便攜式氧氣濃縮器的制造方法
【專利摘要】一種用于濃縮氧氣的方法和系統(tǒng)，包括被配置成產(chǎn)生富含氧氣的氣體的供應(yīng)的氧氣濃縮子系統(tǒng)，被配置成使富含氧氣的氣體與呼吸回路相通以便運(yùn)送到受治療者氣管的氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)，以及被配置成充當(dāng)用于氧氣濃縮子系統(tǒng)以及氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)的單獨(dú)的電源的一個(gè)或多個(gè)電池，其中比值ROW被確定為：ROW＝（O2輸出）/氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中O2輸出為氧氣濃縮系統(tǒng)的最大連續(xù)氧氣輸出，以及其中比值ROW大于約0.19lpm/lbs。
【專利說明】便攜式氧氣濃縮器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本專利申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§ 119 (e)要求享有2011年9月13日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/533，874的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過參考而被結(jié)合在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種用于提供氧氣的系統(tǒng)和方法，并且特別涉及一種便攜及有效的設(shè)備，用于通過從空氣吸附來濃縮氧氣，以及一種用于使用這種設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]遭受肺部疾病的患者通常需要補(bǔ)充的氧氣來提高他們的舒適度和/或生命質(zhì)量。靜止的氧氣源是可以獲得的，例如醫(yī)院或者可以將氧氣提供給患者的其它設(shè)施中的氧氣管路。為了允許某些移動(dòng)性，可以提供純氧和/或濃縮氧氣的氣罐，患者可以攜帶或者以其它方式帶上，例如在拉車上。然而，這種氣罐具有有限的體積以及大且笨重，限制了患者的移動(dòng)能力。
[0005]已經(jīng)提出便攜式裝置，其從環(huán)境空氣濃縮氧氣來提供補(bǔ)充氧氣。例如美國專利N0.5，531，807，6，520，176，6，764，534，7，368，005，7，402，193，7，794522，以及 7，837，761
公開了便攜式氧氣濃縮器，該 濃縮器使氮?dú)鈴沫h(huán)境空氣中分離并且將可被存儲(chǔ)在氣罐內(nèi)的濃縮氧氣流運(yùn)送到患者或者直接運(yùn)送到患者。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的目標(biāo)是提供一種氧氣濃縮系統(tǒng)，包括:氧氣濃縮子系統(tǒng)，其被配置成實(shí)施吸附作用從而產(chǎn)生富含氧氣的氣體流；氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)，其被配置成使富含氧氣的氣體從氧氣濃縮子系統(tǒng)通向呼吸回路以便運(yùn)送到受治療者的氣管；一個(gè)或多個(gè)電池，其被配置成充當(dāng)用于氧氣濃縮系統(tǒng)的唯一電源；以及外殼，其被配置成容納氧氣濃縮子系統(tǒng)、氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)以及一個(gè)或多個(gè)電池，其中比值Row被確定為:RoW = (O2輸出)/外殼內(nèi)容納的氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中O2輸出為氧氣濃縮系統(tǒng)的最大連續(xù)氧氣輸出，并且其中比值Row大于約0.181pm/lbs。
[0007]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)方面是提供一種使用氧氣濃縮系統(tǒng)濃縮氧氣的方法。該方法包括:從環(huán)境空氣產(chǎn)生壓縮空氣的供應(yīng)；從壓縮空氣的供應(yīng)產(chǎn)生富含氧氣的氣體的供應(yīng)；使富含氧氣的氣體從產(chǎn)生的富含氧氣的氣體的供應(yīng)通向呼吸回路以便運(yùn)送到受治療者的氣管，其中比值Rm被確定為-Mow = (O2輸出)/氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中O2輸出為通向呼吸回路的最大連續(xù)氧氣，并且其中比值Rw大于約0.181pm/lbs。
[0008]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)方面是提供一種氧氣濃縮系統(tǒng)，其被配置成濃縮氧氣，該系統(tǒng)包括:氧氣濃縮裝置，用于產(chǎn)生富含氧氣的氣體的供應(yīng)；氧氣運(yùn)送裝置，用于使富含氧氣的氣體從氧氣濃縮裝置相通以便運(yùn)送到受治療者的氣管；電源裝置，用于將便攜式電力供應(yīng)到氧氣濃縮裝置以及氧氣運(yùn)送裝置；以及外殼裝置，其被配置成容納氧氣濃縮裝置、氧氣運(yùn)送裝置、以及電源裝置，其中比值Rw被確定為:‘ =(O2輸出)/外殼裝置內(nèi)容納的氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中O2輸出為氧氣運(yùn)送裝置相通的最大連續(xù)氧氣，并且其中比值Row大于約0.181pm/lbs。
[0009]在參考附圖理解接下來的描述以及所附權(quán)利要求之后，本實(shí)施例的這些及其它目標(biāo)、特征以及特性，以及結(jié)構(gòu)相關(guān)元件和零件組合的操作方法和功能性以及制造的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)變得清楚，所有這些內(nèi)容形成了本說明書的一部分，其中各個(gè)附圖中類似的附圖標(biāo)記代表對(duì)應(yīng)的部件。然而可以清楚理解的是，附圖僅僅用于解釋和描述的目的并且并非作為任何界限的限定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧氣濃縮系統(tǒng)(為了清楚緣故，壓縮機(jī)、空氣進(jìn)口過濾器、篩床、儲(chǔ)氣罐以及控制器沒有顯示出來)的側(cè)部橫截面視圖；
[0011]圖2示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧氣濃縮系統(tǒng)；
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧氣濃縮系統(tǒng)的支撐元件(或者中央機(jī)架)的后視圖，該支撐元件具有整體形成的上部(氧氣)歧管和下部(空氣)歧管；
[0013]圖4A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第一側(cè)表面的透視圖；
[0014]圖4B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第二側(cè)表面的透視圖，其中支撐元件具有整體形成的歧管和它們各自的覆蓋元件；
[0015]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第二側(cè)表面的另一個(gè)透視圖，其上附接有空氣控制閥；
[0016]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第二側(cè)表面的局部透視圖，其上附接有止回閥；
[0017]圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第一側(cè)表面的透視圖，其上附接有氧氣側(cè)平衡閥；
[0018]圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第一側(cè)表面的另一個(gè)透視圖，其上附接有空氣進(jìn)口過濾器；
[0019]圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第一側(cè)表面的另一個(gè)透視圖，其上附接有壓縮機(jī)；
[0020]圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第一側(cè)表面的另一個(gè)透視圖，其中通到壓縮機(jī)的管路以及從壓縮機(jī)通到空氣歧管的管路附接至支撐元件；
[0021]圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第一側(cè)表面的另一個(gè)透視圖，其上附接有出口空氣過濾器以及消音器；
[0022]圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第一側(cè)表面的另一個(gè)透視圖，其上附接有隔首罩；
[0023]圖13顯示了 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐元件的第一側(cè)表面的另一個(gè)透視圖，其上附接有篩床；
[0024]圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧氣濃縮系統(tǒng)的外殼以及其上設(shè)置有儲(chǔ)氣罐、閥以及控制器的支撐元件的透視圖；以及
[0025]圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧氣濃縮系統(tǒng)的外殼以及支撐元件的另一個(gè)透視圖，
[0026]圖16顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的濃縮氧氣的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如在此所使用，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“該”也包括復(fù)數(shù)個(gè)指代物，除非行文中清楚地表達(dá)出相反的意思。如在此所使用，兩個(gè)或多個(gè)零件或部件進(jìn)行“聯(lián)接”的表達(dá)方式指的是零件相結(jié)合或者共同地操作，無論直接地還是間接地，即通過一個(gè)或多個(gè)中間零件或部件，只要發(fā)生聯(lián)系。如在此所使用，“直接地聯(lián)接”指的是兩個(gè)元件直接地彼此接觸。如在此所使用，“固定地聯(lián)接”或者“固定的”指的是兩個(gè)部件進(jìn)行聯(lián)接，從而作為一體進(jìn)行移動(dòng)，同時(shí)彼此相對(duì)保持恒定的定向。
[0028]如在此所使用，術(shù)語“單一的”指的是部件被生成為單一件或單元。也就是說，包括單獨(dú)生成以及隨后聯(lián)接到一起的小件的部件并非“單一的”部件或者主體。如在此所使用，兩個(gè)或多個(gè)零件或部件彼此“接合”應(yīng)當(dāng)指的是零件向著彼此施加作用力，無論是直接地還是通過一個(gè)或多個(gè)中間零件或部件。如在此所使用，術(shù)語“數(shù)量”指的是一個(gè)或者大于一個(gè)(即多個(gè))的整數(shù)。
[0029]在此使用的方向性用語，如(例如且非限制性)頂、底、左、右、上、下、前、后以及它們的派生詞涉及到附圖中所示元件的定向并且沒有對(duì)權(quán)利要求產(chǎn)生限制，除非在權(quán)利要求中明確地表述。
[0030]圖1-4B顯示了氧氣濃縮系統(tǒng)10的示例性實(shí)施例。氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括被配置成實(shí)施吸附作用從而產(chǎn)生富含氧氣的氣體的供應(yīng)的氧氣濃縮子系統(tǒng)13、被配置成使富含氧氣的氣體從氧氣濃縮子系統(tǒng)通向呼吸回路以便運(yùn)送到受治療者氣管的氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)11、設(shè)置在電池隔間361中的一個(gè)或多個(gè)電池361A、以及被配置成容納氧氣濃縮子系統(tǒng)13、氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)11、以及 一個(gè)或多個(gè)電池361A的外殼，其中一個(gè)或多個(gè)電池361A被配置成充當(dāng)用于氧氣濃縮系統(tǒng)10的唯一電源。電池361A在圖1中被顯示成單個(gè)部件并非作為限制性示例。
[0031]氧氣濃縮子系統(tǒng)13可包括壓縮機(jī)14、一個(gè)或多個(gè)篩床12和/或其它部件中的一個(gè)或多個(gè)，篩床12被配置成將氮?dú)鈴目諝庵形綇亩沟煤Y床產(chǎn)生富含氧氣的氣體，該篩床包括第一端口 32和第二端口 34。壓縮機(jī)14可被配置成將受壓空氣運(yùn)送到一個(gè)或多個(gè)篩床12的第一端口 32。氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)11可包括下述部件中的一個(gè)或多個(gè):儲(chǔ)氣罐18，其被配置成存儲(chǔ)從一個(gè)或多個(gè)篩床12出來的富含氧氣的氣體；支撐元件250，其可形成中央機(jī)架或框架，支撐元件定位在外殼59中并且被配置成支撐壓縮機(jī)14、篩床12以及儲(chǔ)氣罐18 (如果有的話)；在其中提供多個(gè)通道67的空氣歧管16，其至少部分地限定出在壓縮機(jī)14與一個(gè)或多個(gè)篩床12的第一端口 32之間相通的進(jìn)口空氣通路64-68 ;以及在其中提供多個(gè)通道67的氧氣運(yùn)送歧管102，其至少部分地限定出通路108，用于將富含氧氣的氣體運(yùn)送到用戶?？諝馄绻?6和氧氣運(yùn)送歧管102可與支撐元件250整體地形成。氧氣濃縮系統(tǒng)的用戶在此可以互換地被稱為受治療者。
[0032]可選地，氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括一個(gè)或多個(gè)附加部件，例如一個(gè)或多個(gè)止回閥、過濾器、傳感器、附加的電力能量源(未示出)、和/或其它部件，這些部件中的至少一部分可被聯(lián)接到控制器22 (和/或一個(gè)或多個(gè)附加控制器，同樣沒有顯示)，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。可以理解的是，術(shù)語“空氣流”、“空氣”、或者“氣體”可以通用地在此使用，即便所涉及的特定流體可以是環(huán)境空氣、受壓氮?dú)?、濃縮氧氣、或者類似物。
[0033]如圖1中所示，氧氣濃縮系統(tǒng)10的外殼59包括多個(gè)壁部61，其可限定出氧氣濃縮系統(tǒng)10的外部結(jié)構(gòu)表面。多個(gè)壁部61可包括一對(duì)側(cè)壁63 (圖14和15)、前壁65、頂壁71、底壁69、以及后壁67。多個(gè)壁部61可限定出氧氣濃縮器10的容積。氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括連接到至少一個(gè)壁部61 (例如頂壁71)的攜帶把手73，從而使得氧氣濃縮系統(tǒng)10能夠被運(yùn)輸。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，外殼59可由至少兩個(gè)配合的外殼兀件59A和59B形成,所述外殼元件相互協(xié)作從而在其中限定出中空內(nèi)部75。外殼59的中空內(nèi)部75可容納氧氣濃縮系統(tǒng)10的支撐元件250、篩床12、儲(chǔ)氣罐18、壓縮機(jī)14以及其它部件中的一個(gè)或多個(gè)。第一配合外殼元件59A包括前壁65、以及側(cè)壁63的至少一部分、底壁69、頂壁71、以及攜帶把手73，而第二配合元件59B包括后壁67、以及側(cè)壁63的至少一部分、底壁69、頂壁71以及攜帶把手73。第一配合外殼元件59A和第二配合外殼元件59B可使用任意已知的附接機(jī)構(gòu)而彼此連接，例如使用緊固件。在另一個(gè)實(shí)施例中，支撐元件250 (其上附接有氧氣濃縮系統(tǒng)10的部件)被首先連接到配合外殼元件59B，以及配合外殼元件59B和支撐元件250的組件被隨后連接到配合外殼元件59A。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，側(cè)壁63和/或底壁69可包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口開口 160 (圖14和15)，所述開口可與氧氣濃縮系統(tǒng)10的中空內(nèi)部75相通。進(jìn)口開口 160被配置成允許環(huán)境空氣容易地經(jīng)過進(jìn)口開口 160，但是防止大的物體經(jīng)過。
[0036]參考圖1、3_5以及14-15，可形成中央機(jī)架或框架的支撐元件250可被配置成支撐氧氣濃縮系統(tǒng)10的壓縮機(jī)14、篩床12、儲(chǔ)氣罐18和/或其它部件中的一個(gè)或多個(gè)。其上附接有氧氣濃縮系統(tǒng)10的壓縮機(jī)14、篩床12、儲(chǔ)氣罐18和/或其它部件的支撐元件250以處于中心的方式設(shè)置在外殼59的中空內(nèi)部75中。
[0037]支撐元件250可由任意工`程級(jí)別材料形成，例如塑料，如ABS、聚碳酸酯、或者復(fù)合材料。支撐元件250可通過注射成型以及類似工藝制成。在另一實(shí)施例中，支撐元件250可由鋁材料或者適用于機(jī)加工或者鑄造的任意其它材料制成。認(rèn)識(shí)到，用于形成支撐元件250或者氧氣濃縮器10的任意其它部件的材料會(huì)大幅地改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的總重量。這種重量的變化會(huì)繼而改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的包括總重量在內(nèi)的任意特性比。
[0038]參考圖3-5以及14-15，其上附接有氧氣濃縮系統(tǒng)10的壓縮機(jī)14、篩床12、儲(chǔ)氣罐18和/或其它部件(例如控制器22、閥等)的支撐元件250可首先使用緊固件而附接到例如配合外殼元件59A。為了將支撐元件250附接到配合外殼元件59A，緊固件可以安裝穿過附接元件393中的孔391。隨后，配合外殼元件59A連同支撐元件250 (以及附接于其上的氧氣濃縮系統(tǒng)10的部件)可使用緊固件附接到配合的外殼元件59B。為了將配合外殼元件59A附接到配合外殼元件59B，緊固件可以安裝穿過支撐元件250的附接元件419中的孔417。具有孔391的附接元件393被顯示在圖4A中，而具有孔417的附接元件419被顯示在圖4B中。在一個(gè)實(shí)施例中，附接元件393和附接元件419與支撐元件250整體地形成或者模制而成。
[0039]氧氣濃縮系統(tǒng)10的支撐元件250具有第一側(cè)表面251和第二側(cè)表面253。支撐元件250的第一側(cè)表面251被顯不在圖4A和7_13中，而支撐兀件的第二側(cè)表面253被顯不在圖3和4B中。壓縮機(jī)14和篩床12可被定位在支撐元件250的第一側(cè)表面251上，而儲(chǔ)氣罐18和空氣控制閥20中的一個(gè)或多個(gè)可被定位在支撐元件250的第二側(cè)表面253上。
[0040]如圖3和4B所示，空氣歧管16可整體地形成在支撐元件250的下部373以及氧氣運(yùn)送歧管102可整體地形成在支撐元件250的上部371。整體地形成空氣歧管16和氧氣運(yùn)送歧管102能夠避免對(duì)于分離且獨(dú)立的部件(這些部件通常用作氣動(dòng)歧管)，加上相關(guān)的管道、閥等中的至少一些的需要。整體形成氣動(dòng)歧管可降低氧氣濃縮系統(tǒng)10的總重量和/或總體積中的一個(gè)或者兩者均降低。在一個(gè)實(shí)施例中，空氣歧管16和氧氣運(yùn)送歧管102整體地形成在支撐元件250的第二側(cè)表面253上。[0041]如下面所述，空氣歧管16可包括用于空氣進(jìn)入到一個(gè)或多個(gè)篩床12中的進(jìn)口空氣通路64和66并且包括用于氮?dú)獗慌懦龅揭粋€(gè)或多個(gè)篩床12之外進(jìn)入到大氣中的出口通路68。氧氣運(yùn)送歧管102可包括通路108，用于富含氧氣的氣體從一個(gè)或多個(gè)篩床12的第二端口 34到儲(chǔ)氣罐18。氧氣運(yùn)送歧管102還包括通路108和通路109，用于富含氧氣的氣體從儲(chǔ)氣罐18到呼吸回路111，用于將富含氧氣的氣體運(yùn)送到用戶。在部分實(shí)施例中，氧氣濃縮系統(tǒng)10可不包括儲(chǔ)氣罐，以及由此使富含氧氣的氣體從一個(gè)或多個(gè)篩床通向呼吸回路11，用于將氧氣運(yùn)送到用戶。在部分實(shí)施例中，呼吸回路111可包括鼻套管。
[0042]圖4A顯示了支撐元件250的第一側(cè)表面251的透視圖。第一側(cè)表面251上的凹部159被配置成將進(jìn)口空氣過濾器162 (在圖8中顯示并參考圖8進(jìn)行描述)接收在其中。支架元件165 (在圖9中顯示并參考圖9進(jìn)行描述)可被用于將壓縮機(jī)14定位在支撐元件250上。支架元件165可使用緊固件附接到支撐元件250，該緊固件被安裝穿過支撐元件250的附接元件395中的孔。在一個(gè)實(shí)施例中，附接元件395與支撐元件250整體地形成或者模制而成。
[0043]來自于壓縮機(jī)14的壓縮空氣可通過第一壓縮空氣通路元件407進(jìn)入到空氣歧管16的壓縮機(jī)出口通路64中。也就是說，具有穿過其中的開口 409的第一壓縮空氣通路元件407被配置成將壓縮空氣從壓縮機(jī)出口端部14D(并且穿過通路元件14A-C，在圖10中顯示并參考圖10進(jìn)行描述)指引或者引導(dǎo)到空氣歧管16的壓縮機(jī)出口通路64。在部分實(shí)施例中，第一壓縮空氣通路元件407可與支撐元件250整體地形成或者模制而成。
[0044]—個(gè)或多個(gè)篩床12可使用緊固件附接到支撐元件250的側(cè)表面251，該緊固件被安裝穿過支撐元件250的附接元件397中的孔。
[0045]來自于空氣歧管16的篩床進(jìn)口通路66的壓縮空氣可通過第二壓縮空氣通路元件403而進(jìn)入到一個(gè)或多個(gè)篩床12的第一端口 32中。也就是說，具有穿過其中的開口 405的第二壓縮空氣通路元件403被配置成將壓縮空氣從空氣歧管16的篩床進(jìn)口通路66指引和引導(dǎo)到一個(gè)或多個(gè)篩床12的第一端口 32。
[0046]來自于一個(gè)或多個(gè)篩床12的第二端口 34的氧氣可穿過氧氣通路元件399而進(jìn)入到氧氣運(yùn)送歧管102中。也就是說，具有穿過其中的開口 401的氧氣通路元件399被配置成將來自于一個(gè)或多個(gè)篩床12的第二端口 34的氧氣指引或引導(dǎo)到氧氣運(yùn)送歧管102中。在部分實(shí)施例中，氧氣通路元件399和/或一組第二壓縮空氣通路元件403可與支撐元件250整體地形成或者模制而成。
[0047]支撐元件250的第一側(cè)表面251還包括消音器附接部411、空氣過濾器附接部413、氧氣側(cè)平衡閥附接部415，它們被配置成接收消音器377 (圖11)、空氣過濾器124 (圖11)以及氧氣側(cè)平衡閥83 (圖7)并且將消音器377、空氣過濾器124和氧氣側(cè)平衡閥83附接到支撐元件250。通過下面的描述，消音器377、空氣過濾器124和氧氣側(cè)平衡閥83的結(jié)構(gòu)和操作將會(huì)清楚。
[0048]圖4B顯示了支撐元件250的第二側(cè)表面253的透視圖?？諝馄绻?6 (如圖2、3和4B中所示)可以在其中限定多個(gè)通路66-68?？諝馄绻?6可包括通道67，其至少部分地限定出壓縮機(jī)出口通路64、篩床進(jìn)口通路66、以及排氣通路68。
[0049]氧氣運(yùn)送歧管102可被設(shè)置用于將氧氣和/或富含氧氣的氣體從一個(gè)或多個(gè)篩床12運(yùn)送到儲(chǔ)氣罐18(如果存在的話)，和/或隨后運(yùn)送到呼吸回路111以便運(yùn)送到氧氣濃縮系統(tǒng)10的用戶。氧氣運(yùn)送歧管102可包括通道67，其至少部分地限定出通路108、109 (圖2)，用于與涉及到將氧氣和/或富含氧氣的氣體運(yùn)送到受治療者的部件相通。在一個(gè)實(shí)施例中，空氣歧管16和氧氣運(yùn)送歧管102的通道67可與支撐元件250整體地形成或者模制--? 。
[0050]空氣歧管16和氧氣運(yùn)送歧管102可由任意工程級(jí)別材料形成，例如塑料，如ABS、聚碳酸酯、或者復(fù)合材料?？諝馄绻?6和氧氣運(yùn)送歧管102可通過注射成型以及類似工藝制成。認(rèn)識(shí)到，用于空氣歧管16和氧氣運(yùn)送歧管102或者氧氣濃縮器10的任意其它部件的材料選擇會(huì)大幅地改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的總重量。這種重量的變化會(huì)繼而改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的包括總重量在內(nèi)的任意特性比。
[0051]支撐元件250的第二側(cè)表面253上的附接元件423可被配置成將儲(chǔ)氣罐18(如果存在的話)支撐和/或附接到支撐元件250的第二側(cè)表面253。在一個(gè)實(shí)施例中，底座、條帶或支撐件(未示出)可將儲(chǔ)氣罐18固定至氧氣濃縮系統(tǒng)10。例如，這種底座、條帶或支撐件可穿過附接元件423的孔425，從而將儲(chǔ)氣罐18緊固到氧氣濃縮系統(tǒng)10。
[0052]支撐元件250的`第二側(cè)表面253上的附接元件427被配置成將控制器22支撐和附接到支撐元件250的第二側(cè)表面253。在一個(gè)實(shí)施例中，附接元件427和423可與支撐元件250整體地形成或者模制而成。
[0053]支撐元件250的第二側(cè)表面253可包括挖除部，其允許管狀通路元件(未示出)通過。例如，管狀通路元件被配置成將氧氣從空氣過濾器124指引或引導(dǎo)到超壓釋放閥121，如下面詳細(xì)所述。
[0054]第二側(cè)表面253上的凹部421被配置成將排氣扇(未示出)接收在其中。排氣扇被配置成將排出空氣(通常為濃縮氮?dú)?從排出通路68向著氧氣濃縮系統(tǒng)10內(nèi)部的控制器22或者其它電子器件引導(dǎo)，例如用于冷卻電子器件。
[0055]在一個(gè)實(shí)施例中，附接元件393、395、397、419、423以及427，第一壓縮空氣通路元件407，氧氣通路元件399，以及第二壓縮空氣通路元件403全部由與支撐元件250的剩余部分相同的材料形成。在部分實(shí)施例中，空氣歧管16和氧氣運(yùn)送歧管102由與支撐元件250的剩余部分相同的材料形成。
[0056]氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括空氣歧管覆蓋元件431，其被配置成與空氣歧管16的多個(gè)通道67協(xié)作從而限定出空氣歧管16的通路64-68。也就是說，空氣歧管覆蓋元件431可被配置成與支撐元件250的(空氣歧管覆蓋元件431的)通道67相互鎖定，從而限定出通路64-68。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示以及針對(duì)圖5所解釋，空氣歧管覆蓋元件431的上表面433可被配置成將一組空氣控制閥20 (圖5)支撐在其上面。[0057]氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括氧氣運(yùn)送歧管覆蓋元件435，其被配置成與氧氣運(yùn)送歧管102的多個(gè)通道67協(xié)作從而限定出通路108。也就是說，氧氣運(yùn)送歧管覆蓋元件435可被配置成與支撐元件250的(氧氣運(yùn)送歧管102的)通道67相互鎖定，從而限定出通路108。在部分實(shí)施例中，如圖6所示以及針對(duì)圖6所解釋，氧氣運(yùn)送歧管覆蓋元件435的上表面437可被配置成將一對(duì)止回閥110 (圖6)接收在其中。
[0058]在部分實(shí)施例中，空氣歧管覆蓋元件431和氧氣運(yùn)送歧管覆蓋元件435可由與支撐元件250的剩余部分相同的材料形成。
[0059]如圖2和5所示，一組空氣控制閥20能夠形成穿過在空氣歧管16的內(nèi)部通路66-68中的一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)路徑?？諝饪刂崎y20可與空氣歧管16流體相通?？刂破?2可被聯(lián)接到空氣控制閥20，用于選擇性地打開和關(guān)閉空氣控制閥20，從而控制經(jīng)過空氣歧管16的空氣流。也就是說，空氣控制閥20可被選擇性地打開和關(guān)閉，從而提供從壓縮機(jī)出口通路64到篩床進(jìn)口通路66和/或從篩床進(jìn)口通路66到排出通路68的流體路徑。例如，當(dāng)供應(yīng)空氣控制閥20AS打開的時(shí)候，可以限定出從壓縮機(jī)14、經(jīng)過壓縮機(jī)出口通路64和空氣控制閥20AS、進(jìn)入到篩床12中的流體路徑。當(dāng)排出空氣控制閥20BE打開的時(shí)候，可限定出從篩床12B、經(jīng)過篩床進(jìn)口通路66B以及空氣控制閥20BE、以及進(jìn)入到排出通路68中的流體路徑。如上面所提到，一組空氣控制閥20使用緊固件附接到空氣歧管覆蓋元件431的上表面433。
[0060]圖2和6顯示了止回閥110。止回閥110可簡(jiǎn)單地為壓力致動(dòng)閥。止回閥110可簡(jiǎn)單地為彈簧偏壓閥，其根據(jù)穿過閥的壓力差而在一個(gè)方向上打開，例如傳統(tǒng)的傘形閥。當(dāng)氧氣運(yùn)送歧管102被安裝到到篩床12以及儲(chǔ)氣罐18或者靠近篩床12以及儲(chǔ)氣罐18安裝的時(shí)候，止回閥110提供了從一個(gè)或多個(gè)篩床12到氧氣運(yùn)送通路108中的單向流動(dòng)路徑。在部分實(shí)施例中，氧氣運(yùn)送通路108可通過開口 112而與儲(chǔ)氣罐18直接地以及連續(xù)地相通(圖 2)。
[0061]在一個(gè)實(shí)施例中，止回閥110可包括止回盤113和定位成相對(duì)于止回盤113進(jìn)行覆蓋的止回閥蓋115，所述止回盤113被接收在氧氣運(yùn)送歧管覆蓋元件435的上表面437上形成的空間439內(nèi)。止回閥110可使用緊固件而被附接到氧氣運(yùn)送歧管覆蓋元件435的上表面437。止回閥110可與氧氣運(yùn)送歧管102流體相通。止回閥110還可包括O形環(huán)451，其被配置成與氧氣運(yùn)送歧管覆蓋元件435的上表面437上的槽449的邊緣447形成密封接
八
口 ο
[0062]如圖2和6中所示，氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括清空孔口 81 (圖5和6)，所述孔口可在一個(gè)或多個(gè)篩床12的第二端口 34之間提供直接相通的通路?？蛇x地，O形環(huán)453可被配置成與氧氣運(yùn)送歧管覆蓋元件435的上表面437的槽457的邊緣455形成密封接合。在部分實(shí)施例中，清空孔口 81可保持連續(xù)地打開，由此提供了通路，用于氧氣從一個(gè)篩床12經(jīng)過到達(dá)另一個(gè)篩床，同時(shí)一個(gè)篩床12被充氣以及另一個(gè)被清空。在所示實(shí)施例中，如圖2中所示，清空孔口 81可被設(shè)置在止回閥110的上游?？梢园谘鯕鉂饪s系統(tǒng)10中的示例性清空孔口的附加信息可以在美國專利N0.7，794，522中找到，該專利的整個(gè)公開通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0063]圖2和6顯示了氧氣運(yùn)送閥19。氧氣運(yùn)送閥19可以是經(jīng)由運(yùn)送管路21而與儲(chǔ)氣罐18 (如果存在的話)相通的比例閥?？刂破?2從傳感器接收輸入，所述傳感器包括但不限于壓力傳感器120或122、氧氣傳感器118和/或流量傳感器23。控制器被配置根據(jù)從傳感器接收的輸入而控制氧氣運(yùn)送閥19何時(shí)完全打開、何時(shí)完全關(guān)閉或者何時(shí)部分打開，以及氧氣運(yùn)送閥19打開的程度。在一個(gè)實(shí)施例中，氧氣運(yùn)送閥19是可調(diào)節(jié)流閥。例如，氧氣運(yùn)送閥19是壓電閥，例如由Festo (零件或模型編號(hào):VEMR-B-6-13-D6-W4-22X5-R5)制造的壓電閥。壓電閥通常消耗低能量，由此延長了氧氣濃縮系統(tǒng)10的電池壽命。認(rèn)識(shí)到，氧氣濃縮系統(tǒng)10中使用的電力和/或電子特性和/或選擇可以大幅地改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的功耗以及由此改變電池壽命。這種改變繼而會(huì)改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的包括功耗和/或電池壽命在內(nèi)的任意特性比。
[0064]流量傳感器23與運(yùn)送管路21相聯(lián)系并且被配置成測(cè)量流經(jīng)運(yùn)送管路21的氧氣的瞬時(shí)質(zhì)量流量以及向氧氣運(yùn)送閥19提供反饋。在一個(gè)實(shí)施例中，流量傳感器23是質(zhì)量流量傳感器，例如由Honeywell (零件或模型編號(hào):AWM92100V)制造的流量傳感器或者由Festo (零件或模型編號(hào):1238841)制造的流量傳感器。
[0065]圖2和7顯示了氧氣側(cè)平衡閥83。氧氣側(cè)平衡閥83被配置成平衡篩床(例如篩床12A和篩床12B)中的床壓力。在一個(gè)或多個(gè)篩床12的壓力循環(huán)期間，篩床12A中的壓力可高于篩床12B中的壓力，這表示篩床沒有平衡。在這種情況下，氧氣平衡閥83可被操作(打開)從而從篩床12A釋放部分壓力以及將壓力提供到篩床12B，例如在壓縮機(jī)14從篩床12A切換到篩床12B從而將壓縮空氣供應(yīng)到篩床12B之前。當(dāng)壓縮機(jī)開始將壓縮空氣供應(yīng)到篩床12B的時(shí)候，將部分壓力從篩床12A轉(zhuǎn)移到篩床12B允許篩床12B處于一定中間壓力(而不是處于零壓力)。由于氧氣側(cè)平衡閥83允許篩床12B處于一定中間壓力(而不是處于零壓力)，因此氧氣側(cè)平衡閥83使效率達(dá)到最大,例如降低氧氣濃縮系統(tǒng)10的功耗。認(rèn)識(shí)到，氧氣濃縮系統(tǒng)10中使用的電力和/或電子特性和/或選擇可以大幅地改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的功耗以及由此改變電 池壽命。這種改變繼而改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的包括功耗和/或電池壽命在內(nèi)的任意特性比。
[0066]支撐元件250的側(cè)表面251上的氧氣側(cè)平衡閥附接部415被配置成接收氧氣側(cè)平衡閥83并且將氧氣側(cè)平衡閥83附接到支撐元件250。氧氣側(cè)平衡閥83可與氧氣運(yùn)送歧管102流體相通。
[0067]進(jìn)口空氣過濾器162可被設(shè)置成在環(huán)境空氣進(jìn)入到壓縮機(jī)14之前將被吸入到進(jìn)口開口 160(圖14和15)中的灰塵或者其它顆粒移除。如圖8中所示，進(jìn)口空氣過濾器162可被定位在支撐元件250的第一側(cè)表面251上的凹部159中并且可通過任意附接機(jī)構(gòu)(例如緊固件)而被附接到支撐元件的第一側(cè)表面251。
[0068]壓縮機(jī)14可以是能夠?qū)h(huán)境空氣吸入到氧氣濃縮系統(tǒng)10中以及將空氣壓縮到一種或多種期望壓力以便運(yùn)送到一個(gè)或多個(gè)篩床12的任意裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)14是多頭設(shè)備，其包括電機(jī)、聯(lián)接到電機(jī)的凸輪組件、聯(lián)接到凸輪組件的驅(qū)動(dòng)軸或者驅(qū)動(dòng)桿、以及聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)軸的多個(gè)隔膜組件或者頭。包含在氧氣濃縮系統(tǒng)10中的示例性壓縮機(jī)的附加信息可在美國專利N0.7，794，522中找到，該專利的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0069]如圖9中所示，壓縮機(jī)14可通過支架元件165而被定位在支撐元件250的第一側(cè)表面251上?？蛇x地，安裝插入件(例如泡沫)171可與支架元件165共同使用，從而為壓縮機(jī)14提供適當(dāng)足夠的支撐和緩震。安裝插入件171A還可被放置在壓縮機(jī)14和側(cè)表面251之間，從而為壓縮機(jī)14提供適當(dāng)足夠的支撐和降噪。壓縮機(jī)14可通過具有多個(gè)彈簧167的彈簧鎖定組件169而被緊固到支撐元件250的第一側(cè)表面251。
[0070]圖10顯示了壓縮機(jī)進(jìn)口通路62。通路元件62A-62C被配置成將過濾后的空氣從進(jìn)口過濾器162的輸出端62D指引或弓丨導(dǎo)到壓縮機(jī)14的輸入(未示出)。通路元件62A-62C可以彼此連接、連接到進(jìn)口過濾器162的輸出端62D以及連接到壓縮機(jī)14的輸入，從而使得空氣從進(jìn)口過濾器162的輸出端62D連續(xù)地行進(jìn)穿過通路元件62A-62C以及進(jìn)入到壓縮機(jī)14的輸入中。通路元件62A-62C可以通過束線帶463、T形接頭459、夾子461和/或任意其它連接機(jī)構(gòu)而彼此連接，連接到進(jìn)口過濾器162的輸出端62D，以及連接到壓縮機(jī)14的輸入。箭頭(圖10)顯示了經(jīng)過通路元件62A-62C的流動(dòng)方向。
[0071]圖10還顯示了通路元件14A-C，所述元件被配置成將壓縮空氣從壓縮機(jī)14的輸出端14D引導(dǎo)到定位在空氣歧管16中的壓縮機(jī)出口通路64。通路元件14A-C和407可以彼此連接以及連接到壓縮機(jī)14的輸出端14D，從而使得壓縮空氣從壓縮機(jī)14的輸出端14D連續(xù)地行進(jìn)通過通路元件14A-C以及407以及進(jìn)入到空氣歧管16的(設(shè)置在支撐元件250的第二側(cè)表面253上的)壓縮機(jī)出口通路64中。通路元件14A-C和407可以通過束線帶、T形接頭459、夾子461和/或任意其它連接機(jī)構(gòu)而彼此連接以及連接到壓縮機(jī)14的輸出端14D。箭頭(圖10和11)顯示了經(jīng)過通路元件14A-C和407的流動(dòng)方向。在一個(gè)實(shí)施例中，通路元件14A和62B具有彎曲配置用于空間效率。認(rèn)識(shí)到，氧氣濃縮系統(tǒng)10中使用的關(guān)于空間效率的特性和/或選擇會(huì)大幅地改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的總體積。這種改變繼而會(huì)改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的包括總體積在內(nèi)的任意特性比。
[0072]圖11顯示了附接到支撐元件250的第一側(cè)表面251的消音器377。具有擋板379的消音器377可被配置用于消除壓縮機(jī)14的噪音。認(rèn)識(shí)到，與在氧氣濃縮系統(tǒng)10的操作期間所產(chǎn)生的聲音有關(guān)的特性和/或選擇都會(huì)大幅地改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的噪音水平。
[0073]如圖11中所示，空氣過濾器124可被安裝到氧氣運(yùn)送歧管102或者靠近氧氣運(yùn)送歧管102安裝，并且可包括用于將不期望的顆粒從運(yùn)送到用戶的氧氣中移除的任意傳統(tǒng)過濾介質(zhì)125?？諝膺^濾器124可使用任意附接機(jī)構(gòu)(例如緊固件)而被附接到支撐元件250的第一側(cè)表面251。從氧氣傳感器118 `(圖14和15)運(yùn)送的氧氣會(huì)經(jīng)過空氣過濾器124并且被運(yùn)送到用戶。
[0074]同時(shí)，為了降低壓縮機(jī)14的噪音水平，可以在壓縮機(jī)14的周圍形成隔音罩177(如圖12和13中所示)，從而吸收由壓縮機(jī)14所產(chǎn)生的噪音。隔音罩177使用緊固件附接到第一側(cè)表面251。如圖12中所示，壓縮機(jī)14、輸入空氣過濾器162以及隔音罩177被定位在支撐元件250的側(cè)表面251上。在一個(gè)實(shí)施例中，隔音罩177由(輕質(zhì))聚丙烯材料制成。在另一個(gè)實(shí)施例中，隔音罩177由其它塑料或復(fù)合材料制成。
[0075]一個(gè)或多個(gè)篩床12可被配置成從空氣中吸附氮?dú)?。每個(gè)篩床12都包括外部套30，例如以細(xì)長中空筒體的形狀，其包括第一端口 32和第二端口 34。外部套30可以由基本剛性的材料(例如塑料，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“ABS”)、聚碳酸酯以及類似物)、金屬(如鋁)或者復(fù)合材料形成。外部套30可根據(jù)空間的、性能的和/或結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)而具有任意期望形狀。例如，外部套30可具有圓筒形狀，以及橢圓、方形、矩形、或者其它規(guī)則或不規(guī)則的多邊形橫截面。
[0076]一個(gè)或多個(gè)篩床12可以使用緊固件附接到支撐元件250的第一側(cè)表面251，所述緊固件被安裝穿過支撐元件250的附接元件397中的孔。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)篩床12可以在隔音罩177的兩側(cè)附接到支撐元件250。每個(gè)篩床12的頂部和底部都附接到支撐元件250。
[0077]來自于一個(gè)或多個(gè)篩床12的第二端口 34的氧氣可通過氧氣通路元件399的開口401而進(jìn)入到氧氣運(yùn)送歧管102中。來自于空氣歧管16的篩床進(jìn)口通路66的壓縮空氣可通過第二壓縮空氣通路元件403的開口 405而進(jìn)入到一個(gè)或多個(gè)篩床12的第一端口 32中。
[0078]外部套30可至少部分地填充有過濾介質(zhì)或者篩濾材料36，從而提供能夠從在壓力之下運(yùn)送的空氣中吸附氮?dú)獾囊粋€(gè)或多個(gè)篩床12。為了將篩濾材料36保持在套30中，一個(gè)或多個(gè)篩床12可包括靠近套30的第一端口和第二端口 32、34中每一個(gè)的盤或板(未示出)。板可彼此間隔分開從而在板之間以及在套30內(nèi)限定出期望的容積。板可包括穿過它的一個(gè)或多個(gè)開口或小孔(未示出)，以允許空氣流穿過板。通常，一個(gè)或多個(gè)篩床12可被填充，從而使得篩濾材料36中沒有實(shí)質(zhì)性的空隙，例如使得篩濾材料36基本上在板之間塞滿。包含在氧氣濃縮系統(tǒng)10中的示例性板的附加信息可在美國專利N0.7，794，522中找到，該專利的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0079]篩濾材料36可包括能夠從受壓的環(huán)境空氣中吸附氮?dú)獾囊环N或多種已知材料，由此允許氧氣從篩床12逸出或者以其它方式排出。可被使用的示例性篩濾材料包括人造沸石、LiX、以及類似的,例如UOP 0xysiv5,5A, Oxysiv MDX,或者Zeochem Z10-06。其月望在篩床12內(nèi)提供多層篩濾材料36。例如，期望在第一端口 32與第二端口 34之間提供各層具有不同特性的篩濾材料。
[0080]盡管圖1中顯示了兩個(gè)篩床12，但是可以理解的是，可以根據(jù)期望的重量、性能效率、以及類似的而設(shè)置一個(gè)或多個(gè)篩床。認(rèn)識(shí)到，一個(gè)或多個(gè)篩床12中使用的材料以及所用篩床的數(shù)目會(huì)大幅地改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的總重量。這種重量的變化會(huì)繼而改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的包括總重量在內(nèi)的任意特性比?？砂谘鯕鉂饪s系統(tǒng)10中的示例性篩床和/或篩濾材料的附加信 息可在美國專利N0.4，859，217以及7，794，522中找到，該專利的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0081]儲(chǔ)氣罐18 (如果存在的話)可與一個(gè)或多個(gè)篩床12的第二端口 34相通。儲(chǔ)氣罐18可包括細(xì)長管狀套，用于存儲(chǔ)從一個(gè)或多個(gè)篩床12的第二端口 34離開的富含氧氣的氣體。儲(chǔ)氣罐18的套可由塑料(如ABS、聚碳酸酯以及類似物)、金屬(如鋁)或者復(fù)合材料形成，類似于在此描述的氧氣濃縮系統(tǒng)10的其它部件。
[0082]在另一個(gè)替換性方案中，氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括多個(gè)儲(chǔ)氣罐(未示出)，其可被設(shè)置在氧氣濃縮系統(tǒng)10中的一個(gè)或多個(gè)位置，例如放置在空間可被利用、但是能夠使氧氣濃縮系統(tǒng)10的整體尺寸和/或體積降到最低的不同位置。儲(chǔ)氣罐可以通過一個(gè)或多個(gè)柔性管(未示出)和/或通過氧氣運(yùn)送歧管102而彼此連接，從而允許氧氣被運(yùn)送到儲(chǔ)氣罐以及從儲(chǔ)氣罐收回?？蛇x地，在一個(gè)替換性方案中，一個(gè)或多個(gè)閥可被設(shè)置用于控制氧氣進(jìn)入到儲(chǔ)氣罐或者離開儲(chǔ)氣罐的流動(dòng)。
[0083]附加地或者替換性地，氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括一個(gè)或多個(gè)柔性儲(chǔ)氣罐，例如袋子或者當(dāng)氧氣運(yùn)送到它們之中或者運(yùn)送到它們之外的時(shí)候能夠膨脹或收縮的其它容器。儲(chǔ)氣罐在它們膨脹時(shí)可具有預(yù)定的形狀或者可以彈性地膨脹從而填充氧氣濃縮系統(tǒng)10內(nèi)的可用空間?？蛇x地，可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)與柔性儲(chǔ)氣罐相通的剛性儲(chǔ)氣罐(未示出)，從而節(jié)省氧氣濃縮系統(tǒng)10內(nèi)部的空間和/或容積。在另一個(gè)替換性方案中，可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)氣罐作為空氣歧管16和氧氣運(yùn)送歧管102中的一個(gè)或兩者的一部分，而不是作為單獨(dú)的部件，由此進(jìn)一步節(jié)省氧氣濃縮系統(tǒng)10內(nèi)部的空間和/或容積。
[0084]如圖2和14所示，氧氣傳感器118可被安裝到氧氣運(yùn)送歧管102和/或安裝到氧氣運(yùn)送歧管102的下方。氧氣傳感器118能夠測(cè)量流過的氧氣的純度，例如是能夠測(cè)量流經(jīng)氧氣傳感器118的氣體的聲音速度的超聲傳感器,例如由Douglas Scientific ofShawnee, Kansas制造的。替換性地，氧氣傳感器118可以使陶瓷傳感器或者旁流傳感器。
[0085]氧氣傳感器118可被聯(lián)接到處理器25并且可產(chǎn)生與純度成比例的電信號(hào)，該信號(hào)能夠被處理器25所處理并且被控制器22所使用從而改變氧氣濃縮系統(tǒng)10的操作。由于氧氣傳感器118的精度會(huì)受到經(jīng)過它的空氣流動(dòng)的影響，因此期望在沒有氣流期間對(duì)純度信號(hào)進(jìn)行取樣，例如當(dāng)氧氣運(yùn)送閥19關(guān)閉的時(shí)候。
[0086]如圖2和14中所示，氧氣濃縮系統(tǒng)10還可包括超壓釋放閥121，該閥氣動(dòng)地聯(lián)接到運(yùn)送管路21中，從而充當(dāng)吸氣傳感器122的保護(hù)裝置。超壓釋放閥121允許使用單個(gè)供應(yīng)管路或者運(yùn)送管路，用于氧氣濃縮系統(tǒng)10的脈沖以及連續(xù)氣流運(yùn)送。使用單個(gè)供應(yīng)管路或者運(yùn)送管路以用于多種操作模式能夠免除對(duì)于通常用于支持多種操作模式的至少一些分離且獨(dú)立的部件的需要，繼而能夠降低氧氣濃縮系統(tǒng)10的總重量和/或體積。超壓釋放閥121可被設(shè)定到吸氣傳感器122的操作耐受壓力以下的水平。如果供應(yīng)回路由于扭結(jié)的導(dǎo)管或者其它原因試圖超過這個(gè)耐受壓力，那么超壓釋放閥121被配置成打開以及將運(yùn)送回路中的壓力保持在吸氣傳感器122將會(huì)損壞的水平以下。可包含在氧氣濃縮系統(tǒng)10中的示例性超壓釋放閥的附加信息可在2011年9月13日提交的、美國臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/533，912中找到，該申請(qǐng)的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0087]如圖2和14中所示，壓力傳感器120還可被安裝到氧氣運(yùn)送歧管102和/或安裝到氧氣運(yùn)送歧管102的下方，從而使得壓力傳感器120的端口能夠測(cè)量通路108、109之間的壓力差，以及由此測(cè)量跨過氧氣運(yùn)送閥19的壓力差?？蛇x地，壓力傳感器120可被用于獲得儲(chǔ)氣罐壓力。例如，當(dāng)氧氣運(yùn)送閥19關(guān)閉的時(shí)候，氧氣運(yùn)送閥19上游的壓力會(huì)基本上對(duì)應(yīng)于儲(chǔ)氣罐19內(nèi)部的壓力。
[0088]壓力傳感器120可被聯(lián)接到處理器25，例如以便提供信號(hào)，該信號(hào)可被處理器25處理從而確定出跨過氧氣運(yùn)送閥19的壓力差?？刂破?2可使用這個(gè)壓力差來確定出從氧氣濃縮系統(tǒng)10運(yùn)送的氧氣的流速或者被運(yùn)送氧氣的其它參數(shù)?；诘玫降牧魉?、例如基于一個(gè)或多個(gè)反饋參數(shù)，控制器22能夠改變氧氣運(yùn)送閥19打開的頻率和/或持續(xù)時(shí)間。
[0089]如圖2中所示，氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括氧氣氣體溫度傳感器131，例如熱敏電阻、熱電耦、或者任意其它溫度傳感器以及局部壓力傳感器133，例如由Freescale制造的大氣壓力傳感器(零件或模型編號(hào):MPXM2102A)。氧氣氣體溫度傳感器131被配置成測(cè)量流經(jīng)運(yùn)送管路21的氧氣的溫度，而局部壓力傳感器133被配置成測(cè)量局部環(huán)境壓力。
[0090]測(cè)量出的氧氣溫度以及測(cè)量出的局部環(huán)境壓力被發(fā)送到處理器25。處理器25被配置成使用這個(gè)來自于溫度傳感器131的氧氣溫度測(cè)量結(jié)果以及來自于局部壓力傳感器133的局部環(huán)境壓力測(cè)量結(jié)果連同從流量傳感器23獲得的質(zhì)量流速測(cè)量結(jié)果來獲得體積流速測(cè)量結(jié)果。
[0091]在所示實(shí)施例中， 如圖4中所示，氧氣氣體溫度傳感器131和局部壓力傳感器133被定位在流量傳感器23的上游。在另一個(gè)實(shí)施例中，氧氣氣體溫度傳感器131和局部壓力傳感器133可被定位在流量傳感器23的下游(盡管仍在附近)。
[0092]壓力傳感器122可被聯(lián)接到氧氣運(yùn)送歧管102。壓力傳感器122可以是能夠測(cè)量絕對(duì)壓力的壓電電阻壓力傳感器。壓力傳感器122提供壓力讀數(shù)，該讀數(shù)可被用于探測(cè)用戶何時(shí)開始吸氣。可以使用的示例性傳感器包括Honeywell Microswitch24PC01SMTTransducer, Sensym SX01, Motorola MOX,或者由 All Sensors 制造的其它傳感器。由于壓力傳感器122可被暴露于氧氣濃縮系統(tǒng)10的全系統(tǒng)壓力，因此期望壓力傳感器122的超壓額定值超過全系統(tǒng)壓力。壓力傳感器122可被聯(lián)接到處理器25，用于提供與壓力傳感器122探測(cè)的壓力成比例的信號(hào)?？砂谘鯕鉂饪s系統(tǒng)10中的示例性壓力傳感器的附加信息可在美國專利N0.7，794，522中找到，該專利的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0093]可以理解的是，除了前面所述的氧氣運(yùn)送歧管102以及附接到該歧管的部件之外，可以提供其它配置和/或部件用于將氧氣運(yùn)送到用戶。此外，盡管部件(例如氧氣運(yùn)送閥19、壓力傳感器120、122、133、流量傳感器23、氧氣傳感器118、氧氣氣體溫度傳感器131以及空氣過濾器124)被描述成特定序列(相對(duì)于流經(jīng)氧氣運(yùn)送歧管102的氧氣)，但是如果期望的話這些部件的序列可以改變。
[0094]控制器22可包括控制氧氣濃縮系統(tǒng)10的操作的一個(gè)或多個(gè)方面的一個(gè)或多個(gè)硬件部件和/或軟件模塊?？刂破?2可聯(lián)接到氧氣濃縮系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)部件，例如壓縮機(jī)14、空氣控制閥20、和/或氧氣運(yùn)送閥19?？刂破?2也可通過處理器23而聯(lián)接到氧氣濃縮系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)部件，例如壓力傳感器120、122，氧氣氣體溫度傳感器131，局部壓力傳感器133，流量傳感器23和/或氧氣傳感器118。部件可以通過一個(gè)或多個(gè)電線或者其它電力導(dǎo)線聯(lián) 接，所述電線或者導(dǎo)線能夠在控制器和部件之間接收和/或發(fā)送信號(hào)。
[0095]控制器22還可聯(lián)接到用戶界面320，該界面可包括一個(gè)或多個(gè)顯示器和/或輸入裝置。用戶界面320可以是能夠安裝到氧氣濃縮系統(tǒng)10的觸摸屏顯示器。用戶界面320可以顯示關(guān)于與氧氣濃縮系統(tǒng)10的操作有關(guān)的參數(shù)的信息和/或允許用戶改變參數(shù)，例如打開以及關(guān)閉氧氣濃縮系統(tǒng)10，改變劑量設(shè)置或者期望的流速，等等。氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括多個(gè)顯示器和/或輸入裝置，例如開/閉開關(guān)，轉(zhuǎn)盤，按鈕，以及類似物。用戶界面320可通過一個(gè)或多個(gè)電線和/或其它電導(dǎo)線(未示出用于簡(jiǎn)潔性)而被聯(lián)接到控制器22，類似于其它部件。
[0096]控制器22可包括單個(gè)電路板，該電路板上包括多個(gè)電子部件。這些部件可包括一個(gè)或多個(gè)處理器、內(nèi)存、開關(guān)、風(fēng)扇、電池充電器，以及安裝到電路板的類似部件(未示出)?？梢岳斫獾氖?，控制器22可被設(shè)置為控制氧氣濃縮系統(tǒng)10的操作的不同方面的多個(gè)子控制器。例如，第一子控制器可控制處理器14的操作以及空氣控制閥20的打開和關(guān)閉的次序，例如以期望的方式填充和清空一個(gè)或多個(gè)篩床12。可包含在氧氣濃縮系統(tǒng)10中的示例性第一子控制器的附加信息可在美國專利N0.7，794，522中找到，該專利的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0097]第二子控制器可以控制氧氣運(yùn)送閥19的操作，例如基于從壓力傳感器120、從流量傳感器23、從氧氣氣體溫度傳感器131以及從局部壓力傳感器133接收到的信號(hào)將氧氣從儲(chǔ)氣罐18運(yùn)送到用戶。第二子控制器還可從用戶接收輸入指令和/或?qū)⑿畔@示在用戶界面320上。此外，子控制器或者控制器22的其它部件可以以期望的方式共享信息，如下面所述。由此，控制器22可以包括一個(gè)或多個(gè)部件，它們的功能性可以與其它部件互換，并且控制器22不應(yīng)局限于在此描述的特定示例。
[0098]氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括聯(lián)接到控制器22、處理器25、壓縮機(jī)14、空氣控制閥20、和/或氧氣運(yùn)送閥23的一個(gè)或多個(gè)電源。例如，一個(gè)或多個(gè)電池可被設(shè)置，其被安裝或者以其它方式固定到氧氣濃縮系統(tǒng)10。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)電池361A(圖1)可被設(shè)置在電池隔間361 (圖1)中。底座、條帶或支撐件(未示出)可用于將電池緊固到氧氣濃縮系統(tǒng)10?？砂谘鯕鉂饪s系統(tǒng)10中的示例性電池的附加信息可在美國專利N0.7，794，522中找到，該專利的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0099]控制器22可控制電力從一個(gè)或多個(gè)電池361A到氧氣濃縮系統(tǒng)10內(nèi)其它部件的分配。例如，控制器22可以從一個(gè)或多個(gè)電池361A中的一個(gè)吸取能量，直到它的能量降低到預(yù)定水平，據(jù)此控制器22可自動(dòng)地切換到一個(gè)或多個(gè)電池361A中的另外一個(gè)。
[0100]可選地，氧氣濃縮系統(tǒng)10可包括適配器，從而使得外部電源，例如傳統(tǒng)的AC電源(例如壁式插座)或者便攜式AC或者DC電源(例如車輛點(diǎn)煙器插座)，太陽能面板裝置，以及類似的(未示出)。對(duì)于轉(zhuǎn)換這種外部電力從而使得它能夠被氧氣濃縮系統(tǒng)10使用所必需的任何變壓器或者其它部件(也未示出)可以設(shè)置在氧氣濃縮系統(tǒng)10的內(nèi)部、設(shè)置在將氧氣濃縮系統(tǒng)10連接到外部電源的線纜中、或者設(shè)置在外部裝置自身之中。
[0101 ] 可選地，控制器22可以將部分電能從外部源引導(dǎo)返回一個(gè)或多個(gè)電池361A，從而以常見方式為它們充電。控制器22還可將氧氣濃縮器10的電能狀態(tài)(例如自動(dòng)地或者通過用戶界面320被喚起時(shí))，諸如一個(gè)或多個(gè)電池361A的能量水平，氧氣濃縮系統(tǒng)10是否連接到外部電源，以及類似的。控制器22可包括一個(gè)或多個(gè)專用部件，用于執(zhí)行這些功能中的一個(gè)或多個(gè)?？砂赻氧氣濃縮系統(tǒng)10中的控制器22中的示例性電池管理集成電路的附加信息可在美國專利N0.7，794，522中找到，該專利的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0102]氧氣濃縮系統(tǒng)10的處理器25可被配置成從氧氣濃縮系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)部件(例如流量傳感器23、氧氣氣體溫度傳感器131、局部壓力傳感器133和/或壓力傳感器120)接收信號(hào)，從而根據(jù)接收到的信號(hào)確定出在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)運(yùn)送管路中富含氧氣的氣體的流量、預(yù)定時(shí)間段內(nèi)運(yùn)送管路中富含氧氣的氣體的體積或者兩者均被確定出來。
[0103]氧氣濃縮系統(tǒng)10還可包括動(dòng)態(tài)噪聲控制器，其被配置成對(duì)于所有的輸入/輸出設(shè)定動(dòng)態(tài)地、成比例地改變進(jìn)口空氣過濾器162的進(jìn)口端口尺寸或形狀。例如，所需的空氣體積越高，則輸入端口尺寸越大，反之亦然?？砂谘鯕鉂饪s系統(tǒng)10中的示例性動(dòng)態(tài)噪音控制器的附加信息可在2011年9月13日提交的、美國臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/533，864中找到，該申請(qǐng)的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0104]現(xiàn)在描述氧氣濃縮系統(tǒng)10的基本操作。通常，氧氣濃縮系統(tǒng)10的操作具有兩個(gè)方面，通過一個(gè)或多個(gè)篩床12內(nèi)部的吸附作用從而將氧氣從環(huán)境空氣濃縮，以及將濃縮的氧氣運(yùn)送到用戶，例如從儲(chǔ)氣罐18。氧氣濃縮系統(tǒng)10的各個(gè)方面都可以與其它方面獨(dú)立地操作，或者它們可以相互關(guān)聯(lián)，例如基于一個(gè)或多個(gè)相關(guān)參數(shù)。
[0105]氧氣濃縮系統(tǒng)10可以使用一個(gè)或多個(gè)可選方法進(jìn)行操作，例如下面描述的那些，從而提高氧氣濃縮系統(tǒng)10的效率或者其它性能特性。例如，基于壓力和/或流量傳感器的測(cè)量結(jié)果，氧氣濃縮系統(tǒng)10的操作狀態(tài)可被調(diào)節(jié)，從而增加輸出流速和/或壓力，降低功率消耗，以及類似的。
[0106]參考附圖2、10和15描述接收環(huán)境空氣、過濾環(huán)境空氣、壓縮環(huán)境空氣、以及將壓縮空氣運(yùn)送到空氣歧管16的方面。
[0107]如圖15中所示，環(huán)境空氣可通過一個(gè)或多個(gè)定位在底壁69上的進(jìn)口開口 160(圖14和15)而進(jìn)入到外殼59的中空內(nèi)部75中。如上面提到，進(jìn)口開口 160被配置成允許環(huán)境空氣容易地經(jīng)過進(jìn)口開口 160，但是防止大的物體穿過。
[0108]參考圖2和10，中空內(nèi)部75中的環(huán)境空氣可以通過進(jìn)口空氣過濾器162的開口(例如定位在側(cè)面333上)而進(jìn)入到進(jìn)口空氣過濾器162中。進(jìn)口空氣過濾器162可以設(shè)置在壓縮機(jī)14的進(jìn)口端口之前，從而在環(huán)境空氣進(jìn)入壓縮機(jī)14之前將吸入到進(jìn)口開口 160中的灰塵或其它顆粒移除。
[0109]過濾后的空氣從進(jìn)口過濾器162的輸出端62D連續(xù)地經(jīng)過通路元件62A-62C、以及進(jìn)入到壓縮機(jī)14的輸入。箭頭(圖10)顯示了過濾后的空氣經(jīng)過通路元件62A-62C的流動(dòng)方向。
[0110]進(jìn)入壓縮機(jī)14的過濾空氣在壓縮機(jī)中壓縮。壓縮后的空氣從壓縮機(jī)14的輸出端14D連續(xù)地經(jīng)過通路元件14A-C以及407以及進(jìn)入到空氣歧管16的壓縮機(jī)出口通路64中。箭頭(圖10和11)顯示了經(jīng)過通路元件14A-C以及407的流動(dòng)方向。壓縮的空氣可通過壓縮空氣通路元件407而進(jìn)入到空氣歧管16的壓縮機(jī)出口通路64中。 [0111]參考圖2、4A、4B和5，空氣控制閥20可被配置成形成經(jīng)過在空氣歧管16的內(nèi)部通路64-68的一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)路徑。如上面提到，空氣控制閥20可以被選擇性地打開和關(guān)閉從而提供流動(dòng)路徑，例如從壓縮機(jī)出口通路64到篩床進(jìn)口通路66和/或從篩床進(jìn)口通路66到排氣通路68。
[0112]篩床進(jìn)口通路66中的壓縮空氣通過第二壓縮空氣通路元件403而被引導(dǎo)或者指引到一個(gè)或多個(gè)篩床12的第一端口 32。通過一個(gè)或多個(gè)篩床12內(nèi)的吸附作用將氧氣從環(huán)境空氣中濃縮的方面在美國專利N0.7，794，522中進(jìn)一步詳細(xì)說明，該專利的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。排氣通路68與一個(gè)或多個(gè)篩床12相通，從而將氮?dú)鈴囊粋€(gè)或多個(gè)篩床12排出。
[0113]來自于一個(gè)或多個(gè)篩床12的第二端口 34的濃縮氧氣通過氧氣通路元件399而進(jìn)入到氧氣運(yùn)送歧管102中。氧氣運(yùn)送歧管102中的止回閥110可提供從一個(gè)或多個(gè)篩床12的第二端口 34進(jìn)入到氧氣運(yùn)送通路108中的單向流動(dòng)路徑。濃縮的氧氣可通過氧氣運(yùn)送歧管102的通路108而被運(yùn)送到儲(chǔ)氣罐18。
[0114]通過存儲(chǔ)在儲(chǔ)氣罐18中的濃縮氧氣，至少在包括儲(chǔ)氣罐18的實(shí)施例中，氧氣濃縮系統(tǒng)10可被用于將濃縮氧氣運(yùn)送到用戶。如上所述，控制器22可以聯(lián)接到氧氣運(yùn)送閥19，用于打開和關(guān)閉氧氣運(yùn)送閥19，從而將氧氣從儲(chǔ)氣罐18運(yùn)送到氧氣濃縮系統(tǒng)10的用戶。
[0115]在一個(gè)實(shí)施例中，控制器22可以周期性地打開氧氣運(yùn)送閥19用于預(yù)定“脈沖”。在脈沖運(yùn)送期間，“一團(tuán)”氧氣被運(yùn)送到用戶，即氧氣運(yùn)送閥19被打開預(yù)定脈沖持續(xù)時(shí)間，以及隨后關(guān)閉直到下一團(tuán)被運(yùn)送。替換性地，控制器22可以打開氧氣運(yùn)送閥19用于連續(xù)的運(yùn)送，例如節(jié)流氧氣運(yùn)送閥19，從而調(diào)節(jié)到達(dá)用戶的流速。在另一個(gè)替換性方案中，控制器22可以周期性地打開和節(jié)流氧氣運(yùn)送閥19預(yù)定時(shí)間，從而改變運(yùn)送的氧氣團(tuán)的體積。
[0116]使用流量傳感器23和/或壓力傳感器120來控制氧氣運(yùn)送閥19的打開和關(guān)閉從而將富含氧氣的氣體從儲(chǔ)氣罐18運(yùn)送到用戶的方面可以在2011年9月13日提交的、美國臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/533，871中找到，該申請(qǐng)的整個(gè)公開內(nèi)容通過參考而被明確地結(jié)合在此。
[0117]氧氣濃縮系統(tǒng)10的部件和特征被配置成降低總重量和/或體積，而在各種操作模式下保持性能和效率。氧氣濃縮系統(tǒng)10的O2輸出被確定為在使用一個(gè)或多個(gè)電池36IA作為唯一的電源的給定配置下、氧氣濃縮系統(tǒng)的最大連續(xù)氧氣輸出。例如，使用一個(gè)電池的O2輸出可以大于約1.81pm,大于約2.0lpm,大于約2.21pm,約1.861pm,和/或其它數(shù)值。比值Row可被確定為:RoW= (O2輸出)/氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量。氧氣濃縮系統(tǒng)10的總重量可依賴于作為唯一電源的一個(gè)或多個(gè)電池361A的給定配置。例如，使用一個(gè)電池的總重量小于約9.0lbs,小于約10.01bs,小于約10.51bs,和/或其它重量。使用兩個(gè)電池的總重量可小于約ll.0lbs，小于約11.51bs，小于約121bs，和/或其它重量。
[0118]氧氣濃縮系統(tǒng)10可被配置使得對(duì)于兩個(gè)電池的配置，比值Rqw大于約0.161pm/lbs,大于約0.181pm/lbs,大于約0.21pm/lbs,大于約0.221pm/lbs,和/或其它比值。氧氣濃縮系統(tǒng)10可被配置成使得對(duì)于一個(gè)電池配置，比值Row大于約0.171pm/lbs,大于約
0.191pm/lbs,大于約 0.211pm/lbs,或大于約 0.241pm/lbs。
[0119]氧氣濃縮系統(tǒng)10可被配置成使得總體積小于約625立方英寸，小于約640立方英寸，小于約675立方英寸，約636立方英寸,和/或其它體積。在部分實(shí)施例中，氧氣濃縮系統(tǒng)10的立方形狀尺寸可以是11.29’’ X10.74’’ X6.74’’(即高X寬X厚)。比值Rw可被確定為Rw= (O2輸出)/總體積，以及其中氧氣濃縮器的Rw可不小于約2.9X 10_3lpm/立方英寸，不小于約3.2 X IO-3Ipm/立方英寸，不小于約3.4X IO-3Ipm/立方英寸，不小于約
3.0X 10_3lpm/立方英寸，和/或其它比`值。
[0120]在使用單個(gè)電池的單次充電用作唯一電源時(shí)、在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)下，氧氣濃縮系統(tǒng)10的最大持續(xù)時(shí)間被稱為氧氣濃縮系統(tǒng)10的單電池電池壽命。在部分實(shí)施例中，氧氣濃縮系統(tǒng)10被配置成當(dāng)插入到120V AC插座中時(shí)，電池能夠在小于4小時(shí)內(nèi)完全充滿。在使用兩個(gè)電池的單次充電用作唯一電源時(shí)、在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)下，氧氣濃縮系統(tǒng)10的最大持續(xù)時(shí)間被稱為氧氣濃縮系統(tǒng)10的雙電池電池壽命。氧氣濃縮系統(tǒng)10可被配置成使得單電池電池壽命大于約30分鐘,大于約45分鐘,大于約I小時(shí)，和/或其它持續(xù)時(shí)間，而雙電池電池壽命大于約I小時(shí)，大于約1.5小時(shí),大于約2小時(shí),和/或其它持續(xù)時(shí)間。
[0121]比值Rm可被確定為Rffll=(C)2輸出X持續(xù)時(shí)間)，其中持續(xù)時(shí)間是氧氣濃縮機(jī)10的電池壽命。氧氣濃縮系統(tǒng)10可被配置成使得對(duì)于單電池配置，Rm大于約1.0(lpm-hr)或者561,大于約 1.5 (lpm-hr)或者 901,大于約 1.8 (lpm-hr)或者 1101,大于約 2.2 (lpm-hr)或者1301，和/或其它比值。氧氣濃縮系統(tǒng)10可被配置成使得對(duì)于雙電池配置，Rqd大于約 1.8 (lpm-hr)或者 1101,大于約 3.0 (lpm-hr),大于約 3.6 (lpm-hr)或者 2201,大于約
4.4 (lpm-hr),和/或其它比值。
[0122]比值Rmw可被確定為Rffliw= (O2輸出X持續(xù)時(shí)間)/總重量，其中持續(xù)時(shí)間是氧氣濃縮系統(tǒng)10的電池壽命。氧氣濃縮系統(tǒng)10可被配置成使得對(duì)于單電池配置，Rqdw大于約0.1 (lpm-hr/lbs)或者 5.61/lbs,大于約 0.15 (lpm-hr/lbs)或者 91/lbs,大于約 0.22(lpm-hr/lbs)或者131/lbs，和/或其它比值。氧氣濃縮系統(tǒng)10可被配置成使得對(duì)于雙電池配置，Rmw 大于約 0.16 (lpm-hr/lbs)或者 9.71/lbs,大于約 0.22 (lpm-hr/lbs)或者131/lbs,大于約 0.28 (lpm-hr/lbs)或者 171/lbs,大于約 0.38 (lpm-hr/lbs)或者 231/lbs，和/或其它比值。
[0123]比值Rmv可被確定為Rmv= (O2輸出X持續(xù)時(shí)間)/總體積。氧氣濃縮系統(tǒng)10可被配置成使得對(duì)于單電池配置，Rodv大于約2.4X IO-3 (lpm-hr) /立方英寸或者0.141/立方英寸，大于約2.7X 10_3 (lpm-hr)/立方英寸，大于約3.0X 10_3 (lpm-hr)/立方英寸，大于約1.5X10_3 (lpm-hr)/立方英寸和/或其它比值。氧氣濃縮系統(tǒng)10可被配置成使得對(duì)于雙電池配置，Rmv大于約4.5X 10_3 (lpm-hr)/立方英寸或者0.271/立方英寸，大于約
5.3X10 3 (lpm-hr) /立方英寸,大于約5.8 X 10 3 (lpm-hr) /立方英寸,大于約2.9 X 10 3(lpm-hr ) /立方英寸,和/或其它比值。
[0124]本申請(qǐng)還提供了一種制造氧氣濃縮系統(tǒng)的方法。該方法包括形成支撐元件250，其被配置成支撐壓縮機(jī)14、篩床12以及儲(chǔ)氣罐18中的一個(gè)或多個(gè)，以及在支撐元件250的下部整體地形成空氣歧管16，以及在支撐元件250的上部371整體地形成氧氣運(yùn)送歧管102。該方法進(jìn)一步可包括與支撐元件250整體地形成第一壓縮空氣通路元件407，第二壓縮空氣通路元件403，以及氧氣通路元件399，以及與支撐元件250整體地形成附接元件393、395、397、419 和 427。
[0125]該方法還包括將壓縮機(jī)14和一個(gè)或多個(gè)篩床12附接到支撐元件250的第一側(cè)表面251，將儲(chǔ)氣罐18附接到支撐元件250的第二側(cè)表面253，將空氣歧管覆蓋元件431附接到支撐元件250上的空氣歧管16，以及將氧氣運(yùn)送歧管覆蓋元件435附接到支撐元件250上的氧氣運(yùn)送歧管102。將氧氣濃縮系統(tǒng)10的其它部件，包括但不局限于閥、控制器、處理器、傳感器、隔音罩、消音器、管道或通路元件、以及過濾器附接到支撐元件250。
[0126]其上附接有氧氣濃縮系統(tǒng)10的部件的支撐元件250連接到兩個(gè)配合外殼元件59A和59B中的一個(gè)。一個(gè)配合外殼元件和支撐元件250隨后可以連接到配合外殼元件59A和59B中的另一個(gè)。
[0127]圖16顯不了方法1600,用于使用氧氣濃縮系統(tǒng)濃縮氧氣。下面描述的方法1600的操作是為了解釋。在部分實(shí)施例中，方法1600可以通過一個(gè)或多個(gè)沒有描述的附加操作而實(shí)現(xiàn)，和/或不包括所討論的一個(gè)或多個(gè)操作。附加地，圖16中說明的以及下面描述的方法1600的操作的次序并非為了限制。在部分實(shí)施例中，方法1600可以在一個(gè)或多個(gè)處理裝置(例如數(shù)字處理器、模擬處理器、設(shè)計(jì)成處理信息的數(shù)字電路、以及設(shè)計(jì)成處理信息的模擬電路、狀態(tài)機(jī)、和/或用于以電子方式處理信息的其它機(jī)構(gòu))中實(shí)施。一個(gè)或多個(gè)處理裝置可包括對(duì)電子地存儲(chǔ)在電子存儲(chǔ)介質(zhì)中的指令作出響應(yīng)從而執(zhí)行方法1600的部分或全部操作的一個(gè)或多個(gè)裝置。一個(gè)或多個(gè)處理裝置可包括通過特定設(shè)計(jì)而用于方法1600的一個(gè)或多個(gè)操作的執(zhí)行的硬件、固件、和/或軟件來配置的一個(gè)或多個(gè)裝置。
[0128]在操作1602，壓縮空氣的供應(yīng)由環(huán)境空氣產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施例中，操作1602使用類似于或者基本相同于壓縮機(jī)14 (圖2中所示以及如上所述)的壓縮機(jī)完成。
[0129]在操作1604，富含 氧氣的氣體的供應(yīng)由壓縮空氣的供應(yīng)產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施例中，操作1604通過一個(gè)或多個(gè)篩床來完成,所述篩床類似于或者基本相同于一個(gè)或多個(gè)篩床12(圖2中所示以及如上所述)。
[0130]在操作1606，富含氧氣的氣體從所產(chǎn)生的富含氧氣的氣體的供應(yīng)通向呼吸回路，以便運(yùn)送到受治療者氣管。氧氣濃縮系統(tǒng)的比值Rw被確定為Rw= (O2輸出)/氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中O2輸出是通向呼吸回路的最大連續(xù)氧氣。在一個(gè)實(shí)施例中，操作1606通過氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)來完成，該子系統(tǒng)類似于或者基本相同于氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)11 (圖3中所示以及如上所述)。
[0131]在權(quán)利要求中，括號(hào)內(nèi)的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為限定權(quán)利要求。術(shù)語“包括”和“包含”并沒有排除權(quán)利要求所列明之外的元件或步驟的存在。在列舉多個(gè)元件的裝置權(quán)利要求中，這些元件中的多個(gè)可被實(shí)施為一個(gè)且相同的硬件項(xiàng)目。元件前面的詞語“一” “一個(gè)”表述并沒有排除多個(gè)這種元件的存在。在列舉多個(gè)元件的任意裝置權(quán)利要求中，這些元件中的多個(gè)可被實(shí)施為一個(gè)且相同的硬件項(xiàng)目。相互不同的從屬權(quán)利要求中引用的特定元件并不表示這些元件不能組合使用。
[0132]盡管本發(fā)明基于當(dāng)前被認(rèn)為是最實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施例而詳細(xì)描述用于解釋目的，但是可以理解的是這種細(xì)節(jié)僅僅用于該目的并且沒有施加任何限制，而是相反地覆蓋了落入所附權(quán)利要求精神和范圍內(nèi)的修改和等同配置。例如，可以理解的是，本發(fā)明考慮到在可能的程度上，任意實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征能夠與任意其它實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征進(jìn)行
組合。`
【權(quán)利要求】
1.一種氧氣濃縮系統(tǒng)(10)，包括: 氧氣濃縮子系統(tǒng)(13)，其被配置成實(shí)施吸附作用從而產(chǎn)生富含氧氣的氣體的供應(yīng)； 氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)(11)，其被配置成使富含氧氣的氣體從所述氧氣濃縮子系統(tǒng)通向呼吸回路以便運(yùn)送到受治療者的氣管； 一個(gè)或多個(gè)電池(361A)，其被配置成充當(dāng)用于所述氧氣濃縮系統(tǒng)的唯一電源；以及 外殼(59)，其被配置成容納所述氧氣濃縮子系統(tǒng)、所述氧氣運(yùn)送子系統(tǒng)、以及所述一個(gè)或多個(gè)電池，其中比值Rw被確定為:RW = (O2輸出)/容納在所述外殼內(nèi)的所述氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中所述O2輸出為所述氧氣濃縮系統(tǒng)的最大連續(xù)氧氣輸出，并且其中所述比值 Row 大于約 0.191pm/lbs。
2.如權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮系統(tǒng)，其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)具有小于約IOlbs的總重量。
3.如權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮系統(tǒng)，其中當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)電池在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)期間充當(dāng)所述氧氣濃縮系統(tǒng)的唯一電源時(shí)，所述氧氣濃縮系統(tǒng)具有大于約1.5小時(shí)的單次充電電池壽命。
4.如權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮系統(tǒng)，其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)具有小于約640立方英寸的總體積。
5.如權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮系統(tǒng)，其中比值Rm被確定為:Rm= (O2輸出X持續(xù)時(shí)間)，其中所述持續(xù)時(shí)間是指在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)期間、所述一個(gè)或多個(gè)電池的單次充電情況下所述氧氣濃縮系統(tǒng)的操作壽命，并且其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)的Rod不小于約110升。
6.如權(quán)利要求1所述的氧氣濃`縮系統(tǒng)，其中比值Rmw被確定為:Rmw= (O2輸出X持續(xù)時(shí)間)/所述氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中所述持續(xù)時(shí)間是指在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)期間、所述一個(gè)或多個(gè)電池的單次充電情況下所述氧氣濃縮系統(tǒng)的操作壽命，并且其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)的Rodw不小于約0.22(lpm-hr)/lbs。
7.一種用于使用氧氣濃縮系統(tǒng)濃縮氧氣的方法，包括: 從環(huán)境空氣產(chǎn)生壓縮空氣的供應(yīng)； 從壓縮空氣的供應(yīng)產(chǎn)生富含氧氣的氣體的供應(yīng)；以及 使富含氧氣的氣體從所產(chǎn)生的富含氧氣的氣體的供應(yīng)通向呼吸回路以便運(yùn)送到受治療者的氣管，其中比值Row被確定為-Mow= (O2輸出)/所述氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中所述O2輸出為通向所述呼吸回路的最大連續(xù)氧氣,其中所述比值Rw大于約0.191pm/lbs0
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)具有小于約IOlbs的總重量。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括: 將一個(gè)或多個(gè)電池嵌入到所述氧氣濃縮系統(tǒng)中；以及 唯一地通過所述一個(gè)或多個(gè)電池來將電力供應(yīng)到所述氧氣濃縮系統(tǒng)，其中當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)電池在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)期間充當(dāng)所述氧氣濃縮系統(tǒng)的唯一電源時(shí)，所述一個(gè)或多個(gè)電池的單次充電電池壽命大于約1.5小時(shí)。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)具有小于約640立方英寸的總體積。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中比值Rm被確定為=Rffll= (O2輸出X持續(xù)時(shí)間)，其中所述持續(xù)時(shí)間是指在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)期間、所述一個(gè)或多個(gè)電池的單次充電情況下所述氧氣濃縮系統(tǒng)的操作壽命，并且其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)的Rm不小于約110升。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中比值Rffliw被確定為:Rmw= (O2輸出X持續(xù)時(shí)間)/所述氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中所述持續(xù)時(shí)間是指在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)期間、所述一個(gè)或多個(gè)電池的單次充電情況下所述氧氣濃縮系統(tǒng)的操作壽命，并且其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)的Rodw不小于約0.22(lpm-hr)/lbs。
13.一種氧氣濃縮系統(tǒng)，其被配置成濃縮氧氣，所述氧氣濃縮系統(tǒng)包括: 氧氣濃縮裝置(13)，用于實(shí)施吸附作用從而產(chǎn)生富含氧氣的氣體的供應(yīng)；以及 氧氣運(yùn)送裝置(11)，用于使富含氧氣的氣體從所述氧氣濃縮裝置相通以便運(yùn)送到受治療者的氣管； 電源裝置(361A)，用于將便攜式電力供應(yīng)到所述氧氣濃縮裝置以及所述氧氣運(yùn)送裝置；以及 外殼裝置(59 )，其被配置成容納所述氧氣濃縮裝置、所述氧氣運(yùn)送裝置、以及所述電源裝置，其中比值Rw被確定為=(O2輸出)/所述外殼裝置內(nèi)的氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中所述O2輸出為通過所述氧氣運(yùn)送裝置相通的最大連續(xù)氧氣，并且其中所述比值Rw大于約 0.191pm/lbs。
14.如權(quán)利要求13所述 的氧氣濃縮系統(tǒng)，其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)具有小于約IOlbs的總重量。
15.如權(quán)利要求13所述的氧氣濃縮系統(tǒng)，其中當(dāng)所述電源裝置在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)期間充當(dāng)所述氧氣濃縮系統(tǒng)的唯一電源時(shí)，所述電源裝置的單次充電操作壽命大于約1.5小時(shí)。
16.如權(quán)利要求13所述的氧氣濃縮系統(tǒng)，其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)具有小于約640立方英寸的總體積。
17.如權(quán)利要求15所述的氧氣濃縮系統(tǒng)，其中比值Rm被確定為:Rm= (02輸出X持續(xù)時(shí)間)，其中所述持續(xù)時(shí)間是指在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)期間、所述電源裝置的單次充電情況下所述氧氣濃縮系統(tǒng)的操作壽命，并且其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)的Rm不小于約110升。
18.如權(quán)利要求15所述的氧氣濃縮系統(tǒng)，其中比值Rffliw被確定為:Rmw= (02輸出X持續(xù)時(shí)間)/所述氧氣濃縮系統(tǒng)的總重量，其中所述持續(xù)時(shí)間是指在最大連續(xù)氧氣輸出的操作狀態(tài)期間、所述電源裝置的單次充電情況下所述氧氣濃縮系統(tǒng)的操作壽命，并且其中所述氧氣濃縮系統(tǒng)的Rodw不小于約0.22(lpm-hr)/lbs。
【文檔編號(hào)】B01D53/047GK103827021SQ201280044575
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月13日
【發(fā)明者】D·A·惠徹, B·S·克佩爾, B·L·哈伯蘭, J·布萊爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司