氧分离隔膜的制作方法

专利名称：氧分离隔膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及氧分离领域。更具体而言，本发明涉及用于治疗应用，特别是家庭护理领域的氧分离。
背景技术：
氧气治疗是施予氧气作为治疗模态。其被广泛应用于慢性和急性患者护理两者中的各种目的，因为其对细胞代谢是必不可少的，而组织供氧对所有生理机能又是必不可少的。应该使用氧气治疗来通过增加到达肺部的氧气并且因此增加提供给身体组织的氧气而使患者受益，特别是将氧气治疗用在患者正遭受组织供氧不足或血氧过少时。氧气治疗可被用于在医院或家庭护理中的应用中。氧气治疗的主要家庭护理应用是针对患有严重慢性阻塞性肺病(COPD )的患者的。
可以以若干种方式施予氧气。施予氧气的一种优选的方式是使用所谓的基于需求的氧气生成。关于这方面，分别称为氧气浓缩器或氧气分离机的商业解决方案已广为人知。这些氧气浓缩机主要通过使用特殊设计的隔膜将氧气从含氧气体中分离出来，该隔膜优选地透过氧气但是选择性地吸收其它气体，尤其是氮气。多数已知氧气浓缩机需要压缩机来压缩含氧气体以在大气压下提供11/min以上的所需的氧气通量。通过使用所谓的摇摆过程，也就是压力摇摆吸附(PSA)或真空摇摆吸附(VSA)，来生成纯氧是广为人知的。摇摆过程通常可被分为两步，也就是吸附步骤和再生步骤。在吸附步骤，主要是具有包含物理吸附材料的隔膜基层(bed)与含氧气体的输入混合气体相接触。含氧气体主要包括氧气和氮气。为从该含氧气体中分离出氧气，所述物理吸附材料具有对氮气的吸附亲和性从而吸附这一成分，而不被吸附的成分(氧气)形成纯净气体流。为了规避吸附剂材料的氮气饱合，后者必须能够再从吸附剂材料去吸附。分别对基层或隔膜的去吸附过程是再生步骤的基本措施。再生步骤可以通过降低压力和/或以新鲜气体，例如空气，冲刷吸附剂来实现。因此，在摇摆过程中，分别提供至少两种基层或隔膜是有利的。这允许以反周期的方式操作不同吸附剂材料，因而允许含氧气体的恒定流动，并因此允许所生成的纯氧的恒定流动。在描述的PSA和VSA之外，己知也应用所谓的温度摇摆吸附(TSA)来分离气体。在TSA中，在去吸附步骤中为隔膜提供热量以改善去吸附，然而，在吸附步骤中不提供热量。作为另一气体分离方法，己发展出一种被称为是TPSA (温度-压力摇摆吸附)的组合的技术。这是一种混合再生循环，其结合了 PSA和TSA的很多优点而最小化了相关联的成本。该TPSA以与TSA类似的方式工作，其通过提供热脉冲以从隔膜赶走杂质。然而，用TPSA，热脉冲能量低于从隔膜上将所有杂质去吸附所需的能量。剩余的杂质通过在热脉冲消失之后继续提供冷的再生气体来去除。这一第二步骤可以实现，因为干燥再生气体即使没有被加热到它的供应温度以上也包含热能。因此通过适当的调整条件，可能仅利用通过加热再生气体而提供的去吸附热量的一部分来实现吸附和再生的重复循环。
然而，功耗的量是为什么TSA与PSA和/或VSA的组合没有用在用于医学应用的移动氧气生成器中的原因。定义本文中所使用的术语“含氧气体”，将指代至少部分包括氧气的任何气体。本文中所使用的术语压力容器的“内侧”，将指代压力容器的一侧，其朝向接收到的含氧气体。本文中所使用的术语压力容器的“外侧”，将指代压力容器的一侧，其在初级侧的对面也就是其外面。本文中所使用的术语隔膜的“初级侧”，将指代隔膜的一侧，其朝向压力容器的内侧和含氧气体的气体入口。·本文中所使用的术语隔膜的“次级侧”，将指代隔膜的与初级侧相反的一侧。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种隔膜，特别是氧分离隔膜，其使得能够克服如上所述的限制。本发明的又一目的是提供一种隔膜，其使得氧气分离过程能够是节能的并且其尤其更好地适用于移动氧气分离机，例如在家庭护理应用的领域中的移动氧气分离机。本发明的又一目的是提供一种隔膜，其在维护和噪声方面改善了便利性。这些目的是通过一种隔膜，特别是氧分离隔膜来实现的，该隔膜包括支撑层和分离层，其中所述分离层允许氧气透过并且对至少一种其它气体，特别是对氮气，具有吸附亲和性，其中所述隔膜被设计为使得基本上只有分离层能够被加热设备加热。本发明的基本思想因而是使得能够在PSA过程中的一定时间段期间仅加热隔膜的特定部分。通过构造隔膜使得，能够选择性地加热分离层，实现非常有利的改善。需要被加热的体积大大减小。这允许隔膜在更短的时间被加热。因为隔膜的加热过程在再生步骤中是尤其重要的，所以隔膜的再生周期可以被缩短，导致纯氧气流增加。此外，可以显著改善氧气穿过隔膜的扩散速率。额外地，因为隔膜只是部分地被加热，去吸附步骤相对于其整个体积被加热到限定的高温的隔膜而言需要更少的能量。因而，根据本发明的隔膜是节能且节约成本的。这在家庭护理应用中尤其有用，因为该系统可以用更小的电池来构造，带来重量以及尺寸的改善。此外，由于去吸附步骤更快，隔膜的初级侧的气流可以被显著降低。这样的效果是可以使用更小更便宜的压缩机单元，这是节约成本的并且还减少噪音。额外地，即使以减小的尺寸来形成，根据本发明的隔膜仍允许足够高的氧气通量。再次，这带来系统尺寸和重量方面的改善。因此，根据本发明的氧分离隔膜在成本、价格、尺寸、重量和噪音方面都有优势。在本发明的优选的实施例中，分离层通过隔离物(isolation)至少部分地与支撑层分离。该隔离物可被设计为热隔离物和/或电隔离物，如下所述。在提供热隔离物的情况下，其最小化或彻底避免了分离层和支撑层之间的热流量。因此，其可靠地避免了被加热的分离层向支撑层流失热量。能量因此停留在需要它的地方，这进一步减少了用于再生步骤的能量输入。就这一点而言，热隔离物被设计为多孔结构，特别是气凝胶是特别有利的。这是避免热流量的特别有效的布置。特别是非常多孔的结构可以可靠地避免支撑层被分离层加热并因而避免能量损失。分离层被掺杂是更有利的。这使得分离层能够选择性地吸收限定的辐射并且因而与可选地从加热设备发射的辐射选择性地相互作用，如果后者包括辐射发射器件的话。这实现了一种空间加热的特别容易的方法。就这一点而言，特别优选地，隔离物包括反射镜。这允许辐射在进入支撑层之前被反射镜反射从而可靠地避免辐射穿透到支撑层而导致支撑层的加热。在本发明的又一优选的实施例中，在分离层中提供加热线圈。这是在分离层内空间加热的非常节约成本的方式。此外，因为加热线圈与分离层直接接触，能量输入可以最小化并且加热时间可以大大缩短。在本发明的又一优选的实施例中，所述分离层是导电的。这允许使用包含在加热设备中的欧姆加热器件。这是一种非常有效的加热器件，因为热量直接在分离层内产生。因 而可以减少热流动造成的能量损失。就这一点而言，特别优选地是，将隔离物设计为电隔离物。所述欧姆加热器件可以通过使电流在该选择性层中流动来有利地实现。示例性地，可以使用经由连接器连接到外部电源的隔离层的电连接，或者可以通过施加电磁场来在分离层中感生电流。在本发明的又一优选的实施例中，临近分离层提供有第二隔离物并且将其安置于支撑层的对面。这一布置进一步改善了分离层的隔离并且因而改善加热时间以及能量输入。因而可能进一步缩短再生时间。本发明还涉及氧分离系统，其包括用于容纳含氧气体并具有内侧和外侧的压力容器、用于从所述含氧气体中分离氧气的隔膜、用于加热所述隔膜的加热设备以及用于产生在压力容器的内侧和外侧之间的压力差的器件，其中，所述隔膜是根据本发明的隔膜。所述加热设备包括辐射发射器件，特别是发光二极管(LED)或激光器、特别是固态激光器，是有利的。由于加热程序是基于辐射的，实现了非常节能并且定向的加热过程，这允许分离层在空间上被加热。该实施例在这样的情况下是特别有用的，即在分离层被如上所述地掺杂的情况下。在本发明的另一优选实施例中，提供一种冷却设备来冷却分离层。这允许在吸附步骤之前和/或期间冷却分离层，以允许抵消由于氮气吸附产生的热量。因而可能改善吸附过程。在本发明的另一优选实施例中，用于产生在压力容器的内侧和外侧之间的压力差的器件被设计为压缩机，特别是等离子泵。提供等离子泵具有的效果是使来自压缩机的气体具有升高的温度并且因而在吸附步骤期间加热隔膜。当再生步骤开始时，隔膜具有升高的温度，允许改善的去吸附过程。加热元件因而直接与用于在压力容器的内侧和外侧之间产生压力差的器件组合。这是一种非常有效并且节约成本的布置。在本发明的另一优选实施例中，提供用于选择性地将加热设备打开或关闭的器件。这允许根据本发明的系统以隔膜不被加热的“正常”模式工作。仅在需要改善的性能时，将加热设备打开。这是相当节约成本并且此外也是节约能量的，其允许用更小的电池工作。这额外地改善了根据本发明的系统的操作性能。


参照下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将会是显而易见的并且得以阐述。在附图中图I以吸附模式示出了根据本发明的氧分离系统；图2以再生模式示出了根据本发明的氧分离系统；图3示出了根据本发明的隔膜的一个实施例；图4示出了根据本发明的隔膜的又一实施例。
具体实施例方式在图I中，示意性地示出了根据本发明的氧分离系统10。系统10非常适合氧气治疗，例如在家庭护理应用中的氧气治疗。然而，根据本发明的系统10并不局限于治疗应用中，而是还适用于所有种类的氧气的生成中。作为其它示例性应用，其涉及飞机中或潜艇中的氧气生成。根据图1，以吸附模式示出了根据本发明的系统10。那意味着氧气被从含氧气体中分离出而氮气被吸附并从而从相应的气体流中被去除。氧分离系统10包括气体入口 12，其用于引导含氧气体进入系统10。含氧气体可以是至少部分包含氧气的任何种类的气体。然而，最优选的是使用空气作为含氧气体。从气体入口的下游，含氧气体被引导通过导管16进入压力容器18内，压力容器18接收该含氧气体。压力容器18可以被形成为具有远大于导管16的尺寸的容器。然而，在不偏离这里的本发明的情况下使用另一导管作为压力容器18也是可能的。在后一种情形，压力容器18与导管16相比具有相同或大体相同的尺寸并且可能与导管16 —体地形成。因此，使用这样的导管16作为压力容器18是可能的。所述压力容器可以是用于接收含氧气体的任意种类的接收器。优选地，压力容器18至少部分地被如下所述的根据本发明的隔膜20所封闭。隔膜20具有如以上所定义的初级侧和次级侧。所述隔膜20能够透过氧气但对至少一种其它气体具有吸附亲和性，这取决于所使用的含氧气体。然而，优选空气作为含氧气体，因为这一点，隔膜20可以对氮气具有吸附亲合性。这使得氮气能够被隔膜20吸附并因而从气体流中被去除，而氧气通过隔膜20并形成纯氧气体流。形成的气体流可以被直接使用，例如，被施予到患者，或者被存储并且以后使用。为了使得所述气体流能够流过隔膜20，提供一种用于形成在所述压力容器18内侧和外侧之间的压力差的器件。该器件有利地可以是压缩机14，其被定位在气体入口 12的下游且在压力容器18的上游。压缩机14压缩含氧气体并将其通过导管16传输到压力容器18。因此，通过压缩机14，在压力容器18内产生含氧气体，例如，空气，的过压。优选地，含氧气体具有Ibar的过压或者甚至超过Ibar的过压。使用目前现有技术中已知的任何种类的压缩机都是可能的，只要其能够在压力容器18中产生相应的过压。备选地，可能在压力容器18的外侧产生低压并且因而在隔膜20的次级侧迫使氧气流过薄膜20并且因而产生期望的纯氧气流。在这种情形下，在隔膜20的次级侧提供一个限定的体积。用于提供在压力容器18的内侧和外侧之间的压力差的器件因而可以被设计为真空泵。然而，在压力容器18的内侧和外侧产生压力差是必须的，以得到足够的纯氧或至少基本上纯氧的气流。通过提供冷却器件来冷却隔膜20以抵消产生的吸附能来改善吸附步骤是有利的。然而，冷却器件不是严格必要的，因为隔膜20被新鲜含氧气体气流冷却。对一些应用来说，这种冷却效果可能是足够的。压力容器18还包括第二气体入口 22以及气体出口 24，将要参考图2对其进行描述。在吸附模式中，关闭第二气体入口 22以及气体出口 24 ，这对于在压力容器18中产生所述过压是重要的。气体入口 22和气体出口 24的关闭可以通过人们已知的阀门来实现。在图2中，以再生模式示出了根据本发明的系统。如上所述，根据本发明的隔膜20被设计用于吸附氮气。在操作过程中，隔膜20在某些点将会氮饱合而造成吸附能力的下降，导致氧分离系统的分离性能的降低。因此通过将所吸附的氮气去吸附来再生隔膜20是必要的。为了获得氮气的充分去吸附，压力容器18内的压力可以被降低到，例如大气压，并且该压力容器18可被新鲜空气冲刷。因此，空气可以通过气体入口 22被引导进入到压力容器18内，该气体入口 22可以优选地装备有气泵，从而将压缩机14与压力容器18分离。备选地，可以通过入口 12和导管16将新鲜空气引导进入压力容器18中。这允许在吸附过程中隔膜20内吸附的氮气从隔膜20去吸附并且扩散回压力容器18的内侧的体积并且进一步通过气体出口 24到压力容器18之外。隔膜20的再生还可通过引导新鲜空气通过隔膜20从其次级侧到其初级侧来完成。一旦隔膜20被完全再生，就可以再次开始新的吸附周期并且根据本发明的系统10可以再次以吸附模式操作。为了改善去吸附步骤，加热隔膜20以提供所需的去吸附能量是必需的。然而，力口热过程既费能量又费时间。为了改善该加热过程，根据本发明，隔膜20是复合隔膜并且形成层状结构。这在图3中示出。根据图3，隔膜20可以可选地包括载体层26。载体层26可以是纺织品或无纺织物，并且改善隔膜20的机械强度和可操作性。载体层26显示出相对大的孔，其允许不受阻碍的气体流动。优选地，与隔膜20的其它部分一样，载体层26能耐受化学品和较高的温度。对于气体分离的过程，优选地使用多层隔膜，除了可选的载体层26，其包括不同化学组分的至少两层。总的来说，这样的复合隔膜20包括主要决定隔膜20的机械强度的第一多孔子层。该层为支撑层28。这一支撑层28的优选厚度在30到70 μ m，特别是大约50 μ m0支撑层28以及载体层26通常具有低于50%的孔隙度的典型值。邻近该子层，提供主要决定隔膜20的分离特性的具有不同化学材料的第二层。该层是分离层30。分离层30可以是多微孔的或是密实无孔的。其可能具有O. 25到10 μ m的厚度，特别是O. 5到5 μ m的厚度。如上所述，该分离层具有对氧气之外的至少一种气体，特别是氮气，的吸附亲和性，用于将后者从气体流中去除。在去吸附步骤之前和/或其期间仅加热分离层30是足够的。由于这一选择性的、空间的加热，需要加热更小的体积，导致需要更少的能量及需要更少的时间。所述加热可以在去吸附步骤的开始之前一小段时间或去吸附步骤的开始时开始，并且应在去吸附步骤结束之前结束。所述分离层30在新的吸附阶段开始前有时间冷却。典型的去吸附温度可以在150° C到200° C之间。参考厚度为Iym且表面积为Im2的分离层30，分离层30的AT=IOOK的温升(作为示例值)，可以在低于I秒的时间范围内实现。这相对于现有技术是一出色的改进。此外氮气的去吸附速度可增加大于2倍，这是另一显著增加。为实现这样的空间加热，设计隔膜20以使得基本上只有分离层30能够被加热设备加热。隔膜20因而可以根据加热设备调整。因而可以提供若干种不同的加热元件。根据本发明，这些加热元件被设计仅用于分离层30的选择性的且空间的加热是必要的。相反，支撑层28和可选载体层26将不被加热。—种优选的加热设备是辐射发射器件。一种特别优选的器件是发光二极管(LED)或激光器，例如固态激光器。通过使用这样的辐射源，可以将辐射聚焦到分离层30，并且因而仅选择性地加热隔膜20的这一部分。该效果可通过掺杂分离层30进一步改善。示例性地，在分离层30为无机材料的情况下，可以用稀土元素对其掺杂。这允许分离层30具有明 确限定的吸收范围，其可以根据辐射源调整。因而分离层30可以被选择性地加热，而分别对支撑层28或载体层26，没有任何影响。为实现合适并且有效的加热过程，分离层30可以具有彡25%到彡100%的辐射吸收效率。如果使用辐射发射器件加热分离层30，可能需要设计对施加的辐射(半)透明(translucent)的另外的一层或多层。作为一个范例,如果从隔膜20顶部施加福射,可选的隔离层34必须是(半)透明的。在从底下加热分离层30的情况下，支持层28以及载体26必须是(半)透明的。将所有其它层设计为针对所施加辐射(半)透明的也是可能的。在这种情况下，加热元件的设计受到更少的限制。事实上，施加的辐射，或辐射的波长，可以分别根据使用的层选择，例如根据载体层26和支撑层28。这允许施加不被相应的层(例如载体层26和支撑层28)吸收但仅被分离层30吸收的辐射波长。在本发明的另一实施例中，所述加热设备可以包括提供在分离层30内的加热线圈。此外还可能提供欧姆加热器件。在这种情况下，优选地，为了达到期望的效果，分离层30是导电的。此外，可以用热交换器来加热分离层30，或可以将电流传导通过导电分离层30，同样具有期望的加热效果。在另一实施例中，分离层30被从压缩机14的出口出来的气体加热。这是可能实现的，因为气体的压缩带来气体的加热；该加热气体能够增加分离层30的温度。作为带来气体的明显温度升高的压缩机的范例，等离子泵提供从等离子泵压缩机的出口出来的热空气。热的压缩空气在吸附步骤中将加热隔膜20的分离层30并且将在吸附过程的结束达到最高温度。因而再生步骤开始时隔膜具有足够温度。然而，在去吸附步骤中，通过用新鲜的冷空气冲刷隔膜20，隔膜20将再次迅速降温。因此，在去吸附过程的结束，隔膜20具有足够低的温度以确保充分的吸附过程。然而，加热元件并不局限于以上陈述的范例。如所描述的，可以使用任何能够空间上加热分离层30的加热元件并且隔膜20可以针对相应的所用加热元件而调整。为进一步改善空间加热过程，分离层30可以通过特殊的隔离物32与支撑层28分离。该隔离物32可以分别地形成为电隔离物，或为热隔离物，或隔热物。隔离物32的目的是支持将加热过程集中到分离层30。就这一点而言，隔离物32可以是具有大的热阻的层。
在任何情况下，隔离物32彻底避免从分离层30到支撑层28的热流量或者使得至少从分离层30到支撑层28的热流可以基本上被忽略，是有利的。这确保了所有被引入到分离层30的能量被用来仅加热分离层。因此，没有能量的流失，这改善了加热过程的效率。特别地，热隔离物32的可能范例是非常多孔的结构。分别与支撑层28或载体层26相比，这些结构可能具有大得多的孔隙度以及因此低得多的密度。可以实现这样的多孔结构，因为与支撑层28或载体层26相比，该隔离物无需提供机械强度而是可以仅将分离层30隔离。隔离层的孔隙度可以在50到99. 9%的范围内，特别是在80到99. 8%的范围内，尤其是在90到99. 8%的范围内，体密度可以优选地在低于O. 5g/cm3的范围内，典型值为O. Ig/
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cm ο能够用作隔离物的优选材料为气凝胶。气凝胶在任何己知多孔固体中可能具有最低的体密度。其可以从凝胶获得，其中，在凝胶中液体组分已被气体取代。气凝胶因而是具 有若干卓越性能的极低密度固体，最值得一提的是，其作为热绝缘体的有效性以及它的极低的密度。另一可能的热隔离物32是泡沫石英玻璃，其中多孔结构是打开的从而使得其可以透过气体，或者在分离层30和支撑层28之间提供空气隙。如果通过辐射加热分离层30，隔离物32包括反射镜是更加有利的。反射镜反射辐射并且确保没有辐射进入到支撑层，这避免了加热后者。因而，需要反射镜反射从辐射源发射的波长。此外，未被分离层30吸收的辐射将再次穿过这一层。因而，可以进一步最小化能量输入。这将导致至少50%的吸收效率。然而，很明显，取决于辐射源的位置，反射镜可能是不合适的，因为其可能允许辐射进入分离层。事实上，隔离层32和/或34中反射镜的使用必须与辐射发射器件的位置相应。如图4中所示的，提供第二隔离物34可能是更有利的。隔离层34可能在例如孔隙度或包含的成分方面具有与隔离层32相比相同的特性。这一第二隔离层34可能具有这样的效果，即，使分离层30以三明治结构被嵌入到两个隔离层之间。归因于这一三明治结构，分离层30可以基本上相对其环境热隔绝特别是当隔离物32和34是热隔离物时。这将能量损失降低到最小。如果提供隔离层32和/或34，其应该对于利用辐射发射器件由分离层30的可选加热所使用的辐射是(半)透明的。在这种情况下，如果选择使用的波长使得其分别不被隔离层32和/或34吸收当然是有利的。有利地，隔离层34能够透过氧气但是可能也能够透过其它气体。在隔膜20至少部分地封闭压力容器18的情况下，该隔膜20可以是具有层状结构的片状复合隔膜，如图3和4中所示。在这种情况下，吸附或去吸附过程可以分别如上所述地实现。然而，在一些应用中，可以优选地将如针对平的层状结构所描述的根据本发明的隔膜20布置为以压紧的基层的形式定位于压力容器18中小颗粒。隔膜20因而形成物理吸收剂的基层。在这种情况下，分离层30安置于颗粒的外围，而支撑层28作为核心被布置在分离层30之下。在这种情况下，吸附过程可以按如下实现。在压力容器18中，可以如上所述地提供含氧气体的过压。这迫使气体穿透进入隔膜20的分离层30，因而吸附含氧气体中所含的氮气。由于氧气不会被吸附，在隔膜20的下游，压力容器18包括出口，通过出口可以得到纯氧气流。为从所述隔膜中去吸附氮气，再次，压力可以被降低到大气压并且可以用新鲜空气冲刷压力容器18以及隔膜20。
在本发明的另一方面中，提供一种器件以根据期望的操作模式来打开或关闭加热设备。该器件可以是控制单元但是其不局限于该范例。在本实施例中，根据本发明的系统10可以以“正常”模式工作，该模式中加热设备关闭，因而提供在11/min的示例范围的纯氧气流。这一气流对多数应用是足够的。然而，在需要更大气流的情况下，可以打开加热设备，导致分离层30如以上所述地以一种“脉冲操作模式”而被加热。这使得能够在需要时实现在2-31/min的示例范围内的更大的纯氧气流。根据本发明的系统10的能量消耗相对于设计用于提供2-31/min的氧气流的系统显著降低。特别是在便携式家庭护理系统中，因而可能为后者装备更小的电池而明显改善操作性能。尽管在附图和上文的描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述应被理解为说明性或示范性的而非限制性的；本发明不限制于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求，在实践所主张的发明时可以理解和实现所公开实施例的其它变形。在权利要求中，单词“包括”并不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除复数。在彼此不同的从属权利要求中叙述特定措施这一简单事实并不指示不能使用这些措施的组合来改进。权利要求中的任何附图标记不应被理解为限 制其范围。
权利要求
1.一种隔膜，特别是氧分离隔膜，其包括支撑层(28)和分离层(30)，其中，所述分离层(30)能够透过氧气并且对于至少一种其它气体，特别是对于氮气，具有吸附亲和性，其中，所述隔膜(20)被设计为使得基本上只有所述分离层(30)能够被加热设备加热。
2.根据权利要求I所述的隔膜，其中，所述分离层(30)通过隔离物(32)至少部分地与所述支撑层(28)分离。
3.根据权利要求2所述的隔膜，其中，所述隔离物(32)被设计为热隔离物，尤其是被设计为类似气凝胶的多孔结构。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的隔膜，其中，所述分离层(30)被掺杂。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的隔膜，其中，所述隔离物(32)包括反射镜。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的隔膜，其中，在所述分离层(30)中提供有加热线圈。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的隔膜，其中，所述分离层(30)是导电的。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的隔膜，其中，邻近所述分离层(28)提供有第二隔离物(34)，并且所述第二隔离物(34)被安置于所述支撑层(28)的对面。
9.一种氧分离系统,包括 压力容器(18)，其用于接收含氧气体并且具有内侧和外侧， 隔膜(20 )，其用于从所述含氧气体中分离氧气， 加热设备，其用于加热所述隔膜(20)，以及 用于在所述压力容器(18)的内侧和外侧之间产生压力差的器件， 其中，所述隔膜(20)是根据权利要求I至8中任一项所述的隔膜(20)。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述加热设备包括辐射发射器件，特别是发光二极管(LED)或激光器,尤其是固态激光器。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述加热设备包括欧姆加热器件。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的系统，其中，提供有冷却设备用于冷却所述分尚层(30 )。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的系统，其中，用于在所述压力容器(18)的内侧和外侧之间产生压力差的所述器件被设计为压缩机(14)，特别是等离子泵。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的系统，其中，提供有用于选择性地将所述加热设备打开或关闭的器件。
全文摘要
本发明涉及隔膜，特别是氧分离隔膜，其能够实现在成本、价格、尺寸、重量和噪音方面改善的气体分离状况。根据本发明的隔膜，特别是氧分离隔膜，包括支撑层(28)和分离层(30)，其中，所述分离层(30)能透过氧气并且对至少一种其它气体，特别是对氮气，具有吸附亲和性，其中，所述隔膜(20)被设计为使得基本上只有所述分离层(30)能够被加热设备加热。
文档编号B01D69/10GK102791355SQ201180012509
公开日2012年11月21日 申请日期2011年2月4日 优先权日2010年3月5日
发明者J·奥皮茨, R·希尔比希 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司