JP2003275314A - 酸素富化膜装置 - Google Patents

酸素富化膜装置

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JP2003275314A
JP2003275314A JP2002084366A JP2002084366A JP2003275314A JP 2003275314 A JP2003275314 A JP 2003275314A JP 2002084366 A JP2002084366 A JP 2002084366A JP 2002084366 A JP2002084366 A JP 2002084366A JP 2003275314 A JP2003275314 A JP 2003275314A
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air
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enriched air
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JP2002084366A
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Nobuhiro Shono
信浩 庄野
Chihiro Kobayashi
千尋 小林
Yumiko Kataoka
由美子 片岡
Hirotomo Suyama
博友 須山
Takahiro Ohashi
隆弘 大橋
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の装置においては酸素富化経路中の管壁
に滅菌作用物を配しているが、表面での殺菌力しか期待
できない。例えば表面に細菌の死骸などが堆積した場合
には、堆積物上には管壁の滅菌作用物の殺菌力は及ば
ず、残留した水分と相まって細菌が非常に繁殖しやす
く、年数が経過すると管内が細菌の温床となる。 【解決手段】 酸素富化装置おいて、窒素より酸素を透
過させやすい透過膜を有する酸素富化膜モジュールと、
この酸素富化膜モジュール内部を減圧し大気空気から前
記選択性透過膜を介して酸素富化空気を得て、この酸素
富化空気を吐出口に向けて圧送する減圧ポンプを備え、
前記酸素富化膜モジュールと減圧ポンプとの間の管路
に、酸素富化膜モジュールからの酸素富化空気と外部空
気とを切り換えて減圧ポンプに供給する切換手段と殺菌
手段を備え、前記殺菌手段から得られる殺菌作用物を前
記酸素富化空気の経路に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は医療用や健康機器に
用いられ、大気よりも高濃度の酸素を供給する装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、呼吸不全や血液ガス組成に異常
があるなどの酸素不足の患者に対しては、口腔に直接的
に酸素を供給する酸素療法が行われている。また、この
ような酸素療法を必要としない一般の人々にとっても、
大気濃度よりも高い酸素を体内に取り入れることによ
り、体内の酸素消費量を増加させ体力の回復をはかった
り、リラックスすることが知られている。この酸素の供
給源としては、圧縮酸素ボンベもしくは、窒素吸着剤に
よる大気中の酸素分離が主流であるが、近年では、窒素
より酸素を透過させやすい酸素透過膜が簡易性の観点か
ら使用されている。
【0003】この酸素富化装置の具体的な構成例として
は、特開平2−120207号公報で開示されており、
その基本的な構成は図1に示されている。吸入ファン3
によって大気空気1は吸気フィルタ2を介して、前記選
択性酸素透過膜を含んで構成した酸素富化膜モジュール
4に導かれる。この酸素富化膜モジュール4の内部は連
通管5及び切換手段23を介して減圧ポンプ8によって
減圧されており、これにより、連通管5には、酸素富化
膜モジュール4から酸素富化空気が導出される。一方前
記酸素透過膜を透過しなかった大気よりも窒素濃度の高
い空気は経路7を経て排出口10から排出される。前記
酸素富化空気は管路11を通り、断熱膨張弁12を介し
水分離器13内の空間に導かれると、断熱膨張によって
酸素富化空気が含む水蒸気が凝縮し、酸素富化空気の除
湿が行われる。水分離器13で除湿された後の酸素富化
空気は、管路17を経て活性炭フィルタ18で脱臭さ
れ、流量計20を経て酸素富化空気吐出口6から排出さ
れる。また、水分離器13によって分離された水は排水
口15から排出される。また、減圧ポンプ8に供給する
空気を、切換手段23によって、酸素富化膜モジュール
4からの酸素富化空気と外部空気導入口22から導入さ
れた外部空気を切り換えることができる。酸素富化モジ
ュール4では酸素とともに水蒸気もまた濃縮されるため
酸素富化空気の湿度は外部空気に比べて高くなってい
る。この時、酸素富化装置による酸素富化空気の供給の
後に、導入口22と減圧ポンプ8が連通するように切替
手段23を作動させるとともに、減圧ポンプ8を作動さ
せると、前記外部空気が装置内管路に供給され酸素富化
装置内に残留する水分は気化して、酸素富化装置外に排
出される。また、酸素富化装置の酸素富化経路中に配し
た滅菌作用物質の働きによって、酸素富化装置内に前記
凝縮水が残留する場合や、湿度の高い酸素富化空気によ
って前記経路内が加湿状態となる場合にも、細菌の発生
および繁殖を防いでいる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の装置
においては酸素富化経路中の管壁に滅菌作用物を配して
いるが、表面での殺菌力しか期待できない。例えば表面
に細菌の死骸などが堆積した場合には、堆積物上には管
壁の滅菌作用物の殺菌力は及ばず、残留した水分と相ま
って細菌が非常に繁殖しやすく、年数が経過すると管内
が細菌の温床となる。また、減圧ポンプ内の部品や管接
続部には滅菌作用物を配することが非常に困難であっ
た。さらに、酸素富化空気を人体に供給した場合、管路
自体や管路付着物由来の臭気により爽快感やリラックス
感などを得ることが困難であった。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために請求項1記載の発明は、酸素富化装置
において、窒素より酸素を透過させやすい透過膜を有す
る酸素富化膜モジュールと、この酸素富化膜モジュール
内部を減圧し大気空気から前記選択性透過膜を介して酸
素富化空気を得て、この酸素富化空気を排気口に向けて
圧送する減圧ポンプを備え、前記酸素富化膜モジュール
と減圧ポンプとの間の管路に、酸素富化膜モジュールか
らの酸素富化空気と外部空気とを切り換えて減圧ポンプ
に供給する切換手段と殺菌手段を備え、前記殺菌手段か
ら得られる殺菌作用物を前記酸素富化空気の経路に供給
することを特徴とする。請求項1の発明によれば、酸素
富化モジュールでは酸素とともに水蒸気も濃縮されるの
で、酸素富化モジュールからの酸素富化空気の湿度は外
気空気よりも非常に高くなっている。従って、酸素富化
装置による酸素富化空気の供給の後に、前記切換手段を
切り換えることにより、外気空気を減圧ポンプに供給し
た場合、酸素富化装置内の水分は気化し減圧ポンプから
の外気空気とともに、酸素富化装置外に排出される。さ
らに、減圧ポンプ作動中に殺菌手段を作動させることに
より生成された殺菌作用物が、酸素富化装置内の酸素富
化空気と接する部位に供給され、残留した細菌や真菌を
くまなく殺菌するため、衛生的に利用することができ
る。
【0006】請求項2記載の発明は、請求項1におい
て、前記殺菌手段は、オゾン発生手段または空気イオン
発生手段であることを特徴とする。請求項2の発明によ
れば、前記殺菌手段をオゾン発生手段もしくは空気イオ
ン発生手段を用いることにより酸素富化空気中の臭気の
分解や殺菌を行うことが可能となり、清浄な空気を供給
することができる。さらに、オゾン及び空気イオンは残
留性が極めて低いため酸素富化空気を安全に供給するこ
とができる。オゾン発生手段は放電や特殊な水電気分解
により発生させることができる。また、空気イオンは針
電極や線電極にプラスとマイナスの高電圧を交互に印加
するにより、空気中にプラスやマイナスに帯電させた分
子を大量に発生させ、空気中や管路に付着した細菌や真
菌の殺菌や臭気の分解を行うことが可能となる。
【0007】請求項3記載の発明は、請求項1から請求
項2において、減圧ポンプ作動により酸素富化空気を吐
出した後に、前記切換手段により外気空気を前記減圧ポ
ンプにより排出口に圧送するとともに、前記外気空気圧
送中に前記殺菌手段を作動させること特徴とする。請求
項3の発明によれば、酸素富化空気を供給した後に管路
に残存した水分を速やかに除去するとともに、管路に付
着した細菌や臭気を速やかに分解殺菌できるため、臭気
の付着や細菌の繁殖を防止することができる。これによ
り、次の使用者が細菌や不快な臭気を吸引することなく
快適に利用することができる。
【0008】請求項4記載の発明は、請求項1から請求
項3において、前記殺菌手段作動時もしくは前記外気空
気吐出時に作動状況を知らせる報知手段を有することを
特徴とする。請求項4の発明によれば、残留した水分や
殺菌作用物が吐出されている場合には使用者にその状況
を知らせることができるため、残留水分や殺菌作用物の
吸引を防止することができる。
【0009】請求項5記載の発明は、請求項1から請求
項4において、前記酸素富化空気の排出口と減圧ポンプ
との間に芳香発生手段を有すことを特徴とする。請求項
5の発明によれば、酸素富化空気に香りを付加すること
により、爽快感をさらに高め、ストレス解消など精神的
な安定をもたらすことができる。また、管路壁や減圧ポ
ンプ内の特有な臭気をマスキングすることができるため
快適に利用することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図2は、本発明に係る酸素富化装
置を示す系統図である。この実施例の酸素富化装置で
は、酸素富化膜モジュール4と、切換手段23の間の管
路5に殺菌手段24が設けられている。切替手段23は
図に示したように三方弁としてある。この酸素富化装置
の使用中、すなわち、酸素富化空気吐出口6から酸素富
化空気を供給するときには、酸素富化膜モジュール4か
らの酸素富化空気が減圧ポンプ8に供給されるように、
上記三方弁の一方が塞がるように、そして、他の二方は
酸素モジュール4と減圧ポンプ8が連通するように上記
三方弁を操作する。この時、殺菌手段24は非作動とす
る。また、酸素吐出口6からの酸素富化空気の供給後に
は、酸素富化膜モジュール4と導入口22と減圧ポンプ
8との間が連通するように図2の切替手段23の弁方向
を180度回転操作した後、殺菌手段24および減圧ポ
ンプ8を作動させる。これにより、酸素富化空気経路内
には、外気空気が導入されるため残留水が気化するとと
もに、減圧ポンプ8の吸引力により殺菌作用物が、切替
手段23を介し酸素富化空気吐出口6までの装置管路中
に行き渡るため清潔に保つことができる。さらに、管路
が清潔に保たれているため従来用いられていた活性炭フ
ィルタは不要となる。図には記していないが、酸素富化
装置内には制御部を設けており、高濃度酸素供給後に
は、前記残留水分の気化行程や、殺菌行程を自動で行う
ことができる。
【0011】図3は、本発明に係る酸素富化装置を示す
別の系統図である。ファン3、切換手段23、殺菌手段
24及び減圧ポンプ8の制御を行う制御部25および、
酸素富化装置の作動状況を知らせる報知手段26、そし
て、管路17には芳香手段27が設置されている。報知
手段26は酸素富化空気供給行程と殺菌行程、残水分気
化行程がわかるようにランプや音声で知らせることがで
きる。芳香手段は、管路の芳香物付着を抑制するため
に、管路17中で酸素富化空気吐出口に近い方に設置す
るのが好ましい。
【0012】図4は、本発明に係る酸素富化装置を示す
さらに別の系統図である。酸素富化モジュール4と減圧
ポンプ8との間に加熱手段28を設けることができる。
前記酸素富化空気の供給の後に前記加熱手段28を作動
させることで、酸素富化経路内に残存した水分の気化を
促進させることができる。加熱手段としては、例えば、
電熱ヒータ等を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の酸素富化装置の概略系統図
【図2】 本発明に係わる酸素富化装置の概略系統図
【図3】 本発明に係わる他の酸素富化装置の概略系統
【図4】 本発明に係わるさらに他の酸素富化装置の概
略系統図
【符号の説明】
1…大気空気、2…吸気フィルタ、3…吸入ファン、4
…酸素富化モジュール、5…連通管、6…酸素富化空気
吐出口、7…経路、8…減圧ポンプ、10…排出口、1
1…管路、12…断熱膨張弁、13…水分離器、14…
排水管路、15…排出口、17…管路、18…活性炭フ
ィルタ、20…流量計、23…切替手段、24…殺菌手
段、25…制御手段、26…報知手段、27…芳香手
段、28…加熱手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // A61K 33/00 A61K 33/00 (72)発明者 片岡 由美子 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 須山 博友 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 大橋 隆弘 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 Fターム(参考) 4C058 AA30 BB07 JJ14 JJ26 4C080 AA07 AA09 BB05 LL02 MM08 QQ11 QQ17 4C086 HA08 NA05 ZA59 4D006 GA41 KA72 KB30 KD06 KD21 PA02 PB17 PB62 PB65 PC41 PC71 PC80

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒素より酸素を透過させやすい透過膜
    を有する酸素富化膜モジュールと、この酸素富化膜モジ
    ュール内部を減圧し大気空気から前記選択性透過膜を介
    して酸素富化空気を得て、この酸素富化空気を吐出口に
    向けて圧送する減圧ポンプを備え、前記酸素富化膜モジ
    ュールと減圧ポンプとの間の管路に、酸素富化膜モジュ
    ールからの酸素富化空気と外部空気とを切り換えて減圧
    ポンプに供給する切換手段と殺菌手段を備え、前記殺菌
    手段から得られる殺菌作用物を前記酸素富化空気の経路
    に供給することを特徴とする酸素富化装置。
  2. 【請求項2】 前記殺菌手段は、オゾン発生手段また
    は空気イオン発生手段であることを特徴とする請求項1
    に記載の酸素富化装置。
  3. 【請求項3】 前記減圧ポンプ作動により酸素富化空
    気を吐出した後に、前記切換手段により外気空気を前記
    減圧ポンプにより排出口に圧送するとともに、前記外気
    空気圧送中に前記殺菌手段を作動させること特徴とする
    請求項1又は請求項2に記載の酸素富化装置。
  4. 【請求項4】 前記殺菌手段作動時もしくは前記外気
    空気吐出時に作動状況を知らせる報知手段を有すること
    を特徴とする請求項1から請求項3何れか一項に記載の
    酸素富化装置。
  5. 【請求項5】 前記酸素富化空気の排出口と減圧ポン
    プとの間に芳香発生手段を有することを特徴とする請求
    項1から請求項4何れか一項に記載の酸素富化装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101001227B1 (ko) * 2009-04-02 2010-12-15 주식회사 한국에너지관리 멤브레인 필터를 이용한 산소부화공기 제조장치
JP2014523327A (ja) * 2011-07-15 2014-09-11 インセプタス,インコーポレイテッド 持続的気道陽圧装置のオゾン浄化システム、方法及び装置

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