の吸着床に偏った吸着剤の劣化が考えられる。
【００１１】
一方、特開昭61-187916号公報には、製品タンク中の製品ガスを用いることなく停止する運転方法が開示されている。同公報により開示された技術では、停止の際に再生工程を行っている吸着床の運転停止直前に排気用ラインを他の電磁弁に比べて早く閉めることで、片側の吸着床を大気圧よりも高い状態として停止させることになる。前記状態での終了により、再起動時の運転における立ち上がりに要する時間が、酸素濃度95%までの時間を従来比約30%（60分から18分）にまで短縮できたと記載されている。
本方法では再生工程を行っている吸着床に関しては、筒内の水分を排出し運転を停止することが可能であるが、吸着工程中に運転を終了する吸着床内の水分を排出する過程がなく、吸着剤の吸湿劣化が懸念される。
【００１２】
特開平4-94715号公報には、PSA特有の運転上の問題として、切替弁の開閉頻度が多いことから生ずるシール性の悪化及びリーク源が発生することが記載されている。同文献によると、リーク部分から空気が入ることにより、空気と共に進入する水がゼオライトの吸着性能を著しく低下させるとしている。この対策として、停止中に吸着床内に外部から空気が進入しないようにするため、昇圧工程ないし吸着工程など、加圧工程にて停止を向かえた吸着床内の圧を、加圧工程でない工程で停止を向かえた吸着床に移すことで、両筒を大気圧以上とする技術を開示している。
【００１３】
本技術では、運転停止中に水分を含んだ空気が外部から進入することの防止が可能となるが、運転停止時に吸着床内に含まれる水分を排出する工程を含まないため、吸着床内に水分が残る状態で運転を停止してしまい、水分による吸着剤の劣化が懸念される。また、リークがあるのであれば吸着床内部の圧力も維持することが出来ず、時間経過によってその効果が薄れてゆくものと予測される。
【００１４】
これら従来の技術では、装置運転停止時に吸着床の水分を排出するという点を考慮しておらず、そのため、運転停止後の吸着床内に残存している水分による吸着剤の劣化が問題となる。排気工程終了後に停止することで水分を排出する方法も考えられるが、その場合、一方の筒の水分は排出されるが、もう一方の筒には水分が溜まり、好ましくない。濃縮器停止後の吸着床内に残留する水分の拡散による吸着剤の劣化を考慮すると、装置運転終了時には、水分を均等に排出することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記の課題を解決するものであり、各吸着床に残されている水分を排出した後に運転を停止するシーケンス、及びそれを実施する圧力変動吸着型酸素濃縮装置を提供する。
【００１６】
本発明は各筒の加圧/減圧工程の切替えに独立して制御可能な弁を用いた二筒式PSA吸着プロセスの終了過程において、一方の吸着床の均圧排気工程が終了した後に、その吸着床の排気を停止し、もう一方の吸着床から来る乾燥空気（酸素）をある期間蓄積する。その蓄積された乾燥空気をもう一方の吸着床から排気し、吸着床内に存在する水分も排出して運転を終了する圧力変動吸着型酸素濃縮装置を提供する。
【００１７】
また、運転を停止する過程において、上記した停止方法の他、一方の吸着床の均圧排気工程が終了した後に、その吸着床と空気供給手段を連通させ、同時にもう一方の吸着床を減圧し均圧弁を介してその吸着床の排気を行い、吸着床内の水分を排出して運転を終了する圧力変動吸着型酸素濃縮装置を提供する。
【００１８】
また、運転を停止する過程において、上記した２通りの停止方法の他、一方の吸着床の均圧排気工程が終了した後に、その吸着床を加圧し、同時にもう一方の吸着床を減圧することにより、均圧弁を介してその吸着床の排気を行い吸着床内の水分を排出した後、両吸着床を陽圧状態に保ち運転を終了する圧力変動吸着型酸素濃縮装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の圧力変動吸着型酸素濃縮装置は、一方の吸着床（床A）を加圧し、同時にもう一方の吸着床（床B）を減圧するとともに、均圧弁を介して該床Aから該床Bに気体を移動させる均圧排気工程を行うことにより該床Ｂ内の残留水分を排出することが出来る。また、均圧排気工程の後、均圧弁を介して該床Ｂより該床Ａを排気する工程を取ることにより該床Ａ内の残留水分も排出し運転を停止することが出来る。両吸着床内に残されている水分を排出し運転を停止することにより、残留水分による吸着剤の吸湿劣化を防止する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の実施態様例を、以下の図面を用いて説明する。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である。圧力変動吸着型酸素濃縮装置は、外部空気取り込みフィルタ（図示せず）、コンプレッサ、切替弁である二方電磁弁（電磁弁１、電磁弁２、電磁弁３、電磁弁４）、吸着床A、B、均圧弁、逆止弁、製品タンク、調圧弁（図示せず）、流量設定手段であるコントロールバルブ（CV）、加湿器（図示せず）およびフィルタ（図示せず）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。
【００２１】
先ず、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など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２１％の酸素ガス、約７７％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。かかる装置では、呼吸用ガスとして必要な酸素ガスのみを濃縮して取出す。
【００２２】
この酸素ガスの取出しは、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オライトなどからなる吸着剤が充填された吸着床A、Bに対して、二方弁の電磁弁1、電磁弁３によって、対象とする吸着床A、Bを順次切替えながら、原料空気をコンプレッサにより加圧して供給し、吸着床内で原料空気中に含まれる約７７％の窒素ガスを選択的に吸着除去する。
【００２３】
前記の吸着床A、Bとしては、前記吸着剤を充填した円筒状容器で形成され、通常、１筒式の他、連続的かつ効率的に酸素富化空気を製造するために２筒式や３筒以上の多筒式が用いられるが、本発明は、２筒式の吸着床を使用することが好ましい。また、前記のコンプレッサとしては、揺動型空気圧縮機が用いられるほか、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。
前記吸着床A、B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、吸着床へ逆流しないように設けられた逆止弁を介して、製品タンクに流入する。
【００２４】
なお、吸着床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、コンプレッサによって実現される加圧状態から、電磁弁２、４により減圧状態（例えば大気圧状態又は負圧状態）に切替え、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、吸着工程中の吸着床の製品端側から酸素富化空気を、均圧弁を介してパージガスとして逆流させるようにしてもよい。
【００２５】
原料空気から酸素富化空気が製造され、製品タンクへ蓄えられる。この製品タンクに蓄えられた酸素富化空気は、例えば９５％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（コントロールバルブCV）などによってその供給流量と圧力とが制御されながら、加湿器へ供給され、加湿された酸素富化空気が患者に供給される。
【００２６】
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って、外部空気から水分を取り込んで乾燥状態の酸素富化空気へ供給する無給水式加湿器や、水を用いたバブリング式加湿器、或いは表面蒸発式加湿器を用いることが出来る。
【００２７】
流量設定手段CVの設定値を検知し、制御手段によりコンプレッサの電動機の回転数を制御することで吸着床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。
【００２８】
運転を停止する過程において、以下に示す工程１から工程７の順に行われるシーケンスを実施することにより、吸着床に残留する水分を排出する。本停止方法について図２を用いて説明する。
［工程１］ 電磁弁１を開き電磁弁２を閉じ、吸着床Ａの原料空気供給流路を開放する。電磁弁３を閉じ電磁弁４を開くことにより吸着床Ｂの排気流路を開放する。均圧弁を開いた状態でコンプレッサより原料空気を送り込み、均圧弁を介し吸着床Ａより吸着床Ｂの均圧排気工程を行う。この工程において吸着床Ｂに乾燥空気が送り込まれることにより、吸着床Ｂの窒素の脱着とともに吸着床Ｂ内の水分の排出が行われる。
［工程２］ 電磁弁４を閉じ、吸着床Ｂの排気流路を閉鎖する。また、コントロールバルブを閉じる。コンプレッサより原料空気を送り込み、均圧弁を介し吸着床Ａより吸着床Ｂに乾燥空気を貯める（第一貯留工程）。
［工程３］ 流路は工程２と同様の状態で、コンプレッサの運転を停止するように制御手段より指令を出す。この工程の間も引き続き吸着床Ｂに乾燥空気が貯まる（第二貯留工程）。
［工程４］ 電磁弁１を閉じ、吸着床Ａ、Ｂの均圧を行う（均圧工程）。
［工程５］ 電磁弁２を開き吸着床Ａの排気流路を開放する。吸着床Ｂに貯められている乾燥空気を、均圧弁を介し吸着床Ａより排気する。乾燥空気を流すことにより、吸着床Ａ内に残っていた水分の排出が行われる。工程１及び５を行うことにより、両吸着床に残留している水分の排出が行われる（排気工程）。
［工程６］ 電磁弁１、２、３、４を開き、吸着床Ａ及び吸着床Ｂの全流路を開放して両吸着床内の圧力を大気圧に戻す（大気開放工程）。
［工程７］ 電磁弁１、２、３、４を閉じ全流路を閉鎖して運転を終了する（終了工程）。
【００２９】
また、運転を停止する過程において、上記した停止方法の他、以下に示す工程１から工程４の順に行われるシーケンスを実施することにより、吸着床に残留する水分を排出することも可能である。本停止方法について図３を用いて説明する。
［工程１］ 電磁弁１を開き電磁弁２を閉じ、吸着床Ａの原料空気供給流路を開放する。電磁弁３を閉じ電磁弁４を開くことにより吸着床Ｂの排気流路を開放する。均圧弁を開いた状態でコンプレッサより原料空気を送り込み、均圧弁を介し吸着床Ａより吸着床Ｂの均圧排気工程を行う。この工程において吸着床Ｂに乾燥空気が送り込まれることにより、吸着床Ｂの窒素の脱着とともに吸着床Ｂ内の水分の排出が行われる（第一均圧排気工程）。
［工程２］ 電磁弁３を開き電磁弁４を閉じ、吸着床Ｂの原料空気供給流路を開放する。電磁弁１を閉じ電磁弁２を開き排気流路を開放する。コントロールバルブを閉じる。コンプレッサの運転を停止するように制御手段より指令を出し、立ち下げ中のコンプレッサより空気を送り込み、吸着床Ｂより均圧弁を通じ吸着床Ａの均圧排気工程を行う。この工程において吸着床Ａ内の水分の排出が行われる（第二均圧排気工程）。
［工程３］ 電磁弁１、２、３、４を開き、吸着床Ａ及び吸着床Ｂの全流路を開放して両吸着床内の圧力を大気圧に戻す（大気開放工程）。
［工程４］ 電磁弁１、２、３、４を閉じ全流路を閉鎖して運転を終了する（終了工程）。
【００３０】
また、運転を停止する過程において、上記した２通りの停止方法の他、以下に示す工程１から工程５の順に行われるシーケンスを実施することにより、吸着床に残留する水分を排出することも可能である。本停止方法について図４を用いて説明する。
［工程１］ 電磁弁１を開き電磁弁２を閉じ、吸着床Ａの原料空気供給流路を開放する。電磁弁３を閉じ電磁弁４を開くことにより吸着床Ｂの排気流路を開放する。均圧弁を開いた状態でコンプレッサより原料空気を送り込み、均圧弁を介し吸着床Ａより吸着床Ｂの均圧排気工程を行う。この工程において吸着床Ｂに乾燥空気が送り込まれることにより、吸着床Ｂの窒素の脱着とともに吸着床Ｂ内の水分の排出が行われる（第一均圧排気工程）。
［工程２］ 電磁弁３を開き電磁弁４を閉じ、吸着床Ｂの原料空気供給流路を開放する。電磁弁１を閉じ電磁弁２を開き排気流路を開放する。コントロールバルブを閉じる。コンプレッサの運転を停止するように制御手段より指令を出し、立ち下げ中のコンプレッサより空気を送り込み、吸着床Ｂより均圧弁を通じ吸着床Ａの均圧排気工程を行う。この工程において吸着床Ａ内の水分の排出が行われる（第二均圧排気工程）。
［工程３］ 流路は工程２と同様の状態で、コンプレッサの運転を停止するように制御手段より指令を出す。吸着床Ａのパージは引き続き行われる（空気供給手段停止指令工程）。
［工程４］ 電磁弁１、２、３、４を閉じ、吸着床Ａ及び吸着床Ｂの全流路を閉鎖する。均圧弁は開いた状態にし、吸着床Ａ、Ｂの圧力を均等にする（均圧工程）。
［工程５］ 均圧弁を閉じ、両吸着床を陽圧に保った状態で運転を終了する（終了工程）。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の実施態様例を示す概略フロー図。
【図２】本発明の運転シーケンスの一態様を示すパターン図。
【図３】本発明の別の運転シーケンスの一態様を示すパターン図。
【図４】本発明の別の運転シーケンスの一態様を示すパターン図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気中の酸素を分離濃縮し使用者に供給する酸素濃縮装置に関する。さらに詳細には圧力変動吸着型酸素濃縮装置の吸着床圧力に基づいて運転条件を最適化し、長期耐久性を有する装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、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が、かかる患者に対する治療方法として、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、高圧酸素ボンベ、液体酸素ボンベ、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。
【０００３】
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で、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、コンプレッサから圧縮空気を供給し、吸着床内を加圧状態にして窒素を吸着させ、未吸着の高濃度の酸素を得る吸着工程と、吸着床内を減圧して窒素を脱着させる脱着工程とを有し、これを一定サイクルで繰り返すことにより高濃度の酸素を得る装置である。
【０００４】
圧力変動吸着法には、吸着した窒素成分を取り除き吸着剤を再生させる脱着工程を大気圧まで行うＰＳＡ：Pressure Swing Adsorption法や、真空ポンプで吸着床を真空まで減圧させるＶＰＳＡ：Vacuum Pressure Swing Adsorption法がある。また、吸着床を加圧するために必要な動力の削減や、得られる酸素の純度の向上を図るため、吸着工程と脱着工程の間に、2個の吸着床を配管で接続することにより、両吸着床の圧力を均等化する均圧工程を行う場合もある。
【０００５】
【特許文献１】特開平2-280811号公報
【特許文献２】特開昭64-90011号公報
【特許文献３】特開2002-273143号公報
【特許文献４】特開昭61-187916号公報
【特許文献５】特開平4-94715号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般にPSA型酸素濃縮装置を停止させる際には、停止中の吸着剤劣化及び再起動時の早期の運転安定化など、多くのことに留意する必要がある。
【０００７】
特開平2-280811号公報には、特に運転中の即停止が及ぼす影響について記載されている。同公報によれば、運転停止状態を正確に規定しない場合、吸着床が大気圧に減圧された状態で停止する場合があり、この状態から再起動を行った場合には、起動初期の製品ガスに不純物が多く含まれているため、製品ガスの酸素濃度の安定に要する時間が長くなるとしている。このため、同公報にて開示された技術では、運転停止の信号が入力された場合には、以下の運転により、高純度製品ガスが吸着床に滞留させた状態で停止させることができるとしている。
1)製品ガスの吐出を止める。
2)吸着床内の高圧ガスを製品タンクに移送する。
3)製品タンク内の高純度ガスを吸着床に送気、吸着床内を高純度ガスによって掃気する。
【０００８】
ただし、同公報において開示された技術は、再運転時の運転の安定性を目的としたものであり、停止中の吸着剤劣化に関してはなんら記載されていない。また、かかる技術においても運転終了時の排気工程を備えておらず、湿度を含んだガスが吸着床内に滞留することによる吸着剤劣化に対する防止策は記載されていない。
【０００９】
また、特開昭64-90011号公報には、停止信号が入力された場合、すぐには停止せず、所定の運転サイクル終了まで運転を継続した後に停止する技術が開示されている。
上記運転を行うことにより、両方の吸着床において均等に分離と再生が行われるため、一方に偏った停止状態ではなくなるとの示唆がある。
同公報に記載された技術により吸着工程と脱着工程の偏りがない状態で装置を停止することが出来るが、運転終了時に吸着床内の水分を排出する工程を持たず、吸着剤が劣化することへの防止策についてはなんら記載されていない。
【００１０】
特開2002-273143号公報には、2筒式の場合、一方の吸着床を開始時に吸着工程から始まる筒として固定し、停止時は吸着工程から始まった筒において脱着工程が、もう一方の吸着床において吸着工程が終わった時点で運転を停止すること、停止時には濃縮ガスの供給口を閉じた状態で運転すること、などが記載されている。
本方法によれば、常に脱着の終了した吸着床から運転が始まるので、立ち上がり時の窒素吸着特性が良好になるとの記載がある。
しかし、一方の吸着床において脱着工程が終わった状態、もう一方の吸着床において吸着工程が終わった状態で運転を停止すると固定されているため、一方の吸着床に偏った吸着剤の劣化が考えられる。
【００１１】
一方、特開昭61-187916号公報には、製品タンク中の製品ガスを用いることなく停止する運転方法が開示されている。同公報により開示された技術では、停止の際に再生工程を行っている吸着床の運転停止直前に排気用ラインを他の電磁弁に比べて早く閉めることで、片側の吸着床を大気圧よりも高い状態として停止させることになる。前記状態での終了により、再起動時の運転における立ち上がりに要する時間が、酸素濃度95%までの時間を従来比約30%（60分から18分）にまで短縮できたと記載されている。
本方法では再生工程を行っている吸着床に関しては、筒内の水分を排出し運転を停止することが可能であるが、吸着工程中に運転を終了する吸着床内の水分を排出する過程がなく、吸着剤の吸湿劣化が懸念される。
【００１２】
特開平4-94715号公報には、PSA特有の運転上の問題として、切替弁の開閉頻度が多いことから生ずるシール性の悪化及びリーク源が発生することが記載されている。同文献によると、リーク部分から空気が入ることにより、空気と共に進入する水がゼオライトの吸着性能を著しく低下させるとしている。この対策として、停止中に吸着床内に外部から空気が進入しないようにするため、昇圧工程ないし吸着工程など、加圧工程にて停止を向かえた吸着床内の圧を、加圧工程でない工程で停止を向かえた吸着床に移すことで、両筒を大気圧以上とする技術を開示している。
【００１３】
本技術では、運転停止中に水分を含んだ空気が外部から進入することの防止が可能となるが、運転停止時に吸着床内に含まれる水分を排出する工程を含まないため、吸着床内に水分が残る状態で運転を停止してしまい、水分による吸着剤の劣化が懸念される。また、リークがあるのであれば吸着床内部の圧力も維持することが出来ず、時間経過によってその効果が薄れてゆくものと予測される。
【００１４】
これら従来の技術では、装置運転停止時に吸着床の水分を排出するという点を考慮しておらず、そのため、運転停止後の吸着床内に残存している水分による吸着剤の劣化が問題となる。排気工程終了後に停止することで水分を排出する方法も考えられるが、その場合、一方の筒の水分は排出されるが、もう一方の筒には水分が溜まり、好ましくない。濃縮器停止後の吸着床内に残留する水分の拡散による吸着剤の劣化を考慮すると、装置運転終了時には、水分を均等に排出することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記の課題を解決するものであり、各吸着床に残されている水分を排出した後に運転を停止するシーケンス、及びそれを実施する圧力変動吸着型酸素濃縮装置を提供する。
【００１６】
本発明は各筒の加圧/減圧工程の切替えに独立して制御可能な弁を用いた二筒式PSA吸着プロセスの終了過程において、一方の吸着床の均圧排気工程が終了した後に、その吸着床の排気を停止し、もう一方の吸着床から来る乾燥空気（酸素）をある期間蓄積する。その蓄積された乾燥空気をもう一方の吸着床から排気し、吸着床内に存在する水分も排出して運転を終了する圧力変動吸着型酸素濃縮装置を提供する。
【００１７】
また、運転を停止する過程において、上記した停止方法の他、一方の吸着床の均圧排気工程が終了した後に、その吸着床と空気供給手段を連通させ、同時にもう一方の吸着床を減圧し均圧弁を介してその吸着床の排気を行い、吸着床内の水分を排出して運転を終了する圧力変動吸着型酸素濃縮装置を提供する。
【００１８】
また、運転を停止する過程において、上記した２通りの停止方法の他、一方の吸着床の均圧排気工程が終了した後に、その吸着床を加圧し、同時にもう一方の吸着床を減圧することにより、均圧弁を介してその吸着床の排気を行い吸着床内の水分を排出した後、両吸着床を陽圧状態に保ち運転を終了する圧力変動吸着型酸素濃縮装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の圧力変動吸着型酸素濃縮装置は、一方の吸着床（床A）を加圧し、同時にもう一方の吸着床（床B）を減圧するとともに、均圧弁を介して該床Aから該床Bに気体を移動させる均圧排気工程を行うことにより該床Ｂ内の残留水分を排出することが出来る。また、均圧排気工程の後、均圧弁を介して該床Ｂより該床Ａを排気する工程を取ることにより該床Ａ内の残留水分も排出し運転を停止することが出来る。両吸着床内に残されている水分を排出し運転を停止することにより、残留水分による吸着剤の吸湿劣化を防止する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の実施態様例を、以下の図面を用いて説明する。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である。圧力変動吸着型酸素濃縮装置は、外部空気取り込みフィルタ（図示せず）、コンプレッサ、切替弁である二方電磁弁（電磁弁１、電磁弁２、電磁弁３、電磁弁４）、吸着床A、B、均圧弁、逆止弁、製品タンク、調圧弁（図示せず）、流量設定手段であるコントロールバルブ（CV）、加湿器（図示せず）およびフィルタ（図示せず）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。
【００２１】
先ず、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など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２１％の酸素ガス、約７７％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。かかる装置では、呼吸用ガスとして必要な酸素ガスのみを濃縮して取出す。
【００２２】
この酸素ガスの取出しは、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オライトなどからなる吸着剤が充填された吸着床A、Bに対して、二方弁の電磁弁1、電磁弁３によって、対象とする吸着床A、Bを順次切替えながら、原料空気をコンプレッサにより加圧して供給し、吸着床内で原料空気中に含まれる約７７％の窒素ガスを選択的に吸着除去する。
【００２３】
前記の吸着床A、Bとしては、前記吸着剤を充填した円筒状容器で形成され、通常、１筒式の他、連続的かつ効率的に酸素富化空気を製造するために２筒式や３筒以上の多筒式が用いられるが、本発明は、２筒式の吸着床を使用することが好ましい。また、前記のコンプレッサとしては、揺動型空気圧縮機が用いられるほか、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。
前記吸着床A、B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、吸着床へ逆流しないように設けられた逆止弁を介して、製品タンクに流入する。
【００２４】
なお、吸着床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、コンプレッサによって実現される加圧状態から、電磁弁２、４により減圧状態（例えば大気圧状態又は負圧状態）に切替え、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、吸着工程中の吸着床の製品端側から酸素富化空気を、均圧弁を介してパージガスとして逆流させるようにしてもよい。
【００２５】
原料空気から酸素富化空気が製造され、製品タンクへ蓄えられる。この製品タンクに蓄えられた酸素富化空気は、例えば９５％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（コントロールバルブCV）などによってその供給流量と圧力とが制御されながら、加湿器へ供給され、加湿された酸素富化空気が患者に供給される。
【００２６】
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って、外部空気から水分を取り込んで乾燥状態の酸素富化空気へ供給する無給水式加湿器や、水を用いたバブリング式加湿器、或いは表面蒸発式加湿器を用いることが出来る。
【００２７】
流量設定手段CVの設定値を検知し、制御手段によりコンプレッサの電動機の回転数を制御することで吸着床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。
【００２８】
運転を停止する過程において、以下に示す工程１から工程７の順に行われるシーケンスを実施することにより、吸着床に残留する水分を排出する。本停止方法について図２を用いて説明する。
［工程１］ 電磁弁１を開き電磁弁２を閉じ、吸着床Ａの原料空気供給流路を開放する。電磁弁３を閉じ電磁弁４を開くことにより吸着床Ｂの排気流路を開放する。均圧弁を開いた状態でコンプレッサより原料空気を送り込み、均圧弁を介し吸着床Ａより吸着床Ｂの均圧排気工程を行う。この工程において吸着床Ｂに乾燥空気が送り込まれることにより、吸着床Ｂの窒素の脱着とともに吸着床Ｂ内の水分の排出が行われる。
［工程２］ 電磁弁４を閉じ、吸着床Ｂの排気流路を閉鎖する。また、コントロールバルブを閉じる。コンプレッサより原料空気を送り込み、均圧弁を介し吸着床Ａより吸着床Ｂに乾燥空気を貯める（第一貯留工程）。
［工程３］ 流路は工程２と同様の状態で、コンプレッサの運転を停止するように制御手段より指令を出す。この工程の間も引き続き吸着床Ｂに乾燥空気が貯まる（第二貯留工程）。
［工程４］ 電磁弁１を閉じ、吸着床Ａ、Ｂの均圧を行う（均圧工程）。
［工程５］ 電磁弁２を開き吸着床Ａの排気流路を開放する。吸着床Ｂに貯められている乾燥空気を、均圧弁を介し吸着床Ａより排気する。乾燥空気を流すことにより、吸着床Ａ内に残っていた水分の排出が行われる。工程１及び５を行うことにより、両吸着床に残留している水分の排出が行われる（排気工程）。
［工程６］ 電磁弁１、２、３、４を開き、吸着床Ａ及び吸着床Ｂの全流路を開放して両吸着床内の圧力を大気圧に戻す（大気開放工程）。
［工程７］ 電磁弁１、２、３、４を閉じ全流路を閉鎖して運転を終了する（終了工程）。
【００２９】
また、運転を停止する過程において、上記した停止方法の他、以下に示す工程１から工程４の順に行われるシーケンスを実施することにより、吸着床に残留する水分を排出することも可能である。本停止方法について図３を用いて説明する。
［工程１］ 電磁弁１を開き電磁弁２を閉じ、吸着床Ａの原料空気供給流路を開放する。電磁弁３を閉じ電磁弁４を開くことにより吸着床Ｂの排気流路を開放する。均圧弁を開いた状態でコンプレッサより原料空気を送り込み、均圧弁を介し吸着床Ａより吸着床Ｂの均圧排気工程を行う。この工程において吸着床Ｂに乾燥空気が送り込まれることにより、吸着床Ｂの窒素の脱着とともに吸着床Ｂ内の水分の排出が行われる（第一均圧排気工程）。
［工程２］ 電磁弁３を開き電磁弁４を閉じ、吸着床Ｂの原料空気供給流路を開放する。電磁弁１を閉じ電磁弁２を開き排気流路を開放する。コントロールバルブを閉じる。コンプレッサの運転を停止するように制御手段より指令を出し、立ち下げ中のコンプレッサより空気を送り込み、吸着床Ｂより均圧弁を通じ吸着床Ａの均圧排気工程を行う。この工程において吸着床Ａ内の水分の排出が行われる（第二均圧排気工程）。
［工程３］ 電磁弁１、２、３、４を開き、吸着床Ａ及び吸着床Ｂの全流路を開放して両吸着床内の圧力を大気圧に戻す（大気開放工程）。
［工程４］ 電磁弁１、２、３、４を閉じ全流路を閉鎖して運転を終了する（終了工程）。
【００３０】
また、運転を停止する過程において、上記した２通りの停止方法の他、以下に示す工程１から工程５の順に行われるシーケンスを実施することにより、吸着床に残留する水分を排出することも可能である。本停止方法について図４を用いて説明する。
［工程１］ 電磁弁１を開き電磁弁２を閉じ、吸着床Ａの原料空気供給流路を開放する。電磁弁３を閉じ電磁弁４を開くことにより吸着床Ｂの排気流路を開放する。均圧弁を開いた状態でコンプレッサより原料空気を送り込み、均圧弁を介し吸着床Ａより吸着床Ｂの均圧排気工程を行う。この工程において吸着床Ｂに乾燥空気が送り込まれることにより、吸着床Ｂの窒素の脱着とともに吸着床Ｂ内の水分の排出が行われる（第一均圧排気工程）。
［工程２］ 電磁弁３を開き電磁弁４を閉じ、吸着床Ｂの原料空気供給流路を開放する。電磁弁１を閉じ電磁弁２を開き排気流路を開放する。コントロールバルブを閉じる。コンプレッサの運転を停止するように制御手段より指令を出し、立ち下げ中のコンプレッサより空気を送り込み、吸着床Ｂより均圧弁を通じ吸着床Ａの均圧排気工程を行う。この工程において吸着床Ａ内の水分の排出が行われる（第二均圧排気工程）。
［工程３］ 流路は工程２と同様の状態で、コンプレッサの運転を停止するように制御手段より指令を出す。吸着床Ａのパージは引き続き行われる（空気供給手段停止指令工程）。
［工程４］ 電磁弁１、２、３、４を閉じ、吸着床Ａ及び吸着床Ｂの全流路を閉鎖する。均圧弁は開いた状態にし、吸着床Ａ、Ｂの圧力を均等にする（均圧工程）。
［工程５］ 均圧弁を閉じ、両吸着床を陽圧に保った状態で運転を終了する（終了工程）。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の実施態様例を示す概略フロー図。
【図２】本発明の運転シーケンスの一態様を示すパターン図。
【図３】本発明の別の運転シーケンスの一態様を示すパターン図。
【図４】本発明の別の運転シーケンスの一態様を示すパターン図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２つの吸着床A,Bと、該吸着床へ空気を供給する空気供給手段、該空気供給手段からの空気を該吸着床へ順次供給し濃縮酸素を取出す吸着工程、該吸着床を減圧し吸着剤を再生する脱着工程を一定タイミングで繰り返すための流路切替手段、該吸着床の製品端同士を連通する均圧弁を備えた均圧流路、生成された濃縮酸素の供給流量を制御する流量制御バルブ手段を具備し、空気中の酸素を分離し濃縮酸素ガスを生成する圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了時の制御方法であり、
装置運転終了時に一方の吸着床に貯留された乾燥ガスを該均圧弁を介し他方の吸着床の製品端から供給し原料端から排気する工程を有することを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了制御方法。
【請求項２】
該制御方法が、
（１）該装置の停止指示信号に基づいて、一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥気体を移動させる均圧排気工程、
（２）吸着床Bの排気を停止し、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥空気を送り込む第一貯圧工程、
（３）該吸着床Aの加圧を停止するとともに、該吸着床Aおよび該吸着床Bの排気を吸着床Aの排気流路から行う排気工程、
を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了制御方法。
【請求項３】
該制御方法が、
（１）該装置の停止指示信号に基づいて、一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる均圧排気工程、
（２）該吸着床Bの排気を停止し、該流量制御バルブ手段を閉じた状態で該空気供給手段を動作させ該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥空気を送り込む第一貯圧工程、
（３）該空気供給手段の運転を停止させる停止指令を出す第二貯圧工程、
（４）該吸着床Aと該吸着床Bの均圧を行う均圧工程、
（５）該吸着床Aと該吸着床Bの排気を吸着床Aの排気流路から行う排気工程、
（６）該流量制御バルブ以外の全流路を開放し、両吸着床内の圧力を大気圧に戻す大気開放工程、
（７）全流路を閉鎖する運転終了工程、
を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了制御方法。
【請求項４】
該制御方法が、
（１）一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる第一均圧排気工程、
（２）該空気供給手段の停止指令を出すとともに、該吸着床Bと空気供給手段を連通させ、同時にもう一方の吸着床Aを減圧し、該均圧弁を介して該吸着床Bから該吸着床Aに気体を移動させる第二均圧排気工程、
（３）該流量制御バルブ以外の全流路を開放し、両吸着床内の圧力を大気圧に戻す大気開放工程、
（４）全流路を閉鎖する運転終了工程、
を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了制御方法。
【請求項５】
該制御方法が、
（１）一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる第一均圧排気工程、
（２）吸着床Bを加圧し、同時にもう一方の吸着床Aを減圧し、均圧弁を介して該吸着床Bから該吸着床Aに気体を移動させる第二均圧排気工程、
（３）空気供給手段の停止指令を出す空気供給手段停止指令工程、
（４）該流量制御バルブおよび均圧弁以外の全流路を閉鎖する均圧工程
（５）流量制御バルブおよび均圧弁を閉鎖する終了工程
を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了制御方法。
【請求項６】
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２つの吸着床A,Bと、該吸着床へ空気を供給する空気供給手段、該空気供給手段からの空気を該吸着床へ順次供給し濃縮酸素を取出す吸着工程、該吸着床を減圧し吸着剤を再生する脱着工程を一定タイミングで繰り返すための流路切替手段、該吸着床の製品端同士を連通する均圧弁を備えた均圧流路、生成された濃縮酸素の供給流量を制御する流量制御バルブ手段を具備し、空気中の酸素を分離し濃縮酸素ガスを生成する圧力変動吸着型酸素濃縮装置であり、
装置の運転停止信号を受け、一方の吸着床に貯留された乾燥ガスを該均圧弁を介し他方の吸着床の製品端から供給し原料端から排気するように該流路切替手段、該均圧弁または該流量制御バルブ手段の開閉を制御する制御手段を有することを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項７】
該制御手段が、
（１）該装置の停止指示信号に基づいて、一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥気体を移動させる流路開閉制御、
（２）吸着床Bの排気を停止し、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥空気を送り込む流路開閉制御、
（３）該吸着床Aの加圧を停止するとともに、該吸着床Aおよび該吸着床Bの排気を吸着床Aの排気流路から行う流路開閉制御、
を行う手段であることを特徴とする請求項６記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項８】
該制御手段が、
（１）該装置の停止指示信号に基づいて、一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる流路開閉制御、
（２）該吸着床Bの排気を停止し、該流量制御バルブ手段を閉じた状態で該空気供給手段を動作させ該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥空気を送り込む流路開閉制御、
（３）該空気供給手段の運転を停止させる停止指令を出す制御、
（４）該吸着床Aと該吸着床Bの均圧を行う流路開閉制御、
（５）該吸着床Aと該吸着床Bの排気を吸着床Aの排気流路から行う流路開閉制御、
（６）該流量制御バルブ以外の全流路を開放し、両吸着床内の圧力を大気圧に戻す流路開閉制御、
（７）全流路を閉鎖する流路開閉制御、
を行う手段であることを特徴とする請求項６記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項９】
該制御手段が、
（１）一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる流路開閉制御、
（２）該空気供給手段の停止指令を出すとともに、該吸着床Bと空気供給手段を連通させ、同時にもう一方の吸着床Aを減圧し、該均圧弁を介して該吸着床Bから該吸着床Aに気体を移動させる流路開閉制御、
（３）該流量制御バルブ以外の全流路を開放し、両吸着床内の圧力を大気圧に戻す流路開閉制御、
（４）全流路を閉鎖する流路開閉制御、
を行う手段であることを特徴とする請求項６記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項１０】
該制御手段が、
（１）一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる流路開閉制御、
（２）吸着床Bを加圧し、同時にもう一方の吸着床Aを減圧し、均圧弁を介して該吸着床Bから該吸着床Aに気体を移動させる流路開閉制御、
（３）空気供給手段の停止指令を出す空気供給手段停止制御、
（４）該流量制御バルブおよび均圧弁以外の全流路を閉鎖する流路開閉制御、
（５）流量制御バルブおよび均圧弁を閉鎖する流路開閉制御、
を行う手段であることを特徴とする請求項６記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項１】
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２つの吸着床A,Bと、該吸着床へ空気を供給する空気供給手段、該空気供給手段からの空気を該吸着床へ順次供給し濃縮酸素を取出す吸着工程、該吸着床を減圧し吸着剤を再生する脱着工程を一定タイミングで繰り返すための流路切替手段、該吸着床の製品端同士を連通する均圧弁を備えた均圧流路、生成された濃縮酸素の供給流量を制御する流量制御バルブ手段を具備し、空気中の酸素を分離し濃縮酸素ガスを生成する圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了時の制御方法であり、
装置運転終了時に一方の吸着床に貯留された乾燥ガスを該均圧弁を介し他方の吸着床の製品端から供給し原料端から排気する工程を有することを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了制御方法。
【請求項２】
該制御方法が、
（１）該装置の停止指示信号に基づいて、一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥気体を移動させる均圧排気工程、
（２）吸着床Bの排気を停止し、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥空気を送り込む第一貯圧工程、
（３）該吸着床Aの加圧を停止するとともに、該吸着床Aおよび該吸着床Bの排気を吸着床Aの排気流路から行う排気工程、
を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了制御方法。
【請求項３】
該制御方法が、
（１）該装置の停止指示信号に基づいて、一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる均圧排気工程、
（２）該吸着床Bの排気を停止し、該流量制御バルブ手段を閉じた状態で該空気供給手段を動作させ該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥空気を送り込む第一貯圧工程、
（３）該空気供給手段の運転を停止させる停止指令を出す第二貯圧工程、
（４）該吸着床Aと該吸着床Bの均圧を行う均圧工程、
（５）該吸着床Aと該吸着床Bの排気を吸着床Aの排気流路から行う排気工程、
（６）該流量制御バルブ以外の全流路を開放し、両吸着床内の圧力を大気圧に戻す大気開放工程、
（７）全流路を閉鎖する運転終了工程、
を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了制御方法。
【請求項４】
該制御方法が、
（１）一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる第一均圧排気工程、
（２）該空気供給手段の停止指令を出すとともに、該吸着床Bと空気供給手段を連通させ、同時にもう一方の吸着床Aを減圧し、該均圧弁を介して該吸着床Bから該吸着床Aに気体を移動させる第二均圧排気工程、
（３）該流量制御バルブ以外の全流路を開放し、両吸着床内の圧力を大気圧に戻す大気開放工程、
（４）全流路を閉鎖する運転終了工程、
を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了制御方法。
【請求項５】
該制御方法が、
（１）一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる第一均圧排気工程、
（２）吸着床Bを加圧し、同時にもう一方の吸着床Aを減圧し、均圧弁を介して該吸着床Bから該吸着床Aに気体を移動させる第二均圧排気工程、
（３）空気供給手段の停止指令を出す空気供給手段停止指令工程、
（４）該流量制御バルブおよび均圧弁以外の全流路を閉鎖する均圧工程
（５）流量制御バルブおよび均圧弁を閉鎖する終了工程
を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置の運転終了制御方法。
【請求項６】
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２つの吸着床A,Bと、該吸着床へ空気を供給する空気供給手段、該空気供給手段からの空気を該吸着床へ順次供給し濃縮酸素を取出す吸着工程、該吸着床を減圧し吸着剤を再生する脱着工程を一定タイミングで繰り返すための流路切替手段、該吸着床の製品端同士を連通する均圧弁を備えた均圧流路、生成された濃縮酸素の供給流量を制御する流量制御バルブ手段を具備し、空気中の酸素を分離し濃縮酸素ガスを生成する圧力変動吸着型酸素濃縮装置であり、
装置の運転停止信号を受け、一方の吸着床に貯留された乾燥ガスを該均圧弁を介し他方の吸着床の製品端から供給し原料端から排気するように該流路切替手段、該均圧弁または該流量制御バルブ手段の開閉を制御する制御手段を有することを特徴とする圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項７】
該制御手段が、
（１）該装置の停止指示信号に基づいて、一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥気体を移動させる流路開閉制御、
（２）吸着床Bの排気を停止し、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥空気を送り込む流路開閉制御、
（３）該吸着床Aの加圧を停止するとともに、該吸着床Aおよび該吸着床Bの排気を吸着床Aの排気流路から行う流路開閉制御、
を行う手段であることを特徴とする請求項６記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項８】
該制御手段が、
（１）該装置の停止指示信号に基づいて、一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる流路開閉制御、
（２）該吸着床Bの排気を停止し、該流量制御バルブ手段を閉じた状態で該空気供給手段を動作させ該吸着床Aから該吸着床Bに乾燥空気を送り込む流路開閉制御、
（３）該空気供給手段の運転を停止させる停止指令を出す制御、
（４）該吸着床Aと該吸着床Bの均圧を行う流路開閉制御、
（５）該吸着床Aと該吸着床Bの排気を吸着床Aの排気流路から行う流路開閉制御、
（６）該流量制御バルブ以外の全流路を開放し、両吸着床内の圧力を大気圧に戻す流路開閉制御、
（７）全流路を閉鎖する流路開閉制御、
を行う手段であることを特徴とする請求項６記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項９】
該制御手段が、
（１）一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着床Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる流路開閉制御、
（２）該空気供給手段の停止指令を出すとともに、該吸着床Bと空気供給手段を連通させ、同時にもう一方の吸着床Aを減圧し、該均圧弁を介して該吸着床Bから該吸着床Aに気体を移動させる流路開閉制御、
（３）該流量制御バルブ以外の全流路を開放し、両吸着床内の圧力を大気圧に戻す流路開閉制御、
（４）全流路を閉鎖する流路開閉制御、
を行う手段であることを特徴とする請求項６記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【請求項１０】
該制御手段が、
（１）一方の吸着床Aを加圧し、同時にもう一方の吸着Bを減圧するとともに、均圧弁を介して該吸着床Aから該吸着床Bに気体を移動させる流路開閉制御、
（２）吸着床Bを加圧し、同時にもう一方の吸着床Aを減圧し、均圧弁を介して該吸着床Bから該吸着床Aに気体を移動させる流路開閉制御、
（３）空気供給手段の停止指令を出す空気供給手段停止制御、
（４）該流量制御バルブおよび均圧弁以外の全流路を閉鎖する流路開閉制御、
（５）流量制御バルブおよび均圧弁を閉鎖する流路開閉制御、
を行う手段であることを特徴とする請求項６記載の圧力変動吸着型酸素濃縮装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１７８７９５（Ｐ２００８−１７８７９５Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３６８５（Ｐ２００７−１３６８５）
【出願日】平成１９年１月２４日（２００７．１．２４）
【出願人】（５０３３６９４９５）帝人ファーマ株式会社 (159)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２４日（２００７．１．２４）
【出願人】（５０３３６９４９５）帝人ファーマ株式会社 (159)
【Ｆターム（参考）】
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