CN102695540B - 氧浓缩装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氧浓缩装置，其特征在于，该氧浓缩装置是患者可使用遥控装置安全且可靠地进行氧浓缩装置的设定流量的变更的装置，并具备控制单元，该控制单元在遥控装置侧未接收到当前的氧浓缩装置主体供给的氧浓缩气体的流量设定值的信息的情况下，不使流量设定变更按钮的操作有效。

Description

氧浓缩装置
技术领域
本发明涉及一种使用相比氧优先地吸附氮的吸附剂的压力变动吸附型的氧浓缩装置，特别涉及一种可通过远程操作进行所生成的氧浓缩气体的流量设定的氧浓缩装置。
背景技术
近年来，苦于哮喘、肺气肿症、慢性支气管炎等呼吸系统器官的疾病的患者有增加的倾向，作为其治疗法，最有效的一种是吸氧疗法。该吸氧疗法是使患者吸入氧气或氧浓缩气体的方法。作为其供给源，已知氧浓缩装置、液态氧、氧气罐等，然而从使用时的便利性、维护管理的容易度出发，在家中氧疗法中主要使用氧浓缩装置。
氧浓缩装置是对空气中存在的大约21%的氧进行分离、浓缩并供给的装置，在其中有使用选择性地使氧透过的膜的膜式氧浓缩装置，和使用能够优先地吸附氮或氧的吸附剂的压力变动吸附型氧浓缩装置，但从可获得90%以上的高浓度的氧的方面出发，压力变动吸附型氧浓缩装置是主流。
压力变动吸附型氧浓缩装置可通过交替地反复进行以下工序从而连续地生成高浓度的氧浓缩气体，即，通过对填充有5A型、13X型、Li-X型等的分子筛沸石作为与氧相比选择性地吸附氮的吸附剂的吸附筒供给以压缩机压缩的空气，从而在加压条件下使吸附剂吸附氮，取得未吸附的氧的加压/吸附工序，以及通过将上述吸附筒内的压力减至大气压或其以下而将吸附剂吸附的氮清洗，从而进行吸附剂的再生的减压/脱附工序。
由于这样的氧浓缩装置是按照医师的处方来供给氧，所以装置的运转开始/停止开关、氧流量设定开关等的人机用户界面被集约在氧浓缩装置侧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-197268号公报；
专利文献2：日本特开2008-136663号公报。
发明内容
发明要解决的课题
对于这样的氧浓缩装置，在日本特开平4-197268号公报所公开的技术中，示出了能够通过遥控器实现氧浓缩装置的ON/OFF。在所开的处方是每一分钟的氧供给量为5L以上的高流量的重度呼吸器官疾病患者的情况下，由于当从安静时转移到劳动时会暂时变成缺氧状态，所以强烈期望事先在手边变更设定流量以增加氧供给流量。另一方面，利用遥控器来进行装置的ON/OFF操作的期望反而较低。
作为解决此种期望的方法，在日本特开2008-136663号公报中公开了一种能够变更设定流量的有线式或无线式的遥控器。可是，在有线式的情况下，必须沿着套管安装遥控器的布线，在延长套管使用的情况下不能够使用这样的有线式的遥控器。此外，也会产生套管与遥控器布线缠绕的问题。
这样的问题可通过使用无线式的遥控器来解决。可是，在文献2所公开的技术中，不仅是患者无法确认当前的设定流量，而且即使在遥控器操作时产生通信错误的情况下，患者也无法获知该事态等，并无安全方面上的对策。
用于解决课题的方案
本发明人发现了以下发明作为该问题的解决方法。即，本发明提供一种氧浓缩装置，其特征在于，该氧浓缩装置是能够通过远程操作来进行氧浓缩气体的流量设定值的设定变更的氧浓缩装置，其具有：氧浓缩装置主体，具备以规定流量对分离空气中的氧而生成的氧浓缩气体进行供给的流量设定单元；以及遥控装置，用于远程操作该氧浓缩装置主体，
该氧浓缩装置主体具备：通信单元，在与该遥控装置之间对有关流量设定值的信息进行发送接收；以及控制单元A，确认该信息及控制流量设定，
该遥控装置具有：确认按钮，用于获知该氧浓缩装置主体当前供给的氧浓缩气体的流量设定值；流量设定变更按钮，用于变更该氧浓缩装置主体供给的氧浓缩气体的流量设定值；显示部，用于显示该流量设定值；以及通信单元，在与该氧浓缩装置主体之间对有关流量设定值的信息进行发送接收，遥控装置还具备：控制单元B，在遥控装置未接收到当前的氧浓缩装置主体供给的氧浓缩气体的流量设定值的信息的情况下，不使流量设定变更按钮的操作有效。
此外，本发明提供一种氧浓缩装置，其特征在于，该遥控装置的流量设定变更按钮是阶段地变更设定流量值的按钮，控制单元B是以下单元，即将第1阶段的变更后的流量设定信息发送至氧浓缩装置主体，在该遥控装置未接收到变更后的氧浓缩装置主体供给的氧浓缩气体的流量设定值的信息的情况下，进行不使流量设定变更按钮向下一个阶段的流量变更操作有效的控制。
此外，本发明提供一种氧浓缩装置，其特征在于，该氧浓缩装置主体与该遥控装置具备个别的ID，该遥控装置是在按下该确认按钮时，从遥控装置向氧浓缩装置主体发送该ID的装置，该氧浓缩装置主体是以下装置，即在接收到的ID信息与氧浓缩装置主体的ID彼此一致的情况下，将当前的氧浓缩装置主体供给的氧浓缩气体的流量设定值的信息返回至遥控单元，在ID彼此不一致的情况下报告错误，该遥控装置具备：在遥控装置与氧浓缩装置主体之间的通信中发生错误时，在该显示部进行错误显示的显示功能及发出警报声的蜂鸣器，该遥控装置与该氧浓缩装置之间的通信单元是利用红外线通信的双方向通信单元。
此外，本发明提供一种氧浓缩装置，其特征在于，遥控装置的流量设定变更按钮设置在比遥控装置的框体面低一阶的面，按钮表面与框体面相比位于下方，在该流量设定变更按钮配备有用于防止误操作的外盖。
发明的效果
根据本发明，能够通过利用遥控装置的远程操作，变更氧浓缩装置主体生成的氧浓缩气体的流量，通过以氧浓缩装置主体侧的当前的流量设定值为基准，以阶段方式进行流量变更，由此，能够将通信错误导致的欲变更的流量值与实际的供给流量的差确保在最小限度。此外，即使在遥控装置与氧浓缩装置主体的通信中产生错误的情况下，患者也能够可靠地获知该事态，能再度尝试通信等，可提供一种更安全且便利的氧浓缩装置。
附图说明
图1表示作为本发明的氧浓缩装置的实施方式例的压力变动吸附型氧浓缩装置的外观图。
图2表示氧浓缩装置主体的示意图。
图3是作为本发明的氧浓缩装置的实施方式例的遥控装置的外观图，表示打开外盖的状态。
图4表示关闭外盖的状态的外观图。
图5表示遥控装置的通信系统的框图。
图6表示使用遥控装置6远程操作氧浓缩装置主体1的氧浓缩气体的供给流量的变更时的通信流程。
具体实施方式
使用附图说明本发明的氧浓缩装置的实施方式例。
图1是作为本发明的一个实施方式的压力变动吸附型氧浓缩装置的外观图，图2是氧浓缩装置主体的概略装置构造图。本发明的氧浓缩装置具备：氧浓缩装置主体1；以及用于远程进行设定流量的变更的遥控装置6。氧浓缩装置主体1引入原料空气并通过压力变动吸附方法吸附除去氮，生成氧浓缩气体并以规定的流量对使用者供给。即使使用者处于远离氧浓缩装置主体1的地方，也能够通过使用遥控装置6来进行氧浓缩气体的供给流量的变更。
在图2中，1表示氧浓缩装置主体，3表示作为吸入被加湿了的氧浓缩气体的使用者的呼吸器官疾病患者。压力变动吸附型氧浓缩装置主体1具备：通过在原料空气引入口所具备的空气过滤器去除微细尘埃的HEPA过滤器101、吸气消音器102、压缩机103、流路切换阀104、吸附筒105、止回阀107、制品槽108、调压阀109、流量设定单元110、微粒过滤器111。由此能够制造从由外部引入的原料空气分离了氧的氧浓缩气体。此外，在氧浓缩装置的框体内内置有：用于对生成的氧浓缩气体进行加湿的加湿器201；使用上述流量设定单元110的设定值和氧浓度传感器301、流量传感器302的测定值，控制压缩机、流路切换阀104的控制单元401；用于遮挡压缩机所产生的噪声的压缩机壳501；以及用于冷却压缩机的冷却风扇502，
首先，从外部引入的原料空气从空气引入口被引入，该空气引入口具备用于去除尘埃等异物的外部空气引入过滤器101以及吸气消音器102。此时，在一般的空气中含有约21%的氧、77%的氮、0.8%的氩、以及1.2%的二氧化碳等其它气体。在这样的装置中，分离并取出作为呼吸用气体所必须的氧气。
对填充有相比氧而选择性地吸附氮的由沸石构成的吸附剂的吸附筒，一边通过流路切换阀104依次切换作为对象的吸附筒，一边通过压缩机103加压并供给原料空气，在吸附筒内选择性地吸附除去空气中包含的大约77%的氮，由此能够通过吸附筒取出未吸附的氧。
作为这样的吸附筒，以填充有上述吸附剂的圆筒状容器来形成，通常使用1筒式或2筒式以上的多筒式，可是为了连续且高效地从原料空气制造氧浓缩气体，优选使用多筒式的吸附筒。此外，作为上述压缩机，除了使用摆动型空气压缩机之外，有时也会使用螺杆式、回转式、涡旋式等的旋转型空气压缩机。此外，驱动该压缩机的电动机的电源可为交流或直流。
将在上述吸附筒105中未被吸附的氧气作为主成分的氧浓缩气体经由设置成不会向吸附筒逆流的止回阀107而流入制品槽108。
为了从新导入的原料空气连续地吸附氮气，必须从吸附剂将氮脱附除去，因此，通过流路切换阀的开闭控制，将吸附筒从通过压缩机而实现的加压状态切换成大气压状态或负压状态，使在加压条件下吸附的氮气脱附而使吸附剂再生。在该脱附工序中，为了提高其脱附效率，也可以连接2筒内的吸附工序中的吸附筒的制品端与另一个脱附工序中的吸附筒而进行清洗，或者从制品槽将氧浓缩气体作为清洗气体而使其逆流至脱附工序中的吸附筒。通常，在使氮脱附时，从吸附筒的最高压状态暂时减压至大气压，将吸附的氮等排气至外部大气中。此时，由于会产生巨大的气流声，因此，在排气口使用氮排气消音器503。
从原料空气生成的氧浓缩气体蓄积在制品槽108。在该制品槽中蓄积的氧浓缩气体含有例如90%~95%的高浓度氧，一边通过调压阀109、流量设定单元110等控制其供给流量与压力，一边供给至加湿器201，将被加湿了的氧浓缩气体对患者供给。在这样的加湿器中，能够使用通过具有纳菲（Nafion）薄膜或聚酰亚胺等的水分透过膜的水分透过膜模块，从外部空气引入水分对干燥状态的氧浓缩气体供给的无给水式加湿器，使用水作为加湿源的起泡式加湿器，或表面蒸发式加湿器。
在流量设定单元110中使用控制阀。通过设置在氧浓缩装置的氧供给流量的增减按钮402的操作，进行利用控制单元401的控制阀的开度的控制，将流量变更成规定流量。此外，除了这样的设置于氧浓缩装置的增减按钮402之外，以兼具发送接收功能的接收单元403对从遥控装置6发送的流量设定信号进行接收，控制单元401基于该流量设定信号对控制阀进行控制，将氧供给流量变更成规定流量。利用遥控装置的流量控制与氧浓缩装置主体侧的流量控制可独立地进行控制，可是也能够根据需要进行优先顺序控制或禁止一方的设定变更控制的锁定控制。
通过控制单元401感测流量设定单元110的设定值，控制压缩机103的电动机的旋转数，从而控制向吸附筒的供给风量。在设定流量为低流量的情况下通过降低旋转数能够抑制生成氧量，并降低功耗。
图3及图4表示作为本发明的一个实施方式的压力变动吸附型氧浓缩装置所具备的遥控装置6。此外，图5表示遥控装置6的通信系统的框图，图6表示使用遥控装置6远程操作氧浓缩装置主体1的氧浓缩气体的供给流量的变更时的通信流程。
遥控装置6的无线的发送接收部610设置在操作单元的顶端部分，通过朝向设置在氧浓缩装置主体的正面的信号的发送接收部403进行操作，从而进行双方向的通信。根据信号的指向性而使用红外线通信，通过在遥控装置侧的发送接收部610配备红外线发光元件610a及红外线受光元件610b，同样地在氧浓缩装置主体侧的发送接收部403也配备红外线发光元件及受光元件，从而进行双向通信。
在使用者从安静时转移到劳动时的情况下，或者在吸氧中变得呼吸因难的情况下，患者按压遥控装置6的确认按钮601，由此，从遥控装置6对氧浓缩装置主体1发送确认个别ID的信号。由此，在医院等的医疗设施中，即使在使用多台本发明的氧浓缩装置的情况下，也可一对一地识别操作遥控装置的患者与该患者所使用的氧浓缩装置。在接收到从遥控装置6发送的信号的氧浓缩装置主体1中，当个别ID一致时，将起动中的氧浓缩装置主体1的设定流量值返回至遥控装置6侧。
在该发送接收中发生通信错误的情况下，通过反复进行至少3次发送接收，能够可靠地进行发送接收。在即使如此也发生通信错误，尽管从遥控装置发送了个别ID，也未接收到设定流量值的返回信号的情况下，在遥控装置6的显示器602中显示通信错误。
在发送接收成功的情况下，在显示器602中显示当前的设定流量值。在对其进行确认之后，患者选择设定流量的增或减，按下各自的按钮603或按钮604。遥控装置6对氧浓缩装置主体1发送设定流量的增或减的信号，基于其在氧浓缩装置1中进行设定流量的变更。在成功变更设定流量的情况下，从氧浓缩装置1对遥控装置6发送变更后的设定流量值，在显示器602中显示该值。在发生通信错误，尽管从遥控装置6发送了设定流量的变更信号，却未接收到变更后的设定流量值的返回信号的情况下，在遥控装置6的显示器602中显示通信错误。在通信成功的情况下从蜂鸣器611以声音发出“哔”的短音，在通信错误的情况下发出长音或连续音等，通过并用声音信号能够更可靠地确认通信状态。
在一般电气设备中所使用的遥控装置中，在遥控装置6侧预先设定欲变更的值，将该信息发送至主体侧，由此能够通过一次操作进行设定变更。可是，本发明的氧浓缩装置是在吸氧疗法中使用，特别是供给流量是依照医师的处方来决定的，会直接影响到治疗效果，因此，必须注意流量设定的变更。在本发明中，考虑当患者未察觉在遥控装置与氧浓缩装置主体间的通信错误的情况下的安全面，采用阶段地进行流量的增减，一边确认流量显示一边变更的方式，使得将欲变更的流量与实际的供给流量的差确保在最小限度。
氧浓缩装置的设定流量也能够在氧浓缩装置主体侧变更，因此，当患者将在遥控装置侧存储的过去的设定流量值作为基准进行流量变更时，会有因患者本身的误认而进行处方变更的危险性，有可能没有进行所需要的氧供给。进而在5L/分、10L/分等的氧生成能力大的设备中，从低流量值突然向高流量值的设定变更也有加大对机器的负载等缺点，因此，在本发明的氧浓缩装置中，在从遥控装置侧进行流量设定的变更的情况下，必须确认在当前的氧浓缩装置主体侧供给的氧浓缩气体的流量，以该值为基准按预先由装置决定的每个流量，例如每0.5L/分或每1L/分，通过增/减按钮603、604一段一段地进行流量变更。如果来自氧浓缩装置主体侧的变更后的流量值不能返回至遥控装置侧的话，通过控制单元B612进行控制，使得不能进行向下一个阶段的流量变更。
本发明的氧浓缩装置具备的遥控装置6为了减少电池的消耗，将显示器602点亮的时间设定为10秒，并不受理此后的操作。在再次希望变更设定流量的情况下，通过按压确认按钮601而使遥控装置6再起动，从而能够进行设定流量的变更作业。
在本发明中，在信号的发送接收中使用无线，可是该技术也可应用于有线式的遥控装置。作为无线方式可使用红外线或电波。从防止误操作的观点出发，优选使用根据无线信号的指向性而必须从氧浓缩装置1的正面对遥控装置6进行操作的红外线。由此，具有可一边观看氧浓缩装置主体侧的设定流量的显示部一边进行远程操作，能够确认遥控装置、氧浓缩装置主体双方的显示等的安全面提高的优点。
此外，为了防止就寝中或孩童的恶作剧而无谓地按下按钮，在本发明中，在按钮具备防止误操作外盖605。在本实施方式例中公开了滑动式的外盖，可是也可为门扇式等。此外，遥控装置的操作按钮，特别是设定流量的变更按钮603、604设置在从遥控装置6的框体表面降低一阶的面，使得即使在就寝中误压在使用者的身体下方，也不能接下操作按钮。
产业上的可利用性
本发明的氧浓缩装置作为医疗用氧浓缩装置，作为对苦于哮喘、肺气肿症、慢性支气管炎等呼吸系统疾病的患者的吸氧疗法用的氧供给源而使用。此外，通过作为本发明的特征的遥控装置，能够在患者的手边可靠地实施设定流量的变更操作，而且在产生通信错误时，患者可得知该情况，能够再次尝试通信，能作为便利且安全的氧浓缩装置而进行利用。

Claims (9)

1.一种氧浓缩装置，其特征在于，
该氧浓缩装置是能够通过远程操作来进行氧浓缩气体的流量设定值的设定变更的氧浓缩装置，其具有：氧浓缩装置主体，具备以规定流量对分离空气中的氧而生成的氧浓缩气体进行供给的流量设定单元；以及遥控装置，用于远程操作该氧浓缩装置主体，
该氧浓缩装置主体具备：通信单元，在与该遥控装置之间对有关流量设定值的信息进行发送接收；以及控制单元A，确认该信息及控制流量设定，
该遥控装置具有：确认按钮，用于获知该氧浓缩装置主体当前供给的氧浓缩气体的流量设定值；流量设定变更按钮，用于变更该氧浓缩装置主体供给的氧浓缩气体的流量设定值；显示部，用于显示该流量设定值；以及通信单元，在与该氧浓缩装置主体之间对有关流量设定值的信息进行发送接收，遥控装置还具备：控制单元B，在遥控装置未接收到当前的氧浓缩装置主体供给的氧浓缩气体的流量设定值的信息的情况下，不使流量设定变更按钮的操作有效，
该氧浓缩装置主体与该遥控装置具备个别的ID，并且该遥控装置是在按下该确认按钮时，从遥控装置向氧浓缩装置主体发送该遥控装置的ID的装置，该氧浓缩装置主体是以下装置，即在接收到的遥控装置的ID信息与氧浓缩装置主体的ID彼此一致的情况下，将当前的氧浓缩装置主体供给的氧浓缩气体的流量设定值的信息返回至遥控单元，在ID彼此不一致的情况下报告错误。
2.根据权利要求1所述的氧浓缩装置，其特征在于，
该遥控装置的流量设定变更按钮是阶段地变更设定流量值的按钮，控制单元B是以下单元，即将第1阶段的变更后的流量设定信息发送至氧浓缩装置主体，在该遥控装置未接收到变更后的氧浓缩装置主体供给的氧浓缩气体的流量设定值的信息的情况下，进行不使流量设定变更按钮向下一个阶段的流量变更操作有效的控制。
3.根据权利要求1所述的氧浓缩装置，其特征在于，
该遥控装置具备：在遥控装置与氧浓缩装置主体间的通信中发生错误时，在该显示部进行错误显示的显示功能及发出警报声的蜂鸣器。
4.根据权利要求2所述的氧浓缩装置，其特征在于，
该遥控装置具备：在遥控装置与氧浓缩装置主体间的通信中发生错误时，在该显示部进行错误显示的显示功能及发出警报声的蜂鸣器。
5.根据权利要求1所述的氧浓缩装置，其特征在于，
该遥控装置与该氧浓缩装置主体之间的通信单元是红外线通信单元。
6.根据权利要求2所述的氧浓缩装置，其特征在于，
该遥控装置与该氧浓缩装置主体之间的通信单元是红外线通信单元。
7.根据权利要求3所述的氧浓缩装置，其特征在于，
该遥控装置与该氧浓缩装置主体之间的通信单元是红外线通信单元。
8.根据权利要求4所述的氧浓缩装置，其特征在于，
该遥控装置与该氧浓缩装置主体之间的通信单元是红外线通信单元。
9.根据权利要求1～8的任一项所述的氧浓缩装置，其特征在于，
该遥控装置的流量设定变更按钮设置在比遥控装置的框体面低一阶的面，按钮表面与框体面相比位于下方。
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