JP2003079736A - 医療用酸素濃縮器 - Google Patents
医療用酸素濃縮器Info
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- JP2003079736A JP2003079736A JP2001279583A JP2001279583A JP2003079736A JP 2003079736 A JP2003079736 A JP 2003079736A JP 2001279583 A JP2001279583 A JP 2001279583A JP 2001279583 A JP2001279583 A JP 2001279583A JP 2003079736 A JP2003079736 A JP 2003079736A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 在宅酸素療法に使用する静粛で小型軽量な圧
力変動吸着型の酸素濃縮器を提供する。 【解決手段】 酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸
着剤を充填した少なくとも１個の吸着筒と該吸着筒に空
気を加圧供給と減圧排気する為の空気圧縮機を有する圧
力変動型の酸素濃縮器において、該空気圧縮機が、ヘリ
カルブレードを備えたヘリカルコンプレッサーであり、
該ヘリカルブレードが２条に配置され、該ブレードによ
って区切られる２つの独立した圧縮経路のうち、１つを
加圧供給経路、他の１つを減圧排気経路に接続すること
を特徴とする酸素濃縮器。
力変動吸着型の酸素濃縮器を提供する。 【解決手段】 酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸
着剤を充填した少なくとも１個の吸着筒と該吸着筒に空
気を加圧供給と減圧排気する為の空気圧縮機を有する圧
力変動型の酸素濃縮器において、該空気圧縮機が、ヘリ
カルブレードを備えたヘリカルコンプレッサーであり、
該ヘリカルブレードが２条に配置され、該ブレードによ
って区切られる２つの独立した圧縮経路のうち、１つを
加圧供給経路、他の１つを減圧排気経路に接続すること
を特徴とする酸素濃縮器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は酸素濃縮器、特に在
宅酸素療法に使用する真空−加圧圧力変動吸着型（以下
ＶＰＳＡという）の酸素濃縮器に関する。
宅酸素療法に使用する真空−加圧圧力変動吸着型（以下
ＶＰＳＡという）の酸素濃縮器に関する。
【０００２】
【従来の技術】在宅酸素療法に使用する医療用の酸素濃
縮器は、空気を原料としてその中に含まれる酸素量約２
１％を濃縮して使用するものである。その方法は、酸素
を選択的に透過する膜を使用する膜型の酸素濃縮器と窒
素を選択的に吸着する吸着剤を用いて、これを充填した
吸着筒に原料である空気を加えて窒素を吸着分離する圧
力変動吸着型の酸素濃縮器がある。前者の酸素濃縮器で
濃縮される酸素濃度は約４０％で後者が約９０％であ
る。現在では，後者が主流となっており、本発明は、後
者に関するものである。
縮器は、空気を原料としてその中に含まれる酸素量約２
１％を濃縮して使用するものである。その方法は、酸素
を選択的に透過する膜を使用する膜型の酸素濃縮器と窒
素を選択的に吸着する吸着剤を用いて、これを充填した
吸着筒に原料である空気を加えて窒素を吸着分離する圧
力変動吸着型の酸素濃縮器がある。前者の酸素濃縮器で
濃縮される酸素濃度は約４０％で後者が約９０％であ
る。現在では，後者が主流となっており、本発明は、後
者に関するものである。
【０００３】かかる圧力変動吸着型酸素濃縮器は、５A
型ゼオライトや13Ｘ型ゼオライト、或はSiO2/Al2O3比が
2.0〜3.0であるＸ型ゼオライトでそのAlO4四面体単位の
少なくとも８８％以上がLiカチオンと会合している高性
能のLiゼオライト等を１筒、２筒、或は更に多数の吸着
筒に充填し、コンプレッサを用いて大気を加圧供給し窒
素を吸着させ、酸素を分離すると共に、流路を切換え、
大気圧迄で圧力を減圧して吸着した窒素を脱着させるPS
A方式、或は吸着筒を真空状態まで減圧することで脱着
再生効率を上げたVPSA方式の各種装置が市場に供給され
ている。
型ゼオライトや13Ｘ型ゼオライト、或はSiO2/Al2O3比が
2.0〜3.0であるＸ型ゼオライトでそのAlO4四面体単位の
少なくとも８８％以上がLiカチオンと会合している高性
能のLiゼオライト等を１筒、２筒、或は更に多数の吸着
筒に充填し、コンプレッサを用いて大気を加圧供給し窒
素を吸着させ、酸素を分離すると共に、流路を切換え、
大気圧迄で圧力を減圧して吸着した窒素を脱着させるPS
A方式、或は吸着筒を真空状態まで減圧することで脱着
再生効率を上げたVPSA方式の各種装置が市場に供給され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】在宅酸素療法に用いら
れる酸素濃縮器に求められる基本性能は、酸素濃縮性能
の他に、特に在宅の医療用として求められる要件とし
て、静寂性、小型軽量性、省エネ性他がある。これは、
次の理由によるものである。
れる酸素濃縮器に求められる基本性能は、酸素濃縮性能
の他に、特に在宅の医療用として求められる要件とし
て、静寂性、小型軽量性、省エネ性他がある。これは、
次の理由によるものである。
【０００５】在宅酸素療法で使用する酸素濃縮器は、一
日24時間使用する場合が多く、夜間は装置の動作音が家
族を含め患者の睡眠を妨げない静かな装置であることが
要求される。また、患者は本装置で製造する酸素を頼り
に生活しているので、故障があると即座に保守員を呼び
出し、修理を依頼することになるので保守員は24時間体
制でサポートしている。
日24時間使用する場合が多く、夜間は装置の動作音が家
族を含め患者の睡眠を妨げない静かな装置であることが
要求される。また、患者は本装置で製造する酸素を頼り
に生活しているので、故障があると即座に保守員を呼び
出し、修理を依頼することになるので保守員は24時間体
制でサポートしている。
【０００６】この保守員にとっては、その故障装置の修
理や装置の入れ替えの為の運搬が一人で容易にできるよ
うに小型軽量であることが重要な要件である。更に患者
のクオリティ・オブ・ライフ（ＱＯＬ）をあげる為、患者
は外出や旅行を楽しみにしており、従来、この場合ボン
ベに充填した酸素を使用している。
理や装置の入れ替えの為の運搬が一人で容易にできるよ
うに小型軽量であることが重要な要件である。更に患者
のクオリティ・オブ・ライフ（ＱＯＬ）をあげる為、患者
は外出や旅行を楽しみにしており、従来、この場合ボン
ベに充填した酸素を使用している。
【０００７】しかし、そのガス量は、有限なものであ
り、数時間の仕様で空になる為、度々の充填が必要とな
る。このため多くの人の手助けが必要となるので、外出
や旅行にも簡単に出られないのが現実である。このた
め、酸素濃縮器が小型軽量であれば自動車に手軽に積み
込んで運搬し、ホテル、旅館にて使用できるようになり、
かつ、自宅においても酸素濃縮器を自在に移動させて行
動範囲を容易に広げることができる。すなわち、患者の
ＱＯＬの点からも小型軽量化が要求されている。
り、数時間の仕様で空になる為、度々の充填が必要とな
る。このため多くの人の手助けが必要となるので、外出
や旅行にも簡単に出られないのが現実である。このた
め、酸素濃縮器が小型軽量であれば自動車に手軽に積み
込んで運搬し、ホテル、旅館にて使用できるようになり、
かつ、自宅においても酸素濃縮器を自在に移動させて行
動範囲を容易に広げることができる。すなわち、患者の
ＱＯＬの点からも小型軽量化が要求されている。
【０００８】次に消費電力の点については、患者は一日
２４時間連続運転して、使用する。装置の費用の大部分
が健康保険負担となり、あまり、多くの出費は生じない
のに対して、電気代は患者の負担となるので収入の比較
的少ない患者にとっては、電気代は大きな負担となり、
消費電力の小さい装置が必須要件となっている。
２４時間連続運転して、使用する。装置の費用の大部分
が健康保険負担となり、あまり、多くの出費は生じない
のに対して、電気代は患者の負担となるので収入の比較
的少ない患者にとっては、電気代は大きな負担となり、
消費電力の小さい装置が必須要件となっている。
【０００９】次にこれらの酸素濃縮器に求められている
３つの要件について従来技術では、以下のような態様と
なっている。
３つの要件について従来技術では、以下のような態様と
なっている。
【００１０】（１）静粛性について
装置における動作音の発生源は原料である空気を取り入
れて圧縮する空気圧縮機の動作音と圧力変動吸着型の酸
素濃縮器の吸着筒の圧力切り替えと排気に伴って発生す
る排気音が主なものである。排気音は高性能のサイレン
サを取り付けることにより、比較的良く消音することが
できる。しかし、空気圧縮機の動作音は振動を伴った低
周波音を多く含んでおり容易には下げにくい。現在、医
療用酸素濃縮気に使用されている空気圧縮機はピストン
方式、ベーン方式、スクロール方式のものがある。ベー
ン方式のものは使用されているカーボンが摩耗し、二次
側に黒いカーボンが出てくるし、これを取り除く為のフ
ィルターが必要になってくる。更にこのフィルターも度
々交換しなければならない。加えてカーボンベーンの摩
耗寿命が２０００〜４０００Ｈであり、保守が頻繁に発
生する為ピストン方式のものが主に使用されている。
れて圧縮する空気圧縮機の動作音と圧力変動吸着型の酸
素濃縮器の吸着筒の圧力切り替えと排気に伴って発生す
る排気音が主なものである。排気音は高性能のサイレン
サを取り付けることにより、比較的良く消音することが
できる。しかし、空気圧縮機の動作音は振動を伴った低
周波音を多く含んでおり容易には下げにくい。現在、医
療用酸素濃縮気に使用されている空気圧縮機はピストン
方式、ベーン方式、スクロール方式のものがある。ベー
ン方式のものは使用されているカーボンが摩耗し、二次
側に黒いカーボンが出てくるし、これを取り除く為のフ
ィルターが必要になってくる。更にこのフィルターも度
々交換しなければならない。加えてカーボンベーンの摩
耗寿命が２０００〜４０００Ｈであり、保守が頻繁に発
生する為ピストン方式のものが主に使用されている。
【００１１】ピストン方式の空気圧縮機の騒音は、通常
上記の種類の酸素濃縮器に使用するクラスの空気圧縮機
単体での騒音レベルは８０〜６０ｄＢＡの範囲にあり、
これは、ピストンの動作に伴って生じる空気圧縮機の振
動と電動機のトルク変動に伴う低周波動作音が原因であ
る。振動の他への伝播を防ぐ為の手段としては特開昭６
３−２４２９０１号公報に示される如くスプリングや防
振ゴムにより浮かせる手段をとりかつ、特開昭６０−２
００８０４号公報、特開昭５９−２７４６５４号公報な
どに示されるように二重の防音ボックスにより音を封じ
込めている。しかし、完全に密閉することはできず、駆
動電動機や空気圧縮に伴う発熱を冷却する必要があり、
ファンを取り付けている。しかし、この冷却風の取り込
み口、排出口を経由して騒音が外部に漏出するので屈曲
した通路を設けてこれを防いでいる。このようにいろい
ろな防音手段を講じているので装置が大きく、重くなっ
ており４０〜６０ｋｇであり、保守員１人では抱えて建
物の階段を上り・降りすることが困難である。
上記の種類の酸素濃縮器に使用するクラスの空気圧縮機
単体での騒音レベルは８０〜６０ｄＢＡの範囲にあり、
これは、ピストンの動作に伴って生じる空気圧縮機の振
動と電動機のトルク変動に伴う低周波動作音が原因であ
る。振動の他への伝播を防ぐ為の手段としては特開昭６
３−２４２９０１号公報に示される如くスプリングや防
振ゴムにより浮かせる手段をとりかつ、特開昭６０−２
００８０４号公報、特開昭５９−２７４６５４号公報な
どに示されるように二重の防音ボックスにより音を封じ
込めている。しかし、完全に密閉することはできず、駆
動電動機や空気圧縮に伴う発熱を冷却する必要があり、
ファンを取り付けている。しかし、この冷却風の取り込
み口、排出口を経由して騒音が外部に漏出するので屈曲
した通路を設けてこれを防いでいる。このようにいろい
ろな防音手段を講じているので装置が大きく、重くなっ
ており４０〜６０ｋｇであり、保守員１人では抱えて建
物の階段を上り・降りすることが困難である。
【００１２】スクロール方式の空気圧縮機は、主要部品
としてそれぞれ一対となるインボリュート形状を有する
揺動スクロール板と固定スクロール板を対向する形状で
重ね合わせて、揺動スクロールを回転させることによ
り、連続的に吸気・圧縮・吐出の各工程を進行するもの
である。特開平１１−９２１０５は公報には、スクロー
ルコンプレッサを搭載した酸素濃縮器を提案している。
しかしながら、スクロールコンプレッサは、上記インボ
リュート間に形成される隙間がエアリークポイントにな
る為、インボリュートを高精度に加工する必要が生じ、
通常、３次元機械加工を必要とする為、非常に高価とな
るという問題点を有している。逆に、低価格化の為に、
加工精度を落とせば、一回転させた場合の、インボリュ
ート間の隙間は、あるポイントでは、大きなギャップを
持ち、エアリークが大きく、あるポイントでは、インボ
リュートが接触し、騒音を発生させる現象が生じる。こ
のため、スクロール本来の、高効率、低騒音という特徴
は、両方とも達成できないという問題がある。
としてそれぞれ一対となるインボリュート形状を有する
揺動スクロール板と固定スクロール板を対向する形状で
重ね合わせて、揺動スクロールを回転させることによ
り、連続的に吸気・圧縮・吐出の各工程を進行するもの
である。特開平１１−９２１０５は公報には、スクロー
ルコンプレッサを搭載した酸素濃縮器を提案している。
しかしながら、スクロールコンプレッサは、上記インボ
リュート間に形成される隙間がエアリークポイントにな
る為、インボリュートを高精度に加工する必要が生じ、
通常、３次元機械加工を必要とする為、非常に高価とな
るという問題点を有している。逆に、低価格化の為に、
加工精度を落とせば、一回転させた場合の、インボリュ
ート間の隙間は、あるポイントでは、大きなギャップを
持ち、エアリークが大きく、あるポイントでは、インボ
リュートが接触し、騒音を発生させる現象が生じる。こ
のため、スクロール本来の、高効率、低騒音という特徴
は、両方とも達成できないという問題がある。
【００１３】（２）小型軽量性について
前述の静粛性を満たす為の構造により装置が大きく、重
くなっているのがその他の要因として、装置を小型軽量
化するには圧力変動吸着型の酸素濃縮器の筒数とその運
転方法が大きく影響する。また、ＶＰＳＡ型の酸素濃縮
器においては、通常、加圧用と真空用のコンプレッサを
２台設置し、電磁弁によって、流路を切り替えて使用す
るか、あるいは、１台の空気圧縮機を使用して、吐出側
と吸込側の流路を電磁弁によって、反転させて使用して
いる。このため、前者の場合、装置は大型化し、重量も
重くなるという問題があり、後者の場合、特に、２筒以
上の吸着筒に対して、加圧供給と減圧排気を同時に行う
ことができないため、吸着筒の性能を十分に引き出すこ
とができなくなってしまうという問題がある。
くなっているのがその他の要因として、装置を小型軽量
化するには圧力変動吸着型の酸素濃縮器の筒数とその運
転方法が大きく影響する。また、ＶＰＳＡ型の酸素濃縮
器においては、通常、加圧用と真空用のコンプレッサを
２台設置し、電磁弁によって、流路を切り替えて使用す
るか、あるいは、１台の空気圧縮機を使用して、吐出側
と吸込側の流路を電磁弁によって、反転させて使用して
いる。このため、前者の場合、装置は大型化し、重量も
重くなるという問題があり、後者の場合、特に、２筒以
上の吸着筒に対して、加圧供給と減圧排気を同時に行う
ことができないため、吸着筒の性能を十分に引き出すこ
とができなくなってしまうという問題がある。
【００１４】（３）低消費電力性について
空気圧縮機の内部シール構造を強化することにより、損
失仕事を小さくすることができるので、高効率な空気圧
縮機を提供できることが可能である。即ち、酸素濃縮器
における主たる電力消費部は、空気圧縮機であるので、
この部分の効率化が低消費電力化を実現する為に、多大
な効果がある。同時に、損失仕事を小さくすることは、
余分な発熱・振動を抑える効果を有することになる。
失仕事を小さくすることができるので、高効率な空気圧
縮機を提供できることが可能である。即ち、酸素濃縮器
における主たる電力消費部は、空気圧縮機であるので、
この部分の効率化が低消費電力化を実現する為に、多大
な効果がある。同時に、損失仕事を小さくすることは、
余分な発熱・振動を抑える効果を有することになる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題に対して、在宅酸素療法に使用する静粛で小型軽量
な圧力変動吸着型の酸素濃縮器を提供するものである。
本発明者は、かかる課題に対して鋭意検討した結果、以
下の酸素濃縮器を見出した。
課題に対して、在宅酸素療法に使用する静粛で小型軽量
な圧力変動吸着型の酸素濃縮器を提供するものである。
本発明者は、かかる課題に対して鋭意検討した結果、以
下の酸素濃縮器を見出した。
【００１６】即ち本発明は、酸素よりも窒素を選択的に
吸着し得る吸着剤を充填した少なくとも１個の吸着筒と
該吸着筒に空気を加圧供給と減圧排気する為の空気圧縮
機を有する圧力変動型の酸素濃縮器において、該空気圧
縮機が、ヘリカルブレードを備えたヘリカルコンプレッ
サーであり、該ヘリカルブレードが２条に配置され、該
ブレードによって区切られる２つの独立した圧縮経路の
うち、１つを加圧供給経路、他の１つを減圧排気経路に
接続することを特徴とする酸素濃縮器を提供するもので
ある。
吸着し得る吸着剤を充填した少なくとも１個の吸着筒と
該吸着筒に空気を加圧供給と減圧排気する為の空気圧縮
機を有する圧力変動型の酸素濃縮器において、該空気圧
縮機が、ヘリカルブレードを備えたヘリカルコンプレッ
サーであり、該ヘリカルブレードが２条に配置され、該
ブレードによって区切られる２つの独立した圧縮経路の
うち、１つを加圧供給経路、他の１つを減圧排気経路に
接続することを特徴とする酸素濃縮器を提供するもので
ある。
【００１７】また本発明は、酸素よりも窒素を選択的に
吸着し得る吸着剤を充填した少なくとも１個の吸着筒と
該吸着筒に空気を加圧供給と減圧排気する為の空気圧縮
機を有する圧力変動型の酸素濃縮器において、該空気圧
縮機が、ヘリカルブレードを備えたヘリカルコンプレッ
サーであり、該空気圧縮機のローラを挟んで内側と外側
の両方にシリンダを設け、該ローラの内側及び外側に設
けたヘリカル溝に該ヘリカルブレードを設けると共に、
外側シリンダの内面からローラの外面間と、ローラの内
面から内側シリンダの外面間に形成される２つの独立し
た圧縮経路のうち、１つを加圧供給経路、他の１つを減
圧排気経路に接続することを特徴とする酸素濃縮器を提
供するものである。
吸着し得る吸着剤を充填した少なくとも１個の吸着筒と
該吸着筒に空気を加圧供給と減圧排気する為の空気圧縮
機を有する圧力変動型の酸素濃縮器において、該空気圧
縮機が、ヘリカルブレードを備えたヘリカルコンプレッ
サーであり、該空気圧縮機のローラを挟んで内側と外側
の両方にシリンダを設け、該ローラの内側及び外側に設
けたヘリカル溝に該ヘリカルブレードを設けると共に、
外側シリンダの内面からローラの外面間と、ローラの内
面から内側シリンダの外面間に形成される２つの独立し
た圧縮経路のうち、１つを加圧供給経路、他の１つを減
圧排気経路に接続することを特徴とする酸素濃縮器を提
供するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る医療用酸素濃
縮装置の実施形態について図面に基づき説明する。
縮装置の実施形態について図面に基づき説明する。
【００１９】本発明の医療用酸素濃縮装置の概略図を図
1に示す。かかる酸素濃縮装置は、酸素よりも窒素を選
択的に吸着する吸着剤として５A型ゼオライトを充填し
た吸着筒にコンプレッサにより加圧空気を供給し、酸素
濃度９０％の酸素濃縮ガスを取り出し、加湿器を経由し
て使用者である呼吸器疾患患者に、例えば３L/minの流
量で供給する２筒式の圧力変動吸着型酸素濃縮装置であ
る。
1に示す。かかる酸素濃縮装置は、酸素よりも窒素を選
択的に吸着する吸着剤として５A型ゼオライトを充填し
た吸着筒にコンプレッサにより加圧空気を供給し、酸素
濃度９０％の酸素濃縮ガスを取り出し、加湿器を経由し
て使用者である呼吸器疾患患者に、例えば３L/minの流
量で供給する２筒式の圧力変動吸着型酸素濃縮装置であ
る。
【００２０】空気圧縮機は圧縮比が１．５〜３．０の範
囲にあり、かつ、排除容積が３０ｃｃ／ｒｅｖ以下の範
囲を有する２つの圧縮経路を有するヘリカルブレード型
の空気圧縮機である。
囲にあり、かつ、排除容積が３０ｃｃ／ｒｅｖ以下の範
囲を有する２つの圧縮経路を有するヘリカルブレード型
の空気圧縮機である。
【００２１】ヘリカルブレード型コンプレッサは、例え
ば特開2000-87886号公報に記載の回転式のコンプレッサ
である。該コンプレッサーは、冷蔵庫などの冷媒などの
流体を圧縮するコンプレッサとして開発されたものであ
り、円筒形のシリンダと圧縮室の仕切りとなるヘリカル
ブレード、モータ回転軸に対して偏芯したローラを主な
構成要素とし、ローラがシリンダ内部であるクリアラン
スを保ちながら旋回運動することにより圧縮室は軸方向
に移動して圧縮される。
ば特開2000-87886号公報に記載の回転式のコンプレッサ
である。該コンプレッサーは、冷蔵庫などの冷媒などの
流体を圧縮するコンプレッサとして開発されたものであ
り、円筒形のシリンダと圧縮室の仕切りとなるヘリカル
ブレード、モータ回転軸に対して偏芯したローラを主な
構成要素とし、ローラがシリンダ内部であるクリアラン
スを保ちながら旋回運動することにより圧縮室は軸方向
に移動して圧縮される。
【００２２】図２は、第１の実施態様例であるヘリカル
ブレード式コンプレッサの圧縮機構部分を示す概略構成
図である。ヘリカルブレード式圧縮機構部分は、シリン
ダ１とこのシリンダ１内の偏芯位置に配置される回転体
としてのローラ２との間に介装され、ローラ２の外周部
に形成されるらせん状のヘリカル溝に収容されるらせん
状のヘリカルブレード４ａと４ｂとを有する.上記ロー
ラ２は、回転シャフト５のクランク部６に軸装され、回
転シャフト５の回転により偏芯回転運動するようになっ
ている。
ブレード式コンプレッサの圧縮機構部分を示す概略構成
図である。ヘリカルブレード式圧縮機構部分は、シリン
ダ１とこのシリンダ１内の偏芯位置に配置される回転体
としてのローラ２との間に介装され、ローラ２の外周部
に形成されるらせん状のヘリカル溝に収容されるらせん
状のヘリカルブレード４ａと４ｂとを有する.上記ロー
ラ２は、回転シャフト５のクランク部６に軸装され、回
転シャフト５の回転により偏芯回転運動するようになっ
ている。
【００２３】このヘリカルブレード４ａと４ｂにより、
シリンダ１とローラ２との間に２つの圧縮経路７ａと７
ｂおよび、その経路上に存在する複数の圧縮室１０ａと
１０ｂがローラ２の軸方向に沿って区画形成される。ヘ
リカルブレード４ａと４ｂのリードピッチは等しいもの
で、シリンダ１の軸方向に漸次小さくなるように形成さ
れてあり、設計値に応じて軸方向に平行にずらせて構成
してある。回転シャフト５のクランク部６に軸装されて
偏芯回転を行うローラ１により圧縮室１０が旋回しなが
ら軸方向に漸次移動し、圧縮室１０内の空気を漸次圧縮
するようになっている。
シリンダ１とローラ２との間に２つの圧縮経路７ａと７
ｂおよび、その経路上に存在する複数の圧縮室１０ａと
１０ｂがローラ２の軸方向に沿って区画形成される。ヘ
リカルブレード４ａと４ｂのリードピッチは等しいもの
で、シリンダ１の軸方向に漸次小さくなるように形成さ
れてあり、設計値に応じて軸方向に平行にずらせて構成
してある。回転シャフト５のクランク部６に軸装されて
偏芯回転を行うローラ１により圧縮室１０が旋回しなが
ら軸方向に漸次移動し、圧縮室１０内の空気を漸次圧縮
するようになっている。
【００２４】ＶＰＳＡ型の酸素濃縮器においては、ブレ
ードによって区切られる２つの独立した圧縮経路のう
ち、圧縮経路７ａを加圧供給に、圧縮経路７ｂを減圧排
気に使用することにより、複数の吸着筒に対して同時に
加圧と減圧を行うことができる。
ードによって区切られる２つの独立した圧縮経路のう
ち、圧縮経路７ａを加圧供給に、圧縮経路７ｂを減圧排
気に使用することにより、複数の吸着筒に対して同時に
加圧と減圧を行うことができる。
【００２５】図３は、本発明の第２の実施態様例である
ヘリカルブレード式コンプレッサの圧縮機構部分を示す
概略構成図である。
ヘリカルブレード式コンプレッサの圧縮機構部分を示す
概略構成図である。
【００２６】ヘリカルブレード式圧縮機構部分は、外側
シリンダ１１ａとこのシリンダ１内の偏芯位置に配置さ
れる回転体としてのローラ１２の外周部との間と、ロー
ラ１２の内周部と内側シリンダ１１ｂとの間に介装さ
れ、ローラ１２は外周部に形成されるらせん状のヘリカ
ル溝に収容されるらせん状のヘリカルブレード１４ａと
内周部に形成されるらせん状のヘリカルブレード１４ｂ
とを有する。上記ローラ１２は、回転シャフト１５のク
ランク部１６に軸装され、回転シャフト１５の回転によ
り偏芯回転運動するようになっている。
シリンダ１１ａとこのシリンダ１内の偏芯位置に配置さ
れる回転体としてのローラ１２の外周部との間と、ロー
ラ１２の内周部と内側シリンダ１１ｂとの間に介装さ
れ、ローラ１２は外周部に形成されるらせん状のヘリカ
ル溝に収容されるらせん状のヘリカルブレード１４ａと
内周部に形成されるらせん状のヘリカルブレード１４ｂ
とを有する。上記ローラ１２は、回転シャフト１５のク
ランク部１６に軸装され、回転シャフト１５の回転によ
り偏芯回転運動するようになっている。
【００２７】このヘリカルブレード１４ａと１４ｂによ
り、外側シリンダ１１ａとローラ１２の外周部との間
と、ローラ１２の内周部と内側シリンダ１１ｂの間に、
それぞれ複数の圧縮室１３がローラ１２の軸方向に沿っ
て区画形成される。圧縮室１３は、２つの圧縮経路１７
ａと１７ｂを形成する。ヘリカルブレード１４ａと１４
ｂのピッチは、シリンダ１１の軸方向に漸次小さくなる
ように形成されてある。回転シャフト１５のクランク部
1６に軸装されて偏芯回転を行うローラ１２により圧縮
室１３が旋回しながら軸方向に漸次移動し、圧縮室１３
内の空気を漸次圧縮するようになっている。
り、外側シリンダ１１ａとローラ１２の外周部との間
と、ローラ１２の内周部と内側シリンダ１１ｂの間に、
それぞれ複数の圧縮室１３がローラ１２の軸方向に沿っ
て区画形成される。圧縮室１３は、２つの圧縮経路１７
ａと１７ｂを形成する。ヘリカルブレード１４ａと１４
ｂのピッチは、シリンダ１１の軸方向に漸次小さくなる
ように形成されてある。回転シャフト１５のクランク部
1６に軸装されて偏芯回転を行うローラ１２により圧縮
室１３が旋回しながら軸方向に漸次移動し、圧縮室１３
内の空気を漸次圧縮するようになっている。
【００２８】ＶＰＳＡ型の酸素濃縮器においては、ブレ
ードによって区切られる２つの独立した圧縮経路のう
ち、圧縮経路１７ａを加圧供給に、圧縮経路１７ｂを減
圧排気に使用することにより、複数の吸着筒に対して同
時に加圧と減圧を行うことができる。
ードによって区切られる２つの独立した圧縮経路のう
ち、圧縮経路１７ａを加圧供給に、圧縮経路１７ｂを減
圧排気に使用することにより、複数の吸着筒に対して同
時に加圧と減圧を行うことができる。
【００２９】空気圧縮機を駆動する電動機が５０００ｒ
ｐｍ以下で運転することができる能力を有するブラッシ
ュレスＤＣ電動機であり、これを、インバータにより制
御することにより、任意に回転数を変更できるようにな
っている。
ｐｍ以下で運転することができる能力を有するブラッシ
ュレスＤＣ電動機であり、これを、インバータにより制
御することにより、任意に回転数を変更できるようにな
っている。
【００３０】
【発明の効果】本発明に係るヘリカルブレード型の空気
圧縮機を搭載した酸素濃縮器によれば、従来の様に、２
台の空気圧縮機を設置する必要はなくなり、１台の空気
圧縮機でＶＰＳＡ型の酸素濃縮器を小型に構成すること
ができるといった優れた効果を奏する。
圧縮機を搭載した酸素濃縮器によれば、従来の様に、２
台の空気圧縮機を設置する必要はなくなり、１台の空気
圧縮機でＶＰＳＡ型の酸素濃縮器を小型に構成すること
ができるといった優れた効果を奏する。
【図１】本発明の酸素濃縮器の概略構成図。
【図２】本発明の酸素濃縮器に搭載する空気圧縮機の実
施態様例。
施態様例。
【図３】本発明の酸素濃縮器に搭載する空気圧縮機の別
の態様例。
の態様例。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 元木 敏雄
大阪府茨木市耳原３丁目４番１号 帝人株
式会社大阪研究センター内
(72)発明者 小林 英樹
東京都千代田区内幸町２丁目１番１号 帝
人株式会社内
Ｆターム(参考） 4D012 CA05 CB16 CD07 CE01 CF05
CK10
4G042 BA15 BA29 BB02 BC04
Claims (2)
- 【請求項１】 酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸
着剤を充填した少なくとも１個の吸着筒と該吸着筒に空
気を加圧供給と減圧排気する為の空気圧縮機を有する圧
力変動型の酸素濃縮器において、該空気圧縮機が、ヘリ
カルブレードを備えたヘリカルコンプレッサーであり、
該ヘリカルブレードが２条に配置され、該ブレードによ
って区切られる２つの独立した圧縮経路のうち、１つを
加圧供給経路、他の１つを減圧排気経路に接続すること
を特徴とする酸素濃縮器。 - 【請求項２】 酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸
着剤を充填した少なくとも１個の吸着筒と該吸着筒に空
気を加圧供給と減圧排気する為の空気圧縮機を有する圧
力変動型の酸素濃縮器において、該空気圧縮機が、ヘリ
カルブレードを備えたヘリカルコンプレッサーであり、
該空気圧縮機のローラを挟んで内側と外側の両方にシリ
ンダを設け、該ローラの内側及び外側に設けたヘリカル
溝に該ヘリカルブレードを設けると共に、外側シリンダ
の内面からローラの外面間と、ローラの内面から内側シ
リンダの外面間に形成される２つの独立した圧縮経路の
うち、１つを加圧供給経路、他の１つを減圧排気経路に
接続することを特徴とする酸素濃縮器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279583A JP4064079B2 (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 医療用酸素濃縮器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001279583A JP4064079B2 (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 医療用酸素濃縮器 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003079736A true JP2003079736A (ja) | 2003-03-18 |
| JP2003079736A5 JP2003079736A5 (ja) | 2005-06-23 |
| JP4064079B2 JP4064079B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=19103749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001279583A Expired - Fee Related JP4064079B2 (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 医療用酸素濃縮器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4064079B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005155379A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | コンプレッサ、および酸素濃縮器 |
| JP2006263441A (ja) * | 2005-02-24 | 2006-10-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酸素濃縮器 |
| JP2009062235A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Teijin Pharma Ltd | 酸素濃縮装置 |
-
2001
- 2001-09-14 JP JP2001279583A patent/JP4064079B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005155379A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | コンプレッサ、および酸素濃縮器 |
| JP2006263441A (ja) * | 2005-02-24 | 2006-10-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酸素濃縮器 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4064079B2 (ja) | 2008-03-19 |
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Legal Events
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