基本介紹
工業制氧機的原理是利用空氣分離技術，首先將空氣以高密度壓縮再利用空氣中各成分的冷凝點的不同使之在一定的溫度下進行氣液脫離，再進一步精餾而得．工業上的用氧一般是通過此物理方法得到的，大型空氣分離設備一般設計的較高為的是能讓氧\氮等氣體能在爬升與下降的過程中充分置換溫度，得以精餾． 家用制氧機工作原理：利用分子篩物理吸附和解吸技術.制氧機內裝填分子篩，在加壓時可將空氣中氮氣吸附，剩餘的未被吸收的氧氣被收集起來，經過淨化處理後即成為高純度的氧氣。分子篩在減壓時將所吸附的氮氣排放迴環境空氣中，在下一次加壓時又可以吸附氮氣並製取氧氣，整個過程為周期性地動態循環過程，分子篩並不消耗. 制氧機
工作原理
我們常說的“制氧機”英文表述為“ Oxygen concentrator ”意思是氧氣收集器。按原理市面上常見兩種氧氣收集器第一種是用分子篩產氧，第二種是使用“附氧膜”又稱“富氧膜”產氧。
匯康制氧機首先套用“富氧膜”的日本松下電器產業公司開發了一項高流量富氧膜的批量生產技術，研製了4種類型不同流量的膜裝置，從1986年1月起開始銷售該裝置。其首先並非套用於制氧機而是富氧空調，上世紀90年代末我國的某公司也希望生產富氧空調引進了富氧膜技術，但由於空氣中氧擴散的速度根本不是我們可以想像的快，富氧空調一直只是一種噱頭，未見實效。日本人好美容，後來松下針對美容市場開發一台濃度30%流量3升的富氧膜制氧機，投放市場而且受到日本女生歡迎，銷量很好。隨著小型分子篩技術進步，富氧膜制氧機輕便的優勢漸漸消失，雖然松下公司在2008年開始逐步停止了富氧膜制氧機的生產，但松下公司從來未有把富氧膜制氧機用於醫療或保健領域。 第一台“分子篩”PSA制氧機，最早是德國德林公司製造的，距今快100年了。上世紀70年代美國的小型分子篩制氧機開始進入家庭氧療領域，那時的機器比現在大部分國產的機器還笨重5升機器差不多要50公斤。和中國不一樣，國外（包括美國和印度）做家庭氧療都用5升機器，原因很簡單5升每分鐘，5升純氧吸入到肺部時被擴散混和剩下約41%，（我們知道潛水用氧是50%）這是可以長期適合肺泡交換氧的純度，肺泡浸潤在50%及0.06Mpa以下的氧環境是不會發生氧中毒的，50%的肺氧環境是最為有效的體內氧交換環境而又不會發生氧中毒。（一般低流量或低濃度的氧吸入到肺部已經被被擴散混和到和空氣相差無幾，這和吸空氣是分別不大的）。吸氧壓力長期過大會損害肺泡，國外嚴格控制吸氧壓力不能超過0.06Mpa 。 目前大部分醫療用制氧機採用了PSA（變壓吸附）空氣分離制氧技術，它是基於吸引劑（沸石分子篩）對空氣中氧、氮吸附能力的差異來實現氧、氮的分離。當空氣進入裝有吸附劑的床層時，氮氣吸附能力較強被吸附，而氧氣不被吸附，這樣可以在吸附床出口端獲得高濃度的氧氣。由於吸附劑具有其吸附量隨壓力變化的特性，改變其壓力，可使吸附交替進行吸附與解吸操作。PSA制氧原理示意如下圖所示。
適用人群
制氧機適用於氧療和氧保健的人群，以及年老多病、身體弱的人群
呼吸系統疾病肺炎、支氣管炎、慢性氣管炎、病毒性呼吸道感染、哮喘、肺氣腫、肺心病等。
心腦血管疾病高血壓、心臟病、冠心病、心肌梗塞、腦血栓、腦缺血、腦眩暈、動脈粥樣硬化等。
高原缺氧病症高原肺水腫、急性高山病、慢性高山病、高原昏迷、高原缺氧症等
易患缺氧的人群中老年人、孕婦、長期從事腦力勞動的學生、公司職員、機關幹部；長期從事井下或密閉空間作業的人群、過度運動勞累氧供濟不足的人群等。
其他需要氧療的人群體弱多病肌體免疫力差的人群、中暑、煤氣中毒、藥物中毒等。
本質特點
氧療和氧保健是利用補給氧氣改善人體的生理、生化內環境，促進代謝過程的良性循環，以達到治療疾病、緩解症狀、促進康復和預防病變、增進健康的目的。臨床實踐證明，氧氣療法以其獨特的治療機理，對臨床各科的急性、慢性缺血缺氧性病症和因缺氧引起的繼發性疾病，能夠起到有效的治療作用。適當吸氧，還有改善微循環狀況，減輕為保持一定肺泡氣體氧分壓所必需的呼吸系統負荷量，減輕為保持一定的動脈血氧分壓所必需的心肌負荷量等效果。因而在臨床醫學、預防醫學、急救醫學、老年醫學、康復和保健醫學等方面，氧療和氧保健都有不可替代的重要作用和廣闊的發展前景。 在人體缺氧或將要出現缺氧的時候，通過給氧以增加吸入氣體的氧濃度，提高動脈血氧含量，改善組織供氧狀況，統稱氧氣療法。一般來說，用於糾正病理性缺氧，作為疾病輔助治療手段的，稱為氧療；其中用於危重病人和意外事故受害者的，稱為輸氧急救；用於補充繁重腦力勞動者、老年人、孕婦和慢性病康復期病人的生理性缺氧，以及補充各種環境性缺氧，作為預防缺氧的，稱為氧保健。同其他醫療方法和保健方法相比，氧療和氧保健屬於積極的、直接的、快速的、安全的手段。它的特點是： 吸氧直接提高動脈血氧含量，而不是作用於機體某個部分間接改善缺氧；只是在增加機體有生以來一直不斷攝入的氧氣，沒有對於機體陌生的、需要適應的、需要解析的物質；因而只是改善而不是改變機體的自然生理狀態和生物化學環境；低流量氧療和氧保健，無需專門指導，效果快速而肯定，有益而無害。 氧療有及時緩解缺氧症狀的功效，對於消除導致缺氧的原因卻只有部分的和漸進的作用。對於糾正生理性缺氧和環境性缺氧，防治由於環境性缺氧造成的疾病，氧療是主要手段。對於糾正病理性缺氧，氧療是重要的輔助手段。對於緊急搶救，氧療是重要手段之一。 所以，凡是需要氧療的，都應該堅持一段較長的療程，持之以恆才能鞏固療效。在進行氧療的同時，切切不可忽略及時確診病因；不可忽視遵醫囑服用對症藥物；不可忽視治療缺氧的併發症；還要加強有氧體育鍛鍊，增強自身攝取、運輸和利用氧氣的能力。 除了採用PSA原理的制氧機以外，現在國內還有一種產品叫海氧之家，由我國著名企業海爾集團生產。這種制氧機採用膜制氧方式，通過膜對空氣中氮分子的過濾，達到出口氧氣30%的濃度，具有體積小，用電量小等優點。但是採用這種制氧方式的機子有一個致命的缺陷，就是30%的濃度的氧一旦進入空氣，馬上被稀釋成21%左右，和正常呼吸沒有什麼區別。所以這種制氧機很難被需要氧療保健的人接受，起不了對體內增氧的效用。使用這類型制氧機，心理作用大於實際作用，真正需要氧保健的人在購買之前要詢問清楚，不要輕易相信廠商的廣告詞。
家用制氧機及其工作原理
電子制氧機目前在藥店較常見.採用的是空氣中的氧氣在溶液中氧化及還原析出的工藝.因而不會象電解水制氧那樣產生危險的氫氣. 整機運行比較安靜.但這類產品在搬運及使用的過程中要求非常嚴格.絕不允許傾斜及倒置.否則其溶液會流入輸氧管中噴入鼻腔.對使用者造成嚴重的損傷.同時使用制氧過程容易產生其他的氧化物.制出的氧氣含有化學物質.此類制氧方式耗電較大.據專家介紹.現在世界上最好的電子制氧機使用壽命也難以超過1000小時.在使用過程中必須保證溶液具備合適的濃度.否則不能正常出氧.選擇電子制氧機的顧客維護工作一定要做好!
分子篩式制氧機是一種先進的氣體分離技術.物理方法（PSA法）直接從空氣中提取氧氣，即制即用，新鮮自然,最大制氧壓力為0.2～0.3MPa(即2～3公斤)，不存在高壓易爆等危險；
化學藥劑制氧機是採用合理的藥劑配方.在特定的場合下使用.的確能滿足部分消費者之急用.但由於設備簡陋.操作麻煩.使用成本教高.每次吸氧都需要投入一定的費用.不能連續使用等諸多缺陷.不適應家庭氧療!
富氧膜制氧機這種制氧機採用膜制氧方式，通過膜對空氣中氮分子的過濾，達到出口氧氣30%的濃度，具有體積小，用電量小等優點。但是採用這種制氧方式的機子有一個致命的缺陷，就是30%的濃度的氧一旦進入空氣，馬上被稀釋成21%左右，和正常呼吸沒有什麼區別。所以這種制氧機很難被需要氧療保健的人接受，起不了對體內增氧的效用。
使用方法
1．把主機裝輪作落地式或裝掛架貼牆懸掛在室外，裝上採氣過濾器。 2．按需要在牆上或支撐物上釘上供氧器插扣板，然後掛上供氧器。 3．用輸氧管連線供氧器出氧接口，把供氧器的12V電源線與主機的12V電源線連線， 如多個供氧器串聯，只需增用三通接頭即可，把管線用線扣固定。 4．把主機的220V電源線插入牆上插座，供氧器紅燈亮。 5．請在濕化杯內加純淨水至指定位置。再把它裝到供氧器出氧口上。 6．請將輸氧管套到濕化杯出氧口上。 7．按下供氧器啟動按鈕，綠色指示燈亮，制氧機開始進入工作狀態。 8．按醫生之醫囑，調節流量至所需位置。 9．按吸氧面罩或鼻吸管包裝說明圖解掛好鼻插管或戴好面罩吸氧。
發展過程
變壓吸附分離技術被發明以來，廣泛地套用於氣體混合物的分離精製。 首先，1958 年，Skarstorm 申請專利並套用此技術分離空氣。同時，Gerin de Montgareuil 和Domine 也在法國申請專利。兩者的差別是，Skarstorm 循環在床層吸附飽和後，用部分低壓的輕產品組分沖洗解吸，而Gerin-Domine 循環採用抽真空的辦法解吸。 1960 年大型變壓吸附法空氣分離的工業化裝置建成。 1961 年用變壓吸附分離工藝從石腦油中回收高純度的正構烷溶劑，並命名為Isosiv 過程，1964年完善了從煤油餾分中回收正構烷烴的工藝。 1966 年利用變壓吸附技術提氫的四塔流程裝置建成，20 世紀70 年代後採用四塔以上的多塔操作，並向大規模、大型化發展。 1970 年又建成分離和回收氧的工業化裝置，用於環保工業污水處理生化的需要。同時被廣泛用於從石腦油中提取正構烷烴，再經異構化，將異構化產物加入汽油餾分中，以提高其辛烷的Hysomer過程。 1975 年試製成醫用富氧濃縮器，1976 年開發了用碳分子篩變壓吸附制氮的工藝並工業化，隨後採用5A沸石分子篩抽真空制氮工藝。到1983年德國推出性能優良的制氮用碳分子篩。到1979年為止，約有一半的空氣乾燥器採用Skarstrom 的變壓吸附工藝。變壓吸附用於空氣或工業氣體的乾燥比變溫吸附更為有效。1980年開發了快速變壓吸附工藝（又稱為參數泵變壓吸附）。 從20 世紀90年代起，由於電能緊張，變壓吸附制氧又在煉鋼等領域占有了一席之地。 2-2-1 我國對變壓吸附制氧技術的研究 我國對變壓吸附制氧技術的開發起步較早，從1966年開始研究沸石分子篩分離空氣制氧技術；20世紀70年代PSA分離空氣制氧在鋼鐵、冶煉和玻璃窯等工業領域已經得到了廣泛的套用。20多年來，由於技術力量分散，相互之間缺少聯絡，我國的變壓吸附制氧技術發展緩慢，同國外的差距越來越大。20世紀70年代是我國PSA分離空氣制氧技術發展的鼎盛時期，全國有十幾個單位相繼開展了變壓吸附制氧技術的實驗研究，建立了數套工業試驗設備。這個時期開發的變壓吸附制氧設備的共同點有以下幾個方面： （1）大多採用高於大氣壓吸附、常壓解吸流程，吸附塔有兩個到四個； （2）空氣進入吸附塔前，經過脫水預處理； （3）設備可靠性差，不能連續穩定運行，導致大部分設備報廢； （4）技術、經濟指標落後。 20世紀80年代，原來從事變壓吸附制氧裝備研製單位的開發項目相繼中止，我國變壓吸附制氧技術的開發再次進入低谷。 1995年，崑山錦滬機械有限公司在河南洛陽鋼鐵廠建成VPSAO 1000Nm3/h制氧機，標誌著變壓吸附在我國正式進入工業領域，也標誌著變壓吸附在我國進入高速發展時期。 20世紀90年代是我國變壓吸附制氧技術突飛猛進向前發展的時期，變壓吸附制氧技術逐漸成熟，有些產品的綜合技術經濟指標已經接近國外先進水平。多年的實踐表明，我國變壓吸附制氧技術已經走出實驗室步入實用化階段。在近十年內，通過不斷地技術更新和研究開發，我國變壓吸附制氧技術日新月異，發展迅速，與世界先進水平之間的差距正在不斷縮小。但從整體水平上看，我國在很多方面與國際先進水平仍有一定的差距。如在新型高性能的吸附劑的研究，吸附流程的改進，理論分析研究和數學模型的建立，質量監控與自動化控制等許多方面。 分子篩變壓吸附氣體分離和提純技術是利用分子篩、依靠壓力的變化來實現吸附和再生，其再生速度快、能耗低、屬於節能型氣體分離技術，特別符合在能源短缺的情況下其低品質資源的開發利用的世界潮流。分子篩變壓吸附原理的制氧機僅僅利用空氣就可以生產純度在90一95%的氧氣，並且其制氧機工藝流程簡單、安全、投資少、能耗比較低，因此在中小規模的需要富氧的地方，如近年來各級醫院的中心供氧系統的氧氣氣源愈來愈多的選用制氧機產氧，這類設備均採用分子篩變壓吸附氣體分離和提純技術獲取低成本的氧氣。 PSA制氧裝置 原料空氣經空氣壓縮機增壓後，空氣預處理系統除去油、塵埃等固體雜質及大部分的氣態水,進入裝有沸石分子篩（ZMS）的吸附塔，空氣中的氮氣、二氧化碳、水蒸氣被吸附劑選擇吸附，氧氣則穿過吸附塔，氧作為產品氣體輸出。當吸附塔內吸附劑接近吸附飽和時，壓縮空氣進入另一隻已再生後的吸附塔繼續吸附，吸附飽和的吸附塔則通過向大氣排氣泄壓，並引入部分產品氧氣對吸附劑床層清洗，使吸附飽和的吸附劑解吸再生，為下次吸附做準備。吸附塔在PLC或DCS系統的控制下循環切換完成連續產氧。氧氣經儀表分析計量送用戶使用。 VPSA/VSA制氧 在環境溫度下，原料空氣經過濾器淨化進入鼓風機增壓，通過空氣溫度調節系統冷卻並維持在某恆定溫度進入裝有沸石分子篩吸附劑的吸附塔，空氣中的水分，二氧化碳和氮氣等被吸附劑吸附，不被吸附的氧氣在吸附塔富集並作為產品氣送入氧氣產品緩衝罐，經計量分析台格後送用戶使用。 真空解吸 VPSA 制氧機主要原理與變壓吸附制氧機原理基本是一樣的，不同之處在於分子篩的解吸再生使用了一套抽真空系統。
