JP4483875B2 - Adsorption type oxygen concentrator - Google Patents
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Description
本発明は、吸着式酸素濃縮器に関する。より特定的には、安全性に影響する異常発生時には運転を停止し、それ以外の異常発生時には可能な限り運転を継続できる吸着式酸素濃縮器に関する。 The present invention relates to an adsorption-type oxygen concentrator. More specifically, the present invention relates to an adsorptive oxygen concentrator capable of stopping operation when an abnormality that affects safety occurs and continuing operation as much as possible when other abnormality occurs.
呼吸器疾患などの患者が自宅で酸素を吸入する在宅酸素療法のために使われる酸素濃縮器として、吸着式(PSA式)のものが主に用いられている。この吸着式(PSA式)酸素濃縮器は次のような方法で酸素濃縮空気をユーザに供給する。まず外気をコンプレッサにより圧縮し、窒素を吸着する吸着材を充填した吸着筒に送る。この圧縮空気中の窒素を吸着筒内の吸着材により吸着して、相対的に酸素濃度の上昇した酸素濃縮空気をユーザに供給する。このときの酸素濃縮空気の酸素濃度や供給量および圧力をセンサで測定し、その結果に応じて制御手段がモータ駆動用ドライバ回路(以下単にドライバとする)を通じてコンプレッサを駆動するモータを制御する。 Adsorption type (PSA type) is mainly used as an oxygen concentrator used for home oxygen therapy in which patients with respiratory diseases inhale oxygen at home. This adsorption type (PSA type) oxygen concentrator supplies oxygen enriched air to the user in the following manner. First, the outside air is compressed by a compressor and sent to an adsorption cylinder filled with an adsorbent that adsorbs nitrogen. Nitrogen in the compressed air is adsorbed by the adsorbent in the adsorption cylinder, and oxygen-enriched air having a relatively increased oxygen concentration is supplied to the user. At this time, the oxygen concentration, supply amount, and pressure of the oxygen-enriched air are measured by a sensor, and the control means controls a motor that drives the compressor through a motor drive driver circuit (hereinafter simply referred to as a driver) according to the results.
かかる吸着式酸素濃縮器に使用するモータには、効率が高く、ノイズの発生しにくいDCブラシレスモータが一般的に用いられる。このDCブラシレスモータを駆動する際にはモータの回転部分(ロータ)の位置をドライバが認識する必要があるが、ロータ位置の検出のために特別のセンサを持たないセンサレスタイプのDCブラシレスモータも多く用いられる。このセンサレスタイプのDCブラシレスモータにおいては、ドライバは同モータへの供給電圧を測定し、その変化よりロータ位置を検出する。したがって、ロータ位置検出用のセンサが不用になり、その結果センサから配線を出す必要もなく、小型化や設計の容易化にも資する。しかし、検出する供給電圧の変化は微小なため、ロータ位置の検出精度はノイズにより大きく影響をうけ、ノイズが大きすぎると検出不能となる。すなわち、センサレスタイプのDCブラシレスモータは特にノイズに弱く、ノイズによりロータ位置検出不能などの異常が偶発的に生じることがある。 As a motor used for such an adsorption type oxygen concentrator, a DC brushless motor which is highly efficient and hardly generates noise is generally used. When driving this DC brushless motor, the driver needs to recognize the position of the rotating part (rotor) of the motor, but there are many sensorless type DC brushless motors that do not have a special sensor for detecting the rotor position. Used. In this sensorless type DC brushless motor, the driver measures the voltage supplied to the motor and detects the rotor position from the change. Accordingly, the sensor for detecting the rotor position becomes unnecessary, and as a result, there is no need to provide wiring from the sensor, which contributes to miniaturization and easy design. However, since the change in the supply voltage to be detected is minute, the detection accuracy of the rotor position is greatly affected by noise, and if the noise is too large, detection is impossible. That is, the sensorless type DC brushless motor is particularly vulnerable to noise, and abnormalities such as inability to detect the rotor position may occur accidentally due to the noise.
ここで、モータまたはドライバの異常を制御手段が検出すると、同制御手段は即座に酸素濃縮器の運転を停止させ、ブザーやLED等によりユーザに異常を報知し、メーカへの連絡をユーザに促す。かかる異常処理をすることで、モータまたはドライバの故障あるいは故障に繋がる重大な異常が生じた場合にも、異常又は故障レベルを最小化でき、また、異常又は故障が他の箇所へ波及することを回避することができる。 Here, when the control means detects an abnormality of the motor or driver, the control means immediately stops the operation of the oxygen concentrator, notifies the user of the abnormality by a buzzer, LED, etc., and prompts the user to contact the manufacturer. . By performing such an abnormality process, even when a serious abnormality leading to a failure or failure of the motor or driver occurs, the abnormality or failure level can be minimized, and the abnormality or failure can be propagated to other locations. It can be avoided.
ところが、上記のような異常処理が行なわれると、ユーザの連絡を受けたメーカによる対応がなされるまで、酸素濃縮器の運転が停止される。医療機器である酸素濃縮器がメーカ対応までの長時間運転停止することは、ユーザにとって大きな問題である。一方、メーカにとっても頻繁にクレームが発生することとなると、その対応コストが大きな負担となる。特に、センサレスタイプのDCブラシレスモータを使った酸素濃縮器においては、ノイズによる異常停止が上述のように容易に起こりうるため、特に問題となる。また、酸素濃縮器は持ち運びするものであり、小型化の要請が強い。そのため酸素濃縮器の各構成部分が近接して設計されており、互いに輻射ノイズの影響を受けやすいため、運転停止が頻繁に起きる蓋然性が強い。 However, when the abnormal processing as described above is performed, the operation of the oxygen concentrator is stopped until a response is made by the manufacturer who received the user's communication. It is a big problem for the user that the oxygen concentrator, which is a medical device, is stopped for a long time until the manufacturer supports it. On the other hand, if a complaint is frequently generated for a manufacturer, the cost of handling it becomes a heavy burden. In particular, in an oxygen concentrator using a sensorless type DC brushless motor, an abnormal stop due to noise can easily occur as described above, which is particularly problematic. In addition, the oxygen concentrator is portable, and there is a strong demand for downsizing. Therefore, the components of the oxygen concentrator are designed close to each other and easily affected by radiation noise. Therefore, there is a high probability that the operation will frequently stop.
そこで、モータまたはドライバの異常が、故障または故障に繋がる重大な異常によるものであるのか、ノイズ等が原因で発生する偶発的な異常、例えば上述のロータ位置検出不良等であるのか区別し、後者であれば短時間の停止の後、自動的に再起動することが望ましい。そのため、例えば、特許文献1には次のような処理をするコンプレッサ制御装置が紹介されている。すなわち、コンプレッサの異常を検出した場合には、制御手段はコンプレッサを異常停止させ、異常が解除された後に自動的に再起動させる。このとき、制御手段は異常検出回数をカウントしておく。この異常検出回数が所定回数に到達した場合、制御手段はコンプレッサを異常停止させた後、異常が解除されても再起動させない。故障または故障に繋がる重大な異常が起こっている可能性があるためである。更にある異常発生から次に生じた異常発生までの時間を計時し、当該時間が所定時間以上経過すれば異常検出回数をクリアするという方法も示されている。
ところが、PSA式酸素濃縮器はコンプレッサにより圧縮空気を発生させているため、機器内で異常な高圧力が生じることがある。異常な高圧力の生じた場合に無条件に再起動させることは、特に吸着式酸素濃縮器が主に屋内で使われることを考慮すると、問題となる。 However, since the PSA oxygen concentrator generates compressed air by a compressor, an abnormally high pressure may occur in the equipment. Unconditionally restarting in the event of an abnormally high pressure is a problem, especially considering that the adsorptive oxygen concentrator is mainly used indoors.
また、酸素濃縮器は医療機器としての性質上、無停止であることが強く求められ、異常検出回数が所定値になると無条件に再起動できなくなることも問題となる。 In addition, the oxygen concentrator is strongly required to be non-stop because of its properties as a medical device, and it becomes a problem that the oxygen concentrator cannot be restarted unconditionally when the number of abnormality detection reaches a predetermined value.
本発明は、異常な高圧力発生時には確実に運転停止するとともに、安全性を害さない異常発生時には運転を継続する酸素濃縮器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an oxygen concentrator that reliably stops operation when an abnormally high pressure occurs, and continues operation when an abnormality that does not impair safety occurs.
本発明にかかる吸着式酸素濃縮器は、DCブラシレスモータにより駆動されるコンプレッサと、前記DCブラシレスモータの運転を制御するモータ駆動用ドライバ回路と、窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した吸着筒とを有し、前記コンプレッサにより、外気を吸引圧縮し、外気中の窒素を前記吸着筒中の前記吸着剤で除去する事により、相対的に酸素濃度を高めた酸素濃縮空気を供給する吸着式酸素濃縮器である。そして、少なくとも前記モータ駆動用ドライバ回路の異常と、前記DCブラシレスモータの異常と、前記コンプレッサのその他の異常と、該吸着式酸素濃縮器内の圧力とを検出する異常検出手段と、異常が発生したことを知らせる異常報知手段と、前記異常検出手段により検出された結果に基づく判断により該吸着式酸素濃縮器の運転を制御する制御手段とを備える。更に、前記異常検出手段が前記モータ駆動用ドライバ回路の異常または前記DCブラシレスモータの異常または前記コンプレッサのその他の異常のいずれかを検出したときには、前記制御手段がコンプレッサの運転を停止し、前記圧力が閾値以上の場合には、該吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させ、前記圧力が閾値未満の場合には、前記コンプレッサを再起動させることを特徴とする。 An adsorption-type oxygen concentrator according to the present invention includes a compressor driven by a DC brushless motor, a motor drive driver circuit that controls the operation of the DC brushless motor, and an adsorption filled with an adsorbent that selectively adsorbs nitrogen. An adsorption type that supplies oxygen-enriched air with a relatively high oxygen concentration by sucking and compressing outside air by the compressor and removing nitrogen in the outside with the adsorbent in the adsorption cylinder It is an oxygen concentrator. And an abnormality detecting means for detecting at least an abnormality in the driver circuit for driving the motor, an abnormality in the DC brushless motor, other abnormality in the compressor, and a pressure in the adsorption oxygen concentrator, and an abnormality occurs. An abnormality notification means for informing the user that the operation has been performed, and a control means for controlling the operation of the adsorption oxygen concentrator based on a determination based on the result detected by the abnormality detection means. Further, when the abnormality detecting means detects any abnormality of the driver circuit for driving the motor, abnormality of the DC brushless motor or other abnormality of the compressor, the control means stops the operation of the compressor, and the pressure There the case of more than the threshold value activates the abnormality notification means together for stopping the operation of the adsorber type oxygen concentrator, when the pressure is less than the threshold value, and characterized in that to restart the compressor To do.
この構成によると吸着式酸素濃縮器内の圧力が閾値を超え、故障波及の危険や安全上の問題が生じかねない場合には異常が報知され、かつ吸着式酸素濃縮器が運転停止する。したがって、この吸着式酸素濃縮器は重大故障や安全上の問題の発生を有効に抑制している。また、圧力が閾値を超えない場合には故障波及の危険や安全上の問題が生じないと判断し、コンプレッサを再起動する事により、酸素濃縮器の運転を継続する。これによって、偶発的または軽微な故障の際には酸素濃縮器の運転を停止させることがない。 Pressure exceeds the threshold value of the adsorption type in oxygen concentrator According to this configuration, abnormality is informed in case a failure spillover hazards and safety issues may have occurred, and the adsorption-type oxygen concentrator is stopped driving. Therefore, this adsorption type oxygen concentrator effectively suppresses the occurrence of serious failures and safety problems. Further, it is determined that the pressure does not cause problems on the failed spread hazards and safety in the case of not exceeding the threshold value, by restarting the compressor to continue the operation of the oxygen concentrator. This ensures that the oxygen concentrator is not shut down in the event of an accident or minor failure.
ここで、上記閾値は故障波及の危険や安全上の問題が生じない範囲内で合目的に定められる。具体的には圧力による故障、例えば、配管やチューブのはずれや破損、各種弁の破損などが生じない範囲内で、必要な安全率を見込んで定められる。また、前記モータ駆動用ドライバ回路の異常、前記DCブラシレスモータの異常、前記コンプレッサのその他の異常、にはそれぞれの周辺機器の異常も含まれる。例えばDCブラシレスモータやコンプレッサやモータ駆動用ドライバ回路に接続されている電源からの配線および信号配線等の異常も含まれる。更に、当然のことながら、ここでいう再起動とは制御手段により行なわれる再起動を指し、酸素濃縮器停止後における手動の再起動は含まない。 Here, the threshold value is determined expediently in a range that does not cause danger or safety problems of failure spread. Specifically, it is determined in consideration of a necessary safety factor within a range in which failure due to pressure, for example, disconnection or breakage of piping or tubes, breakage of various valves or the like does not occur. The abnormality of the peripheral device is also included in the abnormality of the driver circuit for driving the motor, the abnormality of the DC brushless motor, and other abnormality of the compressor. For example, abnormalities such as wiring and signal wiring from a power source connected to a DC brushless motor, a compressor, or a driver circuit for driving a motor are also included. Further, as a matter of course, the restart here refers to restart performed by the control means, and does not include manual restart after the oxygen concentrator is stopped.
また、本発明にかかる吸着式酸素濃縮器は、前記制御手段が、運転開始からコンプレッサが再起動された回数を測定する再起動回数計測装置を備え、前記再起動回数計測装置に記録された再起動回数が所定回数以上である場合には、前記制御手段が、前記異常報知手段を作動させることを特徴とすることが好ましい。 In the adsorption oxygen concentrator according to the present invention, the control means includes a restart number measuring device for measuring the number of times the compressor has been restarted from the start of operation, and the restart recorded in the restart number measuring device. Preferably, when the number of activations is equal to or greater than a predetermined number, the control unit operates the abnormality notification unit.
この構成によると、再起動回数が、酸素濃縮器を所定値に至ると、制御手段が、運転を継続したまま異常報知手段のみ作動させる。これによって酸素濃縮器が停止する前になんらかの異常が生じていることをユーザが知ることができる。このとき運転は停止しないので、ユーザの不利益は最小限に留まる。なお、上記所定値は偶発的原因による異常発生が連続して起こる回数を算術的・実験的又は経験的に算定し、必要な安全率を見込んで定められる。 According to this configuration, when the number of restarts reaches the predetermined value for the oxygen concentrator, the control means operates only the abnormality notification means while continuing the operation. This allows the user to know that something is wrong before the oxygen concentrator stops. Since the operation does not stop at this time, the user's disadvantage is kept to a minimum. The predetermined value is determined by calculating the number of consecutive occurrences of abnormalities due to accidental causes, arithmetically, experimentally or empirically, and taking into account the necessary safety factor.
また、本発明にかかる吸着式酸素濃縮器は、前記再起動回数計測装置に記録された再起動回数が、前記所定回数より大きい第2の所定回数を超えた場合、前記制御手段が、該吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させることが好ましい。 Further, the adsorption oxygen concentrator according to the present invention is configured such that when the number of restarts recorded in the restart number measuring device exceeds a second predetermined number that is greater than the predetermined number, the control means It is preferable that the operation of the oxygen concentrator is stopped and the abnormality notifying means is operated.
上述のように、再起動が何度も起きる場合、すなわち異常が何度も起きる場合にはかかる異常は偶発的なものではなく、根本的異常発生理由があると考えられる。異常報知手段を作動した後もその状況が継続する場合は、ユーザにより対応が取れないか、ユーザが異常報知を認識していない可能性が高い。かかる場合に異常が連続して起きることを放置すれば、やがて、故障の波及や、重大故障の発生、安全上の問題等が起きる蓋然性がある。上記構成によると再起動回数が所定値を超えた場合にも吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させるので、異常報知手段が作動した後も異常発生が連続することを防止することができる。 As described above, when the restart occurs many times, that is, when the abnormality occurs many times, the abnormality is not accidental, and it is considered that there is a fundamental reason for the occurrence of the abnormality. If the situation continues even after the abnormality notification means is activated, there is a high possibility that the user cannot take action or the user has not recognized the abnormality notification. In such a case, if it is left unattended that abnormalities occur continuously, there is a possibility that a failure will spread, a serious failure will occur, and a safety problem will occur. According to the above configuration, even when the number of restarts exceeds a predetermined value, the operation of the adsorption oxygen concentrator is stopped and the abnormality notification unit is operated, so that the occurrence of abnormality continues even after the abnormality notification unit is activated. Can be prevented.
なお、上記第2の所定値は故障波及の危険や安全上の問題が生じない範囲内で合目的に定められる。具体的には軽微な故障が生じたまま再起動を続け運転を継続した場合に故障の波及などの問題が生じうる再起動回数を実験的または経験的に算定し、必要な安全率を見込んで定められる。 Note that the second predetermined value is set for a proper purpose within a range in which there is no risk of failure and safety problems. Specifically, calculate the number of restarts that may cause problems such as the spread of failure when restarting with a minor failure and continuing the operation, and estimate the required safety factor. Determined.
また、本発明にかかる吸着式酸素濃縮器は、前記異常検出手段が、酸素濃縮空気の酸素濃度および酸素濃縮空気流量を更に検出し、前記コンプレッサの前記停止直前の前記酸素濃縮空気の酸素濃度または前記酸素濃縮空気の流量が閾値以下である場合にも、前記制御手段が該吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させることが好ましい。 In the adsorption-type oxygen concentrator according to the present invention, the abnormality detecting means further detects the oxygen concentration of the oxygen-enriched air and the flow rate of the oxygen-enriched air, and the oxygen concentration of the oxygen-enriched air immediately before the stop of the compressor or when the flow rate of the oxygen-enriched air is less than the threshold value also, the control means is preferably to operate the abnormality notification means together for stopping the operation of the adsorber type oxygen concentrator.
酸素濃縮器として機能する最低限の閾値を、供給する酸素濃縮空気の酸素濃度および酸素濃縮空気流量が超えなければ、運転を続けても実益がない。またかえって故障の波及や、重大故障の発生、安全上の問題等が起きる蓋然性が生じうる。上記構成によれば、かかる場合には吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させるため、無意味な運転を続けることによる2次的故障を防止し、かつユーザに異常を知らせることができる。 The minimum threshold value that serves as an oxygen concentrator, to exceed the oxygen concentration and the oxygen enriched air flow rate of the oxygen enriched air supplied, there is no practical benefit even continue operation. On the other hand, there is a possibility that a failure will spread, a serious failure will occur, a safety problem, etc. may occur. According to the above configuration, in such a case, since the operation of the adsorption oxygen concentrator is stopped and the abnormality notification means is operated, secondary failure due to continuing meaningless operation is prevented, and the user is abnormal. Can be informed.
なお、実質的に酸素濃縮空気を供給しているということができる酸素濃度および酸素濃縮空気流量を医学的見地又は経験的見地より算出し、かかる値に基づき上記閾値を定めることができる。 Incidentally, substantially calculated from a medical point of view or empirical standpoint of oxygen concentration and the oxygen enriched air flow rate can be said that by supplying oxygen enriched air, can be determined the threshold value based on such values.
また、本発明にかかる吸着式酸素濃縮器は、前記制御手段が、異常発生の時間間隔を測定する異常発生間隔計測装置を更に備え、前記時間間隔が所定値以下で異常が発生し、かつその異常が所定回数以上連続して発生している場合にも、前記制御手段が、前記該吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させることが好ましい。 In the adsorption oxygen concentrator according to the present invention, the control means further includes an abnormality occurrence interval measuring device for measuring an abnormality occurrence time interval, and the abnormality occurs when the time interval is equal to or less than a predetermined value. Even when an abnormality has occurred continuously for a predetermined number of times or more, it is preferable that the control means stops the operation of the adsorption oxygen concentrator and activates the abnormality notification means.
異常が短い時間間隔で続けて発生し、かつそれが繰り返される場合には、かかる異常は偶発的なものではなく、根本的異常発生理由があると考えられる。上記構成によると時間間隔が所定値以下で異常が発生し、かつその異常が所定回数以上連続して発生している場合にも、吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させるので、根本的異常発生理由があると考えられる場合に運転を続ける事により故障を波及することを防止することができる。 If the abnormality continues to occur at short time intervals and is repeated, such an abnormality is not accidental and it is considered that there is a fundamental reason for the occurrence of the abnormality. According to the above configuration, even when an abnormality occurs when the time interval is equal to or less than the predetermined value and the abnormality occurs continuously more than a predetermined number of times, the operation of the adsorption oxygen concentrator is stopped and the abnormality notification unit is Since the operation is performed, it is possible to prevent the failure from spreading by continuing the operation when it is considered that there is a fundamental reason for the occurrence of the abnormality.
なお、上記時間間隔の所定値および異常発生の所定回数は故障波及の危険や安全上の問題が生じない範囲内で合目的に定められる。具体的には軽微な故障が生じたまま再起動を続けることにより運転を継続した場合に、故障が波及するなどの問題が生じうる時間間隔の所定値および所定回数を、実験的または経験的に算定し、必要な安全率を見込んで定められる。 Note that the predetermined value of the time interval and the predetermined number of occurrences of abnormality are determined as appropriate within a range that does not cause a risk of failure and a safety problem. Specifically, if the operation is continued by continuing the restart while a minor failure has occurred, the predetermined time interval and the predetermined number of times that the failure may spill over may be experimentally or empirically determined. Calculated and determined based on the necessary safety factor.
また本発明にかかる吸着式酸素濃縮器は、前記酸素濃縮空気の前記酸素濃度が所定値以下であれば、酸素濃度異常が生じたと判断し、前記制御手段が前記コンプレッサの運転を停止させる構成とし、かつ再起動後の一定期間内においては、前記酸素濃縮空気の前記酸素濃度にかかわらず、前記制御手段が前記コンプレッサの運転を継続させる構成とすることもできる。 The adsorption oxygen concentrator according to the present invention is configured such that if the oxygen concentration of the oxygen-enriched air is equal to or less than a predetermined value, it is determined that an oxygen concentration abnormality has occurred, and the control means stops the operation of the compressor. And, within a certain period after the restart, the control means can continue the operation of the compressor regardless of the oxygen concentration of the oxygen-enriched air.
吸着式酸素濃縮器は、一旦コンプレッサを停止すると再起動後の一定期間において、酸素濃縮空気の酸素濃度が通常運転時より低くなる。これは吸着式酸素濃縮器の構造上当然に生じる現象であり、運転を継続する事により酸素濃度は回復する。しかし、酸素濃度が回復する前に酸素濃度異常としてコンプレッサを停止すれば、再起動時には再び酸素濃度が低くなるため、コンプレッサの再起動と停止を頻繁に繰り返す事になり、酸素濃度も回復しない。上記構成によれば、再起動後の一定期間においては、酸素濃縮空気の前記酸素濃度にかかわらず、前記制御手段が、該吸着式酸素濃縮器の運転を継続させるので、コンプレッサの再起動と停止を繰り返すことがない。 In the adsorption-type oxygen concentrator, once the compressor is stopped, the oxygen concentration of the oxygen-enriched air becomes lower than that during normal operation for a certain period after the restart. This is a phenomenon that naturally occurs due to the structure of the adsorption oxygen concentrator, and the oxygen concentration is recovered by continuing the operation. However, if the compressor is stopped due to an oxygen concentration abnormality before the oxygen concentration is recovered, the oxygen concentration is lowered again at the time of restarting. Therefore, restarting and stopping of the compressor are frequently repeated, and the oxygen concentration is not recovered. According to the above configuration, the control means continues the operation of the adsorption oxygen concentrator regardless of the oxygen concentration of the oxygen-enriched air in a certain period after the restart, so that the compressor is restarted and stopped. Never repeat.
ここで酸素濃縮空気の酸素濃度にかかる所定値は以下のように定められる値である。当該酸素濃縮器が問題となるような故障を生じていない状態で運転されているときであっても、発生する酸素濃縮空気の酸素濃度は吸着剤の正常な劣化や測定誤差により変化する。かかる正常な変化によって生じる酸素濃度の下限値を実験的または経験的に算出し、必要な安全率を見込んで上記所定値は決定される。また同所定値は上述した「酸素濃縮器として機能する最低限の閾値」と同じでも良いが、通常は同所定値がより大きな値となる。また、上記一定期間については通常の運転状態においてコンプレッサの運転を一旦停止させた後に再度駆動させた場合において、酸素濃縮空気の酸素濃度が同所定値以上になる時間を実験的または経験的に算定し、必要な安全率を見込んで定められる。 Here, the predetermined value relating to the oxygen concentration of the oxygen-enriched air is a value determined as follows. Even when the oxygen concentrator is operated in a state where no trouble has occurred, the oxygen concentration of the generated oxygen-enriched air changes due to normal deterioration of the adsorbent and measurement errors. The lower limit value of the oxygen concentration caused by such a normal change is calculated experimentally or empirically, and the predetermined value is determined in consideration of a necessary safety factor. The same predetermined value may be the same as "minimum threshold value which serves as an oxygen concentrator" described above, but usually the predetermined value becomes a larger value. Also, for the above-mentioned fixed period, when the compressor operation is temporarily stopped and then restarted in the normal operation state, the time during which the oxygen concentration of the oxygen-enriched air is equal to or greater than the predetermined value is calculated experimentally or empirically. It is determined in anticipation of the necessary safety factor.
また、本発明にかかる吸着式酸素濃縮器は、異常発生時に異常の種別を記録する記録手段を更に備え、前記制御手段が、前記一定期間内に前記酸素濃度異常が生じたと判断したときは、前記一定期間外に前記酸素濃度異常が生じたと判断したときとは異なる種別に区別して前記記録手段に記録する構成とすることができる。 The adsorption-type oxygen concentrator according to the present invention further includes a recording unit that records the type of abnormality when the abnormality occurs, and when the control unit determines that the oxygen concentration abnormality has occurred within the certain period of time, It can be configured to record in the recording means while distinguishing into different types from when it is determined that the oxygen concentration abnormality has occurred outside the predetermined period.
この構成によると通常運転時の酸素濃縮空気の酸素濃度異常と区別して、再起動後の一定期間内に生じた酸素濃縮空気の酸素濃度の異常を記録できるので、異常履歴調査の際の利便性が向上する。 According to this configuration, it is possible to record the oxygen concentration abnormality of the oxygen-enriched air that occurred within a certain period after restarting, distinguishing it from the oxygen concentration abnormality of the oxygen-enriched air during normal operation, so it is convenient for investigating abnormality history Will improve.
本発明によれば、高圧力異常時には確実に運転停止するとともに、安全性を害さない異常発生時には運転を継続する酸素濃縮器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an oxygen concentrator that reliably stops operation when a high pressure abnormality occurs and continues operation when an abnormality that does not impair safety occurs.
(第1の実施形態) (First embodiment)
以下、本発明を具体化した吸着式酸素濃縮器の一実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。 Hereinafter, an embodiment of an adsorption oxygen concentrator embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は第1の実施形態にかかる吸着式酸素濃縮器のブロック図である。この酸素濃縮器は、基本的には以下のように動作する。まず、コンプレッサ1により取り込まれ一定圧力に加圧された空気は、吸気弁21,22を介して第1吸着筒3、第2吸着筒4にそれぞれ送られる。なお、第1吸着筒3、第2吸着筒4にはそれぞれゼオライト等の空気中の窒素を吸着する吸着剤が充填されている。第1吸着筒3、第2吸着筒4において窒素が吸着される事により、相対的に酸素濃度の上昇した酸素濃縮空気はアキュムレータタンク5に貯蔵される。なお、コンプレッサ1はDCブラシレスモータ2により駆動される。もた、吸着筒3,4からアキュムレータタンク5への配管中に圧力センサ10を設け、吸着筒3,4の出口圧力を測定し、異常があれば、排気弁23,24が開放され、圧縮空気が排出される。
FIG. 1 is a block diagram of an adsorptive oxygen concentrator according to the first embodiment. This oxygen concentrator basically operates as follows. First, the air taken in by the
アキュムレータタンク5に貯蔵された酸素濃縮空気が減圧弁6により所定の圧力に調整され、流量調整器7により設定された流量に調整された上で供給先(医療現場)に放出される。減圧弁6と流量調整器7との間の配管中には酸素濃度センサ11と酸素濃縮空気流量センサ12が備えられ、供給される酸素濃縮空気の酸素濃度と流量を監視している。
The oxygen-enriched air stored in the
図2はこの吸着式酸素濃縮器の制御手段およびその周辺装置の構成を説明するブロック図である。なお、図1と同一部分については同一符号を付した。 FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the control means of the adsorption oxygen concentrator and its peripheral devices. In addition, the same code | symbol was attached | subjected about the same part as FIG.
制御手段であるマイクロコントローラ31はCPU32、演算用RAM33、プログラム格納用ROM34、異常発生間隔計測カウンタ35、再起動後運転時間カウンタ36および再起動回数カウンタ37を内蔵する。
The
CPU32はプログラム格納用ROM34に格納された実行用プログラムにしたがって、演算用RAM33を用いて、この吸着式酸素濃縮器を制御する。後述の各種センサにより異常を検知した場合には発生時には異常発生間隔計測カウンタ35を作動させ、異常の発生間隔を計時する。コンプレッサ1の再起動を行なった場合には、再起動回数カウンタ37に記録された再起動回数を1増加させるとともに、再起動後運転時間カウンタ36の再起動後の運転時間を計時する。
The
上記異常発生を始めとする各種信号をマイクロコントローラ31に送信する装置としては圧力センサ10、酸素濃度センサ11、酸素濃縮空気流量センサ12、設定操作部39、モータドライバ回路41がある。圧力センサ10は、第1第2吸着筒3,4とアキュムレータタンク5とを結ぶ配管中の圧力を測定し、マイクロコントローラ31に送信する。酸素濃度センサ11および酸素濃縮空気流量センサ12はユーザに供給される酸素濃縮空気の酸素濃度と流量を測定し、マイクロコントローラ31に送信する。設定操作部39は主電源スイッチや流量設定つまみ等を含み、ユーザやメーカなどが必要に応じて設定した信号をマイクロコントローラ31に送信する。モータドライバ回路41はDCブラシレスモータ2の運転および停止の状況や異常発生を示す信号などをマイクロコントローラ31に送信する。
Devices that transmit various signals including the occurrence of abnormality to the
上記各種装置からの送信を受けて、マイクロコントローラ31はモータドライバ回路41を介してコンプレッサ1、異常報知手段38、各種表示部40、電磁弁6,21,22,23,24を制御する。なお、データ記憶用メモリ(EEPROM;データの消去と書き込みを行うことができるROM)42は異常の種類や回数、その後の処理方法などの履歴を保存する。
In response to the transmission from the various devices, the
異常が発生したことをユーザに伝え、メーカに連絡することを促す異常報知手段38としては例えばブザーやLED(発光ダイオード)が挙げられる。各種表示部40としては例えば各種設定内容や正常または異常であるとの表示、空気の流れの状態などを表示するパネル、LED、ディスプレイなどが挙げられる。
Examples of the abnormality notification means 38 that informs the user that an abnormality has occurred and prompts the manufacturer to contact the manufacturer include a buzzer and an LED (light emitting diode). Examples of the
コンプレッサ1はDCブラシレスモータ2によって駆動されており、DCブラシレスモータ2は直接的にはモータドライバ回路41により制御される。前述したようにDCブラシレスモータ2を駆動するためにはロータの位置を検出する必要があるが、そのための特段のセンサを設置せず、モータドライバ回路41がDCブラシレスモータ2への供給電圧を測定し、その変化よりロータ位置を検出するセンサレス方式を採用している。そのため、供給電圧にノイズが入るとロータ位置を検出できないためDCブラシレスモータ2を駆動できず、異常が発生することがある。
The
上記ノイズの発生源としては外部的なものと内部的なものが挙げられる。外部的なノイズとしては、例えばドライヤ、テレビ、蛍光灯などの輻射ノイズが上げられる。これらについては個々に対策を採るのは困難である。内部的なものとしてはモータドライバ回路41自身が発生するノイズや商用電源から直流電圧を生成するための電源回路(図示せず)、DCブラシレスモータ2などが挙げられる。携帯性を求められるため、酸素濃縮器の小型化が進む中、これらノイズの発生源となる各構成部分が互いに近接して配設される傾向が強まっており、内部的なノイズ発生源に対する対策も困難になっている。
The noise generation source includes an external source and an internal source. As external noise, for example, radiation noise of a dryer, a television, a fluorescent lamp or the like can be raised. It is difficult to take individual measures for these. Examples of internal components include noise generated by the
しかしノイズの発生による異常は偶発的なものであり、故障の波及や周辺故障を招くものではない。一方、酸素濃縮気は医療機器であり、連続運転が強く望まれるものである。よって、かかる異常により酸素濃縮器を運転停止するとすれば、かえってユーザに不利益が生じる。また、メーカにとっても、運転停止のたびに生じるユーザからのクレーム対応が過大なものとなる。そこで、第一の実施形態にかかる吸着式酸素濃縮器は異常発生時において以下に述べるような制御を行なう。 However, abnormalities due to the occurrence of noise are accidental, and do not cause failure or peripheral failures. On the other hand, oxygen enrichment is a medical device, and continuous operation is strongly desired. Therefore, if the operation of the oxygen concentrator is stopped due to such abnormality, the user is disadvantaged. In addition, for the manufacturer, handling of complaints from the user that occurs each time the operation is stopped becomes excessive. Therefore, the adsorption oxygen concentrator according to the first embodiment performs the following control when an abnormality occurs.
図3はモータ2、コンプレッサ1およびモータドライバ回路41にかかる異常(以下単にモータ系異常とする)発生時にマイクロコントローラ31が行なう制御をフローチャートにしたものである。以下図3もあわせて参照し、異常発生時の前後の動作について説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing the control performed by the
当該酸素濃縮器の通常の運転時間が所定時間以上続いた場合(ステップS1)、マイクロコントローラ31は、これまでの再起動発生にかかる履歴を消去する。具体的には再起動回数カウンタ37と再起動後運転時間カウンタ36とをリセットする(ステップS2、ステップS3)。異常発生による再起動が長時間行なわれなければ、それまでに発生した異常は根本的理由を有するものであったとは考えられず、故障などが生じていると判断する蓋然性が低いからである。
When the normal operation time of the oxygen concentrator continues for a predetermined time or longer (step S1), the
モータ系異常が生じた場合(ステップS4)、まずモータ2の運転を停止する事によりコンプレッサ1の運転を停止する(ステップS5)。次に圧力センサ10によって配管内の圧力が上限値(閾値)以上でないかを確認し(ステップS6)、上限値以上の高圧がかかっていた場合は安全上の問題が生じかねないため酸素濃縮器を停止(ステップS15)させるとともに異常を報知(ステップS16)し、異常履歴をデータ記憶用メモリ42に記録する(ステップS17)。
When a motor system abnormality occurs (step S4), first, the operation of the
一方、配管内の圧力が上限値未満(ステップS6)であっても、前回までの再起動回数が所定値(A)以上であれば(ステップS7)、異常報知手段38を作動させて異常と再起動が続いていることをユーザに知らせる(ステップS8)。根本的な異常原因があると考えられるためである。更に、再起動回数が所定値(B)以上であれば(ステップS9)、酸素濃縮器を停止させる(ステップS15)とともに異常を報知し(ステップS16)、異常履歴をデータ記憶用メモリ42に記録する(ステップS17)。根本的な異常原因が解決されていないと考えられ、運転を継続すると故障の波及などの危険があると考えられるためである。ここで、所定値(A)は、異常発生が偶発的原因によるものではなく、根本的原因を有するため連続して起きていると判断しうる回数を算術的・実験的又は経験的に算定し、必要な安全率を見込んで定める。所定値(B)は所定値(A)より大きい値であり、軽微な故障が生じたまま再起動を続け運転を継続した場合に故障の波及などの問題が生じうる再起動回数を実験的または経験的に算定し、必要な安全率を見込んで定められる。
On the other hand, even if the pressure in the pipe is less than the upper limit value (step S6), if the number of restarts up to the previous time is equal to or greater than the predetermined value (A) (step S7), the abnormality notifying means 38 is operated to indicate an abnormality. The user is informed that the restart is continuing (step S8). This is because there seems to be a fundamental cause of abnormality. Further, if the number of restarts is equal to or greater than the predetermined value (B) (step S9), the oxygen concentrator is stopped (step S15), an abnormality is notified (step S16), and the abnormality history is recorded in the
再起動回数が所定値(A)未満である場合(ステップS7)、および所定値(B)未満である場合(ステップS9)は、前回の異常発生から今回の異常発生までの時間間隔を異常発生間隔計測カウンタ35にて確認する(ステップS10)。当該時間間隔が所定値以下である場合は、更に時間間隔が所定値以下の異常発生が、所定回数以上連続しているかを確認する(ステップS11)。時間間隔が所定値以下で発生した異常が所定回数以上連続して起きていた場合は、酸素濃縮器を停止(ステップS15)させるとともに異常を報知(ステップS16)し、異常履歴をデータ記憶用メモリ42に記録する(ステップS17)。 When the number of restarts is less than the predetermined value (A) (step S7) and when the number of restarts is less than the predetermined value (B) (step S9), the time interval from the previous abnormality occurrence to the current abnormality occurrence is abnormally generated. It confirms with the space | interval measurement counter 35 (step S10). If the time interval is equal to or less than the predetermined value, it is further confirmed whether or not the occurrence of an abnormality with the time interval equal to or less than the predetermined value continues for a predetermined number of times (step S11). If an abnormality that has occurred at a time interval of a predetermined value or less has occurred continuously for a predetermined number of times or more, the oxygen concentrator is stopped (step S15) and the abnormality is notified (step S16), and the abnormality history is stored in the data storage memory. 42 (step S17).
前回の異常発生から今回の異常発生までの時間間隔が所定値を超えている場合、又は当該異常の連続発生回数が所定回数未満である場合、モータ2の運転を再開する事によりコンプレッサ1を再起動する(ステップS12)。かかる場合にはノイズ等による偶発的異常である可能性が高いためである。その後再起動回数カウンタ37に記憶されている再起動回数を1加算し(ステップS13)、再起動後運転時間カウンタ36を作動(ステップS14)させ通常運転に戻る。
When the time interval from the previous occurrence of the abnormality to the occurrence of the current abnormality exceeds a predetermined value, or when the number of consecutive occurrences of the abnormality is less than the predetermined number, the
上記実施形態の吸着式酸素濃縮器によれば、以下のような効果を得ることができる。 According to the adsorption oxygen concentrator of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1)上記実施形態では、異常が生じたときはマイクロコントローラ31がコンプレッサ1を停止した後、配管圧力が閾値以上である場合は酸素濃縮器の運転を停止し、異常を報知するので、安全上問題がある故障が生じた場合には確実に運転を停止でき、異常を知らせることができる。
(1) In the above embodiment, after the
(2)更に、上記配管圧力が閾値未満であっても、再起動回数が所定値(A)以上であればマイクロコントローラ31が異常報知手段を作動させる。そのため、ユーザが何らかの偶発的でない異常が発生している可能性につき認識することができ、対応策をとり得る。また、酸素濃縮器の運転は継続しているので、ユーザが即座に不利益を受けることがない。
(2) In addition, be less than the pipe pressure threshold value, number of
(3)更に、再起動回数が所定値(B)以上であればマイクロコントローラ31が酸素濃縮器の運転を停止し、異常を報知する。したがって、偶発的でない異常を放置する事により故障の波及が起きることや、安全上問題が生じることを有効に抑制できる。
(3) Furthermore, if the number of restarts is equal to or greater than the predetermined value (B), the
(4)更に、時間間隔が所定値以下で異常が発生し、かつその異常が所定回数以上連続して発生している場合にも、マイクロコントローラ31が吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させる。したがって、偶発的でない異常を放置する事により故障の波及が起きることや、安全上問題が生じることを有効に抑制できる。
(4) Furthermore, even when an abnormality occurs when the time interval is equal to or less than a predetermined value and the abnormality occurs continuously more than a predetermined number of times, the
(5)上記実施形態では、上記(1)(3)(4)のいずれでもない場合は、マイクロコントローラ31がモータ2を再運転することによりコンプレッサ1を再起動するため、酸素濃縮器の運転を継続することができる。したがって、偶発的または故障の波及や安全性に影響のない軽微な故障の際には酸素濃縮器の運転を停止することがない。したがって医療器具たる酸素濃縮器が長時間使えなくなるユーザの不利益を抑制し、故障波及や安全性の問題を生じさせない偶発的異常によるクレームを減少させる事によりメーカのクレーム対応負荷を減少させることができる。
(5) In the above embodiment, when none of the above (1), (3), and (4) is satisfied, the
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
(変形例1)再起動回数カウンタ37により再起動回数を測定すること、また、異常発生間隔計測カウンタ35により異常発生の時間間隔を測定することは必須ではなく、いずれか、又は両者とも省略しても良い。要は、高圧力異常時には確実に酸素濃縮器の運転を停止するとともに、安全性を害さない異常発生時には酸素濃縮器の運転を継続できれば良いのであり、配管圧力が上限値未満であれば、コンプレッサ1を再起動し、上限以上であれば酸素濃縮器の運転を停止する構成とすればよい。かかる構成であれば構造的にもシンプルとなり、酸素濃縮期の開発期間および生産コスト低減に資する。
(Modification 1) It is not indispensable to measure the number of restarts by the
(変形例2)第1の実施形態においては異常報知手段としてブザーとLEDを採用したが、他の報知手段を用いてもよい。例えば、異常の発生をディスプレイ上に表示しても良いし、通信回線を通じて別の場所(メーカ等)で異常の発生を報知する構成を採用することもできる。 (Modification 2) In the first embodiment, the buzzer and the LED are adopted as the abnormality notification means, but other notification means may be used. For example, the occurrence of an abnormality may be displayed on a display, or a configuration for notifying the occurrence of an abnormality at another place (manufacturer or the like) through a communication line may be employed.
(変形例3)第1の実施形態においてはデータ記憶用メモリ42としてEEPROM(データの消去と書き込みを行うことができるROM)を使用したが、フラッシュメモリ等の他の不揮発メモリでも良く、また、ハードディスクや、ICカード等のメディア媒体でも良い。特にICカード等を用いれは、取り外し容易であるため、外部のコンピュータ等で異常履歴の解析が可能であり好ましい。
(Modification 3) In the first embodiment, an EEPROM (ROM capable of erasing and writing data) is used as the
(変形例4)また第1の実施形態において、酸素濃縮空気の酸素濃度が所定値以下であれば、酸素濃度異常が生じたと判断し、マイクロコントローラ31がコンプレッサ1の運転を停止させる構成とし、かつコンプレッサ1の再起動後の一定期間内においては、酸素濃縮空気の酸素濃度にかかわらず、マイクロコントローラ31がコンプレッサ1の運転を継続させる構成とすることもできる。
(Modification 4) Further, in the first embodiment, if the oxygen concentration of the oxygen-enriched air is equal to or lower than a predetermined value, it is determined that an oxygen concentration abnormality has occurred, and the
上記変形例によれば、酸素濃度異常が生じた場合にコンプレッサを止める構成の酸素濃縮器であっても、再起動後の一定期間に当然に発生する酸素濃度異常によって、コンプレッサの再起動と停止を繰り返すことがない。 According to the above modification, even if the oxygen concentrator is configured to stop the compressor when an oxygen concentration abnormality occurs, the compressor is restarted and stopped due to an oxygen concentration abnormality that naturally occurs in a certain period after the restart. Never repeat.
(変形例5)また上記変形例に加えて、コンプレッサ1の再起動後の一定期間内に酸素濃度異常が生じたと判断したときは、コンプレッサ1の再起動後の一定期間外に前記酸素濃度異常が生じたと判断したときとは異なる種別に区別してデータ記憶用メモリ42に記録する構成とすることができる。同構成によると通常運転時の酸素濃縮空気の酸素濃度異常と区別して、再起動後の一定期間内に生じた酸素濃縮空気の酸素濃度の異常を記録できるので、異常履歴調査の際の利便性が向上する。
(Modification 5) In addition to the above modification, when it is determined that an oxygen concentration abnormality has occurred within a certain period after the
(第2の実施形態) (Second Embodiment)
次に、本発明を具体化した吸着式酸素濃縮器の第2の実施形態を図4にしたがって説明する。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態の異常発生時の処理方法を変更したのみの構成であり、機器構成は図1および図2と同じであるため、その説明は省略する。図4についても図3と同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。 Next, a second embodiment of the adsorption oxygen concentrator embodying the present invention will be described with reference to FIG. Note that the second embodiment has a configuration in which the processing method at the time of occurrence of abnormality in the first embodiment is changed, and the device configuration is the same as that in FIGS. 4 will not be described in detail for the same parts as in FIG.
図4はモータ系異常発生時にマイクロコントローラ31が行なう制御をフローチャートにより示した図である。以下図4もあわせて参照し、異常発生時の前後の動作について説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing the control performed by the
当該酸素濃縮器の通常の運転時間が所定時間以上続いた場合(ステップS21)、マイクロコントローラ31は、再起動回数カウンタ37と再起動後運転時間カウンタ36とをリセットする(ステップS22、ステップS23)。異常発生による再起動が長時間行なわれなければ、それまでに発生した異常は根本的理由を有するものであったとは考えられず、故障などが生じていると判断する蓋然性が低いからである。
When the normal operation time of the oxygen concentrator continues for a predetermined time or more (step S21), the
モータ系異常が生じた場合(ステップS24)、まずモータ2の運転を停止する事によりコンプレッサ1の運転を停止する(ステップS25)。次に圧力センサ10によって配管内の圧力が上限値(閾値)以上でないかを確認し(ステップS26)、上限値以上の高圧がかかっていた場合は安全上の問題が生じかねないため酸素濃縮器を停止(ステップS35)させるとともに異常を報知(ステップS36)し、異常履歴をデータ記憶用メモリ42に記録する(ステップS37)。
When a motor system abnormality occurs (step S24), the operation of the
一方、配管内の圧力が上限値未満(ステップS26)であっても、コンプレッサ1の運転を停止直前の酸素濃縮空気の酸素濃度および流量が閾値未満であれば、酸素濃縮器を停止(ステップS35)させるとともに異常を報知(ステップS36)し、異常履歴をデータ記憶用メモリ42に記録する(ステップS37)。供給する酸素濃縮空気の酸素濃度や流量が著しく低い状態のまま運転を継続しても、酸素濃縮器の機能が発揮されず、運転を継続する実益がないためである。またかえって故障の波及や、重大故障の発生、安全上の問題等が起きる蓋然性が生じるためである。
On the other hand, be less than the upper limit value of the pressure in the pipe (step S26), if the operation of the
酸素濃縮空気の酸素濃度および流量が閾値異常の場合であって、前回までの再起動回数が所定値(A)以上であれば(ステップS27)、異常報知手段38を作動させて異常と再起動が続いていることをユーザに知らせる(ステップS29)。根本的な異常原因があると考えられるためである。第1の実施形態と異なり、所定値(B)の設定はなされておらず、再起動回数が多いのみでは、酸素濃縮器を停止させる(ステップS35)とともに異常を報知し(ステップS36)することはない。根本的な異常原因が解決されていないとしても、酸素濃縮空気の酸素濃度および流量が閾値以上であれば、運転を継続する事による利益が大きいからである。ここで、所定値(A)は、異常発生が偶発的原因によるものではなく、根本的原因を有するため連続して起きていると判断しうる回数を算術的・実験的又は経験的に算定し、必要な安全率を見込んで定める。 In the case of oxygen concentration and flow rate of the oxygen enriched air is the threshold value anomaly, if the reboot count up to the previous predetermined value (A) above (step S27), the abnormality and re actuates the abnormality notification means 38 The user is informed that the activation is continuing (step S29). This is because there seems to be a fundamental cause of abnormality. Unlike the first embodiment, the predetermined value (B) is not set, and only when the number of restarts is large, the oxygen concentrator is stopped (step S35) and an abnormality is notified (step S36). There is no. Even fundamental cause of the abnormality is not resolved, if the oxygen concentration and flow rate of the oxygen-enriched air or more threshold values, because large benefits of possible to continue the operation. Here, the predetermined value (A) is calculated arithmetically, experimentally, or empirically as the number of times that the occurrence of abnormality is not due to an accidental cause but has a root cause and can be determined to occur continuously. Determine the necessary safety factor.
更に、前回の異常発生から今回の異常発生までの時間間隔を異常発生間隔計測カウンタ35にて確認する(ステップS30)。当該時間間隔が所定値以下である場合は、更に時間間隔が所定値以下の異常発生が、所定回数以上連続しているかを確認する(ステップS31)。時間間隔が所定値以下で発生した異常が所定回数以上連続して起きていた場合は、酸素濃縮器を停止(ステップS35)させるとともに異常を報知(ステップS36)し、異常履歴をデータ記憶用メモリ(EEPROM)42に記録する(ステップS37)。 Furthermore, the time interval from the occurrence of the previous abnormality to the occurrence of the current abnormality is confirmed by the abnormality occurrence interval measurement counter 35 (step S30). If the time interval is equal to or less than the predetermined value, it is further confirmed whether or not the occurrence of an abnormality with the time interval equal to or less than the predetermined value continues for a predetermined number of times (step S31). If an abnormality that has occurred at a time interval of a predetermined value or less has occurred continuously for a predetermined number of times or more, the oxygen concentrator is stopped (step S35), and the abnormality is notified (step S36), and the abnormality history is stored in the data storage memory. It is recorded in (EEPROM) 42 (step S37).
前回の異常発生から今回の異常発生までの時間間隔が所定値を超えている場合、又は当該異常の連続発生回数が所定回数未満である場合、モータ2の運転を再開する事によりコンプレッサ1を再起動する(ステップS32)。かかる場合にはノイズ等による偶発的異常である可能性が高いためである。その後再起動回数カウンタ37に記憶されている再起動回数を1加算し、再起動後運転時間カウンタ36を作動させ通常運転に戻る。
When the time interval from the previous occurrence of the abnormality to the occurrence of the current abnormality exceeds a predetermined value, or when the number of consecutive occurrences of the abnormality is less than the predetermined number, the
上記第2の実施形態の吸着式酸素濃縮器によれば、以下のような効果を得ることができる。 According to the adsorption oxygen concentrator of the second embodiment, the following effects can be obtained.
(1)上記実施形態では、異常が生じたときはマイクロコントローラ31がコンプレッサ1を停止した後、配管圧力が閾値以上である場合は酸素濃縮器の運転を停止し、異常を報知するので、安全上問題がある故障が生じた場合には確実に運転を停止でき、異常を知らせることができる。
(1) In the above embodiment, after the
(2)コンプレッサ1の運転を停止直前の酸素濃縮空気の酸素濃度および流量が閾値未満であれば、酸素濃縮器を停止させるとともに異常を報知する。そのため実質的に実益がない運転を酸素濃縮器が続け、かえって故障の波及や、重大故障の発生、安全上の問題等が生じることを防止できる。
(2) If the operation of the
(3)更に、再起動回数が所定値(A)以上であればマイクロコントローラ31が異常報知手段を作動させる。そのため、ユーザが何らかの根本的理由を有する異常が発生している可能性につき認識することができ、対応策をとり得る。また、酸素濃縮器の運転は継続しているので、ユーザが即座に不利益を受けることがない。
(3) Furthermore, if the number of restarts is equal to or greater than the predetermined value (A), the
(4)更に、時間間隔が所定値以下で異常が発生し、かつその異常が所定回数以上連続して発生している場合にも、マイクロコントローラ31が吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させる。したがって、偶発的でない異常を放置する事により故障の波及が起きることや、安全上問題が生じることを有効に抑制できる。
(4) Furthermore, even when an abnormality occurs when the time interval is equal to or less than a predetermined value and the abnormality occurs continuously more than a predetermined number of times, the
(5)上記実施形態では、上記(1)(2)(4)のいずれでもない場合は、マイクロコントローラ31がモータ2を再運転することによりコンプレッサ1を再起動するため、酸素濃縮器の運転を継続することができる。したがって、偶発的または故障の波及や安全性に影響のない軽微な故障の際には酸素濃縮器の運転を停止することがない。したがって医療器具たる酸素濃縮器が長時間使えなくなるユーザの不利益を抑制し、故障波及や安全性の問題を生じさせない偶発的異常によるクレームを減少させる事によりメーカのクレーム対応負荷を減少させ、当該酸素濃縮器の信頼性を大きくすることができる。
(5) In the above embodiment, if none of the above (1), (2), and (4) is satisfied, the
なお、上記実施形態においても第1の実施形態に示した(変形例1)〜(変形例5)と同様の変更が可能である。更に以下の(変形例6)に示す変更も可能である。 Also in the above-described embodiment, the same changes as (Modification 1) to (Modification 5) shown in the first embodiment are possible. Furthermore, the changes shown in the following (Modification 6) are also possible.
(変形例6)第2の実施形態においては、再起動回数の所定値(B)を設定しなかったが、第1の実施形態と同様に、再起動回数が所定値(B)を超えた場合、酸素濃縮器を停止させるとともに異常を報知する構成してもよい。かかる場合、酸素濃縮空気の酸素濃度や流量が閾値異常であっても酸素濃縮器が停止することがあり、ユーザの利便性は低下するが、故障の波及の抑制効果や、安全性の向上に利する。 (Modification 6) In the second embodiment, the predetermined value (B) of the number of restarts is not set, but the number of restarts exceeds the predetermined value (B) as in the first embodiment. In this case, the oxygen concentrator may be stopped and an abnormality may be notified. In such a case, there is the oxygen concentration and flow rate of the oxygen enriched air is the oxygen concentrator even thresholds abnormality is stopped, but the convenience of the user decreases, and the effect of suppressing the spread of failure, improved safety Useful.
1 コンプレッサ
2 モータ
3 第1吸着筒
4 第2吸着筒
5 アキュムレータタンク
6 減圧弁
7 流量調整器
10 圧力センサ
11 酸素濃度センサ
12 酸素濃縮空気流量センサ
21,22 吸気弁
23,24 排気弁
31 マイクロコントローラ
32 CPU
33 演算用RAM
34 プログラム格納用ROM
35 異常発生間隔計測カウンタ
36 再起動後運転時間カウンタ
37 再起動回数カウンタ
38 異常報知手段
39 設定操作部
40 各種表示部
41 モータドライバ回路
42 データ記憶用メモリ
DESCRIPTION OF
33 RAM for calculation
34 Program storage ROM
35 Anomaly occurrence
Claims (7)
前記DCブラシレスモータの運転を制御するモータ駆動用ドライバ回路と、
窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した吸着筒とを有し、
前記コンプレッサにより、外気を吸引圧縮し、外気中の窒素を前記吸着筒中の前記吸着剤で除去する事により、相対的に酸素濃度を高めた酸素濃縮空気を供給する吸着式酸素濃縮器において、
少なくとも前記モータ駆動用ドライバ回路の異常と、前記DCブラシレスモータの異常と、前記コンプレッサのその他の異常と、該吸着式酸素濃縮器内の圧力とを検出する異常検出手段と、
異常が発生したことを知らせる異常報知手段と、
前記異常検出手段により検出された結果に基づく判断により該吸着式酸素濃縮器の運転を制御する制御手段とを備え、
前記異常検出手段が前記モータ駆動用ドライバ回路の異常または前記DCブラシレスモータの異常または前記コンプレッサのその他の異常のいずれかを検出したときには、前記制御手段がコンプレッサの運転を停止し、
前記圧力が閾値以上の場合には、該吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させ、
前記圧力が閾値未満の場合には、前記コンプレッサを再起動させることを特徴とする吸着式酸素濃縮器。 A compressor driven by a DC brushless motor;
A motor driving driver circuit for controlling the operation of the DC brushless motor;
An adsorption cylinder filled with an adsorbent that selectively adsorbs nitrogen,
In the adsorption-type oxygen concentrator for supplying oxygen-enriched air having a relatively high oxygen concentration by sucking and compressing outside air by the compressor and removing nitrogen in the outside air with the adsorbent in the adsorption cylinder,
An abnormality detection means for detecting at least an abnormality of the driver circuit for driving the motor, an abnormality of the DC brushless motor, other abnormality of the compressor, and a pressure in the adsorption oxygen concentrator;
An abnormality notification means for informing that an abnormality has occurred;
Control means for controlling the operation of the adsorption oxygen concentrator based on the determination based on the result detected by the abnormality detection means,
When the abnormality detecting means detects any of the abnormality of the driver circuit for driving the motor or the abnormality of the DC brushless motor or other abnormality of the compressor, the control means stops the operation of the compressor,
If the pressure is not less than the threshold value activates the abnormality notification means together for stopping the operation of the adsorber type oxygen concentrator,
If the pressure is less than the threshold value, the adsorption type oxygen concentrator, characterized in that to restart the compressor.
前記制御手段が、運転開始からコンプレッサが再起動された回数を測定する再起動回数計測装置を備え、
前記再起動回数計測装置に記録された再起動回数が所定回数以上である場合には、
前記制御手段が、前記異常報知手段を作動させることを特徴とする吸着式酸素濃縮器。 The adsorption oxygen concentrator according to claim 1,
The control means comprises a restart number measuring device for measuring the number of times the compressor has been restarted from the start of operation,
When the number of restarts recorded in the restart number measuring device is a predetermined number or more,
The adsorption oxygen concentrator, wherein the control means operates the abnormality notifying means.
前記再起動回数計測装置に記録された再起動回数が、前記所定回数より大きい第2の所定回数を超えた場合、
前記制御手段が、該吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させることを特徴とする吸着式酸素濃縮器。 The adsorption oxygen concentrator according to claim 2,
When the restart count recorded in the restart count measuring device exceeds a second predetermined count greater than the predetermined count,
The adsorption oxygen concentrator, wherein the control means stops the operation of the adsorption oxygen concentrator and activates the abnormality notification means.
前記異常検出手段が、酸素濃縮空気の酸素濃度および酸素濃縮空気流量を更に検出し、
前記コンプレッサの前記停止直前の前記酸素濃縮空気の酸素濃度または前記酸素濃縮空気の流量が閾値以下である場合にも、
前記制御手段が該吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させることを特徴とする吸着式酸素濃縮器。 In the adsorption type oxygen concentrator described in any one of claims 1 to 3,
The abnormality detecting means further detects the oxygen concentration of the oxygen-enriched air and the flow rate of the oxygen-enriched air;
Even when the oxygen concentration or flow rate of said oxygen enriched air of the oxygen-enriched air in the stop just before the compressor is less than the threshold value,
The adsorption oxygen concentrator characterized in that the control means stops the operation of the adsorption oxygen concentrator and activates the abnormality notification means.
前記制御手段が、異常発生の時間間隔を測定する異常発生間隔計測装置を更に備え、
前記時間間隔が所定値以下で異常が発生し、かつその異常が所定回数以上連続して発生している場合にも、
前記制御手段が、前記該吸着式酸素濃縮器の運転を停止させるともに前記異常報知手段を作動させることを特徴とする吸着式酸素濃縮器。 In suction Chakushiki oxygen concentrator described in any one of claims 1 to 4,
The control means further comprises an abnormality occurrence interval measuring device that measures an abnormality occurrence time interval,
Even when the time interval is not more than a predetermined value and an abnormality has occurred, and the abnormality has occurred continuously for a predetermined number of times,
The adsorption oxygen concentrator, wherein the control means stops the operation of the adsorption oxygen concentrator and activates the abnormality notification means.
再起動後の一定期間内においては、前記酸素濃縮空気の前記酸素濃度にかかわらず、
前記制御手段が前記コンプレッサの運転を継続させることを特徴とする吸着式酸素濃縮器。 The adsorption-type oxygen concentrator according to claim 4 or 5, wherein if the oxygen concentration of the oxygen-enriched air is equal to or less than a predetermined value, it is determined that an oxygen concentration abnormality has occurred, and the control means stops the operation of the compressor. In
Within a certain period after restart, regardless of the oxygen concentration of the oxygen enriched air,
The adsorption oxygen concentrator, wherein the control means continues the operation of the compressor.
異常発生時に異常の種別を記録する記録手段を更に備え、
前記制御手段が、前記一定期間内に前記酸素濃度異常が生じたと判断したときは、前記一定期間外に前記酸素濃度異常が生じたと判断したときとは異なる種別に区別して前記記録手段に記録することを特徴とする吸着式酸素濃縮器。 The adsorption oxygen concentrator according to claim 6,
It further comprises recording means for recording the type of abnormality when an abnormality occurs,
When the control means determines that the oxygen concentration abnormality has occurred within the predetermined period, it is recorded in the recording means by distinguishing it from a different type from when it is determined that the oxygen concentration abnormality has occurred outside the predetermined period. An adsorptive oxygen concentrator.
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