JP2004267888A - Oxygen enriching apparatus - Google Patents

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JP2004267888A
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Kenji Tabata
研二 田端
Nobuhiro Shono
信浩 庄野
Yasuo Hamada
靖夫 濱田
Hiroshi Shigefuji
博司 重藤
Yoshimasa Komatsu
良昌 幸松
Takeshi Shimizu
剛 清水
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Toto Ltd
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Toto Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oxygen enriching apparatus the operation sound of which is made quiet and from which a user can suck oxygen in the feeling liberated from bondage. <P>SOLUTION: This oxygen enriching apparatus is provided with an oxygen selectively permeating membrane for separating oxygen selectively from air, a decompressing means for decompressing/sucking the oxygen-enriched air from the oxygen selectively permeating membrane, a duct communicated with the decompressing means for guiding the oxygen-enriched air to the user and a nozzle which is communicated with the duct and has a discharge port for emitting the oxygen-enriched air toward the user. The discharge port is arranged at a position that it is not inserted into a nasal cavity of the user. The amount of the oxygen-enriched air to be sucked by the decompressing means is made to be 5-15 liters/minute in the atmospheric pressure when the decompressing means is not connected to this apparatus. The velocity of the oxygen-enriched air to be emitted from the discharge port is made to be 0.2-20 m/second. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素富化装置に係り、特にリラックス感を得るに好適な酸素富化装置に関する発明である。
【0002】
【従来の技術】
大気よりも高い濃度の酸素を体内に取り入れることは、心身をリラックスさせる作用やリフレッシュさせる作用、あるいは会議や勉強で能率の落ちた脳に酸素を補給し精神を集中させる作用があることが知られている。酸素の濃度が高い、いわゆる酸素富化空気を通常の空気から簡便に得られる手段として酸素富化装置があり、近年、当該装置をこれらの用途に多岐に利用することが期待されている。
【0003】
酸素富化装置を酸素発生部の機能で大別すると、圧力変動吸着型、選択性酸素透過膜型に分けられる。圧力変動吸着型(以下PSA型と略す)は、窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した吸着床に加圧された空気を供給することにより、酸素濃度が約90%の濃縮酸素を生成し、別系統から供給される通常の空気と混合させて、人体に悪影響を及ぼさないとされる酸素濃度40%以下の酸素富化空気を得るものである。選択性酸素透過膜型は、窒素よりも酸素の透過率が大きい高分子膜に、空気を圧縮供給または減圧吸引することにより酸素濃度40%以下の酸素富化空気を得るものである。
【0004】
酸素富化装置を心身のリラックス用途に適用した例としては、PSA型酸素富化装置とシステムチェアを組み合わせ、頭部搭載型ディスプレイ装置に接続されたノズルを用いて吐出口を鼻腔近傍に保持し、酸素を吸入することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)
【0005】
また、選択性酸素透過膜を用いて酸素富化空気を生成し、鼻腔に挿入したノズルより酸素富化空気を吸入する装置が提案されている(例えば、非特許文献1〜2参照)。
【0006】
また、鼻腔に非挿入で酸素を効率的に供給するノズルとして、吐出口を鼻の外壁面に設置し、顔面側壁に沿う流れとして酸素を供給する構成が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−152997号公報(第3,6頁、第1−3図)
【特許文献2】
特開2001−79092号公報(第4−5頁、第1−5図)
【非特許文献1】
「酸素ビジネス浸透」,読売新聞,平成14年10月16日,朝刊
【非特許文献2】
「小型酸素濃縮器「オキシークール32”OXYCOOL32”」発売の件」,ニチメン(株)ニュースリリース,平成14年10月7日
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
人がリラックス感を得ようとする場合、耳障りな音がないこと、すなわち静かな環境に身を置くことと不自然な接触による束縛感がないことは、必要不可欠な条件であり、このどちらか一方でも欠けるとリラックス感を得ることは難しい。すなわち、この両者を両立することこそが、リラックスに適した酸素富化装置が備えるべき必要最低限の条件である。
【0009】
この観点で前記の提案を鑑みると、これらにはそれぞれ以下に示す問題点があることがわかる。すなわち、特許文献1に示す発明では、酸素富化装置として在宅酸素療法で一般的に用いられるPSA型を用いている。ところでPSA型に用いられるコンプレッサーは大きな作動音を発するが、これに加えてPSA型の運転音には以下に示す特徴がある。
【0010】
PSA型では、吸着した窒素を一定期間毎に脱着させる必要が生じるため、運転中は常に、加圧と圧力開放を繰り返さなければならない。また、脱着期間中の酸素供給を確保するため、複数の吸着床を切り替えながら使うのが通常である。このため、PSA型酸素富化装置の運転音は、コンプレッサーの作動音に加えて、吸脱着サイクル毎に発生するエアーパージと自動弁の作動音が頻繁に聞かれる耳障りなものであった。
【0011】
使用者がリラックスしようとするときは静かな環境に身を置くことが好ましいが、PSA型の運転音は前記のようにリラックスには適していないものといえる。あるいは、運転音を隠すための防音対策が、厳重で大がかりなものになってしまう。また、コンプレッサーや吸着床は重く大きいため、装置は必然的に大型重量となり、移動用のキャスターが必要であるなど取り扱いの簡便さにおいて不十分であった。
【0012】
また、非特許文献1〜2に示す提案では、酸素富化空気の吸入ノズルを鼻腔に直接挿入する、いわゆる鼻カニューラを用いている。これは、在宅酸素療法では一般的に用いられる方法であるが、ノズルの鼻腔内壁への接触によって大きな束縛感が生じることが避けられない。使用者がリラックス感を得るためには体を束縛状態から解放することが好ましく、この点においてリラックス用途への適用としては不適当な構造といえる。
【0013】
ところで、鼻カニューラを用いずに酸素富化空気を鼻腔に非挿入で供給する場合、酸素富化空気はノズル吐出口から放出されると同時に急激に拡散するため、非常に低い濃度の酸素しか吸えない、安定した吸引酸素濃度が得られない等の問題がある。
【0014】
特許文献1は非挿入ノズルを用いるものの、この点に関しては特に検討がなされているわけではない。この点を考慮して非挿入ノズルの提案を行ったものが特許文献2に示す発明であるが、これもやはり在宅酸素療法に見られるような呼吸不全の患者を想定したものであり、酸素供給源としてもPSA型酸素富化装置を用いるなど、リラックスに適した静かな環境の実現に関しては全く問題視されていない。
【0015】
すなわち、いずれの提案においても、在宅酸素療法の構成をそのままリラックス用途に転用した、あるいは在宅酸素療法自体を目的としたものであり、使用者がリラックス感を得るための課題に十分に配慮しているとは言い難いものであった。
【0016】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、運転音が静かで、束縛感から解放された状態で十分な濃度の酸素が吸入できる酸素富化装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、空気から酸素を選択的に分離する酸素選択透過膜と、該酸素選択透過膜から酸素富化空気を減圧吸引する減圧手段と、該減圧手段に連通し、酸素富化空気を使用者へ導く導管と、該導管に連通し、酸素富化空気を使用者に向けて放出する吐出口を有するノズルを備えた酸素富化装置であって、該吐出口は、使用者の鼻腔に挿入しない位置に配置され、前記減圧手段は、大気圧環境下で負荷未接続時における排気量が5〜25L/minであり、前記吐出口より放出される酸素富化空気の速度が0.2〜20m/sであることを特徴とする酸素富化装置を提供する。
【0018】
本発明の好ましい態様においては、前記ノズルが、前記吐出口を使用者の鼻腔に挿入しない位置に配置する保持部を有する。
本発明の別の好ましい態様においては、前記排気量が、5〜15L/minである。
本発明の別の好ましい態様においては、前記吐出口より放出される前記酸素富化空気の速度が0.7〜2m/sである。
本発明の別の好ましい態様においては、前記ノズルに酸素富化空気へ香りを付加する芳香発生手段を設ける。
本発明の別の好ましい態様においては、、前記ノズルを、前記芳香発生手段を収容する芳香発生手段収容部と、この芳香手段収納部を着脱自在としたノズル本体とから構成する。
本発明の別の好ましい態様においては、前記芳香発生手段を前記ノズルに着脱自在に設ける。
【0019】
本発明に従えば、所定量の酸素富化空気を使用者に供給する能力を損なわずに運転音を低いレベルに抑えられ、小型軽量の装置でリラックスに適した実質的に静かな環境を達成できる。また、使用者は束縛状態から解放されながらも、大気より十分高く、安定した濃度の酸素富化空気を吸入することができる。
【0020】
また、使用者は酸素富化空気と同時に香りを吸入することができ、より一層のリラックス感を得ることが可能となる。この際、芳香発生手段の交換により複数の香りを切り替えて使うことも可能であるが、芳香発生手段が導管より下流に配置しているため、におい分子の導管への吸着が防止される。この結果、新しい香りと前の香りが混ざるおそれが抑制され、使用者は常に純粋な香りを吸入することができる。また、芳香発生手段収容部を複数用意しておくことにより、芳香発生手段収容部のみを着脱するだけで、簡便に芳香発生手段の交換を行うことも可能である。
【0021】
本発明の設計思想について、さらに詳細に述べる。
人がリラックス感を得ようとする場合、耳障りな音がないことと不自然な接触による束縛感がないことは、必要不可欠な条件である。耳障りな音という点においてはPSA型は甚だ不適当であり、束縛感の点においては鼻カニューラは甚だ不適当であった。
【0022】
耳障りな音に関しては、PSA型を選択性酸素透過膜型に変更することでかなりの解消が図られる。図2に、酸素富化装置本体の構成を示す。吸入ファン13によって大気空気11は吸気フィルター12を介して、選択性酸素透過膜1に導かれる。この選択性酸素透過膜1の内部は連通管14を介して減圧ポンプ2によって減圧されており、これにより、連通管14には、選択性酸素透過膜1から酸素富化空気が導出される。一方前記選択性酸素透過膜を透過しなかった大気よりも酸素濃度の低い空気は経路15を経て排気口16から排出される。前記酸素富化空気は管路17を通り、断熱膨張弁18を介し水分離器19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19によって分離された水は排水口20から排出される。水分離器19で除湿された酸素富化空気は管路21を通り、酸素富化空気出口22から本体に接続された導管に送り出される。断熱膨張弁18および水分離器19は、シリカゲル等のより簡単な除湿手段で代替することも可能である。
【0023】
このように、選択性酸素透過膜型は、連続的な減圧吸引のみで酸素富化空気を供給できるため、構造や運転パターンが単純であり、PSA型で避けられないエアーパージや自動弁の作動音が発生しない。
【0024】
減圧吸引の手段としては、一般的に真空ポンプが用いられる。真空ポンプは、一般に、吸引力が小さくなるほど騒音が小さくなるため、吸引力の小さい真空ポンプを用いることにより、さらに耳障りな音の解消を図ることができる。ここで吸引力とは、到達真空度や排気速度を総合的に考慮した真空ポンプの能力を指す。しかし、吸引力を下げると、選択性酸素透過膜の透過側真空度は小さくなり、得られる酸素濃度は低くなってしまう。このため、真空ポンプの選定には、騒音と吸引力の両面を考慮することが必要となる。
【0025】
図3は、選択性酸素透過膜に様々な真空ポンプを接続した場合のポンプの騒音レベルを、真空ポンプの排気量に対して示したものである。選択性酸素透過膜は、松下電器産業(株)製の平板型酸素選択透過膜モジュールを使用した。騒音レベルの測定は、無響室内でポンプから50cmの場所で行った。ここで、排気量とは、カタログにおいて吐出空気量,実効排気速度等の名称で記載されるものであり、大気圧下において負荷を接続しない状態でポンプを運転した場合の排気流量のことを指す。
【0026】
また、図3には、PSA型の作動音も合わせて記載した。これは、筐体のカバーを開けて、内部の機構部から発生する音を直接測定したものである。通常の作動時で73.2dB(A),エアパージ時には82.2dB(A)と、騒音レベル自体も大きく、実際に聞いた感じも極めて耳障りなものであった。
【0027】
一方、選択性酸素透過膜に真空ポンプを接続した場合は、排気量が25L/min以下のポンプを用いれば作動音の騒音レベルが55dB(A)以下に抑えられ、排気量が15L/min以下のポンプを用いれば、どのような真空ポンプを用いても騒音レベルを55dB(A)以下に抑えられることがわかる。80dB(A)が混雑した街中の騒音に相当するのに対し、60dB(A)が1m離れた位置での会話に相当する。55dB(A)の音は、すでに耳障りと言えるほどのものではないが、さらに選択性酸素透過膜とポンプを筐体に収納することにより、装置は全く静かな環境を達成できるレベルである。
【0028】
図4は得られる酸素濃度を、真空ポンプの排気量に対して示したものである。得られる酸素濃度とは、真空ポンプから排出される酸素富化空気中の酸素濃度のことであり、すなわち、酸素富化装置においてノズル吐出口から放出される酸素濃度を指す。
【0029】
排気量が5L/min以上のポンプを用いれば酸素濃度26%以上が得られることがわかる。後で述べるが、本発明に従えば、ノズル吐出口から26%以上の酸素が放出されれば、使用者は少なくとも濃度21.5%以上の酸素を吸入することができる。
【0030】
排気量5〜25L/minの真空ポンプのおよその容積と重量は、0.5〜5リットル、0.7〜5kgであり、在宅酸素療法用PSA型に用いられるコンプレッサーに対して容積、重量ともに1/2〜1/20程度である。同様に選択性酸素透過膜も、在宅酸素療法用PSA型の吸着床に対して、容積が約1/50、重量が約1/30程度と小型軽量である。
【0031】
以上のように、選択性酸素透過膜と排気量5〜25L/min、より望ましくは5〜15L/minの真空ポンプを組み合わせることにより、リラックス感を得るにあたって重要である静かな運転音と十分なノズル放出酸素濃度を達成しながら、装置は小型軽量かつ簡単な構造を実現できる。
【0032】
一方、不自然な接触による束縛感を解消するには、鼻腔の外にノズルを配置することが考えられる。しかし、その場合、酸素富化空気はノズル吐出口から放出されると同時に急激に拡散する。このため、鼻腔から吸入される酸素濃度は、ノズル吐出口から放出される濃度に比べて低くなってしまうことが避けられない。しかし、ノズル吐出口から放出される噴流の制御を行い、酸素富化空気の拡散を抑制することにより、ある程度これを回避することができる。
【0033】
本発明者は、鼻腔近傍顔面の模型を作製し、鼻腔から吸入される酸素富化空気中の酸素濃度を計測し、ノズル吐出口放出後の酸素の拡散を抑える条件を鋭意研究した。パラメーターとして、ノズル吐出口から放出される酸素富化空気の速度、鼻腔の吸入速度、ノズル吐出口から鼻腔までの距離を検討した。
【0034】
ところで、吐出口から放出された後の酸素富化空気は、拡散し、噴流径が拡がってしまうため、吐出口から離れるに従い速度が減少する。ここで、ノズル吐出口から放出される酸素富化空気の速度とは、放出直後の速度を指し、具体的には酸素富化空気の体積流量を吐出口面積で除した値をいう。
【0035】
鼻腔の吸入速度の設定に関しては、以下の考えに基づいた。平常時の呼吸において吸入流量は吸気過程を通じて一定ではなく、吸い始めからしばらくの間は吸入流量が経時的に増大し、その後吸い終わりまで経時的に減少する。吸入流量の最大値は約18L/minと考えられる。これを考慮して、代表吸入流量として6,12,18L/minの3水準を設定し、鼻腔面積2.1cmから速度に換算して0.48,0.95,1.43m/sとした。
【0036】
図5は、鼻腔から吸入される酸素の濃度を、ノズル吐出口から放出される酸素富化空気の速度に対してプロットしたものである。ノズル放出酸素濃度は30%、ノズル−鼻腔間距離は10cmである。吸入濃度は、ノズル吐出口放出速度に対して負の相関を示す。吸入濃度の低下は連行流による噴流の発達に起因するものと思われる。
【0037】
このとき、ノズル吐出口放出速度が20m/s以下の範囲では、大気より十分高い21.7%以上の吸入濃度が得られることがわかる。ノズル放出速度が26%の場合でもこの傾向は同様であり、吸入濃度は21.5%以上となる。
【0038】
また、鼻腔吸入酸素濃度の挙動は、ノズル吐出口放出速度と鼻腔吸入速度の大小関係に大きく左右される。ノズル吐出口放出速度が鼻腔吸入速度より小さい領域では、吸入濃度は比較的高く、しかもその値は吸入速度の影響を受ける。ノズル吐出口放出速度が鼻腔吸入速度より大きくなると、吸入濃度は比較的低くはあるが大気濃度よりは十分高い値が維持され、しかもその値は吸入速度の影響を受けなくなる。
【0039】
これは、吸気過程の始めから終わりまで一定の濃度の酸素を吸入できること、また、吸入量の大小に関わらず一定の濃度の酸素を吸入できることを意味しており、この範囲に設計された装置を用いれば、使用者に安定した濃度の酸素吸入を提供できる。両者の境界は、ノズル吐出口放出速度0.2〜0.7m/sの範囲に存在する。
【0040】
図6〜図8は、鼻腔から吸入される酸素の濃度を、ノズル吐出口から鼻腔の距離に対してプロットしたものである。ノズル放出酸素濃度は30%である。ここでは、ノズル放出速度0.19m/sが突出して高い吸入濃度を示すことがわかる。しかし同時に、吸入速度0.95m/sにおいては、ノズル放出速度0.19m/sは距離40mm以上で吸入濃度の経時的変動が激しく、吸入濃度の特定が不可能な状態であった。
【0041】
すなわち、ノズル放出速度0.19m/sでは、吸気過程のある時点では非常に高い濃度の酸素を吸入できるものの、ある時点ではほとんど大気の濃度と変わらない酸素を吸入することとなる。一方、ノズル放出速度0.74m/s以上では、ノズル−鼻腔間距離20mm以上において、あらゆる距離でノズル放出速度に依らない安定した吸入濃度が得られることがわかる。
【0042】
以上のように、鼻腔の外に配置されたノズルの吐出口から放出される酸素富化空気の速度を0.2〜20m/sの範囲内に制御することにより、束縛感の解消を達成しながら、大気に比べて十分高い濃度の酸素富化空気の吸入を実現できる。
【0043】
また、ノズル吐出口放出速度を0.7〜2m/sの範囲内に制御すれば、吸入酸素濃度は相対的に低下するものの、なお大気に対して十分高い濃度を維持でき、吸入濃度の安定性は極めて高いものとなる。
【0044】
ノズル吐出口放出速度は、吹出口径,真空ポンプ能力,配管の圧力損失等、酸素富化装置の総合的な設計により制御される。
【0045】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。本発明に係わる酸素富化装置を図1に示す。選択性酸素透過膜1に、真空ポンプ2、導管3、ノズル4が順次連通し、ノズル4に設けられた吐出口5から酸素富化空気が使用者に向けて放出される。選択性酸素透過膜1と真空ポンプ2は、酸素富化装置本体6に収容されている。選択性酸素透過膜1として膜面積(概算値)230cmの平板型酸素選択透過膜を6枚積層したモジュールを用いた場合、排気量10L/minの真空ポンプを用いると、ノズル吐出口放出濃度28.6%の酸素富化空気3.5L/minが得られる。
【0046】
排気量5〜25L/minの真空ポンプを搭載した選択性酸素透過膜型酸素富化装置の運転音はPSA型に比べて十分に小さいものであるが、これをさらに静かなものにしたい場合は、真空ポンプを装置内の専用の個室に設置する、ポンプ室の壁を二重にする、給排気管を屈曲させる等の対策をとることも有効である。
【0047】
導管3は、可撓性樹脂チューブで構成され、使用者の行動を妨げないよう配慮されているのが好ましい。導管3を通過した酸素富化空気は、ノズル4に流入する。ノズル4は、先端に酸素富化空気の吐出口5を備えており、必要に応じて内部に芳香剤7を封入することができる。ノズル4は、ノズル4を使用者の頭部に固定するための支持具8に係合されており、吐出口5が使用者の鼻腔近傍に保持され、使用者へ向けて酸素富化空気が放出される。
【0048】
図6〜8に示されるように、ノズルと鼻腔の距離は近いほど高濃度の酸素富化空気を吸入できる。顔面近傍の圧迫感を感じる場合は、ノズル吐出口を鼻腔から10cm離すと圧迫感はかなり緩和される。この場合でも、吸入濃度は大気に対して十分高い濃度を維持できる。
【0049】
ノズル4は、ノズル吐出口5が鼻腔近傍に保持されるものであれば、材質は、樹脂,金属,その他何でもよいが、鼻腔位置の個人差に対応するためには、人力で容易に変形し、かつ形状を保持できるものが好ましく、あるいは支持具8への係合部分に回転,伸縮等の位置調整機構を設けたものが好ましい。
【0050】
支持具8は、ノズル吐出口5を使用者の鼻腔近傍に保持できれば、使用者のどの部分に固定するものでもよく、たとえば図9に示すような耳部に固定するものなどを用いてもよい。あるいは、図10に示すようにノズル4に支持具を係合せず、使用者がノズル4を手に持って使用してもよい。
【0051】
あるいは、支持具8を保持する場所は使用者の体に限る必要はない。使用者がベッドに横たわって酸素富化空気を吸入するような場合には、リンク機構を有するアーム型の支持具をベッドあるいは床に保持し、ノズル吐出口を鼻腔近傍に支持してもよい。
【0052】
芳香剤7は、固体状,液体状の多くのものが使用できるが、ノズル内またはノズル外に、酸素富化空気に接触するように保持することが必要である。固体状芳香剤の場合は、ノズル流路内に配置し酸素富化空気が通過または接触する穴を開口した押さえ板で固定する、あるいはノズル外に設けられた容器内に収容し酸素富化空気の流路と連通する構成が採用できる。
【0053】
液体状の芳香剤の場合は、たとえばスポンジ状の樹脂多孔体あるいはゲル状高分子に芳香剤を含浸させ、固体状芳香剤と同様に保持するのが簡便である。ノズル内部に配置する場合は、酸素富化空気は多孔体内を直接通過させてもよいし、多孔体を中空円筒形状に成形して中空部を通過させてもよい。あるいは、液体状芳香剤を容器に封入し、酸素富化空気の流路と気体透過性膜を隔てて連通させてもよい。もちろん、芳香剤の保持手段はこれらに限定されるものではなく、酸素富化空気に接触するように保持されるのであればどのような手段を用いても構わない。
【0054】
図11は、芳香発生手段を備えるノズルの別の態様である。ノズル本体4aに着脱可能な芳香発生手段収容部4bの内部に芳香剤7が収容されている。芳香発生手段収容部4bをノズル本体4aに嵌合する方法は、酸素富化空気が実質的に外部に漏れない限りどのような方法でもよい。たとえば片側をテーパー形状に成形して抜き差ししてもよいし、ネジを設けてねじこんでもよい。あるいは、互いにツメと溝を設けてもよい。また、必要に応じてパッキン等の酸素富化空気封止手段を用いるのも好ましい。
【0055】
芳香発生手段収容部4bの位置はノズル先端に限られるものではなく、たとえば図12に示すように、ノズル4の中央部に設ける構成も採用できる。
図13に示すノズルでは、芳香発生手段収容部4bの内部に芳香剤カートリッジ9が着脱自在に収納されている。芳香剤カートリッジ9を固定する方法は、たとえば、ノズル内部流路に挿入する方法のほか、前記の芳香発生手段収容部4bをノズル本体4aに嵌合する各種の方法などが利用できる。
【0056】
芳香剤カートリッジ9を着脱自在に設ける構成はこれに限られるものではなく、たとえば図14に示すように、ノズル4の一部を分割し、内部に芳香剤カートリッジ9を取り付ける構成も採用できる。また、分割したノズルの一部の着脱形態については、ノズル本体から完全に分離する必要はなく、ヒンジを用いて開閉する形態や、スライドして開閉する形態でもよい。
【0057】
図15は、芳香剤カートリッジ9を着脱自在に設ける別の態様であり、ノズル4に外付けする構成である。
【0058】
【発明の効果】
本発明に従えば、所定量の酸素富化空気を使用者に供給する能力を損なわずに運転音を低いレベルに抑えられ、小型軽量の装置でリラックスに適した実質的に静かな環境を達成できる。また、使用者は束縛状態からから解放されながらも、大気より十分高く安定した濃度の酸素富化空気を吸入することができる。
【0059】
また、使用者は酸素富化空気と同時に香りを吸入することができ、より一層のリラックス感を得ることが可能となる。この際、芳香発生手段の交換により複数の香りを切り替えて使うことも可能であるが、芳香発生手段が導管より下流に配置しているため、におい分子の導管への吸着が防止される。この結果、新しい香りと前の香りが混ざるおそれが抑制され、使用者は常に純粋な香りを吸入することができる。また、芳香発生手段収容部を複数用意しておくことにより、芳香発生手段収容部のみを着脱するだけで、簡便に芳香発生手段の交換を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す酸素富化装置の全体図である。
【図2】選択性酸素透過膜型酸素富化装置本体を示す構成図である。
【図3】選択性酸素透過膜に各社の真空ポンプを接続した際の、ポンプ作動音の騒音レベル測定結果を示す図である。
【図4】選択性酸素透過膜に各社の真空ポンプを接続した際の、得られる酸素濃度の測定結果を示す図である。
【図5】ノズルから放出される酸素富化空気の速度と、鼻腔から吸入される酸素濃度の関係を示す図である。
【図6】ノズルから鼻腔までの距離と、鼻腔から吸入される酸素濃度の関係を示す図である。
【図7】ノズルから鼻腔までの距離と、鼻腔から吸入される酸素濃度の関係を示す図である。
【図8】ノズルから鼻腔までの距離と、鼻腔から吸入される酸素濃度の関係を示す図である。
【図9】本発明におけるノズル支持具の別の態様を示す図である。
【図10】本発明におけるノズルの別の態様を示す図である。
【図11】本発明における芳香発生手段を備えるノズルの別の態様を示す図である。
【図12】本発明における芳香発生手段を備えるノズルの別の態様を示す図である。
【図13】本発明における芳香発生手段を備えるノズルの別の態様を示す図である。
【図14】本発明における芳香発生手段を備えるノズルの別の態様を示す図である。
【図15】本発明における芳香発生手段を備えるノズルの別の態様を示す図である。
【符号の説明】
1…選択性酸素透過膜、2…減圧ポンプ、3…導管、4…ノズル、4a…ノズル本体、4b…芳香発生手段収容部、5…ノズル吐出口、6…酸素富化装置本体、7…芳香剤、8…ノズル支持具、9…芳香剤カートリッジ、11…大気空気、12…吸気フィルター、13…吸入ファン、14…連通管、15…経路、16…排気口、17…管路、18…断熱膨張弁、19…水分離器、20…排水口、21…管路、22…酸素富化空気出口
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an oxygen enrichment device, and particularly to an oxygen enrichment device suitable for obtaining a relaxed feeling.
[0002]
[Prior art]
It is known that taking oxygen at a higher concentration than the atmosphere into the body has the effect of relaxing and refreshing the mind and body, or the function of replenishing the brain that was inefficient at meetings and study and concentrating the spirit. ing. There is an oxygen enrichment device as a means for easily obtaining so-called oxygen-enriched air having a high oxygen concentration from ordinary air, and in recent years, it has been expected that the device is widely used for these purposes.
[0003]
Oxygen enriching devices can be roughly classified into pressure fluctuation adsorption type and selective oxygen permeable membrane type according to the function of the oxygen generating section. The pressure fluctuation adsorption type (hereinafter abbreviated as PSA type) supplies concentrated oxygen having an oxygen concentration of about 90% by supplying pressurized air to an adsorption bed filled with an adsorbent capable of selectively adsorbing nitrogen. It is produced and mixed with ordinary air supplied from another system to obtain oxygen-enriched air having an oxygen concentration of 40% or less, which does not adversely affect the human body. The selective oxygen permeable membrane type obtains oxygen-enriched air having an oxygen concentration of 40% or less by compressing, supplying or sucking air into a polymer membrane having a higher oxygen permeability than nitrogen.
[0004]
As an example of applying the oxygen enrichment device to the mind and body relaxation application, a PSA type oxygen enrichment device is combined with a system chair, and the discharge port is held near the nasal cavity using a nozzle connected to a head mounted display device. It has been proposed to inhale oxygen (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
Further, there has been proposed an apparatus that generates oxygen-enriched air using a selective oxygen-permeable membrane and inhales oxygen-enriched air from a nozzle inserted into a nasal cavity (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2).
[0006]
Further, as a nozzle that efficiently supplies oxygen without being inserted into a nasal cavity, a configuration has been proposed in which a discharge port is provided on an outer wall surface of a nose and oxygen is supplied as a flow along a facial side wall (for example, Patent Document 2). reference.).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-152997 (pages 3, 6; FIG. 1-3)
[Patent Document 2]
JP 2001-79092 A (Pages 4-5, FIG. 1-5)
[Non-patent document 1]
"Oxygen Business Penetration", Yomiuri Shimbun, October 16, 2002, morning edition
[Non-patent document 2]
"Small Oxygen Concentrator" Oxycool 32 "OXYCOOL32"", Nichimen Co., Ltd. News Release, October 7, 2002
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When a person seeks to feel relaxed, the absence of harsh sounds, that is, the presence of a quiet environment and the lack of binding due to unnatural contact, is an essential condition. It is difficult to get a sense of relaxation if one is missing. That is, it is the minimum necessary condition that the oxygen-enriching device suitable for relaxation should have both.
[0009]
In view of the above proposals from this viewpoint, it can be seen that each of them has the following problems. That is, in the invention shown in Patent Document 1, a PSA type generally used in home oxygen therapy is used as an oxygen enrichment device. By the way, the compressor used for the PSA type emits a loud operating noise, but in addition to this, the operating noise of the PSA type has the following characteristics.
[0010]
In the PSA type, it is necessary to desorb the adsorbed nitrogen at regular intervals, so pressurization and pressure release must be repeated during operation. In addition, in order to secure oxygen supply during the desorption period, it is usual to use a plurality of adsorption beds while switching. For this reason, the operation noise of the PSA type oxygen enrichment device is annoying, in addition to the operation noise of the compressor, the air purge generated in each adsorption / desorption cycle and the operation noise of the automatic valve are frequently heard.
[0011]
When the user tries to relax, it is preferable to put himself in a quiet environment, but the driving sound of the PSA type is not suitable for relaxation as described above. Alternatively, the soundproofing measures for hiding the driving sound become strict and massive. In addition, since the compressor and the adsorption bed are heavy and large, the apparatus is inevitably large in weight, and the handling is insufficient, such as the necessity of a caster for movement.
[0012]
In addition, the proposals shown in Non-Patent Documents 1 and 2 use a so-called nasal cannula in which an intake nozzle for oxygen-enriched air is inserted directly into a nasal cavity. This is a method generally used in home oxygen therapy. However, it is inevitable that a contact with the inner wall of the nasal cavity of the nozzle causes a great sense of restraint. In order for the user to obtain a feeling of relaxation, it is preferable to release the body from the restrained state. In this regard, it can be said that the structure is not suitable for application to the relaxing use.
[0013]
By the way, when supplying oxygen-enriched air to the nasal cavity without using a nasal cannula, the oxygen-enriched air is released from the nozzle outlet and diffuses rapidly at the same time, so that only a very low concentration of oxygen is absorbed. There is a problem that no stable suction oxygen concentration can be obtained.
[0014]
Although Patent Document 1 uses a non-insertion nozzle, no particular study has been made on this point. In consideration of this point, a non-insertion nozzle is proposed in the invention disclosed in Patent Document 2, which also assumes a patient with respiratory failure as seen in home oxygen therapy. There is no problem with realizing a quiet environment suitable for relaxation, such as using a PSA-type oxygen enrichment device as a source.
[0015]
In other words, in any of the proposals, the configuration of home oxygen therapy was diverted to relaxing use as it is, or the purpose of home oxygen therapy itself, and the user was given due consideration to issues to obtain a sense of relaxation. It was hard to say that there was.
[0016]
The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an oxygen enrichment device capable of inhaling a sufficient concentration of oxygen in a state where the driving sound is quiet and the user is released from the feeling of being restrained. Is to do.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an oxygen selective permeable membrane for selectively separating oxygen from air, a pressure reducing means for vacuum-suctioning oxygen-enriched air from the oxygen selective permeable membrane, and communicating with the pressure reducing means. An oxygen-enriching apparatus comprising: a conduit for introducing oxygen-enriched air to a user; and a nozzle communicating with the conduit and having a discharge opening for discharging the oxygen-enriched air toward the user. Is disposed at a position not to be inserted into a user's nasal cavity. The decompression means has an exhaust rate of 5 to 25 L / min when no load is connected under an atmospheric pressure environment, and the oxygen enrichment released from the discharge port An oxygen enrichment device is provided, wherein the velocity of the air is 0.2 to 20 m / s.
[0018]
In a preferred aspect of the present invention, the nozzle has a holding portion which is arranged at a position where the discharge port is not inserted into a nasal cavity of a user.
In another preferred aspect of the present invention, the displacement is 5 to 15 L / min.
In another preferred aspect of the present invention, the velocity of the oxygen-enriched air discharged from the discharge port is 0.7 to 2 m / s.
In another preferred aspect of the present invention, the nozzle is provided with a fragrance generating means for adding a fragrance to the oxygen-enriched air.
In another preferred aspect of the present invention, the nozzle includes a fragrance generating means housing section for housing the fragrance generating means, and a nozzle body in which the fragrance means storing section is detachable.
In another preferred aspect of the present invention, the fragrance generating means is detachably provided on the nozzle.
[0019]
According to the present invention, the driving sound can be suppressed to a low level without impairing the ability to supply a predetermined amount of oxygen-enriched air to a user, and a small and light device achieves a substantially quiet environment suitable for relaxation. it can. In addition, the user can inhale the oxygen-enriched air having a stable concentration sufficiently higher than the atmosphere while being released from the restrained state.
[0020]
Further, the user can inhale the scent at the same time as the oxygen-enriched air, so that a more relaxed feeling can be obtained. At this time, it is possible to switch and use a plurality of scents by replacing the fragrance generating means, but since the fragrance generating means is disposed downstream of the conduit, adsorption of odor molecules to the conduit is prevented. As a result, the possibility that the new scent and the previous scent are mixed is suppressed, and the user can always inhale the pure scent. In addition, by preparing a plurality of fragrance generating means accommodating sections, it is possible to easily replace the fragrance generating means simply by attaching and detaching only the fragrance generating means accommodating section.
[0021]
The design concept of the present invention will be described in more detail.
In order for a person to obtain a feeling of relaxation, it is essential that there is no harsh sound and that there is no binding due to unnatural contact. The PSA type was extremely inappropriate in terms of harsh sounds, and the nasal cannula was extremely inappropriate in terms of restraint.
[0022]
With regard to harsh sounds, the PSA type is changed to a selective oxygen permeable membrane type, which can be considerably eliminated. FIG. 2 shows the configuration of the oxygen enrichment device main body. The atmospheric air 11 is guided to the selective oxygen permeable membrane 1 through the intake filter 12 by the intake fan 13. The inside of the selective oxygen permeable membrane 1 is depressurized by the decompression pump 2 via the communication pipe 14, whereby oxygen-enriched air is led out of the selective oxygen permeable membrane 1 to the communication pipe 14. On the other hand, air having an oxygen concentration lower than that of the atmosphere that has not passed through the selective oxygen permeable membrane is exhausted from the exhaust port 16 through the path 15. When the oxygen-enriched air passes through the pipe 17 and is guided to the space in the water separator 19 through the adiabatic expansion valve 18, the water vapor contained in the oxygen-enriched air is condensed by the adiabatic expansion, and the oxygen-enriched air is dehumidified. Is performed. The water separated by the water separator 19 is discharged from a drain 20. The oxygen-enriched air dehumidified by the water separator 19 passes through a pipe 21 and is sent from an oxygen-enriched air outlet 22 to a conduit connected to the main body. The adiabatic expansion valve 18 and the water separator 19 can be replaced by simpler dehumidifying means such as silica gel.
[0023]
As described above, since the selective oxygen permeable membrane type can supply oxygen-enriched air only by continuous reduced pressure suction, the structure and operation pattern are simple, and the air purging and automatic valve operation which cannot be avoided in the PSA type. There is no sound.
[0024]
A vacuum pump is generally used as a means for suction under reduced pressure. In general, the noise of a vacuum pump decreases as the suction force decreases. Therefore, a more unpleasant sound can be eliminated by using a vacuum pump having a small suction force. Here, the suction force refers to the capability of the vacuum pump in consideration of the ultimate vacuum degree and the exhaust speed. However, when the suction force is reduced, the degree of vacuum on the permeation side of the selective oxygen permeable membrane decreases, and the obtained oxygen concentration decreases. For this reason, it is necessary to consider both noise and suction power when selecting a vacuum pump.
[0025]
FIG. 3 shows the noise level of the pump when various vacuum pumps are connected to the selective oxygen permeable membrane with respect to the displacement of the vacuum pump. As the selective oxygen permeable membrane, a flat plate type oxygen selective permeable membrane module manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. was used. The measurement of the noise level was performed at a position 50 cm from the pump in the anechoic chamber. Here, the exhaust amount is described in the catalog by the names of the discharge air amount, the effective exhaust speed, and the like, and refers to the exhaust flow rate when the pump is operated at atmospheric pressure without a load connected. .
[0026]
FIG. 3 also shows the PSA type operation sound. This is a result of directly measuring a sound generated from an internal mechanism section by opening a cover of a housing. The noise level itself was large, 73.2 dB (A) during normal operation, and 82.2 dB (A) during air purging, and the feeling actually heard was extremely disturbing.
[0027]
On the other hand, when a vacuum pump is connected to the selective oxygen permeable membrane, the noise level of the operation noise can be suppressed to 55 dB (A) or less by using a pump having an exhaust volume of 25 L / min or less, and the exhaust volume can be reduced to 15 L / min or less. It can be seen that the noise level can be suppressed to 55 dB (A) or less using any vacuum pump. While 80 dB (A) corresponds to noise in a crowded city, 60 dB (A) corresponds to conversation at a position 1 m away. Although the sound of 55 dB (A) is not already annoying, the device can achieve a completely quiet environment by further housing the selective oxygen permeable membrane and the pump in the housing.
[0028]
FIG. 4 shows the obtained oxygen concentration with respect to the displacement of the vacuum pump. The obtained oxygen concentration is the oxygen concentration in the oxygen-enriched air discharged from the vacuum pump, that is, the oxygen concentration released from the nozzle outlet in the oxygen-enriching device.
[0029]
It is understood that an oxygen concentration of 26% or more can be obtained by using a pump having a displacement of 5 L / min or more. As will be described later, according to the present invention, if 26% or more of oxygen is released from the nozzle outlet, the user can inhale at least 21.5% or more of oxygen.
[0030]
The approximate volume and weight of a vacuum pump with a displacement of 5 to 25 L / min are 0.5 to 5 liters and 0.7 to 5 kg. It is about 1/2 to 1/20. Similarly, the selective oxygen permeable membrane has a small volume and a weight of about 1/50 and a weight of about 1/30 compared to the PSA type adsorption bed for home oxygen therapy.
[0031]
As described above, the combination of the selective oxygen permeable membrane and the vacuum pump having a displacement of 5 to 25 L / min, more desirably 5 to 15 L / min, provides a quiet driving sound and a sufficient driving sound that are important for obtaining a sense of relaxation. The device can achieve a small, lightweight and simple structure while achieving the nozzle discharge oxygen concentration.
[0032]
On the other hand, it is conceivable to dispose the nozzle outside the nasal cavity in order to eliminate the feeling of binding due to unnatural contact. However, in that case, the oxygen-enriched air is rapidly diffused at the same time as being discharged from the nozzle outlet. For this reason, it is inevitable that the concentration of oxygen inhaled from the nasal cavity becomes lower than the concentration discharged from the nozzle outlet. However, this can be avoided to some extent by controlling the jets emitted from the nozzle outlets and suppressing the diffusion of oxygen-enriched air.
[0033]
The present inventor made a model of the face near the nasal cavity, measured the oxygen concentration in the oxygen-enriched air inhaled from the nasal cavity, and studied diligently on the conditions for suppressing the diffusion of oxygen after discharging from the nozzle outlet. As parameters, the velocity of the oxygen-enriched air released from the nozzle outlet, the inhalation speed of the nasal cavity, and the distance from the nozzle outlet to the nasal cavity were examined.
[0034]
By the way, the oxygen-enriched air discharged from the discharge port diffuses and the jet diameter increases, so that the velocity decreases as the distance from the discharge port increases. Here, the velocity of the oxygen-enriched air discharged from the nozzle discharge port refers to the velocity immediately after the discharge, specifically, a value obtained by dividing the volume flow rate of the oxygen-enriched air by the discharge port area.
[0035]
The setting of the nasal inhalation speed was based on the following idea. In normal breathing, the inhalation flow rate is not constant throughout the inhalation process, and the inhalation flow rate increases with time for a while from the start of inhalation, and thereafter decreases with time until the end of inhalation. It is considered that the maximum value of the suction flow rate is about 18 L / min. In consideration of this, three levels of 6, 12, 18 L / min were set as representative inhalation flow rates, and the nasal cavity area was 2.1 cm. 2 Were converted to speeds of 0.48, 0.95, and 1.43 m / s.
[0036]
FIG. 5 plots the concentration of oxygen inhaled from the nasal cavity against the velocity of oxygen-enriched air emitted from the nozzle outlet. The concentration of oxygen released from the nozzle is 30%, and the distance between the nozzle and the nasal cavity is 10 cm. The inhalation concentration shows a negative correlation with the nozzle outlet discharge speed. The decrease in the inhalation concentration is thought to be due to the development of the jet by entrained flow.
[0037]
At this time, it is found that when the discharge speed of the nozzle outlet is 20 m / s or less, a suction concentration of 21.7% or more, which is sufficiently higher than the atmosphere, can be obtained. This tendency is the same even when the nozzle discharge speed is 26%, and the suction concentration becomes 21.5% or more.
[0038]
In addition, the behavior of the nasal cavity inhaled oxygen concentration largely depends on the magnitude relationship between the nozzle outlet discharge speed and the nasal cavity inhalation speed. In a region where the discharge speed of the nozzle outlet is smaller than the nasal suction speed, the suction concentration is relatively high, and its value is affected by the suction speed. When the nozzle discharge speed is higher than the nasal suction speed, the suction concentration is relatively low, but a value sufficiently higher than the atmospheric concentration is maintained, and the value is not affected by the suction speed.
[0039]
This means that a constant concentration of oxygen can be inhaled from the beginning to the end of the inhalation process, and that a constant concentration of oxygen can be inhaled regardless of the amount of inhalation. If used, a stable concentration of oxygen inhalation can be provided to the user. The boundary between the two exists in the range of the nozzle discharge port discharge speed of 0.2 to 0.7 m / s.
[0040]
6 to 8 show the concentration of oxygen inhaled from the nasal cavity plotted against the distance from the nozzle outlet to the nasal cavity. The nozzle discharge oxygen concentration is 30%. Here, it can be seen that the nozzle discharge speed of 0.19 m / s protrudes and shows a high suction concentration. However, at the same time, when the suction speed was 0.95 m / s, the nozzle discharge speed was 0.19 m / s, and at a distance of 40 mm or more, the suction concentration was significantly fluctuated with time, so that the suction concentration could not be specified.
[0041]
That is, at a nozzle discharge speed of 0.19 m / s, although a very high concentration of oxygen can be inhaled at a certain point in the inhalation process, oxygen which is almost the same as the atmospheric concentration is inhaled at a certain point. On the other hand, when the nozzle discharge speed is 0.74 m / s or more, a stable inhalation concentration independent of the nozzle discharge speed can be obtained at any distance when the distance between the nozzle and the nasal cavity is 20 mm or more.
[0042]
As described above, by controlling the velocity of the oxygen-enriched air discharged from the discharge port of the nozzle disposed outside the nasal cavity within the range of 0.2 to 20 m / s, the feeling of restraint is achieved. However, it is possible to realize the inhalation of oxygen-enriched air having a sufficiently high concentration compared to the atmosphere.
[0043]
Further, if the discharge speed of the nozzle outlet is controlled within the range of 0.7 to 2 m / s, although the intake oxygen concentration is relatively reduced, it is still possible to maintain a sufficiently high concentration with respect to the atmosphere, and to stabilize the intake concentration. Sex is extremely high.
[0044]
The discharge speed of the nozzle outlet is controlled by the overall design of the oxygen enrichment device, such as the outlet diameter, the vacuum pump capacity, and the pressure loss of the piping.
[0045]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows an oxygen enrichment device according to the present invention. A vacuum pump 2, a conduit 3, and a nozzle 4 are sequentially communicated with the selective oxygen permeable membrane 1, and oxygen-enriched air is discharged toward a user from a discharge port 5 provided in the nozzle 4. The selective oxygen permeable membrane 1 and the vacuum pump 2 are housed in an oxygen enrichment device main body 6. Membrane area (approximate value) 230 cm as selective oxygen permeable membrane 1 2 When a module in which six flat oxygen selective permeable membranes are stacked is used and a vacuum pump with a displacement of 10 L / min is used, 3.5 L / min of oxygen-enriched air having a nozzle outlet discharge concentration of 28.6% is obtained. can get.
[0046]
The operating noise of the selective oxygen permeable membrane type oxygen enrichment device equipped with a vacuum pump with a displacement of 5 to 25 L / min is sufficiently lower than that of the PSA type, but if it is desired to make it even quieter. It is also effective to take measures such as installing a vacuum pump in a dedicated private chamber in the apparatus, doubling the wall of the pump chamber, and bending the supply / exhaust pipe.
[0047]
The conduit 3 is preferably made of a flexible resin tube, and is preferably designed so as not to hinder the behavior of the user. The oxygen-enriched air passing through the conduit 3 flows into the nozzle 4. The nozzle 4 is provided with a discharge port 5 for oxygen-enriched air at the tip, and a fragrance 7 can be sealed therein as needed. The nozzle 4 is engaged with a support 8 for fixing the nozzle 4 to the user's head, the outlet 5 is held near the user's nasal cavity, and oxygen-enriched air is supplied to the user. Released.
[0048]
As shown in FIGS. 6 to 8, the shorter the distance between the nozzle and the nasal cavity, the higher the concentration of oxygen-enriched air can be inhaled. If a feeling of pressure near the face is felt, the pressure feeling is considerably alleviated by moving the nozzle discharge port away from the nasal cavity by 10 cm. Even in this case, the inhalation concentration can maintain a sufficiently high concentration with respect to the atmosphere.
[0049]
The material of the nozzle 4 may be resin, metal, or any other material as long as the nozzle outlet 5 is held in the vicinity of the nasal cavity. However, in order to cope with individual differences in the position of the nasal cavity, the material is easily deformed manually. It is preferable that the supporting member 8 be provided with a position adjusting mechanism such as rotation and expansion / contraction at a portion where the supporting member 8 is engaged.
[0050]
The support member 8 may be fixed to any part of the user as long as the nozzle discharge port 5 can be held in the vicinity of the nasal cavity of the user. For example, a member fixed to the ear portion as shown in FIG. 9 may be used. . Alternatively, as shown in FIG. 10, the user may hold the nozzle 4 and use it without engaging the support with the nozzle 4.
[0051]
Alternatively, the place for holding the support 8 need not be limited to the body of the user. When the user lays down on the bed to inhale oxygen-enriched air, an arm-type support having a link mechanism may be held on the bed or the floor, and the nozzle discharge port may be supported near the nasal cavity.
[0052]
As the fragrance 7, many solid and liquid fragrances can be used, but it is necessary to maintain the fragrance 7 inside or outside the nozzle so as to come into contact with oxygen-enriched air. In the case of a solid fragrance, the oxygen-enriched air is placed in the nozzle flow path and fixed with a holding plate having an opening through which the oxygen-enriched air passes or contacts, or stored in a container provided outside the nozzle. Can be adopted.
[0053]
In the case of a liquid fragrance, it is convenient to impregnate the fragrance into, for example, a sponge-like resin porous body or a gel-like polymer and hold the same as a solid fragrance. When arranged inside the nozzle, the oxygen-enriched air may pass directly through the porous body, or the porous body may be formed into a hollow cylindrical shape and passed through the hollow part. Alternatively, the liquid fragrance may be sealed in a container and communicated with the flow path of oxygen-enriched air and the gas permeable membrane. Of course, the means for holding the fragrance is not limited to these, and any means may be used as long as it is held in contact with the oxygen-enriched air.
[0054]
FIG. 11 shows another embodiment of the nozzle provided with the fragrance generating means. The fragrance 7 is accommodated in the fragrance generating means accommodating portion 4b detachable from the nozzle body 4a. The method of fitting the fragrance generating means accommodating portion 4b to the nozzle body 4a may be any method as long as the oxygen-enriched air does not substantially leak outside. For example, one side may be formed into a tapered shape and inserted and removed, or a screw may be provided and screwed. Alternatively, a claw and a groove may be provided to each other. It is also preferable to use an oxygen-enriched air sealing means such as packing if necessary.
[0055]
The position of the fragrance generating means accommodating portion 4b is not limited to the tip of the nozzle, and for example, a configuration provided at the center of the nozzle 4 as shown in FIG.
In the nozzle shown in FIG. 13, the fragrance cartridge 9 is detachably housed inside the fragrance generating means housing part 4b. As a method for fixing the fragrance cartridge 9, for example, a method of inserting the fragrance generating means accommodating portion 4b into the nozzle main body 4a in addition to a method of inserting the fragrance cartridge 9 into the nozzle internal flow path can be used.
[0056]
The configuration in which the fragrance cartridge 9 is detachably provided is not limited to this. For example, as shown in FIG. 14, a configuration in which a part of the nozzle 4 is divided and the fragrance cartridge 9 is mounted inside the nozzle 4 can also be adopted. In addition, it is not necessary to completely separate the part of the divided nozzle from the nozzle body, and the nozzle may be opened and closed using a hinge or may be opened and closed by sliding.
[0057]
FIG. 15 shows another embodiment in which the fragrance cartridge 9 is provided detachably, and is configured to be externally attached to the nozzle 4.
[0058]
【The invention's effect】
According to the present invention, the driving sound can be suppressed to a low level without impairing the ability to supply a predetermined amount of oxygen-enriched air to a user, and a small and light device achieves a substantially quiet environment suitable for relaxation. it can. Further, the user can inhale the oxygen-enriched air having a stable concentration sufficiently higher than the atmosphere while being released from the restrained state.
[0059]
Further, the user can inhale the scent at the same time as the oxygen-enriched air, so that a more relaxed feeling can be obtained. At this time, it is possible to switch and use a plurality of scents by replacing the fragrance generating means, but since the fragrance generating means is disposed downstream of the conduit, adsorption of odor molecules to the conduit is prevented. As a result, the possibility that the new scent and the previous scent are mixed is suppressed, and the user can always inhale the pure scent. In addition, by preparing a plurality of fragrance generating means accommodating sections, it is possible to easily replace the fragrance generating means simply by attaching and detaching only the fragrance generating means accommodating section.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an oxygen enrichment apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a selective oxygen permeable membrane type oxygen enrichment device main body.
FIG. 3 is a diagram showing a result of measuring a noise level of a pump operation sound when a vacuum pump of each company is connected to a selective oxygen permeable membrane.
FIG. 4 is a diagram showing measurement results of the obtained oxygen concentration when vacuum pumps of various companies are connected to the selective oxygen permeable membrane.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the velocity of oxygen-enriched air released from a nozzle and the concentration of oxygen inhaled from a nasal cavity.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the distance from the nozzle to the nasal cavity and the concentration of oxygen inhaled from the nasal cavity.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the distance from the nozzle to the nasal cavity and the concentration of oxygen inhaled from the nasal cavity.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the distance from the nozzle to the nasal cavity and the concentration of oxygen inhaled from the nasal cavity.
FIG. 9 is a view showing another embodiment of the nozzle support in the present invention.
FIG. 10 is a view showing another embodiment of the nozzle according to the present invention.
FIG. 11 is a view showing another embodiment of the nozzle provided with the fragrance generating means in the present invention.
FIG. 12 is a view showing another embodiment of the nozzle provided with the fragrance generating means in the present invention.
FIG. 13 is a view showing another embodiment of the nozzle provided with the fragrance generating means in the present invention.
FIG. 14 is a view showing another embodiment of the nozzle provided with the fragrance generating means in the present invention.
FIG. 15 is a view showing another embodiment of the nozzle provided with the fragrance generating means in the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Selective oxygen permeable membrane, 2 ... Decompression pump, 3 ... Conduit, 4 ... Nozzle, 4a ... Nozzle body, 4b ... Aroma generating means housing part, 5 ... Nozzle discharge port, 6 ... Oxygen enrichment apparatus body, 7 ... Air freshener, 8 ... Nozzle support, 9 ... Air freshener cartridge, 11 ... Atmospheric air, 12 ... Intake filter, 13 ... Suction fan, 14 ... Communication pipe, 15 ... Path, 16 ... Exhaust port, 17 ... Pipe line, 18 ... Adiabatic expansion valve, 19 ... Water separator, 20 ... Drain outlet, 21 ... Pipe, 22 ... Oxygen-enriched air outlet

Claims (7)

空気から酸素を選択的に分離する酸素選択透過膜と、
該酸素選択透過膜から酸素富化空気を減圧吸引する減圧手段と、
該減圧手段に連通し、酸素富化空気を使用者へ導く導管と、
該導管に連通し、酸素富化空気を使用者に向けて放出する吐出口を有するノズルを備えた酸素富化装置であって、
該吐出口は、使用者の鼻腔に挿入しない位置に配置され、
前記減圧手段は、大気圧環境下で負荷未接続時における排気量が5〜25L/minであり、
前記吐出口より放出される酸素富化空気の速度が0.2〜20m/sであることを特徴とする酸素富化装置。
An oxygen selective permeable membrane that selectively separates oxygen from air,
Decompression means for decompressing and sucking oxygen-enriched air from the oxygen selective permeable membrane,
A conduit communicating with the decompression means for directing oxygen-enriched air to a user;
An oxygen-enriching device comprising a nozzle communicating with the conduit and having a discharge port for discharging oxygen-enriched air toward a user,
The outlet is arranged at a position not to be inserted into the user's nasal cavity,
The pressure reducing means has an exhaust volume of 5 to 25 L / min when no load is connected under an atmospheric pressure environment,
The oxygen-enriched device, wherein the velocity of the oxygen-enriched air discharged from the discharge port is 0.2 to 20 m / s.
前記ノズルを前記吐出口を使用者の鼻腔に挿入しない位置に配置する保持部を有したことを特徴とする前記請求項1に記載の酸素富化装置。The oxygen enrichment device according to claim 1, further comprising a holding unit that arranges the nozzle at a position where the discharge port is not inserted into a nasal cavity of a user. 前記排気量が、5〜15L/minであることを特徴とする前記請求項1または2に記載の酸素富化装置。3. The oxygen enrichment device according to claim 1, wherein the displacement is 5 to 15 L / min. 前記吐出口より放出される前記酸素富化空気の速度が0.7〜2m/sであることを特徴とする前記請求項1〜3に記載の酸素富化装置。The oxygen-enriched device according to any one of claims 1 to 3, wherein the velocity of the oxygen-enriched air discharged from the discharge port is 0.7 to 2 m / s. 前記ノズルに酸素富化空気へ香りを付加する芳香発生手段を備えたことを特徴とする前記請求項1〜4に記載の酸素富化装置。The oxygen-enriching apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the nozzle is provided with a fragrance generating means for adding a scent to oxygen-enriched air. 前記ノズルが、前記芳香発生手段を収容する芳香発生手段収容部と、この芳香手段収納部を着脱自在としたノズル本体とから構成されていることを特徴とする前記請求項5に記載の酸素富化装置。6. The oxygen-rich gas according to claim 5, wherein the nozzle comprises a scent generating means housing part for housing the scent generating means, and a nozzle body having the scent means storing part detachable. Device. 前記芳香発生手段を前記ノズルに着脱自在に設けたことを特徴とする前記請求項5または6に記載の酸素富化装置。The oxygen enrichment device according to claim 5 or 6, wherein the fragrance generating means is detachably provided on the nozzle.
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