CN104641113A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

在为了降低压缩机的吸气音的噪音而必须搭载吸气消音器的现状下，本发明提供一种压缩机作为解决消音器搭载与装置的小型化这一对矛盾的技术问题的装置，所述压缩机特征在于，具备构成压缩机的圆筒状壳体的一部分并且具备形成压缩机的吸气口的小孔的第1盖部、圆筒状部、及与第1盖部一同形成小室的第2盖部，在第2盖部上配备有将空气吸入至该小室内的吸入喷嘴。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机的消音功能及防尘过滤功能，特别涉及将氧浓缩空气供给至呼吸器官疾病患者等使用者的医疗用氧浓缩装置、和实现在运转该医疗用氧浓缩装置时特别成为问题的压缩机噪音的减少的装置。

背景技术

近年来，有苦于哮喘、肺气肿、慢性支气管炎等呼吸系统器官疾病的患者增加的倾向，作为其治疗方法，最有效果的一种是吸氧疗法。该吸氧疗法是使患者吸入氧气或富氧空气的疗法。作为其供给源，已知有氧浓缩装置、液体氧、氧气瓶等，但从使用时的便利程度和保养管理的容易程度来看，在居家氧疗法中，主流使用的是氧浓缩装置。

氧浓缩装置是浓缩存在于空气中的约21%的氧从而进行供给的装置。其中有使用了将氧选择性地透过的膜的膜式氧浓缩装置、和使用了能够优先吸附氮或氧的吸附材料的压力变动吸附式氧浓缩装置，从能够得到90%以上的高浓度氧的优点考虑，主要使用压力变动吸附式氧浓缩装置。

压力变动吸附式氧浓缩装置通过交替地反复进行加压·吸附工序和减压·脱附工序，能够连续地生成高浓度氧气，所述加压·吸附工序通过供给被压缩机压缩了的空气至吸附筒来在加压条件下吸附氮，得到未吸附的氧浓缩气体，所述吸附筒填充有5A型、13X型或Li-X型等沸石分子筛作为将氮优先于氧选择性吸附的吸附材料，所述减压·脱附工序是将前述吸附筒内的压力减至大气压或大气压以下，清除被吸附材料所吸附的氮，由此进行吸附材料的再生。

这样的氧浓缩装置多数情况下设置于患者的较近处，不论患者饮食时还是就寝时，整日都连续使用。因此，有下述危险：从氧浓缩装置产生的噪音直接进入患者或患者家人等的耳朵，造成不适感。特别是在就寝时等，噪音造成的影响较大，妨碍患者或患者家人的睡眠，有对心理健康也造成不良影响的危险。作为压力变动吸附式的氧浓缩装置的噪音产生因素，有来自压力变动用的压缩机的固体音、该压缩机的吸气音及排气音、压缩机驱动用的马达的工作音、吸附床清除气流音、机体内冷却用风扇的工作音等。其中包含压缩机的固体放射音、压缩机的吸气音及排气音等的起因于压缩机的噪音占装置整体的比例较大。

如上所述，在氧浓缩装置中，必须使压缩机的噪音源安静化。在以往的氧浓缩装置中，为使压缩机的吸气音等气流音减少，使用了被称为空洞式或膨胀式的消音器。此外，对氧浓缩装置的小型轻量化的市场需求也较高，为满足该要求，必须使消音器小型化。例如，在记载于日本特开平10-245203号公报的消音器中，将其形状设为长方体，消除无效空间，并且与吸气过滤器的安装构件一体化，由此实现空间的节省。

但是，在如上所述的空洞式消音器中，具有下述特征：空洞截面积的比例越大，排出的声音的衰减率就越大，空洞的长度与要减少的声音的频率相关。因此，空洞的物理尺寸根据要减少的声音的频带及衰减率决定，这成为阻碍低噪音的氧浓缩装置主体的小型轻量化的主要原因之一。

为提高消音器的消音效果并且进行小型轻量化，例如在日本特开2003-235982号公报中，公开有下述技术：组合空洞式消音器和共鸣式消音器，将其分别设置于无效空间，由此维持小型化，并且也确保消音化性能。

此外，公开有如记载于日本特开2005-6731号公报的那样的技术。所述技术为，作为消音器，将低频带的噪音与高频带的噪音以分别不同的原理消音。该技术中，备有2个用于将高频带的噪音和低频带的噪音消音的消音器，在前者的消音化中，构成使用了吸音部件的长流路，进而，将该消音器内置于用于减少低频带的噪音的空洞式的消音器，由此，实现了消音性能和小型轻量化。但是，用于将低频带的噪音消音的空洞式消音器需要与以往相同的大小，仍遗留有根本的技术问题。进而，以往的消音器必须借助配管与作为振动体的压缩机的吸气口连接，但必须确保用于振动绝缘的构造或空间，在节省空间方面也存在问题。

专利文献1：日本特开平10-245203号公报。

专利文献2：日本特开2003-235982号公报。

专利文献3：日本特开2005-6731号公报。

对于最近的氧浓缩装置，要求更进一步的静音化性能，并且作为携带用的装置，也强烈地要求小型·轻量化。为达到此要求，也需要消音器自身的性能提高及小型化。在为了降低作为最大噪音源的压缩机的吸气音的噪音必须搭载吸气消音器的现状下，进行了各种消音器的开发，但是，为了减少压缩机的噪音而另外搭载消音器，这在将氧浓缩装置小型化方面，成为矛盾的技术问题。

发明内容

本发明提供一种技术，所述技术为了抑制搭载于氧浓缩装置的压缩机产生的吸气噪音，并非搭载消音器，而是设法使压缩机本身安静化。

本申请的发明人等创造了以下关于压缩机的发明作为上述问题的解决方案。

1. 一种压缩机，其特征在于，所述压缩机在壳体端部具备小室，所述小室具备第1盖部、筒状部和第2盖部，所述第1盖部构成压缩机的壳体的一部分，并且具备形成压缩机的原料空气的吸气口的小孔，所述第2盖部与第1盖部及筒状部一同形成小室，所述压缩机具备将空气导入至该小室内的吸气喷嘴。

2.上述1记载的压缩机，其特征在于，该小室内具备过滤器，将该小室分割成压缩机吸气口侧和吸入喷嘴侧。

3.上述1记载的压缩机，其特征在于，该吸入喷嘴具有100mm以上的长度。

4.上述1记载的压缩机，该压缩机为往复运动式压缩机，该壳体为圆筒状的曲柄箱。

5.一种氧浓缩装置，所述氧浓缩装置具备吸附筒、压缩机及流路切换阀，所述吸附筒填充有将氧优先于氮吸附的吸附材料，所述压缩机供给该吸附筒的加压空气，所述流路切换阀切换该压缩机与吸附筒、排气管之间的流路，以便在一定时机反复进行吸附工序与脱附工序，所述吸附工序是加压该吸附筒来吸附压缩空气中的氮从而生成未吸附的氧的工序，所述脱附工序是将该吸附筒减压排气来将吸附材料再生的工序，所述氧浓缩装置搭载有前述1记载的压缩机作为该压缩机。

根据本发明，能够提供一种压缩机，该压缩机能维持消音性能，并能实现小型轻量化。

附图说明

图1往复运动式压缩机的外观示意图。

图2表示以往的压缩机的结构示意图。

图3作为本发明的实施方式例的压缩机的结构示意图。

图4压缩机的外观示意图。

图5表示压缩机的吸气消音功能部的结构示意图。

图6表示本发明的另一实施方式例的压缩机的结构示意图。

具体实施方式

使用附图对本发明的压缩机进行以下说明。另外，本发明不限于该实施方式例。

图1所示的具备1个活塞·压力缸的往复运动式（往复式)压缩机是如下所述的装置：将马达11的旋转运动经由收纳于壳体12内的曲柄部转换成压力缸13内的活塞的往复运动，将外部空气导入至压力缸内，作为压缩空气进行供给。

如图2的剖面示意图所示，从设置于曲柄箱22的吸气孔26引入的外部空气经由设置于活塞25的吸气阀27作为原料空气被送至压力缸23内，借助活塞25的上下运动来压缩，从压力缸上部的排气阀28作为加压空气来供给。虽然由将马达21的旋转运动转换成活塞的往复运动的曲柄部分24及活塞25的压力缸内的往复运动还有吸/排气阀的动作产生的噪音大半被封在箱内，但会有一部分从导入原料空气的吸气口漏出至外部，所以压缩机噪音成为问题。

本发明的压缩机如图3所示，在壳体的吸气口侧具备小室。具体而言，在圆筒状曲柄箱32a的前端，由具备以往的第1吸气口36a的第1盖部39a、具备引入外部空气的第2吸气口 36b的第2盖部39b、延长的筒状壳体32b形成小室，在小室内设置过滤器30。

该过滤器30发挥防尘过滤器的作用，例如通过将无纺布过滤器设置于该小室内，能够防止异物混入压缩机内。进而，不需要像以往那样，在吸气配管中另外设置吸气过滤器等，这对装置整体的小型化显著地起作用。无法对该防尘过滤器期待消音效果，在设置具有消音效果的细密的吸音部件的情况下，会产生吸气压上升等缺点。

为提高消音效果，不将第1吸气口36a与第2吸气口36b的开口部的配置设置于直线状的位置，而是配置成空气流动具有90度的角度，在将第1吸气口36a设置于第1盖部39a的中央的情况下，第2吸气口36b设置于筒状部32b的侧面。此外，小室的口径为各吸气口的口径的5倍以上，优选为10倍以上，由此发挥膨胀式消音功能。

在从第2吸气口36b直接引入外部空气的情况下，无法充分抑制压缩机噪音。如图4所示，设置至少100mm长的吸气喷嘴57是重要的。吸气喷嘴越长，越呈现噪音减少效果，但当过长时，吸气压力增高，成为吸气量减少的原因。从确保必要吸气量与噪音减少效果的平衡的观点来看，优选为采用100mm～150mm的喷嘴长度。

将压缩机的壳体本身加工成，设置图3所示的具备第1盖部、第2盖部的小室，这将耗费大量成本。在本发明中，优选为在如图5所示的壳体末端嵌入内部具备过滤器的盖体构造部件的结构。构造部件的材料除了铝等金属制外，也可以是ABS等耐热性树脂制。

具体而言，图5所示的结构构件由中央具备第1吸气口53的第1盖体51、无纺布过滤器55、侧面具备连接于吸气喷嘴57的第2吸气口54的第2盖体52构成。第1盖体51具备在中央保持过滤器55的唇口，并且具备环状密封部件56。从吸气喷嘴57引入的原料空气被从第2盖体52导入，维持过滤器55的防尘过滤功能，同时能够从第1盖体51的第1 吸气口 53供给至压缩机箱内。

在第1盖体的外表面配备O形环，通过使第1盖体嵌合于圆筒状压缩机箱的末端，能够将盖体密封于壳体末端，能够简易、低价地制作本发明的具有小室的压缩机，所述小室具备消音功能、防尘功能。

另外，虽然举了具备1个活塞·压力缸的往复运动式(往复式)压缩机为例，但如图6所示，在具备2个活塞·压力缸的往复运动式压缩机中，也能够以同样的构想将本发明应用于曲柄箱部。

在比较本发明的压缩机的噪音减少效果时，在图2所示的具备1个活塞·压力缸的以往型式的往复运动式压缩机中，显示55dBA的噪音级别，与此相对，在图3所示的本发明的压缩机中，显示50dBA的噪音级别，有10%的噪音减少效果，进而，在图4所示的还安装有100mm的吸气喷嘴的压缩机中，显示47dBA的更进一步的噪音减少效果。

本发明的压缩机能够应用于压力变动吸附式氧浓缩装置。氧浓缩装置具备压缩机、吸附筒和流路切换机构，所述压缩机供给加压空气，所述吸附筒填充有将氮优先于氧选择性吸附的吸附剂，所述流路切换机构切换吸附工序、脱附工序和均压工序等程序。借助吸附筒从加压空气分离生成的氧浓缩气体暂时储存于制品罐，之后，用调压阀、流量调整阀调整至规定压力、规定流量后，从氧取出口使用插管供给至使用者。

从外部引入至装置内的原料空气中含有约21%的氧气、约77%的氮气、0.8%的氩气，二氧化碳及其他气体占1.2%。在该装置中，仅将作为呼吸用气体的必要的氧气浓缩后取出。

通过下述方式进行氧浓缩气体的取出：对填充有由将氮分子优先于氧分子选择性吸附的沸石等构成的吸附剂的吸附筒，借助供给阀、排气阀，依次切换作为对象的吸附筒，同时借助压缩机将原料空气加压后供给，在吸附筒内选择性吸附去除原料空气中所含的约77%的氮气。作为该吸附剂，可使用5A型、13X型、Li-X型等沸石分子筛等。

该压缩机使用图4所示的具备1个活塞·压力缸的单头的类型、如图6所示的具备2个活塞·压力缸的双头的往复运动式压缩机。由此，能够在不另外设置吸气消声器的情况下，构成小型且低噪音的氧浓缩装置。

产业上的可利用性

本发明的压缩机自身具备吸气消音功能、吸气过滤功能，作为在维持静音化的情况下仍轻量小型化的压缩机，本发明的压缩机能够应用于携带式氧浓缩装置等医疗设备。

Claims (5)

1.一种压缩机，其特征在于，

具备第1盖部、圆筒状部和第2盖部，

所述第1盖部构成压缩机的圆筒状壳体的一部分，并且具备形成压缩机的吸气口的小孔，所述第2盖部与第1盖部一同形成小室，

在第2盖部上配备有将空气吸入至该小室内的吸入喷嘴。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

在该小室内配备有过滤器，该小室被分割成压缩机吸气口侧和吸入喷嘴侧。

3.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

该吸入喷嘴具有100mm以上的长度。

4.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

该压缩机为往复运动式压缩机，该圆筒状壳体为曲柄箱。

5.一种氧浓缩装置，其特征在于，

具备吸附筒、压缩机和流路切换阀，

所述吸附筒填充有将氧优先于氮吸附的吸附材料，所述压缩机供给该吸附筒的加压空气，所述流路切换阀切换该压缩机与吸附筒、排气管之间的流路，以便以一定时机反复进行吸附工序与脱附工序，所述吸附工序是加压该吸附筒来吸附压缩空气中的氮从而生成未吸附的氧的工序，所述脱附工序是将该吸附筒减压排气来将吸附材料再生的工序，该压缩机是如权利要求1所述的压缩机。