JP2002085566A

JP2002085566A - 酸素濃縮器及び制御装置並びに記録媒体

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Publication number: JP2002085566A
Application number: JP2000287109A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yagi; 秀明八木; Junichi Akiyama; 純一秋山
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-03-26
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JP4293581B2; US7077133B2; US20020040714A1

Abstract

(57)【要約】【課題】小型の装置で高流量の酸素濃縮気体を違和感
なく供給できる酸素濃縮器及びその制御装置並びに記録
媒体を提供すること。【解決手段】ステップ１００にて、流量設定器４５の
流量の設定が、連続ベース流量の毎分３Ｌ以下であるか
を判定する。ステップ１１０では、設定流量が毎分３Ｌ
以下の低流量であるので、呼吸同調を行わない（連続供
給を行う）場合であるとして、その設定流量に合わせ
て、酸素濃縮気体を連続供給する。一方、ステップ１２
０では、設定流量が毎分３Ｌを上回る高流量であるの
で、呼吸同調を行う場合であるとして、毎分５Ｌの供給
が可能な開度にオリフィスを設定する。ステップ１４０
では、呼吸同調のために電磁弁４７を開閉する制御を行
う。これにより、呼吸サイクルの吸気期間には、酸素濃
縮気体を高流量（毎分５Ｌ）供給し、呼気期間にはバイ
パス流路５０を介して酸素濃縮気体を低流量（毎分２
Ｌ）供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気中から
窒素を吸着して除去することにより、高濃度の酸素を患
者等に供給することができる酸素濃縮器及びその制御装
置並びに記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば空気中から窒素を吸着
して除去して酸素濃縮気体を製造することにより、高濃
度の酸素を患者に供給することができる医療用酸素濃縮
器は、在宅酸素療法などに使用されている。

【０００３】この種の酸素濃縮器を使用する患者は、元
々肺機能が健常人と違って弱いため、酸素濃縮器と一日
中一緒に生活を共にしなければならず、そのため、日常
的に好適に使用できる酸素濃縮器が望まれている。とこ
ろで、患者の症状が軽い場合には、通常、２Ｌ（リットル）
／分以下（以下分を省略することがある）の酸素濃縮気
体の流量（以下酸素流量と記すことがある）で足りる
が、その症状が重くなった場合には、２Ｌ以上の酸素流
量が必要であり、安全を見込んで５〜７Ｌ程度の酸素流
量が要求される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この場合、酸素濃縮器
の容量を大きくすれば、高流量の酸素濃縮気体の供給が
可能であるが、その場合には、酸素濃縮器の装置が大き
くなることで、下記〜の問題が生ずる。

【０００５】装置の容積や重さが増加するので、介護
者が酸素濃縮器を運んだり、移動する時に大きな負担と
なる。例えば、装置を患者宅まで運び設置を行うディー
ラーまたは介護者は、装置が大きいため、１人では設置
の作業が出来ず、相当の負担である。

【０００６】消費電力の増大によって電気代が多くか
かり、コスト的な負担が増加する。例えば、５〜７Ｌの
容量の装置（５〜７Ｌ機）の消費電力（４５０Ｗ）は、
従来の２Ｌ機または３Ｌ機の２倍近いものとなる。騒音が大きくなり、患者の安眠の妨げになる。また、
この騒音の対策を施すと、更に装置の容積や重さが増加
する。

【０００７】例えば、作動時の騒音の対策として、防音
材などを配置すると、装置の容積や重量が更に肥大化
し、その重量（４５Ｋｇ）は、従来の２Ｌ機または３Ｌ
機の２倍近いものとなるが、それにもかかわらず、騒音
は依然として大きく、患者にとって安眠できるものでな
い。

【０００８】つまり、従来の医療用酸素濃縮器は、通常
の酸素濃縮器の延長線であり、例えば５Ｌの酸素を供給
するためには、コンプレッサの容量や、窒素を吸着させ
る吸着材の量を増したり、コンプレッサで圧縮した空気
を吸着材に送る制御を行う電磁バルブも流量に合せた口
径の大きいものを使用しなければならず、必然的に部品
が大型化して、上記〜の問題が生じてしまう。

【０００９】また、上述した酸素濃縮器とは別の技術と
して、患者が旅行や通院する時に携帯する酸素ボンベに
関する技術がある。これは、酸素ボンベの利用時間を長
持ちさせるために、呼吸に同調して酸素を供給する呼吸
同調器を併用し、ボンベの酸素消費を抑える技術であ
る。

【００１０】この呼吸同調器とは、人の吸気と呼気の関
係が一般的には１：２の閑係にあることを利用し、セン
サにより吸気を感知した場合に、酸素ボンベからパルス
的に高濃度の酸素を供給するものである。しかしなが
ら、この技術は、酸素ボンベから高圧の酸素を吸気の開
始とともに短時間供給するだけであるので、酸素ボンベ
の酸素消費量や駆動のための電池の消費量を低減できる
という利点はあるものの、通常の呼吸状態とは異なるの
で、患者にとっては違和感があるという別の問題があっ
た。

【００１１】更に、近年では、この酸素ボンベにおける
呼吸同調の技術を、酸素濃縮器に適用した技術（特開平
８−１８７２８９号公報等参照）が提案されているが、
上述した装置の大型化に伴う問題点を解消するための効
果的な研究は、殆どなされていないのが現状である。

【００１２】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、小型の装置で高流量の酸
素濃縮気体を違和感なく供給できる酸素濃縮器及びその
制御装置並びに記録媒体を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、例えば吸
気を感知するセンサを酸素濃縮器に配置して、呼吸同調
の制御を行うことにより、理論的に酸素濃縮器の連続供
給能力の３倍まで酸素濃縮気体を流すことができること
を見い出し、更に、呼気時に酸素濃縮気体を連続して供
給することにより、呼吸同調のわずかな遅れによる違和
感を無くすこと、及び呼吸同調しなかった場合の安全性
向上の対策を見い出し、本発明を完成した。

【００１４】例えば連続供給能力が３Ｌ／分の酸素濃縮
器に呼吸同調機能を付加し、１．５Ｌ／分の連続流を流
しても、吸気時に理論的には６Ｌ／分まで対応できるこ
とになり、装置のコンパクト性、消費電力、騒音等は３
Ｌ機のまま利用できることになって、患者及び介護関係
者にとって非常に利点が多いものになる。

【００１５】以下、各請求項毎に説明する。（１）請求項１の発明は、空気中から酸素を濃縮して酸
素濃縮気体とし、呼吸同調機能によって、前記酸素濃縮
気体を使用者の吸気に応じて供給する酸素濃縮器であっ
て、前記酸素濃縮気体を前記使用者の吸入器具に供給す
る酸素出口と、前記使用者の呼吸の状態を検知するため
に前記吸入器具が接続される呼吸検知口と、を備えたこ
とを特徴とする酸素濃縮器を要旨とする。

【００１６】本発明の酸素濃縮器では、酸素出口と呼吸
検知口を備えている。このうち、酸素出口は、使用者に
酸素濃縮気体を供給する開口部であり、この酸素出口か
ら、例えば呼吸同調しない場合には、一定流量を連続的
に供給し、また、呼吸同調する場合には、呼吸サイクル
に応じて供給流量を変化させて供給する。

【００１７】一方、呼吸検知口は、使用者の呼吸の状態
を検知するために、吸入器具（例えば鼻カニューラのチ
ューブ）が接続される開口部であり、この呼吸検知口か
らは酸素濃縮気体は供給されない。よって、この呼吸検
知口に例えば圧力センサを配置することにより、吸入器
具を介して伝わる圧力変化にを検知することにより、使
用者の呼吸の状態（吸気や呼気のタイミング）を把握す
ることができる。

【００１８】特に、呼吸同調を行う場合に、呼吸サイク
ルの吸気期間及び呼気期間において、（供給流量を変化
させながら）酸素濃縮気体を連続的に供給するときに
は、酸素出口に圧力センサを配置しても、呼吸の状態
（呼吸による圧力変化）を検出しにくい。

【００１９】しかし、本発明では、酸素出口とは別に
（酸素濃縮気体が供給されない）呼吸検知口を設けてい
るので、この呼吸検知口に例えば圧力センサを配置する
ことにより、呼吸の状態を正確に把握することができ
る。よって、この把握した呼吸の状態に応じて、呼吸同
調における制御（流量を変化させる制御）を、精密に行
うことができる。

【００２０】・ここで、前記呼吸同調とは、使用者の自
発呼吸サイクルにおける吸気や呼気の動作に実質的に対
応して、酸素濃縮気体の供給流量を変化させる動作を示
している。・前記酸素濃縮を行う構成としては、例えば空気中の窒
素を選択的に吸着して除去する吸着剤を利用したもの
や、酸素選択透過膜を利用したものが挙げられる。

【００２１】・尚、本発明は、例えば鼻カニューラを用
いた、いわゆる開放型にて酸素供給を行う場合に、好適
に適用できる。（２）請求項２の発明では、呼吸同調を行う場合には、
酸素濃縮気体を、呼吸サイクルの吸気期間にて、連続的
に供給可能な連続ベース流量を上回る第１流量で供給
し、且つ、呼吸サイクルの呼気期間にて、連続ベース流
量を下回る第２流量で供給する。

【００２２】本発明は、呼吸同調を行う場合の制御を例
示している。本発明では、連続的に供給可能な連続ベー
ス流量（即ち連続して供給できる最大流量である連続供
給能力）として、例えば３Ｌ機では毎分３Ｌの連続ベー
ス流量が設定されている場合に、呼吸同調を行うときに
は、呼吸サイクルの吸気期間にて、酸素濃縮気体を連続
ベース流量を上回る第１流量（例えば毎分５Ｌ）で供給
する。また、呼吸サイクルの呼気期間にて、連続ベース
流量を下回る第２流量（例えば毎分２Ｌ）で供給する。

【００２３】つまり、本発明では、呼吸サイクルの吸気
期間と呼気期間にかかわらず、酸素濃縮気体を供給する
のであるが、吸気期間では高流量供給し、呼気期間では
低流量を自由に設定して供給することができる。この様
に、本発明では、吸気期間に酸素濃縮気体を高流量供給
できるとともに、呼気期間にもある程度の流量を供給で
きるので、通常の呼吸と同様に、使用者にとって違和感
のない呼吸ができ、しかも安全性が高いという顕著な効
果を奏する。

【００２４】また、本発明では、呼気期間には、連続ベ
ース流量を下回る低流量の酸素濃縮気体を供給できれば
良いので、例えば３Ｌ機の様な小さな体格（重量及び容
積）の装置で済む。つまり、小さいな体格の装置である
にもかかわらず、必要な場合（呼吸同調における吸気期
間）には、高流量の酸素を供給することができる。

【００２５】よって、本発明によれば、容積や重さが
増加しないので、ディーラーや介護者の運搬の負担が少
ない、消費電力が増加しないので、電気代が少ない、
騒音が少なく患者の安眠の妨げにならず、また、騒音
の対策を施した場合でも、それほど容積や重さが増加し
ない等の効果がある。

【００２６】尚、前記連続ベース流量、第１流量、第２
流量は、一定時間内にどの程度の酸素濃縮気体を供給で
きるかを示す単位流量であり、例えば１分間に供給でき
る（１気圧時における）気体の体積で示すことができ
る。（３）請求項３の発明では、呼吸同調を行わない場合に
は、酸素濃縮気体を、連続的に供給可能な連続ベース流
量以下の第３流量で供給する。

【００２７】本発明は、呼吸同調を行わない場合を例示
したものである。本発明では、呼吸同調をしない場合
（即ち連続供給する場合）には、連続ベース流量以下の
低流量の酸素濃縮気体を供給できれば良いので、例えば
３Ｌ機の小さな体格（重量及び容積）の装置で済む。つ
まり、小さな体格の装置であるにもかかわらず、必要な
場合（呼吸同調を行う場合）には、高流量の酸素を供給
することができるという顕著な効果を奏する。従って、
前記請求項２と同様に前記〜の効果がある。

【００２８】（４）請求項４の発明では、呼吸検知口に
到る流路には、使用者の呼吸の状態を検出するセンサを
配置している。従って、呼吸同調を行う場合に、供給流
量が変動したときでも、このセンサにより、使用者の呼
吸の状態、即ち吸気や呼気の開始や終了のタイミングを
正確に検出することができる。

【００２９】尚、前記センサとして、圧力センサを用い
ると、使用者の呼吸の状態を正確に検出でき、この圧力
センサとしては、ダイアフラム式の圧力センサや、静電
容量変化により圧力又は差圧を検出するセンサが挙げら
れる。（５）請求項５の発明では、前記センサにより、吸気又
は呼気の状態を検出し、該センサの信号に基づいて、酸
素濃縮気体の供給状態を制御する。

【００３０】上述した様に、センサにより呼吸の状態を
検出することによって、その呼吸の状態に合わせて、酸
素濃縮気体の供給流量を調節することができる。例え
ば、センサの信号に基づいて、呼吸サイクルにおける酸
素濃縮気体の供給の開始又は終了のタイミングを決定す
ることができる。

【００３１】（６）請求項６の発明では、センサの信号
に基づいて、吸気又は呼気の状態を、例えば毎回、１又
は複数回検出し、この検出した吸気又は呼気の状態に基
づいて、その後の前記酸素濃縮気体の供給の開始又は終
了のタイミングを決定する。本発明では、記憶した過去
のデータに基づいて、酸素濃縮気体の供給の開始又は終
了のタイミングを決定する。

【００３２】例えば、１回目の吸気の開始から２回目の
吸気の開始までの時間を計測すれば、１呼吸サイクルの
時間が分かるので、次回は、その吸気の開始から所定の
期間（例えば呼吸サイクルの１／３の期間）を、吸気期
間として設定し、その吸気期間にわたり高流量にて酸素
濃縮気体を供給する。この動作は、常に繰り返すことが
望ましい。

【００３３】これにより、各使用者の吸気期間及び呼気
期間にわたり、正確に適量の酸素濃縮気体を供給できる
ので、使用者にとって違和感が少ないという効果があ
る。尚、データから吸気期間が算出されるまでは、吸気
期間として所定の固定値を用いることができる。

【００３４】また、複数回のデータの平均を取ることに
より、吸気期間の算出の精度が高まるので、例えば常に
過去複数回の平均値を用いて吸気期間を適宜更新するよ
うにしてもよい。（７）請求項７の発明では、酸素出口に到る酸素濃縮気
体のメインの供給経路に、その流路の開閉状態を調節す
る制御部材（例えば電磁弁）を配置するとともに、制御
部材をバイパスするバイパス流路を設けている。

【００３５】従って、このバイパス流路により、たとえ
メインの供給経路が遮断されている場合でも、常に所定
流量（例えば第２流量）の酸素濃縮気体を供給すること
ができる。例えば呼吸同調を行う場合に、制御部材によ
りメインの供給経路を開閉することにより、そのメイン
の流量を変化させたときでも、常に所定流量を確保でき
るので、使用者にとって違和感が少ないものとなる。

【００３６】（８）請求項８の発明では、バイパス流路
に、その流量を調節する流量調節器を設けている。よっ
て、本発明では、流量調節器によりバイパス流量（例え
ば第２流量）を調節することができる。

【００３７】（９）請求項９の発明は、空気中から酸素
を濃縮して酸素濃縮気体とし、呼吸同調機能によって、
前記酸素濃縮気体を使用者の吸気に応じて供給する酸素
濃縮器であって、前記呼吸同調を行う場合には、前記酸
素濃縮気体を、呼吸サイクルの吸気期間にて、連続的に
供給可能な連続ベース流量を上回る第１流量で供給し、
且つ、前記呼吸サイクルの呼気期間にて、前記連続ベー
ス流量を下回る第２流量で供給することを特徴とする酸
素濃縮器を要旨とする。

【００３８】本発明では、前記請求項２と同様に、連続
的に供給可能な連続ベース流量（即ち連続して供給でき
る最大流量である連続供給能力）として、例えば３Ｌ機
では毎分３Ｌの連続ベース流量が設定されている場合
に、呼吸同調を行うときには、呼吸サイクルの吸気期間
にて、酸素濃縮気体を連続ベース流量を上回る第１流量
（例えば毎分５Ｌ）で供給する。また、呼吸サイクルの
呼気期間にて、連続ベース流量を下回る第２流量（例え
ば毎分２Ｌ）で供給する。

【００３９】つまり、本発明では、呼吸サイクルの吸気
期間と呼気期間にかかわらず、酸素濃縮気体を供給する
のであるが、吸気期間では高流量供給し、呼気期間では
低流量供給する。この様に、本発明では、吸気期間に酸
素濃縮気体を高流量供給できるとともに、呼気期間にも
ある程度の流量を供給できるので、センサによる呼吸同
調の遅れがなく、通常の呼吸と同様に、使用者にとって
違和感のない呼吸ができる。しかも、呼吸同調をミスし
た場合も、ある程度の酸素濃縮気体が確保できるので、
安全性が高いという顕著な効果を奏する。

【００４０】また、本発明では、呼気期間には、連続ベ
ース流量を下回る低流量の酸素濃縮気体を供給できれば
良いので、例えば３Ｌ機の様な小さな体格（重量及び容
積）の装置で済む。つまり、小さいな体格の装置である
にもかかわらず、必要な場合（呼吸同調における吸気期
間）には、高流量の酸素を供給することができる。

【００４１】よって、本発明によれば、前記請求項２に
て示した〜の効果が得られる。（１０）請求項１０の発明では、呼吸同調を行わない場
合には、酸素濃縮気体を、連続的に供給可能な連続ベー
ス流量以下の第３流量で供給する。本発明では、前記請
求項３と同様に、呼吸同調をしない場合（即ち連続供給
する場合）には、連続ベース流量以下の低流量の酸素濃
縮気体を供給できれば良いので、例えば３Ｌ機の小さな
体格（重量及び容積）の装置で済む。つまり、小さいな
体格の装置であるにもかかわらず、必要な場合（呼吸同
調を行う場合）には、高流量の酸素を供給することがで
きるという顕著な効果を奏する。

【００４２】よって、本発明によれば、前記請求項２に
て示した〜の効果が得られる。（１１）請求項１１の発明では、呼吸同調を行う場合に
は、使用者の呼吸サイクルの２５〜４０％に当たる吸気
期間に、前記第１流量の酸素濃縮気体を供給する。

【００４３】通常、吸気期間は呼吸サイクルの１／３程
度であるが、使用者やその状態により多少は異なる。そ
こで、本発明では、使用者に応じて、その呼吸サイクル
の２５〜４０％にあたる吸気期間に、高流量の酸素濃縮
気体を供給することができる。

【００４４】（１２）請求項１２の発明では、連続ベー
ス流量が毎分４Ｌ以下である。つまり、連続ベース流量
が毎分４Ｌ以下の小型の装置では、上述した様に、運
搬、電気代、騒音等の点で優れているが、本発明では、
毎分４Ｌ以下の小型の装置において、呼吸同調を行うこ
とにより、それ以上の高流量（例えば毎分５Ｌ〜７Ｌ）
の酸素濃縮気体を供給できるので、上述した小型の装置
による利点を最大限に生かすことができる。

【００４５】（１３）請求項１３の発明では、酸素濃縮
気体の供給経路において、酸素濃縮部（例えば酸素を吸
着して濃縮を行う部分）の下流側に、呼吸タイミングの
呼気期間に供給される酸素濃縮気体を蓄えるタンクを備
えている。従って、本発明では、呼気期間に、このタン
クに十分に酸素濃縮気体を蓄えることができる。

【００４６】（１４）請求項１４の発明では、酸素濃縮
気体の供給経路において、酸素濃縮部の下流側に、酸素
濃縮気体の安定供給のために、複数のタンクを直列に接
続している。例えば連続ベース流量が毎分３Ｌのような
小型の装置において、呼吸同調を行って高流量の酸素濃
縮気体を吸気期間に供給しようとすると、酸素濃縮気体
の供給流量の変化に起因する圧力変動が、酸素濃縮部側
に影響を及ぼす可能性があるが、本発明では、複数のタ
ンクを直列に接続しているので、たとえ圧力変動が発生
した場合でも、これらのタンクにて、その圧力変動が吸
収される。

【００４７】従って、酸素濃縮部側に圧力変動が及ばな
いので、安定した酸素濃縮（例えば窒素の吸着）を行う
ことができ、安定した酸素濃縮気体の供給を行うことが
できる。（１５）請求項１５の発明では、５００ｍＬ以上（例え
ば７５０ｍＬ程度）のタンクを直列に２個接続してい
る。

【００４８】本発明では、例えば酸素濃縮気体の連続ベ
ース流量が毎分３Ｌ（３Ｌ機）などの小型の装置におい
て、どの程度の容量のタンクを接続するかを示してい
る。この容量のタンクの場合には、呼気期間にて、十分
に酸素濃縮気体を蓄積できる。つまり、例えば３Ｌ機の
場合には、５００ｍＬ以上のタンクを２個接続すれば、
上述した圧力変動により影響を効果的に防止することが
できる。

【００４９】（１６）請求項１６の発明では、複数のタ
ンクの間に、酸素濃縮部側への逆流を防止する逆止弁を
配置している。従って、上述した圧力変動がある場合で
も、その影響をこの逆止弁にて阻止できるので、圧力変
動による悪影響を防止することができる。

【００５０】（１７）請求項１７の発明では、連続ベー
ス流量以下の第３流量に設定された場合には、酸素濃縮
気体を連続して供給し、連続ベース流量を上回る第１流
量に設定された場合には、呼吸同調による酸素濃縮気体
の供給の制御に切り換えるスイッチ（マニュアルスイッ
チ）を備えている。

【００５１】例えば連続ベース流量が毎分３Ｌである場
合には、設定流量を毎分３Ｌ以下の範囲でマニュアルス
イッチを操作することにより、（実際に連続して供給す
る流量である）第３流量を所望の値に設定することがで
きる。また、設定流量をマニュアルスイッチにより、毎
分３Ｌを超える値に設定した場合には、自動的に、呼吸
同調を行う制御に切り替わる。例えば毎分５Ｌに設定し
た場合には、呼吸同調により、吸気期間に毎分５Ｌを供
給する制御に変更される。

【００５２】（１８）請求項１８の発明は、前記酸素濃
縮器の動作の制御を行う制御装置を示しており、この制
御装置は、酸素濃縮器と一体（内蔵）であってもよい
が、酸素濃縮器と別体であってもよい。（１９）請求項１９の発明は、前記制御装置の機能を実
現するための手段（例えばプログラム）を記録したこと
を特徴とする記録媒体を示している。

【００５３】つまり、上述した制御装置をコンピュータ
システムにて実現する機能は、例えば、コンピュータシ
ステム側で起動するプログラムとして備えることができ
る。このようなプログラムの場合、例えば、フロッピー
（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記
録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータシステムに
ロードして起動することにより用いることができる。こ
の他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読み
取り可能な記録媒体として前記プログラムを記録してお
き、このＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュ
ータシステムに組み込んで用いても良い。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の酸素濃縮器及びそ
の制御装置並びに記録媒体の実施の形態の例（実施例）
を、図面を参照して説明する。（実施例）本実施例では、制御装置を内蔵した医療用酸
素濃縮器（以下酸素濃縮器と記す）の場合を例に挙げ
る。

【００５５】本実施例の酸素濃縮器は、空気中から窒素
を吸着して除去することにより、酸素を濃縮し、使用者
である患者に対して、連続ベース流量以下の第３流量
（例えば毎分３Ｌ）の酸素濃縮気体を連続して供給し、
また、必要に応じて呼吸同調に切り換えることにより、
患者の吸気期間にわたり、連続ベース流量より多い第１
流量（例えば毎分５Ｌ）の酸素濃縮気体を供給でき、し
かも、呼気期間にわたり、連続ベース流量より少ない第
２流量（例えば毎分２Ｌ）の酸素濃縮気体を供給でき装
置である。

【００５６】ａ）まず、酸素濃縮器の基本構成について
説明する。図１に示す様に、本実施例の酸素濃縮器１
は、本体ケース３に収容されており、その空気の導入路
５は、上流側より、空気取入口７、ゴミや埃を除去する
吸気フィルタ９、吸気の際の音を低減する吸音器１１、
空気を圧縮するコンプレッサ１３、圧縮された空気を冷
却する熱交換器１５、三方向の流路を切り換える一対の
切替弁１７ａ、１７ｂ（１７と総称する）、及び一対の
吸着筒１９ａ、１９ｂ（１９と総称する）が設けられて
いる。

【００５７】尚、コンプレッサ１３及び熱交換器１５の
近傍には、それを冷却するシロッコファン２１が設けら
れている。また、一対の吸着筒１９から窒素を排気する
排気路２３には、切替弁１７から、前記と同様な吸音器
２５、及び断続的な排気音を消すサイレンサ２７が設け
られている。

【００５８】更に、一対の吸着筒１９から、酸素濃縮気
体を供給する供給路２９の構成として、その上流側か
ら、吸着筒１９側への逆流を防止する一対の逆止弁３１
ａ、３１ｂ、酸素濃縮気体を溜める第１の製品タンク３
３、第１の製品タンク３３側への逆流を防止する逆止弁
３５、酸素濃縮気体を溜める第２の製品タンク３７、第
２の製品タンク３７側への逆流を防止する逆止弁３９、
酸素の圧力を低下させるレギュレータ４１、細菌等の通
過を防止するバクテリアフィルタ４３、供給する酸素濃
縮気体の流量を設定する流量設定器４５、メイン流路２
９ａを開閉する電磁弁４７、及び酸素濃縮気体が供給さ
れる酸素出口４９が設けられている。

【００５９】また、前記供給路２９につながるメイン流
路２９ａには、前記電磁弁４７をバイパスするバイパス
流路５０が設けられ、このバイパス流路５０には、パイ
パス流路５０を流れる酸素濃縮気体の流量（第２流量）
を調節する流量調整器５２が設けられている。

【００６０】更に、本実施例では、前記酸素出口４９と
は別に、（酸素濃縮気体が供給されない）呼吸検知口５
４が設けられており、この呼吸検知口５４には、吸気の
際の圧力を検出する圧力センサ５３が配置されている。
尚、逆止弁３９とレギュレータ４１との間には、酸素濃
度を検出する酸素センサ５１が配置されている。

【００６１】そして、本実施例の酸素濃縮器１では、図
中の点線で示すように、コンプレッサ１３をはじめ、吸
気フィルタ９、吸音器１１、２５、熱交換器１５、切替
弁１７、サイレンサ２７、シロッコファン２１を、振動
吸収ゴム及び吸音材で内貼りした金属ケース５７内に納
め、運転時の騒音を押さえている。

【００６２】上述した構成を備えた酸素濃縮器１は、連
続ベース流量が毎分３Ｌの小型の装置であり、重量３２
ｋｇ、消費電力２１０Ｗ、運転音は３０ｄＢ以下であ
る。ｂ）次に、上述した各構成について、更に詳細に説明す
る。前記一対の切替弁１７は、制御装置５９により制御
されて駆動する三方向弁であり、それぞれの切替弁１７
の切替動作により、熱交換器１５と吸着筒１９を連通し
且つ吸着筒１９と排出路２３を遮断する状態と、熱交換
器１５と吸着筒１９を遮断し且つ吸着筒１９と排出路２
３を連通する状態とに切り替える。

【００６３】前記一対の吸着筒１９内には、ゼオライト
系の吸着剤が充填されており、この吸着剤は、（例えば
２気圧（ゲージ圧）程度まで）加圧すると空気中の窒素
を優先的に吸着し、（例えば大気圧まで）圧力を下げる
と吸着した窒素を放出して吸着剤自身の再生を行うとい
う性質を持つ。

【００６４】前記両製品タンク３３、３７は、それぞれ
７５０ｍＬの容量を持つものであり、この両製品タンク
３３，３７により、酸素濃縮気体の溜めが作られてい
る。つまり、この製品タンク３３、３７により、酸素濃
縮気体の供給の変動を緩和して連続性を持たせている。
また、呼吸同調の際に高流量と低流量に切り替えて供給
する場合でも、十分な供給能力を確保し、しかも、酸素
濃縮気体の供給の変化に起因する圧力変動が吸着筒１９
側に及ばないようにしている。

【００６５】尚、ここで、タンク容量を７５０ｍＬにし
たのは、２つの製品タンク３３、３７で２気圧にて合計
１．５Ｌ、従って大気圧に換算すると最大４．５Ｌの酸
素濃縮気体を溜めることができるからであり、このタン
ク容量であれば、吸気期間に、（連続ベース流量の毎分
３Ｌを下回る）呼気期間における連続流量の毎分２Ｌと
製品タンク３３、３７からの供給能力の３Ｌを合わせ
て、合計毎分５Ｌの酸素濃縮気体の供給が可能であるか
らである。尚、吸気期間：呼気期間の比が１：２の場合
には、製品タンク３３、３７内に２Ｌ溜めることが可能
である。

【００６６】前記両製品タンク３３、３７間に配置され
た逆止弁３５は、両製品タンク３３、３７の機能と相ま
って、吸気同調の際に高流量と低流量に切り替える場合
に、その圧力変動が吸着筒１９側に及ばないようにして
いる。前記レギュレータ４１は、製品タンク３３、３７
側から供給される２気圧の酸素濃縮気体の圧力を、患者
が吸入し易い０．３５気圧（ゲージ圧）に低下させるも
のである。

【００６７】前記流量設定器４５は、マニュアルにて流
量を設定できるものである。つまり、連続ベース流量の
毎分３Ｌまでは、オリフィスの調整により、連続流量
（第３流量）を設定できる。また、オリフィスの調整に
より、その連続ベース流量を超える流量を設定する場合
には、呼吸同調による制御に切り替え、呼気時に溜めた
酸素濃縮気体を放出し、設定した高流量（第１流量）の
供給を可能な様にする。

【００６８】前記酸素出口４９には、図２に示す様に、
患者が使用するカニューラ（鼻カニューラ）５６からの
びる第１チューブ５８が接続される。従って、この酸素
出口４９からは、前記レギュレータ４１及び流量設定器
４５にて、０．３５気圧にて所定流量に調節された酸素
濃縮気体が供給される。

【００６９】前記呼吸検知口５４には、図２に示す様
に、前記カニューラ５６から分岐した第２チューブ６０
が接続される。従って、呼吸検知口５４に設置された圧
力センサ５３により、圧力変化から吸気の開始のタイミ
ングを検出することができる。尚、カニューラ５６の一
対の（鼻に挿入される）開口部５７、５９は、それぞれ
半円状に２分割されており、一方の側の開口部５７ａ、
５９ａは、第１チューブ５８を介して酸素出口４９に連
通し、他方の開口部５７ｂ、５９ｂは、第２チューブ６
０を介して呼吸検知口５４に連通している。

【００７０】前記流量調整器５２は、ニードルバルブに
より流量を（任意の流量の）固定に設定する装置であ
り、ここでは、バイパス流量が毎分２Ｌとなる様に設定
されている。従って、電磁弁４７によりメイン流路２９
ａが遮断されている場合でも、バイパス流路５０を介し
て酸素濃縮気体の供給が可能である。

【００７１】ｃ）次に、酸素濃縮器１の制御を行う制御
装置５９等の電気的構成について説明する。本実施例で
は、酸素濃縮器１の内部に、図３に示す様に、周知のＣ
ＰＵ５９ａ、ＲＯＭ５９ｂ、ＲＡＭ５９ｃ、入出力部５
９ｄ、バスライン５９ｅ等を備えたマイクロコンピュー
タを主要部とする制御装置５９が配置されている。

【００７２】この制御装置５９は、入出力部５９ｄに、
流量設定器４５、酸素センサ５１、及び圧力センサ５３
が接続されるとともに、アクチュエータとして、切替弁
１７及び電磁弁４７が接続されている。従って、制御装
置５９は、流量設定器４５、酸素センサ５１、及び圧力
センサ５３から得られた信号に基づいて、所定の演算等
を行って、切替弁１７及び電磁弁４７の駆動を制御す
る。

【００７３】ｄ）次に、本実施例の酸素濃縮器１におけ
る主要な機能について説明する。酸素濃縮機能本実施例では、一対の切替弁１７により、熱交換器１５
と吸着筒１９と排出路２３の接続を切り替えて、吸着筒
１９における加圧の状態を変更することにより、空気中
の酸素の濃縮を行う。

【００７４】例えば一方の吸着筒１９ａと熱交換器１５
を、一方の切替弁１７ａにて連通した状態とし、その一
方の吸着筒１９ａに、コンプレッサ１３で圧縮空気を送
り込んで加圧する。このとき、一方の吸着筒１９ａと排
出路２３は、一方の切替弁１７ａにより遮断されてい
る。

【００７５】従って、この加圧により、吸着筒１９ａ内
にて、空気中の窒素が吸着剤に吸着されて酸素が濃縮さ
れ、その酸素濃縮気体が供給路２９側に供給される。そ
して、一方の吸着筒１９ａの圧力が、窒素の吸着が可能
な最大値である約２ｋｇ／ｃｍ²（約２気圧）に達した
ら、他方の切替弁１７ｂを駆動して、今度は、他方の吸
着筒１９ｂ内を同様に加圧するようにする。このとき、
一方の吸着筒１９ａと排出路２３は、一方の切替弁１７
ａにより連通される。

【００７６】従って、この切り替えにより、排出路２３
側に連通された前記一方の吸着筒１９ａでは、圧力が大
気圧まで低下するので、吸着剤から窒素の放出が行わ
れ、吸着剤が再生する。それとともに、放出された窒素
は、一方の吸着筒１９ａの減圧に伴って、排出路２３を
介して外部に排出される。

【００７７】この様に、２個の切替弁１７を制御して、
２箇の吸着筒１９の加圧を交互に繰り返すことにより、
９０％以上（９０〜９５％程度）の濃縮酸素を連続的に
供給することができる。つまり、これらの吸着筒１９に
より、加圧時は酸素だけを抽出でき、その下流の第１及
び第２の製品タンク３３、３７などを通り、高濃度の酸
素を酸素出口４９から供給することができる。

【００７８】尚、切替弁１７を切り替えるタイミング
は、吸着筒１９内の圧力が２気圧に達した場合である
が、ここでは、圧力センサによりそのタイミングを決定
するのに代えて、タイマーを利用して切り替えを行う。
つまり、コンプレッサ１３の機能は、それほど変動しな
いので、所定時間経過すれば、吸着筒１９内は２気圧に
達する。従って、所定時間毎に両切替弁１７を駆動し
て、加圧する及び排気する吸着筒１９を変更するのであ
る。

【００７９】呼吸同調機能ここでは、マニュアルスイッチである流量設定器４５に
よって、連続ベース流量より多い例えば毎分５Ｌの流量
に設定され、それによって、呼吸同調の制御が開始され
る場合を考える。

【００８０】マニュアル操作により流量設定器４５にて
毎分５Ｌの流量が設定される場合には、内部のオリフィ
スの組み合わせによって、毎分５Ｌの流量の供給が可能
な状態になる。このとき、流量調整器５２によりバイパ
ス流量は毎分２Ｌに調節されているので、呼吸サイクル
の全期間にわたり、少なくとも毎分２Ｌの酸素濃縮気体
の供給が可能である。詳しくは、呼気期間にわたり、毎
分２Ｌの酸素濃縮気体の供給が可能である。

【００８１】また、呼吸検知口５４の近くに接続された
高感度の圧力センサ（例えば半導体圧力センサ）５３
は、患者がカニューラ５６を通して酸素を吸気した時の
わずかの負圧（０．４ｍｍＨ₂Ｏ）を検知し、図４に示
すように、患者の呼吸サイクルにおける吸気期間にわた
り高流量（毎分５Ｌ）の酸素濃縮気体を供給するよう
に、電磁弁４７を開閉する制御を行う。

【００８２】つまり、一般的に人の呼吸サイクルでは、
吸気は１／３、呼気は２／３の時間を占めるので、この
吸気期間に、連続ベース流量より高流量の酸素濃縮気体
を供給するように、吸気期間にわたり、電磁弁４７によ
りメイン流路２９ａを開く。即ち、全体の流量は流量設
定器４５により毎分５Ｌに設定されているので、吸気期
間においては、バイパス流路５０の毎分２Ｌとメイン流
路２９ａの毎分３Ｌの合計毎分５Ｌの流量の酸素濃縮気
体を、患者に供給することができる。

【００８３】一方、呼気期間は、電磁弁４７によりメイ
ン流路２９ａが遮断されるが、そのときは、上述した様
に、パイパス流路５０により毎分２Ｌの流量のみが、患
者に供給されるのである。これにより、患者は、本当に
酸素を吸う時だけ多くの酸素濃縮気体が供給さ、また、
呼気期間はその供給が少なくなるので、呼気期間にその
分だけ製品タンク３３、３７に酸素濃縮気体を貯えるこ
とができる。

【００８４】つまり、この酸素濃縮器１の能力は毎分３
Ｌ（３Ｌ機）であることから、毎分３Ｌを超える流量を
必要とする患者が使用する時は、呼吸同調するように電
気的に切り替える。これにより、製品タンク３３、３７
に貯められた２Ｌ分の酸素濃縮気体を利用して、合計毎
分５Ｌの高流量の酸素濃縮気体を供給できるようにな
る。

【００８５】また、本実施例では、圧力センサ５３で吸
気を検知し、制御装置５９により、過去２から５回の平
均値から平均呼吸サイクル時間を演算し、この時間の１
／３の時間を吸気期間であるとみなして、その吸気期間
にわたり、電磁弁４７を開けて酸素濃縮気体を患者に供
給する。

【００８６】ｅ）次に、本実施例の制御装置５９にて行
われる制御処理の要部を、図４のフローチャートに基づ
いて説明する。流量設定の基本制御まず、流量設定器４５によって実際に供給する流量を設
定する場合の基本制御について説明する。

【００８７】図４のステップ１００にて、流量設定器４
５の流量の設定が、連続ベース流量の毎分３Ｌ以下であ
るか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ
１１０に進み、一方否定判断されるとステップ１２０に
進む。ステップ１１０では、設定流量が毎分３Ｌ以下の
低流量であるので、呼吸同調を行わない場合、即ち連続
供給を行う場合であると見なして、その設定流量（第３
流量）に合わせてオリフィスを調節して、酸素濃縮気体
を連続供給し、一旦本処理を終了する。尚、このとき、
電磁弁４７は開いている。

【００８８】一方、ステップ１２０では、設定流量に合
わせてオリフィスを調整すると同時に、その設定流量が
毎分３Ｌを上回る高流量（第１流量）であるので、呼吸
同調を行う場合、即ち呼吸サイクルの吸気期間に高流量
の酸素濃縮気体を供給する場合であると見なして、毎分
５Ｌの酸素濃縮気体を供給できるように、電磁弁４７を
閉じて、製品タンク３３、３７に酸素濃縮気体を溜め
る。尚、このとき、バイパス流路５０を介して毎分２Ｌ
の酸素濃縮気体が供給される。

【００８９】続くステップ１３０では、患者の吸気のタ
イミングを検出するために、圧力センサ５３からの信号
に基づいて、呼吸検出口４９近傍における圧力を求める
処理を行う。続くステップ１４０では、呼吸同調のため
に電磁弁４７（従ってメイン流路２９ａ）を開閉する制
御を行う。つまり、後述するように、呼吸サイクルの吸
気期間には高流量の酸素濃縮気体を供給し、呼気期間に
は低流量の酸素濃縮気体の供給するように、その開閉制
御を行って、一旦本処理を終了する。

【００９０】電磁弁４７の制御次に、前記ステップ１４０にて行われる電磁弁４７の制
御について説明する。図５のステップ２００にて、圧力
センサ５３による検出結果に基づいて、吸気の開始のタ
イミングであるか否かを判定する。ここで肯定判断され
るとステップ２１０に進み、一方否定判断されると一旦
本処理を終了する。つまり、圧力が所定の判定値（例え
ば−０．４ｍｍＨ₂Ｏ）以下に低下した場合には、吸気
が開始されたと判定する。

【００９１】ステップ２１０では、患者の吸気が開始さ
れたので、それに応じて、電磁弁４７を開く制御を行
う。続くステップ２２０では、吸気の開始を検出したタ
イミング（時刻）を、例えばＲＡＭ５９ｃに記憶する。

【００９２】続くステップ２３０では、呼吸同調制御に
切り替わってから、所定回数（例えば３回）以下の呼吸
サイクルにおける処理であるか否かを判定する。ここで
肯定判断されるとステップ２４０に進み、一方否定判断
されるとステップ２７０に進む。

【００９３】ステップ２４０では、呼吸サイクルが２回
以下であるので、電磁弁４７を閉じるタイミング（即ち
吸気期間の終了のタイミング）として、予め設定された
タイミングである固定値（例えば吸気の開始から４秒
後）をセットする。尚、ここで、固定値として４秒を設
定したのは、人の呼吸回数（１分間あたり）は、一般的
に平均として２０回であるが、５回から５０回の幅が予
想されるので、最低の５回の場合呼吸サイクルは１２秒
で吸気時間はその１／３で４秒となり、その最長の値を
設定したからである。

【００９４】続くステップ２５０では、吸気期間の終了
のタイミングに到るまで待機する。続くステップ２６０
では、吸気期間の終了のタイミングに到ったので、電磁
弁４７を閉じて、メイン流路２９ａからの酸素濃縮気体
の供給を停止し、一旦本処理を終了する。

【００９５】尚、電磁弁４７によりメイン流路２９ａが
遮断された場合でも、バイパス流路５０から毎分２Ｌの
流量の酸素濃縮気体の供給は継続される。一方、前記ス
テップ２３０にて否定判断されて進むステップ２７０で
は、既に３回以上の吸気の開始（従って２回の呼吸サイ
クル）が検出されたので、その２回の呼吸サイクルにお
ける吸気のタイミングのデータから、呼吸サイクルの平
均値を求め、その平均値の１／３を吸気期間として算出
する。この平均値は、常に最新の呼吸サイクルを加えて
算出されて、最新の値に置き換えられる。

【００９６】続くステップ２８０では、電磁弁４７を閉
じるタイミング（即ち吸気期間の終了のタイミング）と
して、前記ステップ２７０にて算出した吸気期間を用
い、吸気の開始からその吸気期間後をセットする。その
後、前記と同様に、ステップ２５０に進み、吸気期間の
終了のタイミングに到るまで待機し、続くステップ２６
０にて、吸気期間の終了のタイミングで、電磁弁４７を
閉じて、メイン流路２９ａからの酸素濃縮気体の供給を
停止し、一旦本処理を終了する。

【００９７】ｆ）この様に、本実施例の酸素濃縮器１
は、毎分３Ｌの酸素濃縮気体を連続的に供給できる小型
の装置であるが、流量調節器４５により、その連続ベー
ス流量を上回る流量に設定された場合には、自動的に呼
吸同調制御を開始して、吸気期間にわたり、毎分５Ｌの
高流量の酸素濃縮気体を患者に供給するとともに、呼気
期間にわたり毎分２Ｌの低流量の酸素濃縮気体を患者に
供給する。

【００９８】従って、本実施例の酸素濃縮器１によれ
ば、容積や重さが増加しないので、ディーラーや介護
者の運搬の負担が少ない、消費電力が増加しないの
で、電気代が少ない、騒音が少なく患者の安眠の妨げ
にならず、また、騒音の対策を施した場合でも、それほ
ど容積や重さが増加しない等の効果がある。

【００９９】しかも、本実施例では、吸気期間だけでな
く、呼気期間にも酸素濃縮気体を供給するので、通常の
呼吸状態に近くなり、患者にとって違和感が極めて少な
いという顕著な効果がある。また、圧力センサ５３によ
る吸気検出ができなかった場合でも、常に低流量の酸素
濃縮気体を連続して供給しているので、安全性が高いと
いう効果もある。

【０１００】特に本実施例では、酸素出口４９とは別に
呼吸検知口５４を設け、その呼吸検知口５４に圧力セン
サ５３を配置しているので、呼吸同調の際に酸素濃縮気
体の供給流量を変えて連続して供給する場合でも、患者
の呼吸サイクルの吸気の開始のタイミングを正確に検知
することができる。

【０１０１】従って、この検知した吸気の開始のタイミ
ングに基づいて、適切なタイミングで酸素濃縮気体の供
給流量を変更することができる。また、本実施例では、
患者の呼吸サイクルのデータを蓄積し、そのデータから
吸気期間を求めるので、正確な値が得られるという利点
がある。

【０１０２】更に、本実施例では、７５０ｍＬの製品タ
ンク３３、３７を直列に配置し、更にその間に逆止弁３
５を配置しているので、呼吸同調制御によって酸素濃縮
気体の供給流量が変化した際に、圧力変動が発生した場
合でも、その影響が吸着筒１９側に及ぶことを防止でき
る。

【０１０３】尚、本発明は前記実施例になんら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施しうることはいうまでもない。（１）前記実施例では、酸素濃縮器及び制御装置につい
て述べたが、本発明は、それらに限らず、上述した処理
を実行させる手段を記憶している記録媒体にも適用でき
る。

【０１０４】この記録媒体としては、マイクロコンピュ
ータとして構成される電子制御装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、
ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）、マイクロチップ、フロ
ッピィディスク、ハードディスク、光ディスク等の各種
の記録媒体が挙げられる。つまり、上述した酸素濃縮器
や制御装置の処理を実行させることができる例えばプロ
グラム等の手段を記憶したものであれば、特に限定はな
い。

【０１０５】（２）また、前記実施例では、制御装置が
酸素濃縮器に内蔵されている装置について述べたが、制
御装置は、酸素濃縮器と別体であってもよい。例えば図
６に示す様に、流量設定器６１、流量調整器６３、電磁
弁６５、圧力センサ６７、及び制御装置６９などを含む
コントローラ７１を、その他のコンプレッサ１３や吸着
筒１９などの大型の構成を収納する本体ケース３側と分
離してもよい。

【０１０６】この場合には、本体ケース３側の酸素出口
４９からコントローラ７１側の酸素入口７３に酸素濃縮
気体の供給路となるチューブ７５を伸ばし、コントロー
ラ７１に設けた酸素出口７７に、図示しないカニューラ
から伸びるチューブを接続する構成を採用できる。

【０１０７】また、この時には、酸素出口７７とは別に
（前記カニューラから分岐したチューブを接続する）呼
吸検知口７９を設け、この呼吸検知口７９に圧力センサ
６７を配置する。これにより、コントローラ７１のみ
を、患者などの手元に配置できるので、操作が容易にな
るという利点がある。

【０１０８】尚、手元のコントローラ７１側に分離する
構成としては、コントローラ７１の体格等を考慮して、
適宜選択して配置すればよい。

【０１０９】

【発明の効果】請求項１の発明では、酸素出口とは別に
呼吸検知口を設けているので、この呼吸検知口に例えば
圧力センサを設けることにより、呼吸サイクルを正確に
検出することができる。よって、呼吸同調制御を好適に
行うことができる。

【０１１０】また、請求項９の発明では、呼吸同調を行
う場合に、吸気期間にわたり高流量の酸素濃縮気体を供
給するとともに、呼気期間にわたり低流量の酸素濃縮気
体を供給することにより、出来る限り連続流タイプのも
のに近づけているので、違和感が極めて少ない。

【０１１１】しかも、この様な呼吸同調制御を実施する
ことにより、例えば３Ｌ機のような小型機による利点を
持ちながら、例えば５Ｌ機のような大型機としても利用
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の酸素濃縮器の基本構成を示す説明図
である。

【図２】実施例の酸素濃縮器に制御装置の電気的構成
を示すブロック図である。

【図３】カニューラのチューブの接続状態を示す説明
図である。

【図４】呼吸サイクルを示す説明図である。

【図５】実施例の制御装置による基本制御処理を示す
フローチャートである。

【図６】実施例の制御装置による電磁弁の制御処理を
示すフローチャートである。

【図７】他の実施例の酸素濃縮器の構成を示す説明図
である。

【符号の説明】

１…酸素濃縮器１９ａ、１９ｂ、１９
…吸着筒１７ａ、１７ｂ、１７…切替弁２９ａ…メイン流路３３、３７…製品タンク３１ａ、３１ｂ、３
５、３９…逆止弁４５、６１…流量設定器４４、６５…電磁弁５０…バイパス流路５３、６７…圧力セン
サ５４、７９…呼吸検知口５９、６９…制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気中から酸素を濃縮して酸素濃縮気体
とし、呼吸同調機能によって、前記酸素濃縮気体を使用
者の吸気に応じて供給する酸素濃縮器であって、前記酸素濃縮気体を前記使用者の吸入器具に供給する酸
素出口と、前記使用者の呼吸の状態を検知するために前
記吸入器具が接続される呼吸検知口と、を備えたことを
特徴とする酸素濃縮器。
【請求項２】前記呼吸同調を行う場合には、前記酸素
濃縮気体を、呼吸サイクルの吸気期間にて、連続的に供
給可能な連続ベース流量を上回る第１流量で供給し、且
つ、前記呼吸サイクルの呼気期間にて、前記連続ベース
流量を下回る第２流量で供給することを特徴とする前記
請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項３】前記呼吸同調を行わない場合には、前記
酸素濃縮気体を、連続的に供給可能な連続ベース流量以
下の第３流量で供給することを特徴とする前記請求項１
又は２に記載の酸素濃縮器。
【請求項４】前記呼吸検知口に到る流路には、前記使
用者の呼吸の状態を検出するセンサを配置したことを特
徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載の酸素濃縮
器。
【請求項５】前記センサにより、前記吸気又は呼気の
状態を検出し、該センサの信号に基づいて、前記酸素濃
縮気体の供給状態を制御することを特徴とする前記請求
項４に記載の酸素濃縮器。
【請求項６】前記センサの信号に基づいて、前記吸気
又は呼気の状態を１又は複数回検出し、この検出した吸
気又は呼気の状態に基づいて、その後の前記酸素濃縮気
体の供給の開始又は終了のタイミングを決定することを
特徴とする前記請求項４又は５に記載の酸素濃縮器。
【請求項７】前記酸素出口に到る酸素濃縮気体のメイ
ンの供給経路に、その流路の開閉状態を調節する制御部
材を配置するとともに、前記制御部材をバイパスするバ
イパス流路を設けたことを特徴とする前記請求項１〜６
のいずれかに記載の酸素濃縮器。
【請求項８】前記バイパス流路に、その流量を調節す
る流量調節器を設けたことを特徴とする前記請求項７に
記載の酸素濃縮器。
【請求項９】空気中から酸素を濃縮して酸素濃縮気体
とし、呼吸同調機能によって、前記酸素濃縮気体を使用
者の吸気に応じて供給する酸素濃縮器であって、前記呼吸同調を行う場合には、前記酸素濃縮気体を、呼
吸サイクルの吸気期間にて、連続的に供給可能な連続ベ
ース流量を上回る第１流量で供給し、且つ、前記呼吸サ
イクルの呼気期間にて、前記連続ベース流量を下回る第
２流量で供給することを特徴とする酸素濃縮器。
【請求項１０】前記呼吸同調を行わない場合には、前
記酸素濃縮気体を、連続的に供給可能な連続ベース流量
以下の第３流量で供給することを特徴とする前記請求項
９に記載の酸素濃縮器。
【請求項１１】前記呼吸同調を行う場合には、前記使
用者の呼吸サイクルの２５〜４０％に当たる吸気期間
に、前記第１流量の酸素濃縮気体を供給することを特徴
とする前記請求項２〜１０のいずれかに記載の酸素濃縮
器。
【請求項１２】前記連続ベース流量が毎分４Ｌ以下で
あることを特徴とする前記請求項２〜１１のいずれかに
記載の酸素濃縮器。
【請求項１３】前記酸素濃縮気体の供給経路におい
て、酸素濃縮部の下流側に、前記呼吸タイミングの呼気
期間に供給される酸素濃縮気体を蓄えるタンクを備えた
ことを特徴とする前記請求項１〜１２のいずれかに記載
の酸素濃縮器。
【請求項１４】前記酸素濃縮気体の供給経路におい
て、酸素濃縮部の下流側に、前記酸素濃縮気体の安定供
給のために、複数のタンクを直列に接続したことを特徴
とする前記請求項１〜１３のいずれかに記載の酸素濃縮
器。
【請求項１５】５００ｍＬ以上のタンクを直列に２個
接続したことを特徴とする前記請求項１４に記載の酸素
濃縮器。
【請求項１６】前記複数のタンクの間に、前記酸素濃
縮部側への逆流を防止する逆止弁を配置したことを特徴
とする前記請求項１４又は１５に記載の酸素濃縮器。
【請求項１７】前記連続ベース流量以下の第３流量に
設定された場合には、前記酸素濃縮気体を連続して供給
し、前記連続ベース流量を上回る前記第１流量に設定さ
れた場合には、前記呼吸同調による酸素濃縮気体の供給
の制御に切り換えるスイッチを備えたことを特徴とする
前記請求項３〜１６のいずれかに記載の酸素濃縮器。
【請求項１８】前記請求項１〜１７のいずれかに記載
の酸素濃縮器の動作の制御を行うことを特徴とする制御
装置。
【請求項１９】前記請求項１８に記載の制御装置の機
能を実現するための手段を記録したことを特徴とする記
録媒体。