(單向閥)。
【具體實施方式】
[0037]以下，使用附圖詳細說明本發(fā)明的氧氣濃縮器的一實施方式。
[0038]該氧氣濃縮器I利用吸附材料自大氣中的空氣生成高濃度的氧氣并輸出該氧氣，該吸附材料具有在加壓下選擇性地自大氣中的空氣吸附氮氣、并在減壓下放出該吸附的氮氣的特性，所述氧氣濃縮器I被稱作PSA(Pressure Swing Adsorpt1n)方式，例如在呼吸系統(tǒng)疾病的患者在自家進行氧氣吸入的在家氧氣療法中使用。
[0039]如圖1所示，概略來說，該氧氣濃縮器I由自大氣生成高濃度氧氣的氧生成部2、以及向套管等的輸出器具51供給利用該氧氣生成部2生成的高濃度氧氣的氧氣供給部50構成。
[0040]所述氧氣生成部2具有:作為壓縮空氣供給源的壓縮機3，其壓縮并輸出大氣中的空氣；第I以及第2篩床4A、4B，其內置有作為所述吸附材料的沸石，從自所述壓縮機3輸出的壓縮空氣選擇性地分離氮氣而生成高濃度氧氣；供氣流路5，其配置于所述壓縮機3與各篩床4A、4B之間，用于將所述壓縮空氣分別供給到這些篩床4A、4B;以及排氣流路6，其用于分別向大氣排出來自所述各篩床4A、4B的排氣。
[0041]所述供氣流路5由一端連接于所述壓縮機3的主流路5c、以及在該主流路5c的另一端分支并連接到所述第I以及第2篩床4A、4B的第I以及第2分支流路5a、5b構成。而且，在所述第I以及第2分支流路5a、5b的中途分別設有通過交替開閉這些分支流路5a、5b而交替使所述壓縮機3與所述第I以及第2篩床4A、4B連通的第I以及第2供氣用閥7a、7b ο
[0042]另外，所述排氣流路6由供來自所述第I以及第2篩床4A、4B的排氣分別通過的第I以及第2排氣流路6a、6b構成。而且，在該第I排氣流路6a設有第I排氣用閥8a，該第I排氣用閥8a在所述第I供氣用閥7a關閉時打開，使所述第I篩床4A與大氣連通，使該篩床4A內的排氣向大氣排出，在該第2排氣流路6b設有第2排氣用閥8b，該第2排氣用閥8b在所述第2供氣用閥7b關閉時打開，使所述第2篩床4B與大氣連通，使該篩床4B內的排氣向大氣排出。
[0043]此外，這里，從所述第2分支流路5b中的比所述第2供氣用閥7b靠上游側的位置分支出一條先導流路9，其在之后詳細敘述，用于對所述第I以及第2供氣用閥7a、7b及所述第I以及第2排氣用閥8a、8b的各電磁式先導閥20供給先導空氣。
[0044]而且，所述各電磁式先導閥20分別如圖2所示那樣連接于控制部60，并能夠利用該控制部60對所述各閥7a、7b、8a、Sb進行開閉操作。
[0045]S卩，在該氧氣濃縮器I中，能夠利用所述控制部60交替地在“第I閥開閉模式”和“第2閥開閉模式”之間進行切換，從而連續(xù)地生成高濃度氧氣，該“第I閥開閉模式”是，打開所述第I供氣用閥7a以及第2排氣用閥Sb，關閉所述第2供氣用閥7b以及第I排氣用閥8a，向第I篩床4A供給壓縮空氣而生成高濃度氧氣，并且使第2篩床4B內的包含高濃度的氮氣的排氣向大氣排出而使該篩床4B再生，該“第2閥開閉模式”是，相反地打開所述第2供氣用閥7b以及第I的排氣用閥8a、關閉所述第I供氣用閥7a以及第2排氣用閥Sb，向第2篩床4B供給壓縮空氣而生成高濃度氧氣，并且使第I篩床4A內的包含高濃度的氮氣的排氣向大氣排出而使該篩床4A再生。
[0046]另一方面，所述氧氣供給部50用于將利用所述氧氣生成部2的各篩床4A、4B生成的高濃度氧氣暫時存儲于罐52內并向所述輸出器具51進行輸出，具有分別自所述第I以及第2篩床4A、4B輸出高濃度氧氣的第I以及第2輸出流路53a、53b、在使這些第I以及第2輸出流路53a、53b合流之后經由所述罐52連接到輸出器具51的第3輸出流路53c。這里，在所述第I以及第2輸出流路53a、53b設有用于阻止高濃度氧氣自所述罐52向所述各篩床4A、4B逆流的輸出側單向閥54a、54b。
[0047]而且，存儲于所述罐52內的高濃度氧氣經由設于所述第3輸出流路53c的減壓閥55、流量調整閥56、過濾器57以及加濕器58等而導向所述輸出器具51。這里，由于填充于所述篩床4A、4B的沸石具有不僅吸附空氣中的氮氣也吸附水分的性質，因此高濃度氧氣以極其干燥的狀態(tài)自這些篩床4A、4B輸出，因此所述加濕器58起到對其進行加濕的作用。
[0048]此外，為了提高所述一對篩床4A、4B的再生效率、高濃度氧氣的生成效率，在所述輸出側單向閥54a、54b的上游側，能夠利用設有節(jié)流件的管路、設有均壓閥的管路將所述第I輸出流路53a與第2輸出流路53b之間連接。
[0049]接下來，更具體地說明所述供氣用閥7a、7b以及排氣用閥8a、8b的結構，如圖1以及圖2所示，所述第I以及第2供氣用閥7a、7b分別由作為將所述供氣流路5的分支流路5a,5b開閉的主閥的隔膜閥10、以及利用通過所述先導流路9而導入的先導空氣向關閉所述分支流路5a、5b的方向驅動該隔膜閥10的所述電磁式先導閥20構成。
[0050]所述隔膜閥10具有:外殼11，其由上下分開的第I部分Ila以及第2部分Ilb構成，并在內部形成空間12 ;以及隔膜13，其利用橡膠等的彈性材形成為圓盤狀，該隔膜13的周緣部13c夾持于所述外殼11的第I部分Ila與第2部分Ilb之間，該隔膜13內側的主體部分13d配置于所述空間12內。而且，利用該隔膜13將所述空間12氣密地劃分成形成于該隔膜13的一側的第I承壓面13a側(圖中的下表面?zhèn)?的第I驅動室12a、以及形成于另一側的第2承壓面13b側(圖中的上表面)的第2驅動室12b。
[0051]在所述外殼11的底面開設有與所述分支流路5a、5b的壓縮機3側連接的第I端口 14a、與該分支流路5a、5b的篩床4A、4B側連接的第2端口 14b、與所述先導流路9連接的第3端口 14c、以及向大氣開放而用于排出所述電磁式先導閥20的排氣的第4端口 14d。而且，所述第I以及第2端口 14a、14b與所述第I驅動室12a連通，并在所述空間12的內表面、同時也是所述第2端口 14b的周圍以包圍該第2端口 14b的方式形成有閥座15。
[0052]在所述隔膜13的第I承壓面13a上呈環(huán)狀形成有與所述閥座15接觸、分離從而使所述第I端口 14a與第2端口 14b之間阻斷或者連通的密封用凸起13e。而且，在作用于所述隔膜13的第I承壓面13a的壓力比作用于第2承壓面13b的壓力大預定量△ P大時，該隔膜13的主體部分13d首次在所述空間12內向第2驅動室12b方向移動，結果，所述密封用凸起13e離開閥座15，所述第I端口 14a與第2端口 14b相連通。
[0053]另外，在本實施方式的供氣用閥7a、7b中，將具有中空的凸部17a與其周圍的凸緣部17b并形成為稍比所述密封用凸起13e大徑的金屬制的第I彈簧座17以使其所述凸緣部17b埋設于所述隔膜13的方式安裝于所述隔膜13的第2承壓面13b的中央部分。該彈簧座17的凸部17a內被形成該隔膜13的彈性材料填充。另一方面，在所述第2驅動室12b中的與所述第2承壓面13b相對的內表面上與所述第I彈簧座17相對地形成有凹狀的第2彈簧座18，在這些第I以及第2彈簧座之間設有作為將隔膜13的主體部分13d向第I驅動室12a側施力的施力構件的螺旋彈簧16。
[0054]由此，較大地設定為了打開隔膜閥10所需的所述Λ P。此外，在隔膜13的第2承壓面13b中的所述第I彈簧座17的周圍形成有直徑與所述密封用凸起13e的直徑大致相同并呈環(huán)狀排列的多個突起13f，在隔膜閥10處于全開狀態(tài)時抵接于所述第2驅動室12b中的與所述第2承壓面13b相對的內表面，防止所述第2承壓面13b緊貼于該內表面。
[0055]另外，所述電磁式先導閥20具有筒狀的螺線管21、連接于所述控制部60并向該螺線管21通電的供電端子22、配置于所述螺線管21內的固定鐵芯23、與該固定鐵芯23同軸地配置于所述螺線管21內的可動鐵芯24、以及靠該可動鐵芯24沿軸向的移動操作的閥部25。另外，在所述隔膜閥10的外殼11內形成有:先導供給路10a，其自連接有先導流路9的所述第3端口 14c將先導空氣向所述先導閥20的閥部25引導；先導給排路10b，其將該閥部25連接到所述隔膜閥10的第2驅動室12b，并相對于該第2驅動室12b供排所述先導空氣；以及先導排氣路10c，其使所述閥部25連通到大氣，將自所述第2驅動室12b通過先導給排路1b向所述閥部25導出的先導空氣通過所述第4端口 14d向大氣排出。
[0056]而且，在不向所述螺線管21通電時(斷開時)，可動鐵芯24在彈簧26的作用力下離開固定鐵芯23，所述先導供給路1a與先導給排路1b利用所述閥部25相連通，先導空氣自所述先導流路9向所述隔膜閥10的第2驅動室12b導入。于是，所述隔膜13的主體部分13d克服作用于其第I承壓面13a的壓力而向所述第I驅動室12a方向移動，所述密封用凸起13e被按壓于所述閥座15，從而所述分支流路5a、5b關閉。
[0057]相反，在向所述螺線管21通電時(接通時)，可動鐵芯24被固定鐵芯23吸附，所述先導給排路1b與先導排氣路1c利用所述閥部25相連通，先導空氣自所述第2驅動室12b向大氣排出。于是，所述隔膜13的主體部分13d克服作用于其第2承壓面13b的所述螺旋彈簧16的作用力而向所述第2驅動室12b方向移動，所述密封用凸起13e離開所述閥座15，從而所述分支流路5a、5b打開。
[0058]S卩，所述電磁式先導閥20是常開型的螺線管閥，在其非通電時(斷開時)利用所述隔膜閥10關閉分支流路5a、5b，阻斷壓縮空氣向所述篩床4A、4B的供給，在其通電時(接通時)利用該隔膜閥10打開分支流路5a、5b，對所述篩床4A、4B供給壓縮空氣。
[0059]此外，所述排氣用閥8a、8b也基本具有與圖2所示的所述供氣用閥7a、7b相同的構造即可，在本實施方式中，也如圖1所示那樣省略了螺旋彈簧16。
[0060]而且，在所述電磁式先導閥20非通電時，利用所述隔膜閥10關閉所述排氣流路6a、6b，所述篩床4A、