JP2001278605A

JP2001278605A - 酸素濃縮装置

Info

Publication number: JP2001278605A
Application number: JP2000098587A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yagi; 秀明八木; Kenichi Mizuno; 賢一水野; Yasushi Kurachi; 靖倉知
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】測定機器、格別の測定技術を要することなく
簡易迅速に酸素濃縮装置のメンテナンスができるように
する。【解決手段】空気圧縮装置によって圧縮された空気
を、窒素を選択的に吸着するように構成された窒素吸着
容器に送り込むことにより、高酸素濃度のガスを生成
し、供給する方式の酸素濃縮装置で、該酸素濃縮装置の
安全性確保に使用されている各種のセンサの出力を利用
し、高酸素濃度のガスの流量を表示する外部から視認可
能のデジタル表示部に、表示切替え手段の切替えによっ
て、該酸素濃縮装置内の特定部位に予め取付けられた複
数のセンサの測定値を選択的に１以上表示可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸素濃縮装置に関
し、詳しくは慢性気管支炎等の呼吸器系器官の疾患の治
療法として有効な酸素吸入法に使用される酸素濃縮装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の酸素濃縮装置（以下、単に装置
ともいう）において空気中の酸素を分離、濃縮する酸素
濃縮法としては、酸素を透過し窒素を選択的に吸着する
ゼオライトを吸着材として用いた、いわゆる吸着分離法
が広く使用されている。この方法を用いた酸素濃縮装置
は、空気取入れ口から取込んだ空気を、ろ過用のフィル
ターを通して空気圧縮装置（コンプレッサ）で圧縮し、
圧縮された空気を、熱交換器で冷却し、吸着材が充填さ
れ、窒素を選択的に吸着するように構成された窒素吸着
容器（筒）に交互に送り込み、そこで窒素を吸着させて
高圧で高酸素濃度のガス（以下単に酸素とも言う）とす
る一方で、不要の窒素の排気（吸着剤の再生）を行って
いる。そして、生成された高圧で高酸素濃度のガスを一
時的に貯蔵するリザーバ（タンク）へ送り込み、レギュ
レター及び流量計で、圧力、流量を調整し、適宜加湿な
どの処理を施し、酸素出口からカニューラ等の導管を介
して患者に供給するように構成されている。

【０００３】ところで、この種の酸素濃縮装置は、患者
が睡眠時も含め昼夜（常時）使用するものであることか
ら、きわめて高い信頼性が要求され、故障の発生は許さ
れない。このため、装置にはその運転中、酸素が流れて
いるかの流れ状態の表示、その酸素は適量であるかの流
量表示、酸素濃度が正常であるかの表示など、患者自身
が最低限知るべき情報が提供されるようになっている。
しかし、これらの情報の提供があったとしても、装置の
各構成部材、要素の寿命の正確な予測はできない。

【０００４】このため、従来は、患者宅に酸素濃縮装置
に関する専門家が定期（例えば半年に１回）に訪問し、
吸気用のフィルターの交換などのメンテナンスを行って
いる。この際、従来は装置の故障を未然に防止するた
め、或いは各部の寿命を予測するため、専門家において
各測定機器を持参し、各部の検査を行っていた。例え
ば、高酸素濃度のガスを生成する吸着材の劣化状況を確
認するため、窒素吸着容器内の圧力の確認である。例え
ば、窒素吸着容器内の圧力が異常上昇すれば吸着材の劣
化があり、酸素濃度の低下を招くなどの異常が予測でき
るためである。ところが、このような測定項目を含む各
部におけるガスの圧力や酸素濃度の測定のためには、酸
素濃縮装置についての知識に加えて、測定技術、測定機
器の取扱い知識などを要するために容易でない。また、
測定機器の持参やその取付けに要する作業も容易でな
い。したがって多くの場合には、不具合が発生したとき
に該当部品を交換することで対処するのが普通であっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来は、前記したよう
に必要事項の点検には、所定の測定機器、技術が必要と
なる。また、実際に患者からの装置に不具合があるとの
連絡に基づいて、不具合の発生した部品を交換する対処
が成されていたため、交換部品の手配等から処置が遅れ
ていた。一方で、故障した場合には、装置の性格上、代
替の酸素濃縮装置を至急用意しなければならず、患者の
みならず供給側にも負担が大きい。

【０００６】本発明は、測定機器及び格別の測定技術を
要することなく簡易迅速に酸素濃縮装置のメンテナンス
ができるようにし、装置の故障の未然防止を図ると共
に、装置の信頼性を高めるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の問題点を解消する
ため、請求項１に記載の本発明は、空気圧縮装置によっ
て圧縮された空気を、窒素を選択的に吸着するように構
成された窒素吸着容器に送り込むことにより、高酸素濃
度のガスを生成し、供給する方式の酸素濃縮装置におい
て、該酸素濃縮装置の安全性確保に使用されている各種
のセンサの出力を利用し、１つのデジタル表示部に、表
示切替え手段の切替えによって、該酸素濃縮装置内の特
定部位に予め取付けられた複数のセンサの測定値を選択
的に１以上表示可能としたことにある。

【０００８】前記手段において、前記デジタル表示部
が、高酸素濃度のガスの流量を表示する外部から視認可
能のデジタル表示部（以下単に表示部とも言う）を利用
するとよい。前記表示部は、装置の内部に設けても良い
し、外部から視認可能の個所に設けても良いが、酸素濃
縮装置が備えている、高酸素濃度のガスの流量を表示す
る外部から視認可能のデジタル表示部を利用すれば、各
部所に取付けられているセンサの測定値を表示でき、別
途、測定装置の必要性がなく、チェックの簡略化が図ら
れる。

【０００９】上記の手段によれば、装置の供給者が患者
宅への訪問時に、予め取付けられている測定用のセンサ
を用いて必要事項の測定ができる。したがって、測定機
器の持参及び取付けさらには特別の測定技術を要するこ
となく、簡易に装置のメンテナンスができる。そして、
このように簡易に測定ができることから、装置の故障の
未然防止、故障の予測ができるなど、装置への適切、か
つ、迅速な対応がとれるため、装置の信頼性が高められ
る。

【００１０】前記手段における前記測定値は、高酸素濃
度のガスの酸素濃度及び圧力（空気圧縮装置（コンプレ
ッサ）の加圧圧力変化、窒素吸着容器にかかる圧力変
化、及び酸素出口の圧力）とするのが適切である。これ
らは、装置の本質的性能に関するものだからである。酸
素濃度は、９０％以上が推奨値とされているが、例え
ば、約６ヶ月で交換されるフィルターの交換時に、酸素
濃度及び前記各種の圧力を常にチェックすることで、そ
のデータの変化に基づいて、部品の寿命又は故障の予測
が可能となる。例えば、コンプレッサの加圧圧力変化が
正常で、吸着容器内の圧力変化が異常上昇すれば吸着材
の劣化があり、したがって酸素濃度の低下の危険性があ
る、また酸素出口の圧力が高ければ、レギュレターの故
障の可能性があるといった異常の予測ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る酸素濃縮装置の実施
形態例について、図１〜図４を参照して詳細に説明す
る。図１は、本発明の酸素濃縮装置１００の全体の概略
構成縦断面図であり、図２は酸素濃縮装置の配管系統
（ブロック）図、図３は装置のの前面の操作パネルの
図、図４は、デジタル表示部と各センサとの関係を示す
ブロック図である。

【００１２】本形態において装置１００の全体は、ケー
シング１２にてカバーされた略直方体形状を呈し、その
内部は、詳しくは図示しないが、その上下が例えば水平
仕切り板１４〜１６を介して４つに区画されている。そ
して、上から制御装置取付けスペース２１、送風手段を
なすファン３０の取付け用の遮音区画室（以下、上の遮
音区画室ともいう）３１、電動機が一体化された空気圧
縮装置４０の設置用の遮音区画室（以下、下の遮音区画
室又は単に遮音区画室ともいう）４１、さらにこの遮音
区画室４１の下には、排気消音室５１が隣接して設けら
れている。なお、図１中１９は移動用のキャスターであ
る。なお、運転中は、上の遮音区画室３１に設けられた
送風用のファン３０の吹き出し口３０ａから、下向きに
送風して空気圧縮装置４０を冷却し、下の遮音区画室４
１の床部の水平仕切り板１５に設けられた開口２０から
排気消音室５１に流れ、排気出口５５から排気される構
成とされている。

【００１３】一方、上の遮音区画室３１の壁面には空気
取り入れ口３２が開口され、図２の配管系統図に示した
ように、取り込んだ空気を、ろ過用のフィルター４を通
して空気圧縮装置（コンプレッサ）４０で圧縮し、圧縮
された空気を、熱交換器４２で冷却し、吸着材が充填さ
れ、窒素を選択的に吸着するように構成された窒素吸着
容器（筒）２５、２６に送り込み、そこで窒素を吸着さ
せて高酸素濃度のガスとする。こうして生成された高圧
で高酸素濃度のガスを一時的に貯蔵するリザーバ（タン
ク）３３へ送り込み、レギュレター３５及び流量設定器
３７で、圧力、流量を調整し、適宜加湿などの処理を施
し、酸素出口３９からカニューラ等の導管を介して患者
に供給するように構成されている。

【００１４】そして、装置１００の上部の外部前面に
は、図３に示したような操作パネル２０１が取付けら
れ、運転表示ランプ２０６、異常表示ランプ２０７、酸
素の流量を表示表示するデジタル表示部２０８、酸素濃
度の異常表示ランプ２０９、積算時間計２１０、供給さ
れる酸素の流量設定（調節）ツマミ２１１、カニューラ
折れ表示ランプ２１２、酸素出口２１３、その流れ状態
の表示ランプ２１４、電源スイッチ２１５等の各表示手
段等が設けられている。なお、本形態では、デジタル表
示部２０８は、７セグメントＬＥＤランプからなるもの
とされている。

【００１５】この操作パネル２０１におけるデジタル表
示部（以下、デジタルＬＥＤ表示部ともいう）２０８に
は、酸素出口３９より配管上流部に取付けられた、流量
設定器３７で制御、測定された流量が出力され、装置の
運転中、その流量が常時表示されるように設定されてい
る。すなわち、その流量検出センサが流量設定器３７の
中に取付けられ、同センサが接続された制御回路から流
量に応じた信号を出力するようになっており、流量表示
装置のＬＥＤ制御装置をこの制御回路に接続すること
で、流れている酸素の流量を表示するように設定されて
いる。

【００１６】一方、本形態では、デジタルＬＥＤ表示部
２０８に、切替えスイッチの切替により、常時表示され
る流量表示に代えて、窒素吸着容器２５、２６の近傍の
配管内の圧力と、酸素出口３９の直前の配管内の圧力
と、酸素出口３９の直前の配管内の酸素濃度のうちのい
ずれかが選択的に測定（検出）され、表示されるように
構成され、デジタルＬＥＤ表示部２０８が、酸素の流量
表示に加え、これらの圧力、酸素濃度の表示部を兼用し
ている。すなわち、窒素吸着容器２５、２６の近傍
と、酸素出口３９の直前の配管に圧力センサが取付けら
れ、また、酸素出口３９の直前の配管には酸素濃度セン
サが取付けられている。そして、各センサが接続された
制御回路から圧力又は酸素濃度に応じた信号を出力する
ようになっており、デジタルＬＥＤ表示部２０８に切替
えスイッチで接続することで、各圧力又は酸素濃度がデ
ジタルＬＥＤ表示部２０８に表示されるように設定され
ている。

【００１７】なお、切替えスイッチは酸素濃縮装置１０
０のいずれに設けても良いが、本形態では例えば、ケー
シング１２内の制御装置取付けスペース２１に設けられ
ており、患者による誤操作の防止が図られている。ま
た、図示はしないが、１つのデジタル表示部に、上下２
列（２段）に２つのセンサの測定値を選択的に２つ同時
に表示することも可能であるなど、複数の表示をするよ
うにしてもよい。

【００１８】しかして、このような酸素濃縮装置１００
のデジタルＬＥＤ表示部２０８は、通常の運転時は供給
される酸素の流量が常時表示される。一方、メンテナン
スのため、装置の供給者が患者宅を訪れる時には、ケー
シング１２を取り外し、切替えスイッチにて測定項目を
切りかえることで、デジタルＬＥＤ表示部２０８に、所
望とするチェック項目をデジタル表示させることができ
る。したがって、測定機器や格別の技術的知識を要する
ことなく、そのチェックができるので便利である。ま
た、これらの数値を記録しておくことで、その変化の状
態から、異常（故障）や部品交換の時期を予測できるた
め、予め交換部品の手配などができることから、極めて
メンテナンスが容易となる。

【００１９】本発明におけるデジタル表示部は、酸素の
流量を表示するものを兼用することに限定されるもので
はないが、このものを用いれば、別途のデジタル表示部
を要しないのでコストの低減が図られる。

【００２０】本発明は、前記形態のものに限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜
変更して具体化できる。例えば、デジタル表示部として
は、液晶パネルを用いてもよし、各種センサは、測定対
象に応じて所望とするものを予め装置の特定部位に取付
けておけば、さらに多くの情報を得ることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の酸素濃縮装置では、１つのデジタル表示部に、表示切
替え手段の切替えによって、酸素濃縮装置内の特定部位
に予め取付けられた複数のセンサの測定値を選択的に表
示可能としたことから、測定機器及び格別の測定技術を
要することなく、寿命、故障が予測でき、簡易迅速に装
置のメンテナンスができるため、酸素濃縮装置に対する
適切、かつ、迅速な対応ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の酸素濃縮装置の全体の概略構成縦断面
図。

【図２】図１の酸素濃縮装置の配管系統図。

【図３】図１の酸素濃縮装置の前面の操作パネルの図。

【図４】デジタル表示部と各センサとの関係を示すブロ
ック図。

【符号の説明】

２５、２６窒素吸着容器４０空気圧縮装置１００酸素濃縮装置２０８デジタル表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者倉知靖名古屋市瑞穂区高辻町14番18号日本特殊陶業株式会社内Ｆターム(参考） 4D012 CA05 CB16 CD07 CE02 CF02 CF03 CF05 CG01 CK01 4G042 BA15 BB02 BC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気圧縮装置によって圧縮された空気
を、窒素を選択的に吸着するように構成された窒素吸着
容器に送り込むことにより、高酸素濃度のガスを生成
し、供給する方式の酸素濃縮装置において、該酸素濃縮
装置の安全性確保に使用されている各種のセンサの出力
を利用し、１つのデジタル表示部に、表示切替え手段の
切替えによって、該酸素濃縮装置内の特定部位に予め取
付けられた複数のセンサの測定値を選択的に１以上表示
可能としたことを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項２】前記デジタル表示部が、高酸素濃度のガ
スの流量を表示する外部から視認可能のデジタル表示部
である請求項１記載の酸素濃縮装置。
【請求項３】前記測定値が、高酸素濃度のガスの酸素
濃度及びその圧力を含んでいる請求項１又は２記載の酸
素濃縮装置。