WO2008004523A1 - Oxygen concentrating device - Google Patents

Description

明 細 書

酸素濃縮装置

技術分野

[0001] 本発明は、酸素濃度が高められた酸素濃縮ガスを生成するための酸素濃縮装置 に関する。とくに、肺気腫や気管支炎などの呼吸器系の疾患を患っている患者に酸 素濃縮ガスを供給するための医療用酸素濃縮装置に関する。

背景技術

[0002] 肺気腫や気管支炎などの呼吸器系疾患を治療するのに有効な方法として酸素吸 入療法が知られている。酸素吸入療法は、酸素濃縮ガスを患者に吸入させることによ つて酸素不足に陥って 、る組織細胞に酸素を供給し、組織細胞の機能を維持させる ことにより、息苦しさなど、患者が感じる苦痛を緩和するものである。 日本では、 1985 年からは、在宅での酸素吸入療法にも医療保険が適用されるようになり、在宅で酸素 吸入療法を受ける患者が増えてきている。このような実状に鑑みて力 周囲の空気か ら酸素濃縮ガスを生成して患者に供給することのできる医療用酸素濃縮装置の需要 が着実に伸びてきている。

[0003] 医療用酸素濃縮装置の種類は様々であるが、周囲の空気 (原料空気）に含まれる 窒素を選択的に吸着する吸着剤を用いて酸素濃縮ガスを生成する圧力変動吸着方 式のものと、酸素透過膜を用いて酸素濃縮ガスを得る分離膜方式のものとに大別さ れる。しかし、近年は、酸素濃度の高い酸素濃縮ガスを得やすいという理由から、圧 力変動吸着方式の医療用酸素濃縮装置が主流となってきている。

[0004] 圧力変動吸着方式の医療用酸素濃縮装置は、原料空気に含まれる窒素を選択的 に吸着しうる吸着剤が収容された吸着筒と、吸着筒で生成された酸素濃縮ガスを一 時的に貯留するための貯留タンクと、原料空気、酸素濃縮ガス又は排気ガスを移送 するためのガス移送手段と、吸着筒に接続されたガス流路の開閉又は切替を行うた めの電磁弁と、各部を制御するための制御手段とを備えたものが一般的となっている (例えば、特許文献 1)。この種の医療用酸素濃縮装置は、吸着筒の圧力を上昇させ ることによって原料空気に含まれる窒素を吸着剤に吸着させる吸着工程と、吸着筒の 圧力を低下させることによって吸着剤に吸着されていた窒素を脱離させる再生工程と を交互に切り替えることにより、酸素濃縮ガスを生成するものとなっている。

[0005] この種の医療用酸素濃縮装置は、小型で使い勝手がよぐ在宅での酸素吸入療法 に適したものではあったが、吸着筒、貯留タンク、ガス移送手段、電磁弁、制御手段 など、多数の部品によって構成されていたために、これらの部品の組み付けに労力を 要するものとなっていた。とくに、各部品をカバーの内側の奥まった位置にボルト留め する作業には、多大な労力を要していた。また、各部品に設けるボルト孔の寸法公差 などを小さく抑えなければならず、医療用酸素濃縮装置の製造コストが増大するおそ れもあった。

[0006] さらに、この種の医療用酸素濃縮装置は、ガス移送手段や電磁弁など、騒音を発 生する部品を使用するために、在宅で酸素吸入療法を行うのに快適に用いることが できるようにするためには、防音対策に十分配慮しなければならな力つた。このような 実状に鑑みてか、酸素濃縮装置の筐体を木などの防音用素材で形成することも行わ れているが (例えば、特許文献 2)、筐体を木製とすると、酸素濃縮装置の製造コスト だけでなぐ軽量ィ匕が困難になるなどの問題があった。

[0007] さらにまた、この種の医療用酸素濃縮装置は、コンプレッサなどのガス移送手段で 原料空気を圧縮して吸着筒へ移送する、又は真空ポンプなどのガス移送手段で吸 着筒から排気ガスを移送する形態のものとなっており、これらのガス移送手段で発生 した振動が騒音となって外部に漏れやすい構造となっていた。コンプレッサは、通常 、コンプレッサボックスと呼ばれる箱体に収容された状態で組み込まれる力 それでも 騒音を抑えることは困難であった。騒音の原因となる振動は、電磁弁や吸着筒などの 他の部品からも発生する。医療用酸素濃縮装置をより普及させるためには、これらの 部品で生じる振動を吸収して騒音を低減させることが求められている。

[0008] さらに、この種の医療用酸素濃縮装置は、吸着筒、貯留タンク、ガス移送手段、電 磁弁又は制御手段など、多数の部品によって構成されていたために、これらの部品 の組み付けに労力を要するものとなっていた。とくに、各部品をカバーの内側の奥ま つた位置にボルト留めする作業には、多大な労力を要していた。さらにまた、各部品 に設けるボルト孔の寸法公差などを小さく抑えなければならず、医療用酸素濃縮装 置の製造コストが増大するおそれもあった。

[0009] ところで、複数の部品を収容して支持するための複数の凹部が形成された発泡榭 脂製の支持体と、支持体を収容するためのカバーとで構成された装置用シャーシが 、既に提案されている (例えば、特許文献 3と特許文献 4を参照)。これにより、装置用 シャーシを構成する部品の数を大幅に削減するだけでなぐ支持体に支持させる部 品の寸法公差を大きくすることもできるとされている。また、支持体への部品の組み付 けが容易になることや、カバーの外側に漏れる騒音を抑えることや、支持体に支持さ れた部品を衝撃カゝら保護することも可能になるとされている。

[0010] しかし、特許文献 3や特許文献 4に記載された装置用シャーシは、コンプレッサなど 、比較的重く激しい振動を伴う部品を収容するものとしては、必ずしも適していなかつ た。というのも、この装置用シャーシに、コンプレッサを収容すると、発泡榭脂製の支 持体とコンプレッサ又はコンプレッサボックスとの接触部分力 騒音が発生したり、が たつきが発生したりするおそれがあるからである。実際、この装置用シャーシは、回路 基板や記憶ディスクなど、激しい振動を伴わない部品を収容することを目的としたも のとなつており、特許文献 3や特許文献 4には、この装置用シャーシを、コンプレッサ などの比較的重く激しい振動を伴う部品を備えた装置に用いることについては記載さ れていない。

[0011] 特許文献 1 :特開 2005— 058469号公報

特許文献 2：特開平 07— 275632号公報

特許文献 3：特許第 3362888号公報

特許文献 4：特許第 3473905号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0012] 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、組み立てが容易で製造 コストを削減することのできる酸素濃縮装置を提供するものである。また、寸法精度が 高いことに加えて、支持体の引け (後述する補強リブの表側などに形成される窪み） やテーパー (射出成形する際に型抜きしやすくするために支持体に設けられた傾斜) が目立たず、外観に優れた酸素濃縮装置を提供することも本発明の目的である。さ らに、軽量ィ匕が容易な酸素濃縮装置を提供することも本発明の目的である。

[0013] さらにまた、部品の組み付けが容易であり、製造やメンテナンスに力かる手間を削 減することのできる酸素濃縮装置を提供するものである。カロえて、部品を衝撃力 保 護するだけでなぐ部品の振動を吸収して騒音を軽減することのできる酸素濃縮装置 を提供することも本発明の目的である。

課題を解決するための手段

[0014] 上記課題は、原料空気に含まれる窒素を選択的に吸着しうる吸着剤が収容された 吸着筒と、吸着筒で生成された酸素濃縮ガスを一時的に貯留するための貯留タンク と、原料空気、酸素濃縮ガス又は排気ガスを移送するためのガス移送手段と、吸着 筒に接続されたガス流路の開閉又は切替を行うための電磁弁と、ガス移送手段及び Z又は電磁弁を制御するための制御手段とを含む複数の部品で構成された酸素濃 縮装置であって、前記複数の部品を所定の箇所に位置決めして支持するための榭 脂製の支持体と、支持体の外側を覆う複数の榭脂製のカバーとを備え、前記支持体 が射出成形されたものであることを特徴とする酸素濃縮装置を提供することによって 解決される。

[0015] これにより、酸素濃縮装置の組み立てを容易にして、その製造コストを削減すること ができるようになる。また、支持体を射出成形したことによって、支持体の寸法精度を 高めることも可能になる。さらに、前記カバーで支持体の引け (後述する補強リブの表 側などに形成される窪み)やテーパー (射出成形する際に型抜きしやすくするために 支持体に設けられた傾斜)を隠して、酸素濃縮装置の外観を向上させることも可能に なる。さらにまた、酸素濃縮装置を軽量ィ匕することも容易になる。カロえて、支持体や前 記カバーを木ではなく榭脂で形成したことによって、酸素濃縮装置を廃棄する際の 分別を行 、やすくなつて!ヽる。

[0016] このとき、前記カバーの内側に取り込む空気に混在する塵を除去するための空気 取入口フィルタと、空気取入口フィルタの外側を覆うフィルタカバーとを備え、フィルタ カバーを着脱可能に取り付けるためのフィルタカバー取付部を前記カバーに設ける と好ましい。これにより、前記カバーの内側に取り込む空気に混在する塵を除去する ための空気取入口フィルタを容易に取り外すことが可能になり、空気取入口フィルタ の交換や清掃など、酸素濃縮装置のメンテナンスを簡単に行うことができるようになる

[0017] 前記支持体を、底板と、底板の両側端から垂直に起立する一対の側板と、一対の 側板で挟まれた空間を前後に仕切る仕切板とがー体的に形成されたものとすることも 好ましい。これにより、支持体を、前記複数の部品が組み付けやすいだけでなぐ強 度に優れたものとすることも可能になる。また、ガス移送手段など、比較的大きな騒音 を発する部品を仕切板よりも後方に配することによって、酸素濃縮装置から前方に発 せられる騒音を低減することもできるようになる。

[0018] 前記複数のカバーを支持体に対して位置決めして固定するための嵌合部を、前記 複数のカバーと支持体とのそれぞれに設けることも好ましい。これにより、ネジなどの 固定具を用いなくても、前記カバーを前記支持体に固定することが可能になり、酸素 濃縮装置の組み立てをさらに容易にすることができる。

[0019] 前記カバーは、その成形方法をとくに限定されるものではないが、射出成形された ものであると好ましい。これにより、酸素濃縮装置の製造コストを削減するだけでなぐ 酸素濃縮装置を軽量化することも可能になる。また、前記カバーの寸法精度を高め ることちでさる。

[0020] 前記支持体と前記カバーには、同じ種類の榭脂を用いてもよいが、必要となる性能 に応じて、異なる種類の榭脂を用いると好ましい。前記支持体や前記カバーに好適 に使用することのできる榭脂としては、 ABS榭脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、 AS 榭脂、ポリ塩化ビニル、アクリル榭脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアセ タール、ポリカーボネートなどが例示される。なかでも、強度が要求される前記支持体 を ABS榭脂製とし、強度や剛性がそれ程要求されな 、前記カバーを外力 の衝撃 に対して柔軟性のあるポリプロピレン製にすることが好ましい。これにより、酸素濃縮 装置の強度や剛性を高めながらも、その製造コストを抑えることも可能になる。また、 前記カバーを変色しに《することもできる。

[0021] 前記支持体の底部にキャスタを設けることも好ましい。これにより、酸素濃縮装置を 移動しやす!/ヽものとすることができる。

[0022] 前記支持体及び Z又は前記カバーに補強リブを設けることも好ましい。これにより、 酸素濃縮装置の強度を向上させることが可能になる。この補強リブは、前記支持体や 前記カバーを射出成形する際に容易に形成することができる。

[0023] 吸着筒を保持するための吸着筒保持具を備え、吸着筒保持具を差し込むための 吸着筒保持具差込部を前記支持体に設けることも好ましい。これにより、ネジなどを 使用しなくても吸着筒を前記支持体にしっかりと支持させることが可能になる。したが つて、酸素濃縮装置を組み立てる際や吸着筒を交換する際の作業工数を削減する ことができる。

[0024] 本発明において、さらに、吸着筒、ガス移送手段、貯留タンク又は電磁弁のうち少 なくとも 1種の部品をクッション材を介した状態で支持体に支持することが好ましい。

[0025] これにより、部品の組み付けが容易であり、製造やメンテナンスに力かる手間を削減 することのできる酸素濃縮装置を提供することが可能になる。また、部品を衝撃から 保護するだけでなぐ部品の振動を吸収して酸素濃縮装置力 発せられる騒音を軽 減することも可能になる。

[0026] クッション材を使用する部品は、吸着筒、ガス移送手段、貯留タンク又は電磁弁のう ちいずれであってもよい。しかし、これらの部品のなかでも、ガス移送手段や電磁弁 は、激しい振動を伴いやすく発せられる騒音も大きい。このため、ガス移送手段と電 磁弁のうち少なくとも一方（とくにガス移送手段）にクッション材を使用すると好ましぐ ガス移送手段と電磁弁の両方にクッション材を使用するとより好ましい。

[0027] このうち、ガス移送手段は、クッション材で直接覆ってもょ ヽが、ガス移送手段を金 属製のガス移送手段収容ボックスに収容し、ガス移送手段収容ボックスをクッション 材を介した状態で支持体に支持すると好ましい。これにより、ガス移送手段から発せ られた騒音をガス移送手段収容ボックスで遮ることが可能になり、酸素濃縮装置から 発せられる騒音をさらに軽減することができる。ガス移送手段収容ボックスには、通常 、その内部に収容されたガス移送手段の振動を抑えるための防振対策が施される。 防振対策としては、パネやゴムなどの防振手段を介して、ガス移送手段をガス移送手 段収容ボックスの床に載せたり、ガス移送手段を天井力 吊り下げたりすることなどが 行われる。ガス移送手段収容ボックスの内面には、通常、ガス移送手段から発せられ た騒音を吸収するための吸音材が設けられる。 [0028] このとき、ガス移送手段を、吸着筒の原料空気導入側のガス流路に配し、ガス移送 手段の原料空気導入側のガス流路、ガス移送手段の原料空気導出側のガス流路、 及び吸着筒の排気ガス導出側のガス流路のそれぞれに消音タンクを設け、これらの 消音タンクのうち少なくとも 1つをガス移送手段収容ボックスに収容すると好ましい。こ れにより、酸素濃縮装置力 発せられる騒音をさらに軽減することが可能になる。とく に、ガス移送手段の原料空気導出側のガス流路に設けられた消音タンクをガス移送 手段収容ボックスに収容すると好ま 、。ガス移送手段から導出される原料空気は圧 縮されて温度が高くなるために、ガス移送手段の原料空気導出側のガス流路に設け られた消音タンクは温度が上昇しやすい傾向にあるが、この消音タンクをガス移送手 段とともにガス移送手段収容ボックスに収容することによって、この消音タンクを後述 する冷却ファンによってガス移送手段とともに冷却することも可能になるためである。

[0029] クッション材の素材は、とくに限定されな 、が、繊維集合体であると好ま 、。これに より、クッション材を緩衝性に優れたものとするだけでなぐ吸音性にも優れたものとす ることが可能になる。クッション材の形状も、とくに限定されないが、シート状であると 好ましい。これにより、前記部品をその形状にかかわらず、クッション材で包むことが 可能になる。なかでも、厚さ 2〜50mmの不織布は、クッション材として好適である。た だし、不織布の厚さは、 0. 002psiの荷重下における厚さで定義する。

[0030] 上記の酸素濃縮装置において、カバーの内側に吸音材が設けられていることも好 ましい。これにより、各部品から発せられた騒音をカバーの外側へさらに漏れにくくす ることが可能になる。吸音材を形成する素材は、とくに限定されず、榭脂フォームや 繊維集合体が例示される。なかでも、榭脂フォームは、成形が容易であるだけでなく 、カバーに強度を付与することもできるために好まし!/、。

[0031] このとき、吸音材を、カバーの内側に収容された各部品（とくに、がたつきやすいガ ス移送手段や、寸法の大きな吸着筒）に接触させると好ましい。これにより、カバーの 内側に収容されて!、る各部品のがたつきを防止するだけでなぐカバーの総体的な 強度を増加させ、カバーの表面の変形を防止することも可能になる。

[0032] また、上記の酸素濃縮装置において、支持体を、カバーの内側を前後に仕切るた めの仕切板として機能させ、ガス移送手段と電磁弁のうち少なくとも 1種の部品を支 持体よりも後方に配することも好ましい。このように、比較的大きな騒音が発せられる 部品を支持体よりも後方に配することによって、酸素濃縮装置の前面側から発せられ る騒音をさらに軽減することが可能になる。支持体は、プラスチック成形品であると好 ましい。

[0033] さらに、支持体が、電磁弁を収容するための電磁弁収容室と、制御手段を収容する ための制御手段収容室と、ガス移送手段を収容するためのガス移送手段収容室とを 備えていることも好ましい。これにより、電磁弁と制御手段とガス移送手段を支持体に より確実に支持させることが可能になる。

[0034] このとき、冷却空気を移送するための冷却ファンをカバーの内側に備え、電磁弁収 容室と制御手段収容室とガス移送手段収容室とを連通し、冷却ファンによって電磁 弁収容室と制御手段収容室とガス移送手段収容室とに冷却空気を供給することがで きるようにすることも好ましい。これにより、ガス移送手段や制御手段などの自己発熱 しゃすい部品や、電磁弁などの熱が蓄積しやすい部品を冷却することが可能になる

[0035] またこのとき、電磁弁又は制御手段を、冷却ファンよりも冷却空気流れ方向の上流 側に配し、電磁弁や制御手段と比べて発熱量の大きなガス移送手段を、冷却ファン よりも冷却空気流れ方向の下流側に配すると好ましい。これにより、とくに自己発熱し やすいガス移送手段を重点的に冷却することが可能になる。また、ガス移送手段より も冷却空気流れ方向の下流側に電磁弁を配すると、ガス移送手段を冷却した温度の 高い冷却空気が電磁弁に吹き付けられるようになり、電磁弁の温度が逆に高くなるお それもあるが、このような不具合を解消することも可能になる。とくに、電磁弁を冷却フ アンよりも冷却空気流れ方向の上流側に配すると、電磁弁を効率的に冷却することも できるようになる。というのも、電磁弁の温度上昇の原因は、自己発熱によるものはわ ずかで、原料空気や酸素濃縮ガスや排気ガスなどを介してガス移送手段から伝わつ てくる熱によるものがほとんどであるために、ガス移送手段を冷却することは、電磁弁 を冷却することに繋がるからである。

[0036] また、上記課題は、原料空気に含まれる窒素を選択的に吸着しうる吸着剤が収容さ れた吸着筒と、吸着筒で生成された酸素濃縮ガスを一時的に貯留するための貯留タ ンクと、原料空気、酸素濃縮ガス又は排気ガスを移送するためのガス移送手段と、吸 着筒に接続されたガス流路の開閉又は切替を行うための電磁弁と、ガス移送手段及 び Z又は電磁弁を制御するための制御手段とを含む複数の部品に配線及び Z又は 配管を行ってカバーで覆った酸素濃縮装置であって、吸着筒に供給する原料空気 に混在する塵を除去するための吸気フィルタと、吸気フィルタを保持するためのフィ ルタホルダーとを備え、該フィルタホルダーを抜き差しするための開口部 Aが前記力 バーに設けられたことを特徴とする酸素濃縮装置を提供することによつても解決され る。これにより、前記カバーを外さなくても吸気フィルタを取り外すことが可能になり、 吸気フィルタの交換や清掃など、酸素濃縮装置のメンテナンスを簡単に行うことがで さるようになる。

[0037] 前記複数の部品を所定の箇所に位置決めして支持するための支持体を前記カバ 一の内側に備え、該支持体に開口部 Bを設け、開口部 A及び開口部 Bを通じて前記 フィルタホルダーを前記カバーの外側力 抜き差しすることができるようにすることも 好ましい。これにより、吸気フィルタのメンテナンスを困難にすることなぐ前記複数の 部品のガタツキを防止することが可能になる。

発明の効果

[0038] 以上のように、本発明によって、組み立てが容易で製造コストを削減することのでき る酸素濃縮装置を提供することが可能になる。また、寸法精度が高いことに加えて、 支持体の引け (後述する補強リブの表側などに形成される窪み)やテーパー (射出成 形する際に型抜きしやすくするために支持体に設けられた傾斜)が目立たず、外観 に優れた酸素濃縮装置を提供することも可能になる。

[0039] さらに、クッション材を用いた場合には、部品の組み付けが容易であり、製造ゃメン テナンスに力かる手間を削減することのできる酸素濃縮装置を提供することが可能に なる。また、部品を衝撃力も保護するだけでなぐ部品の振動を吸収して騒音を軽減 することのできる酸素濃縮装置を提供することも可能になる。

図面の簡単な説明

[0040] [図 1]本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置を前方から見た状態を示した斜視図 である。 [図 2]本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置を後方から見た状態を示した斜視図 である。

圆 3]本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置力 前側カバー、後側カバー及び上 側カバーを取り外して前方力 見た状態を示した斜視図である。

圆 4]本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置力 前側カバー、後側カバー及び上 側カバーを取り外して後方力 見た状態を示した斜視図である。

[図 5]本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置に使用する支持体を前方から見た状 態を示した斜視図である。

[図 6]本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置に使用する支持体を後方から見た状 態を示した斜視図である。

圆 7]本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置のフローチャートを示した図である。

[図 8]本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置に使用する前側カバー 23を表側から 見た状態を示した斜視図である。

圆 9]本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置に使用する空気取入口用のフィルタ力 バーを表側力 見た状態を示した斜視図である。

[図 10]本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置に使用するフィルタホルダーを側方 から見た状態を示した斜視図である。

圆 11]本発明の第二実施態様の酸素濃縮装置のシステムフローを示した図である。 圆 12]第二実施態様における第一例の酸素濃縮装置を分解した状態を示した斜視 図である。

圆 13]第二実施態様における第一例の酸素濃縮装置のクッション材に包まれたコン プレッサボックスを示した断面図である。

圆 14]第二実施態様における第一例の酸素濃縮装置のクッション材に包まれた電磁 弁を示した断面図である。

[図 15]第二実施態様における第一例の酸素濃縮装置の支持体を示した斜視図であ る。

[図 16]第二実施態様における第一例の酸素濃縮装置の支持体を後方から見た状態 を示した図である。 圆 17]第二実施態様における第一例の酸素濃縮装置の外観を示した斜視図である

[図 18]第二実施態様における第一例の酸素濃縮装置を左右方向に垂直な面で切断 した状態を示した断面図である。

[図 19]第二実施態様における第二例の酸素濃縮装置における支持体を本体部と蓋 部とに分解した状態を示した斜視図である。

[図 20]第二実施態様における第二例の酸素濃縮装置における支持体の本体部を後 方から見た状態を示した図である。

[図 21]第二実施態様における第二例の酸素濃縮装置を分解した状態を示した斜視 図である。

[図 22]第二実施態様における第二例の酸素濃縮装置の外観を示した斜視図である

[図 23]第二実施態様における第三例の酸素濃縮装置を分解した状態を示した斜視 図である。

[図 24]第二実施態様における第三例の酸素濃縮装置における支持体を後方から見 た状態を示した図である。

[図 25]第二実施態様における第三例の酸素濃縮装置の外観を示した斜視図である 符号の説明

101 酸素濃縮装置

102 吸着筒

103 貯留タンク

104 ガス移送手段

105 ガス移送手段収容ボックス

106 電磁弁

108 制御手段

109 支持体 111 空気取入口フィルタ

112 酸素濃縮ガス取出口

113 排気ガス排出 P (サイレンサ)

114 底板 (支持体）

115 側板 (支持体）

116 側板 (支持体）

117 仕切板 (支持体）

119 吸着筒保持具差込部

120 吸着筒保持具

121 キャスタ

122 補強材

123 前側カバー (カバ -）

124 後側カバー (カバ -）

125 右側カバー（カバ -）

126 左側カバー (カバ -）

127 上側カバー（カバ -）

128 空気取入口

129 フィルタカバー

130 貫通孔

131 吸気フィルタ

132 フィルタホルダー

134 消音タンク

135 消音タンク

136 圧力検知手段

137 均圧弁

138 オリフィス

139 オリフィス 142 バクテリアフィルタ

143 流量制御手段

144 酸素濃度検知手段

145 圧力検知手段

146 流量検知手段

147 逆止弁

148 加湿手段

149 消音タンク

201 吸気フィルタ

202 ガス移送手段の原料空気導入側のガス流路に設けられた消音タンク 203 コンプレッサ (ガス移送手段）

204 電磁弁ブロック

204a 電磁弁 (吸着筒 206用原料空気供給弁）

204b 電磁弁（吸着筒 206用排気ガス排出弁）

205a 電磁弁 (吸着筒 207用原料空気供給弁）

205b 電磁弁（吸着筒 207用排気ガス排出弁）

206 吸着筒

207 吸着筒

208 均圧弁 (上部均圧用）

209 オリフィス（上部均圧用）

210a 逆止弁

210b 逆止弁

211 貯留タンク

212 圧力検知手段 (原料空気導入路用）

213 吸着筒の排気ガス導出側のガス流路に設けられた消音タンク

214 サイレンサ

215 バクテリアフィルタ 216 比例制御弁

217 酸素濃度検知手段

218 圧力検知手段 (酸素濃縮ガス取出流路用）

219 逆止弁 (酸素濃縮ガス取出流路用）

220 加湿手段

221 酸素濃縮ガス取出口

222 支持体本体部 (支持体）

222a ガス移送手段収容室

222b 吸気フィルタ収容室

222c 冷却ファン収容室

222d 吸着筒収容室 (吸着筒 206用）

222e 吸着筒収容室 (吸着筒 207用）

222f 貯留タンク収容室

222g 制御手段収容室

222h 電磁弁収容室

223 支持体外枠部 (支持体）

224 操作部

225 支持体蓋部 (支持体）

226 前側カバー (カバー）

227 後側カバー (カバー）

228 コンプレッサボックス (金属製のガス移送手段収容ボックス）

229 冷却ファン

230 制御手段

231 吸音材

232 クッシ 3ン材

233 ジべッ卜

234 ガス移送手段の原料空気導出側のガス流路に設けられた消音タンク 235 流量検知手段 236 オリフィス（パージ用）

発明を実施するための最良の形態

[0042] 以下、本発明の酸素濃縮装置の好適な実施態様について、図面を用いてより具体 的に説明する。

[0043] 1. 0 第一実施態様の酸素濃縮装置

まず、第一実施態様の酸素濃縮装置について説明する。図 1は、本発明の第一実 施態様の酸素濃縮装置 101を前方力も見た状態を示した斜視図である。図 2は、本 発明の第一実施態様の酸素濃縮装置 101を後方から見た状態を示した斜視図であ る。図 3は、本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置 101から前側カバー 123、後側 カバー 124及び上側カバー 127を取り外して前方から見た状態を示した斜視図であ る。図 4は、本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置 101から前側カバー 123、後側 カバー 124及び上側カバー 127を取り外して後方から見た状態を示した斜視図であ る。図 5は、本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置 101に使用する支持体 109を前 方力も見た状態を示した斜視図である。図 6は、本発明の第一実施態様の酸素濃縮 装置 101に使用する支持体 109を後方力も見た状態を示した斜視図である。図 7は 、本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置 101のフローチャートを示した図である。 図 8は、本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置 101に使用する前側カバー 123を 表側から見た状態を示した斜視図である。図 9は、本発明の第一実施態様の酸素濃 縮装置 101に使用する空気取入口用のフィルタカバー 129を表側力 見た状態を示 した斜視図である。図 10は、本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置 101に使用す るフィルタホルダー 132を側方力も見た状態を示した斜視図である。図 3と図 4は、配 線と配管を省略して描 、てある。

[0044] 1. 1 第一実施態様の酸素濃縮装置の概要

第一実施態様の酸素濃縮装置 101は、図 1〜図 4に示すように、原料空気に含ま れる窒素を選択的に吸着しうる吸着剤を収容した吸着筒 102 (図 3)と、吸着筒 102で 生成された酸素濃縮ガスを一時的に貯留するための貯留タンク 103 (図 4)と、原料 空気を移送するためのガス移送手段 104を収容したガス移送手段収容ボックス 105 ( 図 4)と、吸着筒 102に接続されたガス流路の開閉を行うための電磁弁 106 (図 4)と、 ガス移送手段 104及び電磁弁 106を制御するための制御手段 108とを含む複数の 部品で構成されている。これらの複数の部品は、図 5と図 6に示す支持体 109によつ て所定の箇所に位置決めされて支持されており、支持体 109は、複数の榭脂製の力 バー 110 (図 1、図 2)によって覆われている。

[0045] ところで、第一実施態様の酸素濃縮装置 101は、周囲の空気 (原料空気）に含まれ る窒素を選択的に吸着する吸着剤を収容した吸着筒 102の圧力を変動させることに よって酸素濃縮ガスを生成する圧力変動吸着方式のものとなって 、る。この酸素濃 縮装置 101では、図 7に示すように、空気取入口フィルタ 111から取り込まれた原料 空気は吸着筒 102へと圧送されるようになっている。原料空気が吸着筒 102の一次 側 (第一実施態様の酸素濃縮装置では吸着筒 102の下側)へ圧送されて吸着筒 10 2の内部圧力が上昇すると、原料空気中の窒素が前記吸着剤に吸着され、酸素濃度 の高まった酸素濃縮ガスが吸着筒 102の二次側 (第一実施態様の酸素濃縮装置で は吸着筒 102の上側）から取り出される（吸着工程)。取り出された酸素濃縮ガスは、 貯留タンク 103に一時的に貯留された後、必要に応じて酸素濃縮ガス取出口 112か ら取り出される。

[0046] また、吸着工程を終えた吸着筒 102に残っていたガスは、排気ガスとして排気ガス 排出口 113 (サイレンサ）から排出される。この際、吸着筒 102の圧力は低下し、前記 吸着剤に吸着されていた窒素が吸着剤から脱離して、前記吸着剤の窒素吸着能が 再生される（再生工程)。前記吸着剤力ゝら脱離した窒素は、排気ガスとして排出される 。このため、排気ガス排出口 113から排出される排出ガスは、窒素濃度が高まった窒 素富化ガスとなっている。その他、酸素濃縮装置 101を構成する各部品の具体的な 動作につ 、ては、一般的な圧力変動吸着式の酸素濃縮装置と略同様であるために 説明を割愛する。

[0047] 1. 2 支持体

支持体 109は、榭脂を射出成形することにより形成されたものとなっている。支持体 109に用いる榭脂の種類は、射出成形できるものであればとくに限定されない。第一 実施態様の酸素濃縮装置 101にお ヽては、強度に優れた ABS榭脂を採用して 、る [0048] 支持体 109の厚さ（支持体 109を構成する各板状部の厚さ）は、とくに限定されな い。しかし、支持体 109を薄くしすぎると、支持体 109の剛性が保てなくなって支持体 109が破損したりしゃすくなるおそれがある。このため、支持体 109の厚さ（場所によ つて支持体 109の厚さが異なる場合は平均の厚さ）は、 0. 5mm以上に設定すると好 ましい。支持体 109の厚さは、 1mm以上とするとより好ましぐ 2mm以上とするとさら に好ましい。

[0049] 一方、支持体 109を厚くしすぎると、支持体 109の重量が増すだけでなぐ酸素濃 縮装置 101の製造コストが高くなる。このため、支持体 109の厚さは、 5mm以下に設 定すると好ましい。支持体 109の厚さは、 4mm以下であるとより好ましぐ 3mm以下 であるとさらに好ましい。第一実施態様の酸素濃縮装置 101において、支持体 109 は、一番薄い場所で 0. 8mm、一番厚い場所で 4mmとなっており、平均で約 2. 5m mとなっている。

[0050] 支持体 109の形態は、前記複数の部品を所定の箇所に位置決めして支持できるの であればとくに限定されない。第一実施態様の酸素濃縮装置 101において、支持体 109は、図 5と図 6に示すように、底板 114と、底板 114の両側端力も垂直に起立する 一対の側板 115, 116と、一対の側板 115, 116で挟まれた空間を前後に仕切る仕 切板 117とが一体的に形成されたものとなっている。このため、支持体 109は、前記 複数の部品を組み付けやす 、だけでなく、酸素濃縮装置 101に優れた強度を付与 することができるものとなって 、る。

[0051] また、第一実施態様の酸素濃縮装置 101においては、図 5に示すように、支持体 1 09における底板 114や、側板 115, 116などに複数の補強リブを設けており、支持 体 109の剛性を高めている。補強リブの配置は、とくに限定されないが、格子状に設 けると支持体 109の剛性をより高めることが可能になる。補強リブの寸法も、とくに限 定されないが、通常、補強リブの高さは 5〜50mmの範囲で設定され、隣り合う補強リ ブの間隔は、 50〜200mmの範囲で設定される。

[0052] 底板 114の底面には、補強リブで囲まれた通気路（図示省略）が形成されており、 該通気路を排気ダクトとして機能させることができるようになって 、る。この排気ダクト は、排気ガスを酸素濃縮装置 101の前方力も後方まで案内できるように形成されて いる。このため、騒音の発生源力も排気ガスがカバー 110の外側に排出される部分ま での距離を長く確保できるようになっており、酸素濃縮装置 101の騒音をより低減で きる構造となっている。

[0053] さらに、仕切板 117には、吸着筒 102や、貯留タンク 103や、ガス移送手段収容ボ ックス 105や、電磁弁 106や、制御手段 108などの複数の部品をそれぞれ所望の位 置に支持させるための凹凸を設けている。この凹凸は、前記複数の部品を位置決め するだけでなぐ仕切板 117に剛性を付与して支持体 109の強度を高める効果をも 奏するものとなっている。

[0054] 仕切板 117における吸着筒 102を支持させる部分の近傍には、図 5に示すように、 吸着筒保持具差込部 120を設けている。この吸着筒保持具差込部 120には、図 3に 示すように、吸着筒 102の周部を押えるためのアーム部を有する吸着筒保持具 119 を差し込むことができるようになつている。このため、ネジなどを使用しなくても吸着筒 102を支持体 109〖こ支持させることができるようになって!/、る。

[0055] ところで、前記複数の部品を支持体 109に支持させる際には、前記部品をクッショ ン材を介した状態で支持体 109に支持させると好ましい。これにより、前記部品を衝 撃力 保護するだけでなぐ前記部品の振動を吸収して酸素濃縮装置 101から発せ られる騒音を低減することも可能になる。また、支持体 109への部品の組み付けを容 易に行うことも可能になる。クッション材を使用する部品は、とくに限定されないが、ガ ス移送手段 104や電磁弁 106は、激しい振動を伴いやすぐ発せられる騒音も大き Vヽために、ガス移送手段 104を収容して 、るガス移送手段収容ボックス 105と電磁弁 106のうち少なくとも一方にクッション材を使用すると好ましぐ両方にクッション材を 使用するとより好ましい。

[0056] 前記複数の部品の配置 (支持体 109のどの部分にどの部品を支持させる力）は、と くに限定されないが、ガス移送手段 104や電磁弁 106など、比較的大きな騒音を発 する部品は仕切板 117よりも後方に配すると好ましい。これにより、酸素濃縮装置 10 1から前方に発せられる騒音を低減することが可能になる。第一実施態様の酸素濃 縮装置 101においては、ガス移送手段 104を収容したガス移送手段収容ボックス 10 5と電磁弁 106を仕切板 117よりも後方に配して 、る。 [0057] また、底板 114の底面には、図 3に示すように、キャスタ 121を取り付けており、酸素 濃縮装置 101を運搬しやすくして 、る。キャスタ 121を取り付ける底板 114の四隅に は、補強材 122を取り付けており、キャスタ 121からカ卩えられる応力によって底板 114 が破損しないようにしている。補強材 122の材料は、とくに限定されないが、通常、底 板 114 (支持体 109)に使用した材料よりも強度の高いものが選択される。第一実施 態様の酸素濃縮装置 101にお ヽては、ポリアセタールで形成した板材を補強材 122 として用いている。

[0058] 1. 3 カバー

カバー 110の材料は、榭脂であればとくに限定されないが、第一実施態様の酸素 濃縮装置 101においては、ポリプロピレンを採用している。このため、酸素濃縮装置 1 01の製造コストを抑えるだけでなぐカバー 110を変色しにくいものとすることも容易 となっている。

[0059] カバー 110の厚さは、とくに限定されない。し力し、カバー 110を薄くしすぎると、力 バー 110の剛性が保てなくなり、カバー 110が容易に凹んだり破損したりしゃすくな るおそれがある。このため、カバー 110の厚さ（場所によってカバー 110の厚さが異な る場合は平均の厚さ）は、 0. 5mm以上に設定すると好ましい。カバー 110の厚さは 、 1mm以上であるとより好ましぐ 2mm以上であるとさらに好ましい。

[0060] 一方、カバー 110を厚くしすぎると、カバー 110の重量が増すだけでなぐ酸素濃 縮装置 101の製造コストが高くなる。このため、カバー 110の厚さは、 5mm以下に設 定すると好ましい。カバー 110の厚さは、 4mm以下であると好ましぐ 3mm以下であ るとさらに好ましい。第一実施態様の酸素濃縮装置 101において、カバー 110は、一 番薄い場所で 0. 8mm、一番厚い場所で 4mmとなっており、平均で約 2. 5mmとな つている。カバー 110の裏面には、支持体 109に設けたものと同様の補強リブを設け ており、カバー 110の強度を高めている。

[0061] カバー 110の枚数は、 2枚以上であればとくに限定されない。第一実施態様の酸素 濃縮装置 101においては、図 1〜図 4に示すように、支持体 109の前方を覆う前側力 バー 123と、支持体 109の後方を覆う後側カバー 124と、支持体 109の正面に向か つて右方を覆う右側カバー 125と、支持体 109の正面に向力つて左方を覆う左側力 バー 126と、支持体 109の上部を覆う上側カバー 127との合計 5枚としている。このた め、カバー 110が万が一損傷した場合には、損傷したものだけを新品と交換すれば 済むようになるので、修理作業を軽減することが可能になる。カバー 110と支持体 10 9とのそれぞれには、嵌合部を設けており、該嵌合部でカバー 110と支持体 109とを 互いに嵌合させて固定することができるようになつている。上側カバー 127には、酸 素濃縮装置 101を操作するための操作部（図示省略)や、酸素濃縮装置 101の状態 や警報を表示するための表示部（図示省略)を取り付けることができるようになつてい る。

[0062] 前側カバー 123には、図 8に示すように、カバー 110の内側に空気を取り込むため の空気取入口 128を設けている。空気取入口 128には、取り込む空気に混在する塵 を除去するための空気取入口フィルタと、該空気取入口フィルタの外側を覆うフィル タカバー 129 (図 1)とを取り付けることができるようになって!/、る。第一実施態様の酸 素濃縮装置 101においては、前側カバー 123における空気取入口 128の周辺に凹 部（フィルタカバー取付部）を設けており、前記空気取入口フィルタを保持させたフィ ルタカバー 129をその凹部に嵌め込むことができるようになつている。フィルタカバー 129は、空気取入口 128の周辺に設けた凹部から取り外すことができるようになって おり、前記空気取入口フィルタの交換などのメンテナンスを容易に行うことが可能とな つている。

[0063] ところで、フィルタカバー 129には、図 9に示すように、空気を取り込むための複数 の貫通孔 130を設けている。このとき、前記空気取入口フィルタの外面は、フィルタ力 バー 129の内面に密着させてもよいが、フィルタカバー 129の内面力も所定間隔（1 〜 20mm程度）を隔てて配すると好ましい。これにより、貫通孔 130から取り込まれた 空気が前記空気取入口フィルタを局所的に通過するのを防止することが可能になる 。したがって、空気取入口フィルタの早期目詰まりを防止することなども可能になる。

[0064] フィルタカバー 129に設ける貫通孔 130の形状は、とくに限定されず、多角形ゃ楕 円形などであってもよいが、第一実施態様の酸素濃縮装置 101においては、円形と している。それぞれの貫通孔 130の直径 (貫通孔 130が非円形である場合には、等 価円（貫通孔 130の断面積と同じ面積を有する円）の直径)も、とくに限定されないが 、小さくしすぎると、貫通孔 130にゴミが詰まりやすくなるおそれがあるし、反対に大き くしすぎると、前記空気取入口フィルタに付着したゴミが外部力 見えやすくなるだけ でなぐ酸素濃縮装置 101の外観が悪ィ匕するおそれもある。このため、それぞれの貫 通孔 130の直径は、通常、 1〜： LOmm程度に設定される。第一実施態様の酸素濃縮 装置 101において、貫通孔 130の直径は、フィルタカバー 129の両側端から中央に なるに従って、 2. 5mm力 4mmまで段階的に大きくなつており、外観的に洗練され た印象を与えることができるようになって!/、る。

[0065] また、前側カバー 123には、図 8に示すように、加湿手段 148 (図 1、図 7)を装着す るための加湿手段装着部 (第一実施態様の酸素濃縮装置 101においては窪み）が 形成されており、加湿手段 148を前側カバー 123に容易に取り付けることができるよう になっている。このため、酸素濃縮装置 101の製造コストを削減するだけでなぐ加湿 手段 148のメンテナンスを容易に行うことも可能となって！/、る。

[0066] さらに、第一実施態様の酸素濃縮装置 101には、図示省略のスピーカやブザーな どの音出力手段を設けることもできる。これにより、酸素濃縮装置 101に関する音声 ガイドや警報音を出力することが可能になる。音出力手段を設ける場所は、とくに限 定されないが、カバー 110や支持体 109に直接的に取り付けると、音出力手段の音 が酸素濃縮装置 101の外部へ伝播しやすくなり、音声ガイドや警報音をよりクリアに 出力することができるようになるために好まし!/ヽ。

[0067] ところで、第一実施態様の酸素濃縮装置 101には、空気取入口 128を通じてカバ 一 110の内側に取り込まれた空気 (原料空気）に混在する塵をさらに確実に除去する ための吸気フィルタ 131 (図 7)が備えられている。この吸気フィルタ 131は、フィルタ ホルダー 132 (図 10)に保持させた状態で、側板 116 (図 5)に設けた開口部 B力 酸 素濃縮装置 101の内部へ差し込むことができるようになつている。側板 116における 開口部 Bの内側には、空間が設けられており、この空間にフィルタホルダー 132を収 容することができるようになつている。側板 116の外側に配される左側カバー 126に は、フィルタホルダー 132を抜き差しするための開口部 A (図 3)が設けられている。開 口部 Aと開口部 Bは、互いに重なる位置に設けられており、開口部 Aには蓋が取り付 けられている。このため、吸気フィルタ 131の交換や清掃など、酸素濃縮装置 101の メンテナンスを容易に行うことができるようになって ヽる。

[0068] 1. 4 第一実施態様の酸素濃縮装置の用途

本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置は、様々な用途に用いることができる。な かでも、酸素吸入療法を行う際などに用いる医療用の酸素濃縮装置や、運動後の酸 素不足を解消するためなどに用いる健康用の酸素濃縮装置として好適に用いること 力 Sできる。とくに、低コストでの量産化や騒音の低減が求められている在宅医療用の 酸素濃縮装置 (在宅で酸素吸入療法を行う際に用いる医療用酸素濃縮装置)として 好適に用いることができる。また、本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置は、耐衝 撃性を向上させることも容易であるために、携帯型の酸素濃縮装置としての需要も大 いに期待される。さらに、本発明の第一実施態様の酸素濃縮装置は、人間を対象と したものだけに限定されず、動物を対象としたものであってもよい。

[0069] 2. 0 第二実施態様の酸素濃縮装置

続いて、第二実施態様の酸素濃縮装置について説明する。図 11は、本発明の第 二実施態様の酸素濃縮装置のシステムフローを示した図である。図 11に示す酸素 濃縮装置は、原料空気に含まれる窒素を選択的に吸着しうる吸着剤が収容された吸 着筒 206, 207と、吸着筒 206, 207で生成された酸素濃縮ガスを一時的に貯留す るための貯留タンク 211と、原料空気、酸素濃縮ガス又は排気ガスを移送するための ガス移送手段 203と、吸着筒 206, 207に接続されたガス流路の開閉を行うための電 磁弁 204a, 204b, 205a, 205bと、各咅を帘 U御するための帘 U御手段（図 11にお ヽ ては図示省略)など、複数の部品を備えたものとなっている。図 11に示す酸素濃縮 装置においては、ガス移送手段 203として、吸着筒 206, 207へ原料空気を圧送す ることのできるコンプレッサを用いて!/、る。

[0070] この酸素濃縮装置は、図 11に示すように、吸着筒 206, 207と貯留タンク 211とガ ス移送手段 203と電磁弁 204a, 204b, 205a, 205bと帘 U御手段（図 11にお!/ヽては 図示省略)のほかにも、取り込んだ原料空気力 埃などを除去するための吸気フィル タ 201と、ガス移送手段 203で生じる原料空気の脈動音が吸気フィルタ 201を通じて 酸素濃縮装置の外部へもれるのを防ぐための消音タンク 202と、コンプレッサ 203か ら導出される原料空気の脈動音を軽減するための消音タンク 234と、吸着筒 206, 2 07へ供給される原料空気の圧力を検知するための圧力検知手段 212と、吸着筒 20 6, 207の上部均圧を行うための均圧弁 208と、均圧弁 208と直列に接続されたオリ フィス 209と、均圧弁 208と並列に接続されたオリフィス 236と、酸素濃縮ガスが貯留 タンク 211力ら吸着筒 206, 207へ逆流するのを防止するための逆止弁 210a, 210 bと、排気ガスを排出する際に生ずる騒音を軽減するための消音タンク 213及びサイ レンサ 214と、貯留タンク 211から取り出された酸素濃縮ガスからバクテリアを除去す るためのバクテリアフィルタ 215と、貯留タンク 211から取り出す酸素濃縮ガスの流量 を調節するための比例制御弁 216と、貯留タンク 211から取り出した酸素濃縮ガスの 酸素濃度を検知するための酸素濃度検知手段 217と、貯留タンク 211から取り出し た酸素濃縮ガスの圧力を検知するための圧力検知手段 218と、貯留タンク 211から 取り出した酸素濃縮ガスの流量を検知するための流量検知手段 235と、貯留タンク 2 11から取り出した酸素濃縮ガスが貯留タンク 211へ逆流するのを防止するための逆 止弁 219と、貯留タンク 211から取り出した酸素濃縮ガスを加湿するための加湿手段 220と、酸素濃縮ガスを酸素濃縮装置の外部へと取り出すための酸素濃縮ガス取出 口 221などを備えている。

[0071] 図 11に示す酸素濃縮装置は、圧力変動吸着式のものとなっており、吸気フィルタ 2 01から取り込まれた原料空気をコンプレッサ 203で吸着筒 206, 207へと圧送し、吸 着筒 206, 207の圧力を上昇させることによって、原料空気に含まれる窒素を吸着剤 に吸着させる吸着工程と、吸着工程を終えた際に吸着筒 206, 207に残っていたガ スを排気ガスとしてサイレンサ 214を通じて排出し、吸着筒 206, 207の圧力を低下 させることによって吸着剤に吸着されていた窒素を脱離させる再生工程とを交互に切 り替えながら、酸素濃縮ガスを生成するものとなっている。電磁弁 204a, 204b, 205 a, 205bなど、酸素濃縮装置を構成する各部品の具体的な動作については、一般 的な圧力変動吸着式の酸素濃縮装置と略同様であるために説明を割愛する。

[0072] 以下においては、本発明の第二実施態様の酸素濃縮装置における好適な 3つの 例 (第一例、第二例、第三例）について説明するが、本発明の酸素濃縮装置は、これ らの例に限定されることなぐ本発明の本質を逸脱しない範囲で、その構成を適宜変 更することができる。 [0073] 2. 1 第二実施形態における第一例の酸素濃縮装置

まず、第二実施態様における第一例の酸素濃縮装置 (以下においては、簡単に「 第一例の酸素濃縮装置」と呼ぶことがある。）について説明する。図 12は、第一例の 酸素濃縮装置を分解した状態を示した斜視図である。図 13は、第一例の酸素濃縮 装置のクッション材に包まれたコンプレッサボックスを示した断面図である。図 14は、 第一例の酸素濃縮装置のクッション材に包まれた電磁弁を示した断面図である。図 1 5は、第一例の酸素濃縮装置の支持体を示した斜視図である。図 16は、第一例の酸 素濃縮装置の支持体を後方力 見た状態を示した図である。図 17は、第一例の酸 素濃縮装置の外観を示した斜視図である。図 18は、第一例の酸素濃縮装置を左右 方向に垂直な面で切断した状態を示した断面図である。図 16においては、支持体を 前後に貫通する開口部を網掛けのハッチングで示してある。

[0074] 第一例の酸素濃縮装置は、図 12に示すように、複数の部品を支持するための支持 体 222, 223と、支持体 222, 223の前後を覆うためのカノ一 226, 227とを備えたも のとなつている。

[0075] 支持体 222, 223は、図 12に示すように、複数の部品を所定の箇所に位置決めし て支持するための支持体本体部 222と、支持体本体部 222をカバー 226, 227に固 定するための支持体外枠部 223とで構成されて ヽる。支持体本体部 222と支持体外 枠部 223は、別個に形成されたものであってもよいが、第一例の酸素濃縮装置にお いては、一体的に形成されたものとなっている。支持体外枠部 223には、酸素濃縮 装置を操作するための操作部 224が設けられている。支持体外枠部 223には、手で 把持するための把持部（図示省略)を設けてもよい。これにより、酸素濃縮装置を持 ち運びしやすくすることができる。

[0076] 支持体 222, 223の素材は、とくに限定されず、木や金属などであってもよいが、榭 脂であると好ましい。これにより、支持体 222, 223を寸法精度よく低コストで製造する ことができるようになるだけでなぐ支持体 222, 223を軽量ィ匕することも可能になる。 支持体 222, 223の素材に好適な榭脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブ テン一 1などのポリオレフイン; ABS (アクリロニトリル一ブタジエン一スチレン）、 MBS ( メタクリル酸メチル一ブタジエン一スチレン）、ポリスチレンなどのスチレン系榭脂；ポリ メタクリル酸メチルなどのアクリル榭脂;ポリカーボネート;ポリ塩ィ匕ビュル;ポリブチレン テレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル;ポリアミドなどが例示さ れる。支持体 222, 223の成形方法も、とくに限定されないが、通常、射出成形、シー トの熱成形又はブロー成形などが選択される。寸法精度の観点からは、射出成形が 好適である。

[0077] カバー 226, 227は、図 12に示すように、酸素濃縮装置の前側を覆うための前側力 バー 226と、酸素濃縮装置の後側を覆うための後側カバー 227とに分離可能な構造 となっており、前側カバー 226と後側カバー 227との間で支持体外枠部 223を挟みこ む構造のものとなって 、る。前側カバー 226又は後側カバー 227と支持体外枠部 22 3は、図 18に示すように、リベット 233を用いて連結固定できるようになつている。この ため、第一例の酸素濃縮装置は、組立と分解が容易に行えるようになつている。

[0078] カノく一 226, 227の素材は、とくに限定されず、木や金属などであってもよいが、榭 脂であると好ましい。これにより、カバー 226, 227を寸法精度よく低コストで製造する ことができるようになるだけでなぐカバー 226, 227を軽量ィ匕することも可能になる。 カノく一 226, 227の素材に好適な樹月旨としては、支持体 222, 223と同様のもの力 列 示される。カバー 226, 227の成形方法も、とくに限定されないが、通常、シートの熱 成形やブロー成形などが選択される。

[0079] 前側カバー 226と後側カバー 227の内面には、図 18に示すように、吸音材 231が 設けられている。第一例の酸素濃縮装置においては、吸音材 231を厚手の板状に 形成しており、前側カバー 226と後側カバー 227とを閉じた際に、吸音材 231の内面 が支持体本体部 222や、支持体本体部 222に支持された各部品に接触するようにな つている。このため、支持体本体部 222に支持された部品のがたつきを抑えるだけで なぐ前側カバー 226と後側カバー 227の総体的な強度を増加させて、前側カバー 2 26と後側カバー 227の変形を防止することも可能になっている。

[0080] 吸音材 231は、大きな騒音が発せられる部品の周辺にのみ局所的に設けてもよい 力 第一例の酸素濃縮装置においては、図 18に示すように、冷却空気を導入するた めの開口部が設けられた箇所や、冷却空気を流すために必要な箇所などを除く全て の部分に設けている。このため、部品のがたつきをより効果的に防止することができる ようになつている。また、吸音材 231をカバー 226, 227の変形防止に寄与させること も可能になっている。

[0081] 吸音材 231の素材は、とくに限定されず、繊維集合体などを用いてもよいが、榭脂 フォームを用いると好ましい。榭脂フォームは、成形が容易であるだけでなぐカバー 226, 227の変形を効果的に抑えることもできるからである。吸音材 231に好適に用 いることのできる榭月旨フォームとしては、ポリウレタンやポリオレフインなどの合成榭月旨 を発泡させたものが例示される。第一例の酸素濃縮装置においては、ポリウレタンを 発泡させて厚手の板状に形成した榭脂フォームを吸音材 231として使用して 、る。榭 脂フォームに形成する気泡は、独立気泡であってもよいが、連通気泡とした方が、吸 音材 231の吸音性を高めることができる。

[0082] 支持体本体部 222についてさらに詳しく説明する。支持体本体部 222は、図 18に 示すように、カバー 226, 227の内側を前後に分断する形態のものとなっており、力 バー 226, 227の内側を前後に仕切るための仕切板として機能するようになっている 。このため、支持体本体部 222よりも後方で生じた騒音は、酸素濃縮装置の前面側 に到達しにく 、構造となって!/ヽる。

[0083] 第一例の酸素濃縮装置において、支持体本体部 222は、図 15と図 16に示すよう に、その後側に、ガス移送手段収容室 222aと、吸気フィルタ収容室 222bと、吸着筒 収容室 222d, 222eと、貯留タンク収容室 222fと、制御手段収容室 222gと、電磁弁 収容室 222hとを備えたものとなっており、各収容室が複数の仕切壁で仕切られた構 造のものとなっている。

[0084] 図 12に示すように、ガス移送手段収容室 222aには、コンプレッサ 203 (図示省略） を内蔵した金属製のガス移送手段収容ボックス 228 (コンプレッサボックス）のほか、 冷却空気を移送するための冷却ファン 229が収容されるようになっている。また、吸 気フィルタ収容室 222bには、吸気フィルタ 201が収容され、吸着筒収容室 222dに は、吸着筒 206が収容されるようになっている。さらに、吸着筒収容室 222eには、吸 着筒 207が収容され、貯留タンク収容室 222fには、貯留タンク 211が収容されるよう になっている。さらにまた、制御手段収容室 222gには、制御手段 230が収容され、 電磁弁収容室 222hに ίま、電磁弁 204a, 204b, 205a, 205b (図示省略）を一つに まとめた電磁弁ブロック 204が収容されるようになって 、る。

[0085] このように、激 U、振動を伴!、やすく大きな騒音が発生しやす!、コンプレッサ 203 ( 図示省略）を収容したコンプレッサボックス 228や、電磁弁 204a, 204b, 205a, 20 5b (図示省略）を一つにまとめた電磁弁ブロック 204などを支持体本体部 222の後方 に配したことによって、酸素濃縮装置の前方力 発せられる騒音を軽減することがで きるようになつている。

[0086] また、コンプレッサボックス 228は、図 13に示すように、クッション材 232を介した状 態で支持体本体部 222に支持されるようになっている。このため、コンプレッサボック ス 228を衝撃から保護するだけでなぐコンプレッサボックス 228の内部に施されてい た防振対策では取り除くことができな力つたコンプレッサ 203の振動を、クッション材 2 32に吸収させることもできるようになつている。したがって、コンプレッサボックス 228 の内部に施された防音対策と、カバー 226, 227の内面に設けられた吸音材 231と、 コンプレッサボックス 228の外側を覆うクッション材 232との相乗効果により、酸素濃 縮装置の騒音をさらに軽減することが可能になっている。また、コンプレッサボックス 2 28の寸法公差が大きくても、コンプレッサボックス 228を支持体本体部 222における ガス移送手段収容室 222aに確実に収容することができるようになって 、る。第一例 の酸素濃縮装置においては、コンプレッサボックス 228のほ力、電磁弁ブロック 204 ( 図 14を参照）と、吸着筒 206, 207と、貯留タンク 211も、クッション材 232を介して支 持体本体部 222に支持させている。

[0087] クッション材 232の素材は、とくに限定されな ヽが、繊維集合体であると好ま Uヽ。ク ッシヨン材 232に好適に用いることのできる繊維集合体としては、合成繊維や天然繊 維やグラスウールなど力 なる布帛（織布、不織布、編地など）が例示される。なかで も、不織布が好適であり、その好適な厚さは、 2〜30mmである。ここで、不織布の厚 みは、 0. 002psiの荷重をかけたときの厚みであり、複数枚の不織布を重ねて、この ような厚みに調整してもよい。吸音性の観点からは、メルトブローン不織布が好ましく 、第一例の酸素濃縮装置においては、ポリプロピレン繊維とポリエステル繊維とから なる厚さ 13mm (0. 002psi荷重）のメルトブローン不織布をクッション材 232として使 用している。このクッション材 232は、緩衝性だけでなぐ吸音性や難燃性にも優れた ものとなっている。

[0088] クッション材 232は、部品と支持体本体部 222とに挟まれる部分にのみ設けてもよ いが、第一例の酸素濃縮装置においては、図 13と図 14に示すように、シート状のク ッシヨン材 232で部品の実質的に全面を覆っている。このため、酸素濃縮装置の騒 音をさらに軽減することができるようになって!/、る。

[0089] ところで、電磁弁収容室 222hと制御手段収容室 222g、制御手段収容室 222gと 吸気フィルタ収容室 222b、吸気フィルタ収容室 222bとガス移送手段収容室 222aと を仕切るそれぞれの仕切壁には、図 15と図 16に示すように、通気路を形成している 。このため、ガス移送手段収容室 222aに支持された冷却ファン 229が、電磁弁収容 室 222hと制御手段収容室 222gとガス移送手段収容室 222aとに冷却空気を供給す ることができるようになつている（図 16の太線矢印を参照)。冷却空気は、図 18に示 すように、酸素濃縮装置の前方からカバー 226, 227の内側へ導入され、酸素濃縮 装置の後方力もカバー 226, 227の外側へと排出されるようになって 、る。

[0090] 電磁弁収容室 222hと制御手段収容室 222gとガス移送手段収容室 222aの配置 は、とくに限定されないが、第一例の酸素濃縮装置においては、制御手段収容室 22 2gと電磁弁収容室 222hを、冷却ファン 229よりも冷却空気流れ方向の上流側に配 し、ガス移送手段収容室 222aを、冷却ファン 229よりも冷却空気流れ方向の下流側 に配している。このため、酸素濃縮装置の各部品を効率的に冷却することができるよ うになつている。

[0091] 仕切壁に設ける通気路は、冷却空気を通過させることのできる形態であればとくに 限定されず、貫通孔などであってもよいが、第一例の酸素濃縮装置においては、図 1 5に示すように、それぞれの仕切壁の後端縁に切欠を形成することによって設けてい る。この通気路は、ゴムチューブなどを通すための配管路ゃ、電線を通すための配線 路などとしても利用できる。配管路ゃ配線路は、通気路とは別に設けてもよい。

[0092] 消音タンク 202, 213, 234は、榭脂などで形成されたものであってもよいが、金属 などの硬い素材で形成されたものであると好ましい。消音タンク 202, 213, 234を榭 脂などの変形しやすい素材で形成すると、消音タンク 202, 213, 234自体が膨張収 縮してしま!/、騒音の発生源となるおそれがあるためである。第一例の酸素濃縮装置 において、消音タンク 202, 213, 234は、アルミニウムを押し出し成形したものとなつ ており、騒音の発生源となりにくいだけでなぐ低コストで量産できるものとなっている

[0093] 消音タンク 202, 213, 234の形態は、ガス導入口とガス排出口とを備えた消音作 用を有するタンク状のものであればとくに限定されない。ガスの流れを阻害する障害 壁を消音タンク 202, 213, 234の内咅に設けて、消音タンク 202, 213, 234のガス 導入口とガス排出口とを結ぶ経路長を長くすると、消音タンク 202, 213, 234の消音 作用をより高めることができる。消音タンク 202, 213, 234の容量もとくに限定されな いが、通常、 0. 1〜1リットルに設定される。第一例の酸素濃縮装置において、消音 タンク 202, 213, 234の容量は、 0. 3リットノレとなって! /、る。

[0094] また、第一例の酸素濃縮装置においては、消音タンク 202, 213, 234を、コンプレ ッサボックス 228に収容している。このため、酸素濃縮装置の騒音をさらに軽減するこ とができるだけでなぐ消音タンク 202, 213, 234をコンプレッサ 203とともに冷却フ アン 229で冷却することもできるようになって!/、る。

[0095] コンプレッサボックス 228における消音タンク 202, 213, 234の配置は、とくに限定 されないが、消音タンク 213を消音タンク 234よりも上方に配すると好ましい。このよう に、吸着筒 206, 207の排気ガス導出側のガス流路に設けられた消音タンク 213を、 コンプレッサ 203の原料空気導出側のガス流路に設けられて温度が高くなりやすい 消音タンク 234よりも上方に配することによって、消音タンク 234で発生した熱を、消 音タンク 213を通じて排出される排気ガスとともに酸素濃縮装置の外部へ放出するこ とが可能になる。第一例の酸素濃縮装置においては、消音タンク 234の真上に消音 タンク 213を配しており、消音タンク 213の真上に消音タンク 202を配している。このと き、伝熱特性の面からは、消音タンク 234と消音タンク 213とは接触していることが好 ましぐアルミニウムなど伝熱性の良好な金属で一体的に形成されて ヽることがより好 ましい。消音タンク 202, 213, 234の全てを一体的に形成してもよい。

[0096] 2. 2 第二実施態様における第二例の酸素濃縮装置

続いて、第二実施態様における第二例の酸素濃縮装置 (以下においては、簡単に 、「第二例の酸素濃縮装置」と呼ぶことがある。）について説明する。図 19は、第二例 の酸素濃縮装置における支持体を本体部と蓋部とに分解した状態を示した斜視図 である。図 20は、第二例の酸素濃縮装置における支持体の本体部を後方力 見た 状態を示した図である。図 21は、第二例の酸素濃縮装置を分解した状態を示した斜 視図である。図 22は、第二例の酸素濃縮装置の外観を示した斜視図である。

[0097] 第二例の酸素濃縮装置は、図 19と図 21に示すように、支持体本体部 222の後方 を支持体蓋部 225で覆う形態のものとなっている。また、図 20に示すように、冷却ファ ン 229を支持するための冷却ファン収容室 222cとガス移送手段収容室 222aとの間 にも仕切壁が設けられている。このため、複数の部品を支持体本体部 222により確実 に支持させるだけでなぐ酸素濃縮装置力 発せられる騒音をさらに軽減することも できるようになつている。第二例の酸素濃縮装置における他の構成については、第一 例の酸素濃縮装置と略同様であるために、説明を割愛する。

[0098] 2. 3 第二実施態様における第三例の酸素濃縮装置

最後に、第二実施態様における第三例の酸素濃縮装置 (以下においては、簡単に 、「第三例の酸素濃縮装置」と呼ぶことがある。）について説明する。図 23は、第三例 の酸素濃縮装置を分解した状態を示した斜視図である。図 24は、第三例の酸素濃 縮装置における支持体を後方から見た状態を示した図である。図 25は、第三例の酸 素濃縮装置の外観を示した斜視図である。

[0099] 第三例の酸素濃縮装置は、図 23に示すように、電磁弁ブロック 204と吸着筒 206, 207と貯留タンク 211とが支持体本体部 222の前方に配され、吸気フィルタ 201とコ ンプレッサボックス 228と冷却ファン 229と制御手段 230とが支持体本体部 222の後 方に配されるものとなっている。このため、第三例の酸素濃縮装置は、横幅が狭ぐ 設置面積を削減することができるものとなっている。第三例の酸素濃縮装置における 他の構成については、第一例の酸素濃縮装置と略同様であるために、説明を割愛 する。

[0100] 2. 4 第二実施態様の酸素濃縮装置の用途

クッション材を用いる第二実施形態の酸素濃縮装置は、騒音を生じにくいだけでな ぐ低コストでの量産化も可能であるために、様々な用途に用いることができる。なか でも、酸素吸入療法を行う際などに用いる医療用の酸素濃縮装置や、運動後の酸素 不足を解消するためなどに用いる健康用の酸素濃縮装置として好適に用いることが できる。とくに、在宅で酸素吸入療法を行う際に用いる医療用酸素濃縮装置として好 適に用いることができる。また、本発明の酸素濃縮装置は、耐衝撃性にも優れている ために、携帯型の酸素濃縮装置としての需要も大いに期待される。さらに、本発明の 酸素濃縮装置は、人間を対象としたものだけに限定されず、動物を対象としたもので あってもよい。

Claims

請求の範囲

[1] 原料空気に含まれる窒素を選択的に吸着しうる吸着剤が収容された吸着筒と、吸 着筒で生成された酸素濃縮ガスを一時的に貯留するための貯留タンクと、原料空気 、酸素濃縮ガス又は排気ガスを移送するためのガス移送手段と、吸着筒に接続され たガス流路の開閉又は切替を行うための電磁弁と、ガス移送手段及び Z又は電磁弁 を制御するための制御手段とを含む複数の部品で構成された酸素濃縮装置であつ て、

前記複数の部品を所定の箇所に位置決めして支持するための榭脂製の支持体と、 支持体の外側を覆う複数の榭脂製のカバーとを備え、前記支持体が射出成形された ものであることを特徴とする酸素濃縮装置。

[2] 前記カバーの内側に取り込む空気に混在する塵を除去するための空気取入口フィ ルタと、空気取入口フィルタの外側を覆うフィルタカバーとを備え、フィルタカバーを 着脱可能に取り付けるためのフィルタカバー取付部が前記カバーに設けられた請求 項 1記載の酸素濃縮装置。

[3] 前記支持体が、底板と、底板の両側端から垂直に起立する一対の側板と、一対の 側板で挟まれた空間を前後に仕切る仕切板とがー体的に形成されたものである請求 項 1又は 2記載の酸素濃縮装置。

[4] 前記複数のカバーを支持体に対して位置決めして固定するための嵌合部が、前記 複数のカバーと支持体とのそれぞれに設けられた請求項 1〜3いずれか記載の酸素 濃縮装置。

[5] 前記カバーが射出成形されたものである請求項 1〜4いずれか記載の酸素濃縮装 置。

[6] 前記支持体の材料が ABS榭脂であり、前記カバーの材料がポリプロピレンである 請求項 1〜5いずれか記載の酸素濃縮装置。

[7] 前記支持体の底部にキャスタが設けられた請求項 1〜6いずれか記載の酸素濃縮 装置。

[8] 前記支持体及び Z又は前記カバーに補強リブが設けられた請求項 1〜7いずれか 記載の酸素濃縮装置。

[9] 吸着筒を保持するための吸着筒保持具を備え、吸着筒保持具を差し込むための 吸着筒保持具差込部が前記支持体に設けられた請求項 1〜8いずれか記載の酸素 濃縮装置。

[10] 吸着筒、ガス移送手段、貯留タンク又は電磁弁のうち少なくとも 1種の部品がクッシ ヨン材を介した状態で支持体に支持された請求項 1〜9いずれか記載の酸素濃縮装 置。

[11] クッション材が、シート状の繊維集合体である請求項 10記載の酸素濃縮装置。

[12] クッション材カ 厚さ 2〜50mmの不織布である請求項 11記載の酸素濃縮装置。

[13] ガス移送手段が金属製のガス移送手段収容ボックスに収容され、ガス移送手段収 容ボックスがクッション材を介した状態で支持体に支持された請求項 10〜 12いずれ か記載の酸素濃縮装置。

[14] ガス移送手段が、吸着筒の原料空気導入側のガス流路に配され、ガス移送手段の 原料空気導入側のガス流路、ガス移送手段の原料空気導出側のガス流路、及び吸 着筒の排気ガス導出側のガス流路のそれぞれに消音タンクが設けられ、これらの消 音タンクのうち少なくとも 1つがガス移送手段収容ボックスに収容された請求項 13記 載の酸素濃縮装置。

[15] 前記カバーの内面に吸音材が設けられた請求項 1〜14いずれか記載の酸素濃縮 装置。

[16] 支持体が、前記カバーの内側を前後に仕切るための仕切板として機能し、ガス移 送手段と電磁弁のうち少なくとも 1種の部品が支持体よりも後方に配された請求項 1

〜 15 、ずれか記載の酸素濃縮装置。

[17] 支持体が、電磁弁を収容するための電磁弁収容室と、制御手段を収容するための 制御手段収容室と、ガス移送手段を収容するためのガス移送手段収容室とを備えた 請求項 1〜 16 、ずれか記載の酸素濃縮装置。

[18] 冷却空気を移送するための冷却ファンを前記カバーの内側に備え、電磁弁収容室 と制御手段収容室とガス移送手段収容室とが連通され、冷却ファンによって電磁弁 収容室と制御手段収容室とガス移送手段収容室とに冷却空気を供給することができ るようにした請求項 17記載の酸素濃縮装置。

[19] 電磁弁又は制御手段が冷却ファンよりも冷却空気流れ方向の上流側に配され、ガ ス移送手段が冷却ファンよりも冷却空気流れ方向の下流側に配された請求項 18記 載の酸素濃縮装置。

[20] 原料空気に含まれる窒素を選択的に吸着しうる吸着剤が収容された吸着筒と、吸 着筒で生成された酸素濃縮ガスを一時的に貯留するための貯留タンクと、原料空気 、酸素濃縮ガス又は排気ガスを移送するためのガス移送手段と、吸着筒に接続され たガス流路の開閉又は切替を行うための電磁弁と、ガス移送手段及び Z又は電磁弁 を制御するための制御手段とを含む複数の部品に配線及び Z又は配管を行って力 バーで覆った酸素濃縮装置であって、

吸着筒に供給する原料空気に混在する塵を除去するための吸気フィルタと、吸気 フィルタを保持するためのフィルタホルダーとを備え、該フィルタホルダーを抜き差し するための開口部 Aが前記カバーに設けられたことを特徴とする酸素濃縮装置。

[21] 前記複数の部品を所定の箇所に位置決めして支持するための支持体を前記カバ 一の内側に備え、該支持体に開口部 Bを設け、開口部 A及び開口部 Bを通じて前記 フィルタホルダーを前記カバーの外側力 抜き差しすることができるようにした請求項 20記載の酸素濃縮装置。