氧气分离系统及生成富氧气体的流的方法_2

文档序号:9251667阅读:来源:国知局
度的富氧气体。
[0028]结果,相比于现有技术的系统,如上面描述的氧气分离系统可以具有显著改进,尤其是涉及空间、重量、能量消耗、可变性、灵活性以及维护表现的显著改进。
[0029]根据实施例,所述多个自主氧气分离单元能够可拆卸地附接到所述支撑体。根据该实施例,因此,能够按需求地并且因此直接在使用所述系统之前,不但选择被固定到所述支撑体的氧气分离单元的数量而且选择其尺寸。因此,能够针对期望的用途和需要,总是非常有效地调整所述系统。因此显然,尤其是根据该实施例,所述氧气分离系统在其说明书中并且因此在应用中是高度可变的。这例如在应当瞄准不同用户或不同应用的情况下是有利的。氧气分离系统的这样的高度灵活的布置允许非常能量高效地使用其,这是由于所需要的能量对应于在使用的每个阶段处的真实生成的富氧气体的事实。结果,没有损失过多的能量。此外,由于仅所期望的单元被使用的事实,降低的规律磨损并且因此进一步改进的维护表现可以被实现。
[0030]在每个氧气分离单元包括能量源(例如,电池)的情况下,可以实现另外的优点。这允许设计每个能量源以与这些部件匹配,所述这些部件必须严格被提供有与能量有关的电源和尺寸。因此可以在重量的显著降低的情况下提供所述氧气分离系统,这对于移动式使用而言能够尤其有利。
[0031]根据另外的实施例,所述气体运送设备包括压电流体泵。对压电流体泵的提供能够是可能的,这是由于多个氧气分离设备被提供的事实,其中,每个气体运送设备与有限数量的,尤其是一个,氧气分离设备相关联。结果,相比于现有技术的解决方案,每个气体运送设备需要输送富氧气体的结合期望的压力的显著降低的流。这允许使用压电流体泵,其提供显著的优点。详细来说,相比于常规气体压缩机,压电流体泵发出较小噪声。此外,压电流体泵一般利用非常高的频率进行工作,从而允许增加对所述气体运送设备的声学隔离。因此,可以进一步增加使用这样的氧气分离系统的舒适性。此外,这样的气体运送设备实现显著降低的热量生成,这进一步降低关于对所述系统的冷却的要求。
[0032]根据另外的实施例,不同气体运送设备被布置为以相移的方式进行工作。这允许提供恒定或至少几乎恒定的富氧气体的流,这在一些应用中可以是有利的。此外,通过分别以相移的方式或反向平行方式使用所述气体运送设备,噪声的发出可以被显著降低。相移的方式从而应当意味着包括馈送相和清理相的氧气生成的过程形成360°的周期,在所述馈送相期间富氧气体被生成,在所述清理相期间所述氧气分离设备被再生,其中,分别基于使用的氧气分离单元或者氧气分离设备的数量,相移可以是定义的度数量。例如,相移可以通过分别用360°周期除以氧气分离单元或气体运送设备的数量来定义。可以通过提供对应地触发各自的氧气分离单元或气体运送设备的各自的控制单元,来实现该实施例。
[0033]根据另外的实施例,每个自主氧气分离单元能够提供富氧气体的流,所述富氧气体的流对应于能够由所述氧气分离系统提供的总富氧气体的流的多5%到< 30%。根据该实施例,针对所述氧气分离单元中的每个的要求并且因此对每个氧气分离设备的要求以及对每个气体运送设备的要求关于现有技术的解决方案可以尤其显著地被减小,所述解决方案包括一个压缩机,所述压缩机通常与形成整体系统的两个吸附柱结合工作。结果,其可以以尤其有利的方式被提供,其中,使用这样的系统的舒适性、安全性和灵活性以及维护表现尤其能够被改进。仅作为示范性值,针对常规用途,可以提供,将生成在1.0L每分钟的范围内的总富氧气体的流。通过使用尤其根据该实施例的氧气分离系统,每个氧气分离单元可以被设计为生成在0.lL/min的富氧气体的范围内的富氧气体的流。仅作为示范性值,为了允许这样的流,氧气分离设备或者筛床分别可以包含大约1g的吸附体材料,例如锂沸石材料。所需要的体积因此大约是15cm3。使用圆柱形管作为非限制性范例,所述管能够被提供有1.4cm的直径和1cm的长度。例如,通过使用诸如小的隔膜泵的小的压缩机,整个氧气分离单元可以具有在1.5cm*3cm*13cm的范围中的尺寸。
[0034]根据另外的实施例,所述氧气分离系统不包括被布置在所述氧气分离设备下游的额外的产物积聚器。该实施例允许非常节省费用地产生所述氧气分离系统,这是由于该部件可以完全被省略的事实。此外,变压吸附系统的空间以及重量可以被降低,这对于移动式应用尤其有利。对产物采集器或产物罐的省略分别能够是可能的,这是由于大量的小氧气分离单元,并且因此氧气分离设备。由于多个氧气分离设备被提供的事实,来自各自的设备的各自的管的体积已经是高效缓冲空间。在氧气分离单元正在相移地进行工作的情况下,这可以尤其地但并不排他地是合适的,使得总是有适于多数应用的被填充有富氧气体的多个管。
[0035]根据另外的实施例,所述氧气分离系统不包括冷却设备。该实施例允许非常节省花费地产生所述氧气分离系统,这是由于该部件可以完全被省略的事实。此外,所述变压吸附系统的空间以及重量可以被降低,这对于移动式应用而言可以是尤其有利的。此外,能量消耗可以被显著降低,这是由于以下事实:诸如风扇的冷却设备总是需要总需要的能量的大的比例,使得对冷却设备的省略可以极大地影响能量消耗。由于所述氧气分离单元的每个部件的可比较地降低的规模,冷却需要可以被降低,从而允许已经通过将每个氧气分离单元带到与例如所述支撑体的大的表面或所述支撑体被固定到的模块的大的表面接触,来提供合适的冷却。因此,可以已经通过围绕各自的表面的空气的非受迫对流来实现合适的冷却。作为非限制性范例,可以已经实现6-10W/K*m2的热量变换系数。
[0036]根据另外的实施例,所述支撑体由纺织材料所形成。对纺织支撑体的提供可以提供这样的优点:例如,尤其是纺织材料在降低噪声中非常有效,从而允许尤其显著地降低从所述氧气分离单元发出的噪声。此外,纺织材料常常具有有限的重量并且穿戴还非常舒适,从而增加用户的舒适性。纺织材料从而根据本发明可以被理解为这样的材料:可以是包含或包括诸如线或毛线的自然或人工纤维的网络的柔性编织的材料。例如,纺织物可以通过编、织、钩编、打结或将纤维压在一起而形成。此外,在具有大的热传导的编织物被使用的情况下,即使在额外的冷却设备被省略的情况下,对氧气分离单元的冷却也可以尤其有效地被执行。作为非限制性范例,由已知为涤纶的材料所形成的编织物可以被使用,所述涤纶是特殊的聚乙烯对苯二甲酸酯纤维,因为该纤维非常稳定并且具有相比于棉花大约高40倍的热传导。
[0037]例如,支撑体可以是衣服的片块。作为示范性并且非限制性的范例,支撑体可以是外套或背心。根据该实施例,氧气分离系统因此被并入到合适的衣服中,因此通过使用所述氧气分离系统而允许极好的舒适性。详细来说,没有额外的支撑体必须被穿戴,而在使用中的衣服总之可以解决支撑所述氧气分离系统的目的。这允许没有诸如容器的额外的布置必须被穿戴,尤其是对于移动式应用并且针对患有疾病的患者而言,这可以改进用户的舒适性。该实施例还提供关于热量管理的额外的优点,这是由于大的表面和噪声抑制。
[0038]根据另外的实施例,所述支撑体至少部分地由多孔材料所形成。这允许尤其有效地吸收从所述氧气分离单元发出的噪声,并且因此降低所述氧气分离系统的噪声。结果,使用根据该实施例的系统的舒适性尤其被改进。
[0039]根据另外的实施例,能量源被提供,其适于将能量提供到额外的电负载,并且因此到除所述氧气分离系统之外的负载。根据该实施例,所述氧气分离系统不仅提供用于其自身使用的能量,而且还提供用于另外的电负载的能量,所述另外的电负载例如是智能手机、消费者电子器件等。相应地,尤其是在氧气分离系统被用作移动式系统的情况下,提供了使用其作为变化的能量源的许多可能性,甚至更加改进氧气分离系统的可变性和灵活性。可以通过提供用于将电负载连接到其的一个或多个连接端口实现该实施例。
[0040]关于氧气分离系统的另外的技术特征及优点,参考对所述方法、所述氧气分离单元以及附图的各自的描述。
[0041]一种通过使用如上面描述的氧气分离系统来生成富氧气体的流的方法,包括以下步骤:
[0042]a)提供如上面描述的氧气分离系统;
[0043]b)通过多个气体运送设备将含氧气体引导到多个氧气分离设备的所述初级侧;
[0044]c)创建在所述多个氧气分离设备的所述初级侧与所述次级侧之间的压力差异,从而迫使所述含氧气体流动通过所述氧气分离设备,从而在所述氧气分离设备的所述次级侧处产生富氧气体的流。
[0045]这样的生成富氧气体的流的方法在其使用中是非常节省能量、舒适、并且变化的。
[0046]详细来说,所述方法包括提供
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