JP5667224B2 - Oxygen concentrator - Google Patents
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Description
本発明は、例えば空気中から窒素を吸着して除去することにより、酸素濃縮気体を製造するとともに、その酸素濃縮気体の流量を制御する酸素濃縮装置に関するものである。 The present invention relates to an oxygen concentrator for producing an oxygen-enriched gas by adsorbing and removing nitrogen from the air, for example, and controlling the flow rate of the oxygen-enriched gas.
従来より、高濃度の酸素を患者に供給することができる装置として、医療用酸素濃縮装置が在宅酸素療法などに使用されている。この種の酸素濃縮装置としては、例えばコンプレッサによって圧力を高めた空気を、窒素吸着剤が充填された吸着筒に送り、この吸着筒にて空気中から窒素を吸着除去して酸素濃縮気体（高濃度の酸素を含む気体）を製造するものが知られている。 Conventionally, medical oxygen concentrators have been used for home oxygen therapy as devices capable of supplying high concentration oxygen to patients. As an oxygen concentrator of this type, for example, air whose pressure has been increased by a compressor is sent to an adsorption cylinder filled with a nitrogen adsorbent, and nitrogen is adsorbed and removed from the air by this adsorption cylinder. It is known to produce a gas containing oxygen at a concentration.
また、最近の酸素濃縮装置においては、酸素濃縮気体の流量（吐出ガス流量）を調整する手段として、オリフィス式流量設定器ではなく、流量を連続的に調整することができる比例制御弁が採用されているものがある。 Further, in recent oxygen concentrators, a proportional control valve capable of continuously adjusting the flow rate is adopted as means for adjusting the flow rate (discharge gas flow rate) of the oxygen-enriched gas, instead of the orifice type flow rate setting device. There is something that is.
この比例制御弁を用いた酸素濃縮装置では、流量センサによって流量を実測し、その測定された流量が（使用者によって設定された）設定流量と一致するように制御している。つまり、比例制御弁を用いて流量を制御（フィードバック制御）し、それによって、使用者に適正な流量で酸素濃縮気体を提供するようにしている。 In the oxygen concentrator using this proportional control valve, the flow rate is measured by a flow rate sensor, and the measured flow rate is controlled to coincide with the set flow rate (set by the user). That is, the flow rate is controlled (feedback control) using the proportional control valve, thereby providing the user with the oxygen-enriched gas at an appropriate flow rate.
これにより、例えばカニューラ折れやチューブの延長等によって流量損失が発生する場合でも、比例制御弁の流量調整の可能範囲であれば、設定流量通りの流量にて酸素濃縮気体を提供することができる。 Thereby, even when flow loss occurs due to, for example, cannula bending or tube extension, the oxygen-enriched gas can be provided at a flow rate that matches the set flow rate as long as the flow rate of the proportional control valve can be adjusted.
また、近年では、単一の流量センサを用い、流量制御のために流量を実測するとともに、装置の異常を検知する目的で流量を監視する技術がある（特許文献１参照）。また、単一の流量センサではなく、流量の実測のための流量センサと、異常検知のための流量センサとをそれぞれ備えた酸素濃縮装置も提案されている（特許文献２参照）。 In recent years, there has been a technique of using a single flow rate sensor to measure the flow rate for flow rate control and monitoring the flow rate for the purpose of detecting an abnormality in the apparatus (see Patent Document 1). In addition, an oxygen concentrator provided with a flow rate sensor for actual measurement of a flow rate and a flow rate sensor for abnormality detection is proposed instead of a single flow rate sensor (see Patent Document 2).
しかしながら、上述した技術において、流量センサが１つの場合には、その流量センサが故障すると、流量の監視ができないという問題がある。つまり、流量センサが故障した場合には、実際の流量に対応した流量センサの出力が得られないので、流量を精度良く測定することができない。そのため、流量センサが１つの場合に、流量センサ自身の異常を検知できる対策が望まれている。 However, in the above-described technique, when there is one flow rate sensor, there is a problem that the flow rate cannot be monitored if the flow rate sensor fails. That is, when the flow sensor fails, the output of the flow sensor corresponding to the actual flow rate cannot be obtained, so the flow rate cannot be measured with high accuracy. Therefore, in the case where there is one flow sensor, a countermeasure that can detect an abnormality of the flow sensor itself is desired.
一方、流量センサを２つ用いる場合には、ガス流量を監視する性能（信頼性）は高くなるが、部品点数が増加しコストアップにつながるという問題や、各流量センサに対応する配管の複雑化や、装置が大型化するという問題がある。 On the other hand, when two flow sensors are used, the performance (reliability) of monitoring the gas flow rate is improved, but the problem is that the number of parts increases and the cost increases, and the piping corresponding to each flow sensor is complicated. In addition, there is a problem that the apparatus becomes large.
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、（流量センサを２つ用いる場合の）部品点数の増加や構造の複雑化などの問題を回避できるとともに、流量センサを１つ使用した場合において、流量センサ自身の異常を検知できる酸素濃縮装置を提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its object is to avoid problems such as an increase in the number of parts and a complicated structure (when two flow sensors are used), and a flow sensor. When one is used, it is providing the oxygen concentrator which can detect abnormality of the flow sensor itself.
（１）本発明は、第１態様として、空気中から酸素を濃縮して酸素濃縮気体を製造する構成を備えるとともに、使用者によって設定された所定の設定流量にて前記酸素濃縮気体を供給する制御を行う電子制御装置と、前記電子制御装置からの制御信号に基づいて、前記酸素濃縮気体の流量を制御する流量調整弁と、を備えた酸素濃縮装置において、前記流量調整弁と使用者との間の前記酸素濃縮気体の流量を測定する流量測定手段と、前記流量測定手段によって測定された前記酸素濃縮気体の流量測定値が、前記設定流量となるように、前記流量調整弁の動作を制御して、前記酸素濃縮気体の流量を調整する流量制御手段と、前記流量制御手段によって設定される前記流量調整弁に対する制御信号と予め定められた当該制御信号の所定の正常判定値との比較に基づいて、前記流量測定手段の異常を検知する異常検知手段と、を備えたことを特徴とする。 (1) The present invention includes, as a first aspect, a configuration for producing oxygen-enriched gas by concentrating oxygen from the air, and supplying the oxygen-enriched gas at a predetermined set flow rate set by a user. An oxygen concentrator comprising: an electronic control device that performs control; and a flow rate adjustment valve that controls a flow rate of the oxygen-enriched gas based on a control signal from the electronic control device. A flow rate measuring means for measuring a flow rate of the oxygen-enriched gas during the operation, and an operation of the flow rate adjusting valve so that a flow rate measurement value of the oxygen-enriched gas measured by the flow rate measuring means becomes the set flow rate. A flow rate control means for controlling and adjusting the flow rate of the oxygen-enriched gas; a control signal for the flow rate adjustment valve set by the flow rate control means; and a predetermined normality of the predetermined control signal Based on the comparison of the value, characterized in that and an abnormality detecting means for detecting an abnormality of the flow rate measuring means.
本第１態様では、流量測定手段によって、使用者に供給される酸素濃縮気体の流量を測定し、流量制御手段によって、その測定された流量（流量測定値）に基づいて、使用者によって設定された設定流量となるように、（酸素濃縮気体の流量を制御する）流量調整弁の動作を制御して、酸素濃縮気体の流量を調整する。 In the first aspect, the flow rate of the oxygen-enriched gas supplied to the user is measured by the flow rate measuring unit, and the flow rate control unit sets the flow rate based on the measured flow rate (flow rate measurement value). The flow rate of the oxygen-enriched gas is adjusted by controlling the operation of the flow rate adjustment valve (which controls the flow rate of the oxygen-enriched gas) so that the set flow rate becomes the same.
特に本第１態様では、異常検知手段によって、設定流量を実現するための（流量制御手段によって設定される）流量調整弁に対する制御信号と当該制御信号の所定の正常判定値との比較に基づいて、流量測定手段の異常を検知する。 Particularly in the first aspect, the abnormality detection means is based on a comparison between a control signal for the flow rate adjustment valve (set by the flow rate control means) for realizing the set flow rate and a predetermined normal judgment value of the control signal. Detecting an abnormality in the flow rate measuring means.
ここで、上述した流量測定手段の異常検知の原理について説明する。
流量測定手段が正常な場合には、電子制御装置では、測定された正確な流量に基づいて、設定流量を実現するように、（流量制御手段によって）流量調整弁に対する制御信号が設定される。
Here, the principle of abnormality detection of the flow rate measuring means described above will be described.
When the flow rate measurement means is normal, the electronic control device sets a control signal for the flow rate adjustment valve (by the flow rate control means) so as to realize the set flow rate based on the measured accurate flow rate.
しかしながら、流量測定手段が故障等によって異常となった場合には、流量測定手段によって測定された流量は正確な値ではない。ところが、流量測定手段の異常が検知されていない場合には、この不正確な流量に基づいて、正常時と同様に、所定の設定流量を実現するように、流量調整弁に対して（不適切な）制御信号が出力されてしまう。 However, when the flow rate measuring unit becomes abnormal due to a failure or the like, the flow rate measured by the flow rate measuring unit is not an accurate value. However, if no abnormality is detected in the flow rate measuring means, the flow rate adjustment valve is set to be inappropriate (based on the inaccurate flow rate) so as to achieve a predetermined set flow rate as in the normal state. A control signal is output.
つまり、例えば設定流量が同じ場合であっても、流量測定手段が正常な場合と異常な場合とでは、実際に測定される流量が異なるので、流量調整弁に対する制御信号も異なることになる。 That is, even if the set flow rate is the same, for example, the flow rate actually measured differs between when the flow rate measuring means is normal and when it is abnormal, so the control signal for the flow rate adjustment valve is also different.
従って、例えば流量測定手段が正常な場合において、（例えば所定の設定流量に対する）流量調整弁に対する適切な制御信号の値を予め所定の正常判定値として把握しておくことにより、実際の制御信号と予め定められた当該制御信号の所定の正常判定値との比較から、流量測定手段の異常を検知することができる。 Therefore, for example, when the flow rate measuring means is normal, an appropriate control signal value for the flow rate adjustment valve (for a predetermined set flow rate, for example) is grasped in advance as a predetermined normal judgment value, An abnormality of the flow rate measuring means can be detected from a comparison of the predetermined control signal with a predetermined normal determination value.
つまり、設定流量に対して実際に出力される制御信号が適切でない場合には、流量測定手段に異常があると判断することができる。
これによって、（流量測定手段を２つ用いる場合の）部品点数の増加や構造の複雑化などの問題を回避できるとともに、流量測定手段を１つにした場合でも、流量測定手段自身の異常を好適に検知することができる。
That is, when the control signal actually output with respect to the set flow rate is not appropriate, it can be determined that there is an abnormality in the flow rate measuring means.
As a result, problems such as an increase in the number of parts and a complicated structure (when two flow measuring means are used) can be avoided, and even when only one flow measuring means is used, the abnormality of the flow measuring means itself is preferable. Can be detected.
なお、実際に出力される制御信号が適切でない原因としては、流量測定手段の異常以外の可能性もあるが、通常では、流量測定手段の異常の可能性が高いので、ここでは、実際に出力される制御信号が適切でない場合を、流量測定手段の異常として判断している。 Note that the reason why the control signal that is actually output is not appropriate may be other than an abnormality in the flow measurement means, but normally there is a high possibility of an abnormality in the flow measurement means. The case where the control signal to be performed is not appropriate is determined as an abnormality of the flow rate measuring means.
（２）本発明では、第２態様として、前記所定の正常判定値は、前記設定流量と該設定流量に応じて設定される前記制御信号との関係に基づいて所定の範囲内に定められ、前記設定流量に対して前記制御信号の値が前記正常判定値の範囲外と判定された場合には、前記流量測定手段に異常があると判断することを特徴とする。 (2) In the present invention, as the second aspect, the predetermined normality determination value is determined within a predetermined range based on a relationship between the set flow rate and the control signal set according to the set flow rate, When the value of the control signal with respect to the set flow rate is determined to be outside the range of the normal determination value, it is determined that the flow rate measuring unit is abnormal.
本第２態様は、流量測定手段の異常判定の好適な例を示している。
（３）本発明では、第３態様として、前記正常判定値の範囲は、前記酸素濃縮装置の使用環境温度範囲、前記酸素濃縮装置の部品ばらつき範囲、及び前記酸素濃縮気体の供給圧力範囲のうち、少なくとも１種に基づいて設定されていることを特徴とする。
The second aspect shows a preferable example of abnormality determination of the flow rate measuring means.
(3) In the present invention, as a third aspect, the range of the normal determination value is a use environment temperature range of the oxygen concentrator, a component variation range of the oxygen concentrator, and a supply pressure range of the oxygen concentrated gas. It is set based on at least one kind.
前記酸素濃縮装置の使用環境温度が変化した場合や、酸素濃縮装置の部品ばらつきがある場合や、酸素濃縮気体の供給圧力が変化した場合には、設定流量が同じ場合でも、実際の酸素濃縮気体の流量は変化する。 When the operating environment temperature of the oxygen concentrator changes, when there are variations in parts of the oxygen concentrator, or when the supply pressure of the oxygen concentrated gas changes, even if the set flow rate is the same, the actual oxygen concentrated gas The flow rate of changes.
つまり、設定流量が同じ場合であっても、温度や部品ばらつきや圧力に応じて、実際の流量は変化するので、設定流量を実現するために出力される流量調整弁の制御信号も変化する。 That is, even when the set flow rate is the same, the actual flow rate changes according to the temperature, component variation, and pressure, so the control signal for the flow rate adjustment valve that is output to realize the set flow rate also changes.
従って、酸素濃縮気体の使用環境温度、酸素濃縮装置の部品ばらつき、酸素濃縮気体の供給圧力に応じて、上述した制御信号の正常判定値（従ってその範囲）を変化させることによって、一層精度良く、流量測定手段の異常判定を行うことができる。 Therefore, by changing the normal judgment value (and hence the range) of the control signal described above according to the use environment temperature of the oxygen-enriched gas, the variation in the components of the oxygen-enriched device, and the supply pressure of the oxygen-enriched gas, An abnormality determination of the flow rate measuring means can be performed.
（４）本発明では、第４態様として、前記流量調整弁は、比例制御弁であることを特徴とする。
本第４態様は、流量調整弁として好ましい比例制御弁を例示したものである。
(4) In the present invention, as a fourth aspect, the flow rate adjusting valve is a proportional control valve.
The fourth aspect exemplifies a proportional control valve preferable as a flow rate adjusting valve.
この比例制御弁とは、比例制御弁を作動させる制御信号の値に比例して、その開度（従って流量）を制御できるものである。
（５）本発明では、第５態様として、前記流量調整弁を制御する制御信号の値は、電流値、電圧値、又はＰＷＭ制御値であることを特徴とする。
The proportional control valve can control the opening degree (and therefore the flow rate) in proportion to the value of a control signal for operating the proportional control valve.
(5) In the present invention, as a fifth aspect, the value of the control signal for controlling the flow rate adjusting valve is a current value, a voltage value, or a PWM control value.
本第５態様は、例えば比例制御弁を制御する制御信号を例示したものである。
ここで、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御値とは、周期的なパルス波の幅を変えて制御を行う際の値（デューティ比）である。
The fifth aspect exemplifies a control signal for controlling a proportional control valve, for example.
Here, the PWM (Pulse Width Modulation) control value is a value (duty ratio) when control is performed by changing the width of a periodic pulse wave.
尚、前記酸素濃縮装置としては、吸着筒に充填した窒素吸着剤により、空気中から窒素を吸着除去して酸素を濃縮する装置や、酸素選択透過膜を利用した装置などが挙げられる。 Examples of the oxygen concentrating device include a device for concentrating oxygen by adsorbing and removing nitrogen from the air with a nitrogen adsorbent filled in an adsorption cylinder, and a device using an oxygen selective permeable membrane.
次に、本発明の酸素濃縮装置の実施の形態の例（実施例）を説明する。 Next, an example (example) of an embodiment of the oxygen concentrator of the present invention will be described.
本実施例では、空気中から窒素吸着剤を用いて窒素を吸着して除去することにより酸素を濃縮し、この高濃度の酸素を含む酸素濃縮気体を、患者等に対して供給する医療用酸素濃縮装置（以下酸素濃縮装置と記す）を例に挙げる。 In the present embodiment, oxygen is concentrated by adsorbing and removing nitrogen from the air using a nitrogen adsorbent, and this oxygen-enriched gas containing high-concentration oxygen is supplied to a patient or the like. An example is a concentrator (hereinafter referred to as an oxygen concentrator).
ａ）まず、本実施例の酸素濃縮装置の内部構成について説明する。
図１に示す様に、酸素濃縮装置１は、その空気の導入路３に、上流側より、空気取入口５、防塵フィルタ７、吸気フィルタ９、吸気マフラ１０、コンプレッサ１１、熱交換器１３、一対の切換弁１５、及び窒素吸着剤を充填した一対の吸着筒１７が設けられている。尚、コンプレッサ１１及び熱交換器１３の近傍には、冷却用ファン１９が配置されている。
a) First, the internal configuration of the oxygen concentrator of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the oxygen concentrator 1 has an air inlet 5, a dustproof filter 7, an intake filter 9, an intake muffler 10, a compressor 11, a heat exchanger 13, A pair of switching valves 15 and a pair of adsorption cylinders 17 filled with a nitrogen adsorbent are provided. A cooling fan 19 is disposed in the vicinity of the compressor 11 and the heat exchanger 13.
このうち、前記窒素吸着剤は、加圧すると空気中の窒素を優先的に吸着し、また圧力を下げると吸着した窒素を放出して、窒素吸着剤の再生を行うゼオライト系の窒素吸着剤である。また、一対の吸着筒１７から窒素を排気する排気路２１には、断続的な排気音を消すサイレンサ２３が設けられている。 Of these, the nitrogen adsorbent is a zeolite-based nitrogen adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen in the air when pressurized and releases the adsorbed nitrogen when the pressure is lowered to regenerate the nitrogen adsorbent. is there. In addition, a silencer 23 that eliminates intermittent exhaust noise is provided in an exhaust path 21 that exhausts nitrogen from the pair of adsorption cylinders 17.
更に、一対の吸着筒１７から、酸素濃縮気体を供給する供給路２７の構成として、その上流側から、吸着筒１７間の圧力を調節する二方弁である均圧弁２９、酸素濃縮気体の逆流を防止する一対の逆止弁３０、酸素濃縮気体を溜める製品タンク３１、酸素濃縮気体の圧力（供給圧力）を所定圧力に調整する圧力調整器３３、酸素濃縮気体の酸素濃度を検出する酸素センサ３４、細菌等の通過を防止するバクテリアフィルタ３５、酸素濃縮気体の流量を制御する比例制御弁３７、酸素濃縮装置１の流量を測定する流量センサ３９、酸素濃縮気体の圧力を測定する圧力センサ４１、酸素濃縮気体を加湿する加湿器４３、及び酸素出口４５が設けられている。 Furthermore, as a configuration of the supply path 27 for supplying the oxygen-enriched gas from the pair of adsorption cylinders 17, from the upstream side, a pressure equalizing valve 29 that is a two-way valve for adjusting the pressure between the adsorption cylinders 17, a backflow of the oxygen-enriched gas A pair of check valves 30, a product tank 31 that stores oxygen-enriched gas, a pressure regulator 33 that adjusts the pressure (supply pressure) of the oxygen-enriched gas to a predetermined pressure, and an oxygen sensor that detects the oxygen concentration of the oxygen-enriched gas 34, a bacterial filter 35 that prevents passage of bacteria, a proportional control valve 37 that controls the flow rate of the oxygen-enriched gas, a flow rate sensor 39 that measures the flow rate of the oxygen concentrator 1, and a pressure sensor 41 that measures the pressure of the oxygen-enriched gas A humidifier 43 for humidifying the oxygen-enriched gas, and an oxygen outlet 45 are provided.
また、酸素濃縮装置１には、酸素濃縮装置１内の温度を検知するために、温度センサ４７が配置されるとともに、使用者によって（マニュアルにて）流量の設定が可能な流量設定器４９が設けられている。 Further, the oxygen concentrator 1 is provided with a temperature sensor 47 for detecting the temperature in the oxygen concentrator 1, and a flow rate setting device 49 capable of setting a flow rate by a user (manually). Is provided.
このような構成を有する本実施例の酸素濃縮装置１では、吸着筒１７にコンプレッサ１１で圧縮空気を送りこみ、一定時間経過したら、もう一方の吸着筒１７に切換弁１５により切り換え、吸着した窒素が減圧とともに排出されるように電気的に制御する。 In the oxygen concentrator 1 of the present embodiment having such a configuration, compressed air is sent to the adsorption cylinder 17 by the compressor 11, and after a predetermined time has passed, the adsorption cylinder 17 is switched to the other adsorption cylinder 17 by the switching valve 15 and adsorbed nitrogen. Is electrically controlled so as to be discharged together with the reduced pressure.
また、吸着筒１７により、加圧時には酸素だけを抽出でき、その下流の製品タンク３１、圧力調整器３３、バクテリアフィルタ３５、比例制御弁３７、流量センサ３９、加湿器４３を通り、酸素濃縮気体が酸素出口４５まで供給される。これを、交互に繰り返すことにより、９０％以上の濃縮酸素を連続的に得ることができ、更に、製品タンク３１に溜めることにより変動を低減して連続性を確保している。 Further, the adsorption cylinder 17 can extract only oxygen at the time of pressurization, and passes through the downstream product tank 31, the pressure regulator 33, the bacteria filter 35, the proportional control valve 37, the flow sensor 39, and the humidifier 43, and the oxygen-enriched gas. Is supplied to the oxygen outlet 45. By repeating this alternately, it is possible to continuously obtain 90% or more of concentrated oxygen, and further, by accumulating in the product tank 31, the fluctuation is reduced to ensure continuity.
尚、本実施例の酸素濃縮装置１は、連続ベース流量が毎分５Ｌの装置であるので、流量設定器４９によって、毎分０．５Ｌ〜５Ｌの範囲で、即ち、０．５Ｌ、０．７５Ｌ、１Ｌ、１．２５Ｌ、１．５Ｌ、２Ｌ、２．５Ｌ、３Ｌ、３．５Ｌ、４Ｌ、５Ｌの様に、流量の設定が可能である。 In addition, since the oxygen concentration apparatus 1 of the present embodiment is an apparatus having a continuous base flow rate of 5 L / min, the flow rate setting device 49 sets the range of 0.5 L to 5 L / min. The flow rate can be set like 75L, 1L, 1.25L, 1.5L, 2L, 2.5L, 3L, 3.5L, 4L, 5L.
ｂ）次に、酸素濃縮装置１の電気的な構成について説明する。
図２に示す様に、本実施例の酸素濃縮装置１には、酸素濃縮装置１の動作を制御するために、電子制御装置５１が搭載されている。
b) Next, the electrical configuration of the oxygen concentrator 1 will be described.
As shown in FIG. 2, in order to control the operation of the oxygen concentrator 1, the electronic controller 51 is mounted on the oxygen concentrator 1 of the present embodiment.
この電子制御装置５１は、周知のマイクロコンピュータ（マイコン）５３やメモリ５５を備え、その入力部５７には、電源スイッチ６１、酸素センサ３４、流量設定器４９、流量センサ３９、圧力センサ４１、温度センサ４４などが接続され、その出力部５９には、コンプレッサ１１、切換弁１５、均圧弁２９、設定流量表示器６３、流れ表示ランプ６５、異常報知ランプ６７、ブザー６９、比例制御弁３７などが接続されている。 The electronic control unit 51 includes a well-known microcomputer 53 and a memory 55. An input unit 57 includes a power switch 61, an oxygen sensor 34, a flow rate setting device 49, a flow rate sensor 39, a pressure sensor 41, a temperature, and the like. A sensor 44 and the like are connected, and the output unit 59 includes a compressor 11, a switching valve 15, a pressure equalizing valve 29, a set flow rate indicator 63, a flow indicator lamp 65, an abnormality notification lamp 67, a buzzer 69, a proportional control valve 37, and the like. It is connected.
従って、この電子制御装置５１には、電源スイッチ６１の操作を示す信号、酸素センサ３４からの酸素濃度を示す信号、流量設定器４９により設定された設定流量を示す信号、流量センサ３９からの酸素濃縮気体の流量を示す信号、圧力センサ４１からの酸素濃縮気体の圧力を示す信号、温度センサ４７からの温度を示す信号が入力する。また、電子制御装置５１からは、コンプレッサ１１、切換弁１５、均圧弁２９、設定流量表示器６３、流れ表示ランプ６５、異常報知ランプ６７、ブザー６９、比例制御弁３７などの動作を制御する制御信号が出力される。 Accordingly, the electronic control unit 51 includes a signal indicating the operation of the power switch 61, a signal indicating the oxygen concentration from the oxygen sensor 34, a signal indicating the set flow rate set by the flow rate setting unit 49, and an oxygen from the flow rate sensor 39. A signal indicating the flow rate of the concentrated gas, a signal indicating the pressure of the oxygen-enriched gas from the pressure sensor 41, and a signal indicating the temperature from the temperature sensor 47 are input. Further, the electronic control device 51 controls the operation of the compressor 11, the switching valve 15, the pressure equalizing valve 29, the set flow rate indicator 63, the flow display lamp 65, the abnormality notification lamp 67, the buzzer 69, the proportional control valve 37, and the like. A signal is output.
ここで、比例制御弁３７としては、比例制御弁３７に対する制御信号、即ち、比例制御弁３７に対して加えられる例えば電流の大きさ（電流値）などに対応して（比例して）、その開度（従ってガス流量）を連続的に調節可能なコントロールバルブを使用できる。なお、電流値以外に、電圧値やＰＷＭ制御値によって制御される周知の比例制御弁を用いることができる。 Here, the proportional control valve 37 corresponds to (in proportion to) a control signal for the proportional control valve 37, that is, for example, the magnitude (current value) of the current applied to the proportional control valve 37. A control valve that can continuously adjust the opening (and hence the gas flow rate) can be used. In addition to the current value, a known proportional control valve controlled by a voltage value or a PWM control value can be used.
ｃ）次に、酸素濃縮装置１の制御のうち流量を制御するための構成について説明する。
図３に要部を示す様に、酸素濃縮装置１では、流量設定器４９により設定された設定流量を示す信号が、電子制御装置５１に入力されると、その設定流量を実現するように、電子制御装置５１から、比例制御弁３７に対して、（その設定流量を実現するような）所定の開度とする制御信号が出力される。
c) Next, the structure for controlling the flow rate in the control of the oxygen concentrator 1 will be described.
As shown in FIG. 3, in the oxygen concentrator 1, when a signal indicating the set flow set by the flow setter 49 is input to the electronic control unit 51, the set flow is realized. From the electronic control unit 51, a control signal is output to the proportional control valve 37 so as to have a predetermined opening (to realize the set flow rate).
その結果、吸着筒１７によって製造された酸素濃縮気体は、比例制御弁３７の開度に応じた所定の流量（ガス流量）にて外部（カニューラ等）に供給される。
また、この外部に供給される酸素濃縮気体の実際の流量は、流量センサ３９によって測定され、その測定値が電子制御装置５１に入力される。
As a result, the oxygen-enriched gas produced by the adsorption cylinder 17 is supplied to the outside (cannula or the like) at a predetermined flow rate (gas flow rate) corresponding to the opening degree of the proportional control valve 37.
The actual flow rate of the oxygen-enriched gas supplied to the outside is measured by the flow sensor 39 and the measured value is input to the electronic control unit 51.
電子制御装置５１では、測定された実際の酸素濃縮気体の流量と設定流量とを比較し、その差が小さくなるように、比例制御弁３７の開度を制御する。即ち、電子制御装置５１の流量制御部５１ａにて、流量のフィードバック制御を行う。 In the electronic control unit 51, the actual flow rate of the oxygen-enriched gas measured is compared with the set flow rate, and the opening degree of the proportional control valve 37 is controlled so that the difference becomes small. That is, the flow rate control unit 51a of the electronic control device 51 performs flow rate feedback control.
また、電子制御装置５１では、測定された実際のガス流量と比例制御弁３７に対する制御信号（例えば電流値）との関係に基づいて、後述するように、流量センサ３９の異常を検知する。即ち、電子制御装置５１の異常検知部５１ｂにて、流量センサ３９の異常検知を行う。 Further, the electronic control device 51 detects an abnormality of the flow rate sensor 39, as will be described later, based on the relationship between the measured actual gas flow rate and a control signal (for example, current value) for the proportional control valve 37. That is, the abnormality detection unit 51b of the electronic control device 51 detects the abnormality of the flow sensor 39.
そして、異常検知の結果は、異常報知ランプ６７等の表示装置やブザー６９などによって使用者に報知される。
なお、前記流量制御部５１ａと異常検知部５１ｂとは、電子制御装置５１の機能を示したものである。
Then, the result of the abnormality detection is notified to the user by a display device such as the abnormality notification lamp 67 or the buzzer 69.
The flow rate control unit 51a and the abnormality detection unit 51b show functions of the electronic control unit 51.
ｄ）次に、流量センサ３９の異常を検知する手法について、具体的に説明する。
・本実施例では、例えば図４に示すように、制御信号の値である制御値（例えば電流値）と設定流量との関係（即ち設定流量に対する制御値の正常判定値の範囲）が規定されている。
d) Next, a method for detecting an abnormality of the flow sensor 39 will be specifically described.
In this embodiment, for example, as shown in FIG. 4, the relationship between the control value (for example, current value) that is the value of the control signal and the set flow rate (that is, the range of the normal judgment value of the control value with respect to the set flow rate) is defined. ing.
この図４では、領域Ｃが、基準温度（例えば２５℃）における個体ばらつきを考慮した正常な制御値の範囲（正常判定値の範囲Ｃ）であり、領域Ｂが、高温側（例えば５０℃）における正常判定値の範囲Ｂであり、領域Ｄが、低温側（例えば０℃）における正常判定値の範囲Ｄであり、領域Ａが、出口側の負荷変動を示す圧力変動（例えば１５ｋＰａまで）を考慮した正常判定値の範囲Ａである。 In FIG. 4, a region C is a normal control value range (normal determination value range C) in consideration of individual variation at a reference temperature (for example, 25 ° C.), and a region B is a high temperature side (for example, 50 ° C.). Is the normal determination value range B at the low temperature side (for example, 0 ° C.), and the region A is the pressure variation (for example, up to 15 kPa) indicating the load variation on the outlet side. This is the range A of the normal judgment value considered.
具体的には、領域Ｃは、各酸素濃縮装置１の個体のばらつきの影響によって流量が変動することに伴う制御値の変動を考慮したものであり、制御値がこの範囲で変動した場合には、個体ばらつきが原因とみなして、流量センサ３９が異常であると判定しない。 Specifically, the region C takes into account the fluctuation of the control value due to the fluctuation of the flow rate due to the influence of individual variation of each oxygen concentrator 1, and when the control value fluctuates within this range, The flow rate sensor 39 is not determined to be abnormal because the individual variation is considered as the cause.
領域Ｂは、温度が例えば５０℃まで上昇した場合に、その温度の影響によって流量が変動することに伴う制御値の変動を考慮したものであり、制御値がこの範囲で変動した場合には、温度上昇が原因とみなして、流量センサ３９が異常であると判定しない。 Region B takes into account the fluctuation of the control value accompanying the fluctuation of the flow rate due to the influence of the temperature when the temperature rises to, for example, 50 ° C. When the control value fluctuates within this range, The flow rate sensor 39 is not determined to be abnormal because the temperature rise is considered as the cause.
領域Ｄは、温度が例えば０℃まで下降した場合に、その温度の影響によって流量が変動することに伴う制御値の変動を考慮したものであり、制御値がこの範囲で変動した場合には、温度下降が原因とみなして、流量センサ３９が異常であると判定しない。 The region D is for considering the fluctuation of the control value due to the fluctuation of the flow rate due to the influence of the temperature when the temperature falls to, for example, 0 ° C. When the control value fluctuates in this range, The flow rate sensor 39 is not determined to be abnormal because the temperature drop is considered as the cause.
領域Ａは、酸素濃縮気体の出口（酸素出口４５）近傍の圧力が例えば１５ｋＰａまで上昇した場合に、その圧力の影響によって流量が変動することに伴う制御値の変動を考慮したものであり、制御値がこの範囲で変動した場合には、圧力変動（出口負荷変動）が原因とみなして、流量センサ３９が異常であると判定しない。 In the region A, when the pressure in the vicinity of the outlet of the oxygen-enriched gas (oxygen outlet 45) rises to, for example, 15 kPa, the fluctuation of the control value accompanying the fluctuation of the flow rate due to the influence of the pressure is considered. If the value fluctuates within this range, it is considered that the pressure fluctuation (outlet load fluctuation) is the cause, and the flow sensor 39 is not determined to be abnormal.
従って、本実施例では、これらの全ての領域Ａ〜Ｄを含む範囲（閾値上限と閾値下限の間の範囲）を、流量センサ３９が正常であると判定する正常判定値の範囲としている。よって、（ある設定流量において）制御値が、この正常判定値の範囲から外れた場合には、流量センサ３９に異常があると判定する。 Therefore, in the present embodiment, the range including all these areas A to D (the range between the upper threshold value and the lower threshold value) is set as the normal determination value range in which it is determined that the flow sensor 39 is normal. Therefore, when the control value is out of the range of the normal determination value (at a certain set flow rate), it is determined that the flow sensor 39 is abnormal.
なお、本実施例では、複数の酸素濃縮装置１を用いて、その制御値をサンプリングして正常判定値の範囲を設定しているので、全ての酸素濃縮装置１に対して、この正常判定値の範囲を適用することが可能である。 In this embodiment, since the control value is sampled by using a plurality of oxygen concentrators 1 and the range of the normal judgment value is set, this normal judgment value is set for all the oxygen concentrators 1. It is possible to apply a range of
・次に、上述した正常判定値の範囲を設定する手法について詳細に説明する。
<1>まず、酸素濃縮装置１の使用温度域の基準温度（例えば２５℃）と上限温度（例えば５０℃）と下限温度（例えば０℃）における各設定流量と比例制御弁３７の制御値との関係を求める。
Next, a method for setting the normality determination value range described above will be described in detail.
<1> First, each set flow rate at the reference temperature (for example, 25 ° C.), the upper limit temperature (for example, 50 ° C.), and the lower limit temperature (for example, 0 ° C.) in the operating temperature range of the oxygen concentrator 1 and the control value of the proportional control valve 37 Seeking the relationship.
このとき、１台ではなく、複数（好ましくは全数）の酸素濃縮装置１に対して、実際に環境温度を調整し、設定流量に対する制御値を測定する事で、設定流量と制御値の関係を求め、（個体ばらつきによる）設定流量に対する制御値のずれ幅（領域Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を求める。 At this time, the relationship between the set flow rate and the control value is measured by actually adjusting the environmental temperature and measuring the control value with respect to the set flow rate for a plurality (preferably all) oxygen concentrators 1 instead of one. Then, a deviation width (region B + C + D) of the control value with respect to the set flow rate (due to individual variation) is obtained.
なお、このときの出口負荷圧力は０として測定する。
<2>次に、使用環境から考えられる最も大きな出口負荷圧力（例えば１５ｋＰａ）が生じた場合において、各設定流量と各制御値のずれ幅（領域Ａ）を測定する。
The outlet load pressure at this time is measured as 0.
<2> Next, when the largest outlet load pressure (for example, 15 kPa) that can be considered from the usage environment occurs, the deviation width (region A) between each set flow rate and each control value is measured.
なお、このときには、前記<1>の測定の際に（温度の）上限近くのばらつきを持つ複数の酸素濃縮装置１に対して測定を行う。
<3>そして、前記<1>の上限温度において各設定流量に対して最も制御値が大きくなったデータを用い、そのデータに、前記<2>の測定において最も大きな値を加算し、その値を、各設定流量に対する閾値の上限（閾値上限）とする。
At this time, the measurement is performed on a plurality of oxygen concentrators 1 having variations near the upper limit (temperature) during the measurement of <1>.
<3> And, using the data with the largest control value for each set flow rate at the upper limit temperature of <1>, add the largest value in the measurement of <2> to that data, Is the upper limit (threshold upper limit) for each set flow rate.
なお、出口負荷が大きい場合には、設定流量に対して制御値が大きくなるので、ここでは出口負荷圧力の上限側のみを規定している。
<4>また、前記<1>の下限温度において各設定流量に対して最も制御値が小さくなったデータを用い、そのデータの値を、各設定流量に対する閾値の下限（閾値下限）とする。
Note that when the outlet load is large, the control value increases with respect to the set flow rate, and therefore, only the upper limit side of the outlet load pressure is defined here.
<4> Further, the data having the smallest control value for each set flow rate at the lower limit temperature of <1> is used, and the value of the data is set as a lower limit (threshold lower limit) for each set flow rate.
これによって、上述した正常判定値の範囲を設定することができる。なお、この正常判定値の範囲は、予め電子制御装置５１のメモリ５５に記憶される。
ｄ）次に、本実施例における制御処理について説明する。
Thereby, the range of the normal determination value described above can be set. Note that the range of the normal determination value is stored in advance in the memory 55 of the electronic control device 51.
d) Next, control processing in the present embodiment will be described.
本処理は、流量センサ３９の異常を検知する処理であり、電子制御装置５１のマイコン５３によって実施される。
図５のフローチャートに示す様に、酸素濃縮装置１の電源が投入されると、ステップ（Ｓ）１００にて、初期設定が行われる。
This process is a process for detecting an abnormality in the flow sensor 39 and is performed by the microcomputer 53 of the electronic control unit 51.
As shown in the flowchart of FIG. 5, when the oxygen concentrator 1 is turned on, initial setting is performed in step (S) 100.
例えば、メモリ５５から、流量センサ３９の異常を判定するための閾値（正常判定値の範囲）を読み出す等の処理が行われる。
続くステップ１１０では、サンプリング周期（例えば１ｓｅｃ）であるか否かを判定する。サンプリング周期である場合はステップ１２０に進み、そうでない場合は待機する。
For example, processing such as reading out a threshold value (a range of normal determination values) for determining an abnormality of the flow sensor 39 from the memory 55 is performed.
In the subsequent step 110, it is determined whether or not it is a sampling period (for example, 1 sec). If it is the sampling period, the process proceeds to step 120, and if not, it waits.
ステップ１２０では、サンプリング周期であるので、通常処理を実行する。
具体的には、例えば流量センサ３９から流量を示す信号を読み取る処理（流量を実測する処理）、流量設定器４９によって設定された設定流量を読み取る処理、比例制御弁３７の制御値（例えば電流値）を設定する処理などを行う。
In step 120, since it is a sampling period, normal processing is executed.
Specifically, for example, a process of reading a signal indicating the flow rate from the flow sensor 39 (a process of actually measuring the flow rate), a process of reading the set flow rate set by the flow rate setting device 49, a control value (for example, a current value) of the proportional control valve 37 ) Is set.
この比例制御弁３７の制御値を設定する処理とは、実測された流量と設定流量との差（偏差）を求め、この差が小さくなるように比例制御弁３７の開度（従って流量）を調節するための処理である。詳しくは、例えば実測された流量が設定流量より大きな場合には、比例制御弁３７の開度（従って流量）が小さくなるように、例えば比例制御弁３７に印加する電流値を小さくし、逆に、実測された流量が設定流量より小さな場合には、比例制御弁３７の開度（従って流量）が大きくなるように、比例制御弁３７に印加する電流値を大きくするための処理である。 The process of setting the control value of the proportional control valve 37 is to obtain a difference (deviation) between the actually measured flow rate and the set flow rate, and to set the opening degree (and hence the flow rate) of the proportional control valve 37 so that this difference becomes small. It is a process for adjusting. Specifically, for example, when the actually measured flow rate is larger than the set flow rate, the current value applied to the proportional control valve 37 is decreased, for example, so that the opening degree (and therefore the flow rate) of the proportional control valve 37 is decreased. When the measured flow rate is smaller than the set flow rate, the current value applied to the proportional control valve 37 is increased so that the opening degree (and hence the flow rate) of the proportional control valve 37 is increased.
従って、上述の様にして設定された制御値が比例制御弁３７に出力されることによって、比例制御弁３７の動作（即ち開度）が制御され、それによって流量が調節される。
続くステップ１３０では、比例制御弁３７の制御値が、前記図４に示したような正常判定値の範囲（領域Ａ〜Ｄ）内であるか否かを判定する。具体的には、所定の設定流量（今回設定された設定流量）において、比例制御弁３７の制御値が、「閾値上限を下回り、且つ、閾値下限を上回る」か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１４０に進み、一方否定判断されるとステップ１５０に進む。
Therefore, when the control value set as described above is output to the proportional control valve 37, the operation (that is, the opening degree) of the proportional control valve 37 is controlled, and thereby the flow rate is adjusted.
In the subsequent step 130, it is determined whether or not the control value of the proportional control valve 37 is within the normal determination value range (regions A to D) as shown in FIG. Specifically, it is determined whether or not the control value of the proportional control valve 37 is “below the threshold upper limit and exceeds the threshold lower limit” at a predetermined set flow rate (the set flow rate set this time). If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 140, while if a negative determination is made, the process proceeds to step 150.
ステップ１４０では、流量センサ３９が正常と判定されたので、例えばそのことを示すフラグ等を設定して、前記ステップ１１０に戻る。
一方、ステップ１５０では、流量センサ３９が異常と判定されたので、例えばそのことを示すフラグ等を設定して、前記ステップ１１０に戻る。
In step 140, since it is determined that the flow sensor 39 is normal, for example, a flag indicating that is set, and the process returns to step 110.
On the other hand, in step 150, since it is determined that the flow sensor 39 is abnormal, for example, a flag indicating that is set, and the process returns to step 110.
なお、流量センサ３９が異常と判定された場合には、フラグ等に基づいて、異常報知ランプ６７等の表示装置やブザー６９などによって使用者に報知する。
また、本実施例では、流量センサ３９が異常と判定されても、再びサンプリング周期毎に通常処理を行う為、流量センサ３９が異常と判定されても使用者への酸素濃縮気体の供給は停止されない。
When it is determined that the flow sensor 39 is abnormal, the user is notified by a display device such as an abnormality notification lamp 67 or a buzzer 69 based on a flag or the like.
Further, in this embodiment, even if the flow sensor 39 is determined to be abnormal, normal processing is performed again every sampling cycle, so that the supply of oxygen-enriched gas to the user is stopped even if the flow sensor 39 is determined to be abnormal. Not.
ｅ）次に、上述した構成による本実施例の効果について説明する。
本実施例では、流量センサ３９によって、実際に使用者に供給される酸素濃縮気体の流量を測定し、その測定された流量（流量測定値）に基づいて、設定流量となるように、比例制御弁３７の動作を制御して、酸素濃縮気体の流量を調整している。
e) Next, effects of the present embodiment having the above-described configuration will be described.
In this embodiment, the flow rate of the oxygen-enriched gas actually supplied to the user is measured by the flow rate sensor 39, and proportional control is performed so that the set flow rate is obtained based on the measured flow rate (flow rate measurement value). The operation of the valve 37 is controlled to adjust the flow rate of the oxygen-enriched gas.
特に本実施例では、設定流量と（その設定流量を実現するために設定される）比例制御弁３７に対する制御値とに基づいて、流量センサ３９が正常か異常かを判定するための領域（正常判定値の領域）を設定している。 In particular, in this embodiment, an area for determining whether the flow sensor 39 is normal or abnormal (normal) based on the set flow rate and the control value for the proportional control valve 37 (set to realize the set flow rate). The judgment value area) is set.
従って、この正常判定値の領域を利用することにより、流量センサ３９の異常を検知することができる。つまり、比例制御弁３７の制御値が、正常判定値の範囲内であるか否かを判定し、その正常判定値の範囲外であると判定された場合には、流量センサ３９に異常があると判断することができる。 Therefore, the abnormality of the flow rate sensor 39 can be detected by using the normal determination value region. That is, it is determined whether or not the control value of the proportional control valve 37 is within the range of the normal determination value. If it is determined that the control value is outside the range of the normal determination value, the flow sensor 39 is abnormal. It can be judged.
これによって、（流量センサ３９を２つ用いる場合の）部品点数の増加や構造の複雑化などの問題を回避できるとともに、流量センサ３９を１つにした場合でも、流量センサ３９段自身の異常を好適に検知することができる。 As a result, problems such as an increase in the number of parts and a complicated structure (when two flow sensors 39 are used) can be avoided, and even if one flow sensor 39 is used, the abnormality of the flow sensor 39 stage itself can be avoided. It can detect suitably.
また、本実施例では、正常判定値の範囲を、酸素濃縮装置１の使用環境温度、酸素濃縮装置１の部品ばらつき、及び酸素濃縮気体の供給圧力に基づいて設定している。よって、流量センサ３９の異常検知を精度良く行うことができるという利点がある。 Further, in this embodiment, the range of the normal determination value is set based on the use environment temperature of the oxygen concentrator 1, the component variation of the oxygen concentrator 1, and the supply pressure of the oxygen concentrated gas. Therefore, there is an advantage that abnormality detection of the flow sensor 39 can be performed with high accuracy.
なお、本実施例では、酸素濃縮装置１の使用環境温度、酸素濃縮装置１の部品ばらつき、及び酸素濃縮気体の供給圧力に基づいて、正常判定値の範囲を設定したが、これらの３種の要件のうち、１種又は２種の要件に基づいて、正常判定値の範囲を設定しても、ある程度の精度の高い判定を行うことができる。 In the present embodiment, the normal judgment value range is set based on the use environment temperature of the oxygen concentrator 1, the component variation of the oxygen concentrator 1, and the supply pressure of the oxygen concentrated gas. Even if the range of the normal determination value is set based on one or two types of requirements, it is possible to make a determination with a certain degree of accuracy.
例えば、図４の領域Ａを除いて、即ち、圧力の変動によるばらつきを考慮しないで、正常判定値の範囲を設定してもよい。
例えば、図４の領域Ｂや領域Ｃを除いて、即ち、温度の変動によるばらつきを考慮しないで、正常判定値の範囲を設定してもよい。
For example, the normal determination value range may be set except for the area A in FIG. 4, that is, without considering the variation due to pressure fluctuation.
For example, the normal determination value range may be set except for the region B and the region C in FIG. 4, that is, without considering variation due to temperature fluctuations.
例えば、図４の領域Ａや領域Ｂや領域Ｃを除いて、即ち、温度及び圧力の変動によるばらつきを考慮しないで、正常判定値の範囲を設定してもよい。 For example, the normal determination value range may be set except for the area A, the area B, and the area C in FIG. 4, that is, without taking into account variations due to temperature and pressure fluctuations.
次に実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。
本実施例は、前記実施例１とは、ハード構成は同じで、流量センサの異常検知の処理内容が異なるので、異常検知の処理について説明する。なお、ハード構成の番号は同じものを用いて説明する。
Next, the second embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.
This embodiment has the same hardware configuration as that of the first embodiment, and the contents of the abnormality detection process of the flow sensor are different. Therefore, the abnormality detection process will be described. Note that the same hardware configuration numbers are used.
本実施例は、特定の酸素濃縮装置１に対してサンプリングを行って、正常判定値を設定するものである。
本実施例では、製造工程において、個々の酸素濃縮装置１に対して、基準温度（例えば２５℃）における各設定流量と制御値との関係を求めておく。従って、この各設定流量と制御値との関係は（ばらつくこと無く）１対１であるので、図６に示すような比例関係を示す（即ち一次関数で表すことができる）直線となる。
In this embodiment, sampling is performed on a specific oxygen concentrator 1 to set a normal determination value.
In this embodiment, in the manufacturing process, the relationship between each set flow rate at a reference temperature (for example, 25 ° C.) and a control value is obtained for each oxygen concentrator 1. Therefore, since the relationship between each set flow rate and the control value is 1: 1 (without variation), it becomes a straight line showing a proportional relationship as shown in FIG. 6 (that is, it can be expressed by a linear function).
次に、酸素濃縮装置１を使用する前に、予め、酸素濃縮装置１に対して、各設定流量において、基準温度（例えば２５℃）から高温側（例えば５０℃）及び低温側（例えば０℃）への制御値の変動幅をサンプリングする。このサンプリングの結果を、図６の（高温側の）領域Ｆ及び（低温側の）領域Ｇで示す。 Next, before using the oxygen concentrator 1, with respect to the oxygen concentrator 1, the reference temperature (for example, 25 ° C.) to the high temperature side (for example 50 ° C.) and the low temperature side (for example 0 ° C.) The fluctuation range of the control value is sampled. The result of this sampling is indicated by region F (on the high temperature side) and region G (on the low temperature side) in FIG.
また、各設定流量において、所定の出口負荷圧力（例えば１５ｋＰａ）の場合の制御値の変動幅をサンプリングする。このサンプリングの結果を、図６の領域Ｅで示す。
そして、（個体ばらつきの無い）基準値を示す前記の直線に対して、温度による変動幅及び圧力による変動幅を加味して、閾値上限と閾値下限との間に挟まれる正常判定値の範囲を設定する。
Further, at each set flow rate, the fluctuation range of the control value in the case of a predetermined outlet load pressure (for example, 15 kPa) is sampled. The result of this sampling is indicated by region E in FIG.
Then, with respect to the straight line indicating the reference value (without individual variation), the range of normal determination values sandwiched between the upper limit threshold and the lower limit threshold is taken into account by adding the fluctuation range due to temperature and the fluctuation range due to pressure. Set.
本実施例においても、上述した正常判定値の範囲を用いて、前記実施例１と同様に、流量センサ３９の異常を検知することができる。
特に本実施例では、それぞれの酸素濃縮装置１に対して、各設定流量と制御値との関係を示す基準値の直線を求めておくので、正常判定値の範囲の精度が高く、よって、流量センサ３９の異常検知の精度が一層高いという顕著な効果を奏する。
Also in the present embodiment, an abnormality of the flow sensor 39 can be detected using the range of the normal determination value described above, as in the first embodiment.
In particular, in this embodiment, since a straight line of a reference value indicating the relationship between each set flow rate and the control value is obtained for each oxygen concentrator 1, the accuracy of the normal judgment value range is high. There is a remarkable effect that the abnormality detection accuracy of the sensor 39 is higher.
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
（１）例えば前記実施例１では、部品ばらつきの範囲（領域Ｃ）を設定したが、この領域Ｃに変えて、例えば実施例２のような基準値の直線を利用して、正常判定値の範囲を設定してもよい。但し、この場合は、個々の酸素濃縮装置の基準値の直線を用いるのではなく、複数の酸素濃縮装置に対してサンプリングすることよって得られた平均値である基準値の直線を用いる。
In addition, this invention is not limited to the said Example at all, and it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect in the range which does not deviate from the summary of this invention.
(1) For example, in the first embodiment, the range of component variation (region C) is set, but instead of this region C, the normal judgment value is changed by using a straight line of a reference value as in the second embodiment, for example. A range may be set. However, in this case, a straight line of reference values which is an average value obtained by sampling a plurality of oxygen concentrators is used instead of a straight line of reference values of individual oxygen concentrators.
（２）また、例えば前記実施例１では、流量センサの異常判定（ステップ１３０）を毎サンプリング行なったが、複数サンプリング間隔毎や、流量設定値が変更されたタイミング毎等に行なってもよい。 (2) Further, for example, in the first embodiment, the flow sensor abnormality determination (step 130) is performed every sampling, but may be performed every plural sampling intervals, every timing when the flow set value is changed, or the like.
（３）更に、前記実施例１では、設定流量と比例制御弁に対する制御値とに基づいて正常判定値の領域を設定し、この正常判定値に基づいて流量センサの異常を検知したが、これ以外に、正常判定値以外の領域を異常判定値の領域として設定し、比例制御弁の制御値が、異常判定値の範囲内であると判定された場合に、流量センサに異常があると判断してもよい。 (3) Further, in the first embodiment, the normal determination value region is set based on the set flow rate and the control value for the proportional control valve, and the abnormality of the flow sensor is detected based on the normal determination value. In addition, the area other than the normal judgment value is set as the abnormality judgment value area, and when it is determined that the control value of the proportional control valve is within the range of the abnormality judgment value, the flow sensor is judged to be abnormal. May be.
１…酸素濃縮装置
３７…比例制御弁
３９…流量センサ
４１…圧力センサ
４７…温度センサ
４９…流量設定器
５１…電子制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oxygen concentrator 37 ... Proportional control valve 39 ... Flow rate sensor 41 ... Pressure sensor 47 ... Temperature sensor 49 ... Flow rate setting device 51 ... Electronic control unit
Claims (5)
前記電子制御装置からの制御信号に基づいて、前記酸素濃縮気体の流量を制御する流量調整弁と、
を備えた酸素濃縮装置において、
前記流量調整弁と使用者との間の前記酸素濃縮気体の流量を測定する流量測定手段と、
前記流量測定手段によって測定された前記酸素濃縮気体の流量測定値が、前記設定流量となるように、前記流量調整弁の動作を制御して、前記酸素濃縮気体の流量を調整する流量制御手段と、
前記流量制御手段によって設定される前記流量調整弁に対する制御信号と予め定められた当該制御信号の所定の正常判定値との比較に基づいて、前記流量測定手段の異常を検知する異常検知手段と、
を備えたことを特徴とする酸素濃縮装置。 An electronic control device that has a configuration for producing oxygen-enriched gas by concentrating oxygen from the air, and that performs control to supply the oxygen-enriched gas at a predetermined set flow rate set by a user;
Based on a control signal from the electronic control unit, a flow rate adjustment valve that controls the flow rate of the oxygen-enriched gas;
In an oxygen concentrator equipped with
A flow rate measuring means for measuring a flow rate of the oxygen-enriched gas between the flow rate adjusting valve and a user;
Flow rate control means for adjusting the flow rate of the oxygen-enriched gas by controlling the operation of the flow rate adjustment valve so that the flow rate measurement value of the oxygen-enriched gas measured by the flow rate measuring unit becomes the set flow rate; ,
An abnormality detection means for detecting an abnormality of the flow rate measuring means based on a comparison between a control signal for the flow rate adjusting valve set by the flow rate control means and a predetermined normal judgment value of the predetermined control signal;
An oxygen concentrator comprising:
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