JP2005006731A - Oxygen concentrator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着剤を用いた圧力変動吸着型の酸素濃縮器に関するものであり、特に慢性呼吸器疾患患者などに対して行われる酸素吸入療法に使用する医療用酸素濃縮装置に関するものである。更に詳細には、騒音を低減する消音器を有する酸素濃縮装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、喘息、肺気腫症、慢性気管支炎等の呼吸器系器官の疾患に苦しむ患者が増加する傾向にあるが、その治療法として最も効果的なもののひとつに酸素吸入療法がある。かかる酸素吸入療法とは、酸素ガスあるいは酸素富化空気を患者に吸入させるものである。その供給源として、酸素濃縮装置、液体酸素、酸素ガスボンベ等が知られているが、使用時の便利さや保守管理の容易さから、在宅酸素療法には酸素濃縮装置が主流で用いられている。
【0003】
酸素濃縮装置は、空気中の約21%の酸素を濃縮して供給する装置であり、それには酸素を選択的に透過する膜を用いた膜式酸素濃縮装置と、窒素または酸素を優先的に吸着しうる吸着剤を用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置があるが、得られる酸素濃度の点から圧力変動吸着型酸素濃縮装置が主流になっている。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−120662号公報
【特許文献2】
特開2001−278603号公報
【特許文献3】
特開2002−153558号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
圧力変動吸着型酸素濃縮装置は、原料空気を圧縮し供給する空気供給装置と、吸着床で濃縮された酸素以外の不要な気体を排出するための排出装置を使用するため、これらの装置から発生する吸排気音が大きく、騒音の低下が望まれていた。
【0006】
酸素濃縮装置の吸排気音低減のため、例えば特開2001−120662号公報に記載の膨張型消音器を有する酸素濃縮器や、特開2001−278603号公報に記載の大径管を有する酸素濃縮器が使用されているが、十分に騒音を減少させるためには大きな容積が必要になり、消音器の小型化には向いていない。膨張型消音器を小型にするためには、気体導入出部のオリフィス径を小さくする必要があるが、それに伴って高周波の気流音が新たな騒音となって発生するという問題があった。
【0007】
上記の問題を解決する手段として、特開2002−153558号公報に記載の構成のように騒音発生源を吸音材および/または遮音材を貼った箱体によって覆うことにより騒音を低減しているものも有るが、問題の根本的な対策にはなっていない。
【0008】
本発明は、上記の状況に鑑みなされたものであって、圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、騒音が極めて小さい酸素濃縮装置を提供することを目的とする。更に詳細には、原料空気供給装置および/または吸着床の不要気体排出装置から発生する吸排気が原因で発生する騒音を低減した酸素濃縮装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、かかる課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の酸素濃縮器およびそれに搭載する消音器を見出した。
【0010】
すなわち本発明は、空気中の酸素を分離し、酸素濃縮気体を生成する酸素濃縮装置において、原料空気を供給する供給管および/または排気空気を排出する排気管に所定体積を有する膨張室を有する膨張型消音部および吸音材を隔壁として所定長延伸形成された延伸流路を有する延伸流路型消音部を備えた消音器を備えることを特徴とする酸素濃縮装置を提供するものである。
【0011】
また本発明は、かかる消音器が、該膨張型消音部が有する該膨張室を外囲するよう前記延伸流路型消音部の延伸流路を配設したことを特徴とし、特に該延伸流路型消音部が、該膨張型消音部の膨張室の外周部に、螺旋状の吸音材を設け、螺旋状延伸流路とするもの、該延伸流路型消音部が、同心円状に配置された多重の配管から構成され、該管部の外周面の一端から他端へ螺旋状に巻き付けられた吸音材料部を備え、管と管との間に螺旋状空間を構成するとともに、各空間を順次相互に連結する折り返しの連結部を備えることを特徴とする酸素濃縮装置を提供するものである。
【0012】
また本発明は、該消音器が、該膨張型消音部が有する膨張室の内部に延伸流路型消音部の延伸流路を配設したもの、或いは該消音器が、該膨張型消音部と該延伸流路型消音部とを、吸気または排気流路に沿って直列に配設したことを特徴とする酸素濃縮装置を提供するものである。
【0013】
また、該延伸流路型消音部が、吸音材料から構成される螺旋状部材を備え、螺旋状の延伸流路を備えることを特徴とし、該螺旋状部材が、心棒部と、心棒部の外周面の一端から他端へ螺旋状に巻き付けられた吸音材料部から構成されること、また、該延伸流路型消音部が、同心円状に配置された多重の配管から構成され、該管部の外周面の一端から他端へ螺旋状に巻き付けられた吸音材料部を備え、管と管との間に螺旋状空間を構成するとともに、各空間を順次相互に連結する折り返しの連結部を備えることを特徴とする酸素濃縮装置を提供するものである。
【0014】
さらに、該酸素濃縮装置が、酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着剤を充填した少なくとも1個の吸着床と、前記吸着床に原料空気を供給して窒素を吸着させることにより酸素濃縮気体を生成するための加圧ポンプ機能および/または吸着した窒素を脱着再生する真空ポンプ機能を備えた空気供給手段を備え、該消音器が該空気供給手段への原料空気供給管および/または排気空気の排出管に備えることを特徴とする酸素濃縮装置を提供するものである。
【0015】
さらに本発明は、所定体積を有する膨張室を有する膨張型消音部および吸音材を隔壁として所定長延伸形成された延伸流路を有する延伸流路型消音部を備えた消音器であって、該膨張型消音部が有する前記膨張室を外囲するよう前記延伸流路型消音部の延伸流路を配設したことを特徴とする消音器を提供するものであり、特に該延伸流路型消音部が、同心円状に配置された多重の配管から構成され、該管部の外周面の一端から他端へ螺旋状に巻き付けられた吸音材料部を備え、管と管との間に螺旋状空間を構成するとともに、各空間を順次相互に連結する折り返しの連結部を備えることを特徴とする消音器を提供する。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る好ましい実施例である酸素濃縮装置は、空気中の窒素を分離し高濃度酸素を供給する装置であり、例えば、酸素より窒素を選択的に吸着し得る吸着剤としてモレキュラーシーブゼオライト5A、13X、或いはリチウム系ゼオライトなどを吸着筒に充填し、空気圧縮装置によって作られた加圧空気を供給することで、酸素を取り出す圧力変動吸着型の酸素濃縮装置である。
【0017】
圧力変動型吸着型酸素濃縮装置である本実施例の酸素濃縮装置を、図面を用いて説明する。図1は本実施例の酸素濃縮装置の構成図である。酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤3を充填した吸着筒2に、コンプレッサー5によって大気中から圧縮された加圧空気を吸気消音器16へ供給し、吸着筒2内部を加圧状態にして窒素を吸着させ、吸着されなかった酸素を取り出す。吸着筒2より取り出された酸素は、サージタンク4に貯留した後、流量設定器10により酸素供給流量を設定し、鼻カニューラ12を介して使用者に供給される。
【0018】
ここで吸着剤3は、1回の工程で吸着できる窒素の量が吸着剤3の量や種類によって決まっているため、吸着剤3に吸着される窒素の量が飽和する前に、流路切換弁9を切り換えて吸着筒2を大気開放して吸着筒2内部を減圧し、窒素を脱着させて吸着剤3を再生させる。また、流路切換弁9は、予め設定された時間によって切り換えられるように制御装置11によって制御される。なお、一工程中の吸脱着量を増やすべく、真空ポンプを用いて、脱着工程における吸着筒2内部の圧力を真空にしても良い。なお、流路切換弁9のパージ側には排気消音器15が設けられている。
【0019】
コンプレッサー5は、コンプレッサー5を駆動させるためのコンプレッサー駆動モーター6を具備しており、コンプレッサー駆動モーター6は制御装置11によって設定された回転数で回転しコンプレッサー5を回転駆動させる。コンプレッサー圧縮機構部8は、コンプレッサー駆動モーター6によって得た回転力によって空気を圧縮するものであり、その圧縮方式によって様々な種類が存在する。酸素濃縮装置1に用いられるコンプレッサー5としては、往復運動式のピストンタイプや回転式のスクロールタイプなどが一般的によく用いられているが、大気中の空気を圧縮できるものであればどのタイプを用いても構わない。
【0020】
図2は本実施の形態の酸素濃縮装置が有する排気消音器15の構成図である。コンプレッサー5から排気された気流は、吸気オリフィス19から膨張室17に導入され、膨張室長さLの1/4波長の周波数成分が、断面積S1とS2の比で決定される透過損失によって騒音が低減される。なお、膨張室17は円筒や直方体である必要はなく、膨張室17内部または外部には、必要に応じて遮音材や吸音材を取り付けることができる。従来の膨張型消音器では排気オリフィス20から直接排気されるが、本実施形態では延伸流路型消音部18を通過する際に、吸気オリフィスで発生する気流音を低減させ、排気オリフィスから排出される。このように、膨張部17内部に延伸流路型消音部18を有することにより、消音器単体で十分な消音が可能となり、小型化が求められている医療用酸素濃縮器に特に効果的である。なお、気流方向を逆向きにすることにより、コンプレッサの吸気音にも応用することができる。
【0021】
図3は、本実施形態の酸素濃縮装置が有する延伸流路型消音部18の拡大図である。管内部には適当な太さの心棒21がありその心棒の一端から他端に向かって、螺旋状にウレタンフォームやフェルト等の吸音材料22が巻かれている。それゆえ、心棒と吸音材、管内壁との間で空間が螺旋状に形成される。気体はその螺旋状の形状を旋回しながら進み、他端に設けられた1つ、或いは複数の穴、或いは完全に開口した管端面の導出管から排出される。大きな音圧をもった空気は螺旋形状をとることによって長くなった流路を進行中、吸音材層に暴露されており、その間吸音材層に衝突した音のエネルギーが熱エネルギーに変換される割合が大きくなりより高い吸音効果が得られる。また、音の一部は螺旋に沿って移動せず、導出口に向かって直線的に進行するものもあるが、この成分は吸音材の巻き数分だけ何層にもわたって吸音材層を通過するため、大きな減音効果が得られる。
【0022】
本実施形態の酸素濃縮装置が有する消音器は、下記するように、所定体積を有する膨張室に吸気が導入される膨張型消音部と、吸音材を隔壁として所定長延伸形成された延伸流路に吸気が導入される延伸流路型消音部とを組み合わせて構成された点に特徴を有する。
【0023】
そして上記の構成を有する消音器を、吸着床に原料空気を供給して窒素を吸着させることにより酸素濃縮気体を生成するための空気供給手段と、吸着床から窒素をパージするために該吸着床内部の気体を吸引する真空ポンプにおいて、空気供給手段および/または真空ポンプの吸気音および/または排気音を低減するために、それぞれの吸気路中および排気路中の少なくともいずれかに配設された消音器の内の少なくとも1つとして用いた酸素濃縮装置として構成している。
【0024】
【実施例】
[実施例1]
図4は、上記した本実施形態に係る酸素濃縮装置が有する消音器の構成図であり、吸気オリフィスφ5mm、膨張室φ30mm、L=200mm、延伸流路型消音部φ15mm、長さ100mmを膨張室内部の排気オリフィス側に取り付けている。
【0025】
[実施例2]
図5は、同じく本実施形態に係る酸素濃縮装置が有する消音器の構成図であり、図4に図示した構成との違いは、延伸流路型消音部を吸気オリフィス側に取り付けている点である。すなわち図4、図5に図示した消音器は、膨張型消音部が有する膨張室の内部に、延伸流路型消音部の延伸流路を配設して構成されている。
【0026】
[実施例3]
図6は、同じく本実施形態に係る酸素濃縮装置が有する消音器の構成図であり、図4および図5図示の構成との違いは、延伸流路型消音部を膨張室外部の排気オリフィス側に取り付けている点である。すなわち、図6図示の消音器は、膨張型消音部と、延伸流路型消音部とを、吸気または排気の流路に沿って直列に配設して構成されている。
【0027】
[実施例4]
図7は、同じく本実施形態に係る酸素濃縮装置が有する消音器の構成図であり、吸気オリフィスφ5mm、膨張室φ30mm、L=200mm、膨張室外殻φ40mmとの間に延伸流路型消音部を設けている。すなわち、図7図示の消音器は、膨張型消音部が有する膨張室を外囲するよう延伸流路型消音部の延伸流路を配設して構成されている。
【0028】
[比較例1]
図8は従来技術による膨張型消音器であり、吸気オリフィスφ5mm、膨張室φ30mm、L=200mmとしている。
【0029】
[各実施例と比較例における騒音低減効果の比較]
先に説明した構成を有する酸素濃縮装置において、上記した実施例1乃至4の消音器を使用した場合と、従来技術の膨張型消音器(比較例1)を使用した場合との騒音を測定した。
【0030】
騒音測定は、暗騒音25dB(A)以下の一般洋室の環境下において、普通騒音計(RION社製、NL−05型)を使用して測定した。その結果を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】
上記のように、本発明の実施の形態に係る各実施例の消音器を使用することにより、消音器を何も使用しないときの音圧レベル52dB(A)から28〜33dB(A)にまで低減することを確認した。
【0033】
また、上記の各実施例における測定結果は、従来技術の消音器(比較例1)を使用した場合と比較して明らかに、より効果的であることを示している。
すなわち、図9から図12に実施例1から4の1/3オクターブ分析音圧レベルの特性図、図13に比較例1の1/3オクターブ分析音圧レベルの特性図を示す。
【0034】
図示から容易に把握できるように、従来技術の膨張型消音器では、吸気オリフィスを気流が通過する際に発生する2500Hz以上高周波音が30dB(A)以上で確認できるが、本発明の実施の形態に係る各実施例の消音器を使用した場合は、2500Hz以上の高周波音は、いずれも25dB(A)となって、従来技術の膨張型消音器を使用した場合と比較して明らかに低レベルである。
【0035】
尚、本発明の実施にあたっては種々の変形構成が可能であり、例えば、「酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着剤を充填した少なくとも1個の吸着床と、吸着床に原料空気を供給して窒素を吸着させることにより酸素濃縮気体を生成するための空気供給手段と、空気供給手段の吸気音を低減するために、吸気路中に配設された消音器を備えた圧力変動吸着型の酸素濃縮装置において、消音器は、所定体積を有する膨張室に前記吸気が導入される膨張型消音部と、吸音材を隔壁として所定長延伸形成された延伸流路に吸気が導入される延伸流路型消音部とを組み合わせて構成され、且つ、延伸流路型消音部は、心棒部と、心棒部と同軸且つ相互に同心状に重ねて配設されたN個の管部と、それぞれの管部または心棒部の外周面とそれを外囲する管部の内周面とに挟持された厚肉円筒状空間内の一端から他端へ向かってそれぞれ螺旋状に配設されたN個の吸音材部と、各外周面と各内周面と各吸音材部で囲まれた、同心状且つN重構造の螺旋空間が吸気または排気の流路となるよう気体の導入を行う導入口、螺旋空間相互を接続する接続部、および気体の排出を行う排出口と、を有することを特徴とする酸素濃縮装置」としてもよい。
【0036】
【発明の効果】
上述の如く本発明は、空気供給装置としてのコンプレッサ吸気音および/または吸着床から濃縮された酸素以外の気体を排出する装置としての真空ポンプの排気音を、効果的に消音し、騒音の発生が極めて少ない酸素濃縮装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る酸素濃縮装置の構成図である。
【図2】図1の酸素濃縮装置が有する消音器の一実施例の断面図である。
【図3】図2の消音器の内部に使用している、延伸流路型消音部の拡大図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る実施例1の酸素濃縮装置が有する消音器の断面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る実施例2の酸素濃縮装置が有する消音器の断面図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る実施例3の酸素濃縮装置が有する消音器の断面図である。
【図7】本発明の実施の形態に係る実施例4の酸素濃縮装置が有する消音器の断面図である。
【図8】従来技術に係る酸素濃縮装置が有する膨張型消音器の断面図である。
【図9】図4の消音器を使用したときの1/3オクターブバンド音圧レベルを示す特性図である。
【図10】図5の消音器を使用したときの1/3オクターブバンド音圧レベルを示す特性図である。
【図11】図6の消音器を使用したときの1/3オクターブバンド音圧レベルを示す特性図である。
【図12】図7の消音器を使用したときの1/3オクターブバンド音圧レベルを示す特性図である。
【図13】従来技術である図8の膨張型消音器を使用したときの1/3オクターブバンド音圧レベルを示す特性図である。
【符号の説明】
1 酸素濃縮装置
2 吸着床
3 吸着剤
4 サージタンク
5 コンプレッサー(空気供給手段)
6 コンプレッサー駆動モーター
7 冷却ファン
8 コンプレッサー圧縮機構部
9 流路切換弁
10 流量設定器
11 制御装置
12 鼻カニューラ
13 吸気口
14 排気口
15 排気消音器
16 吸気消音器
17 膨張室
18 延伸流路型消音部
19 吸気オリフィス
20 排気オリフィス
21 心棒
22 吸音材量[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator using an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, and is used particularly for oxygen inhalation therapy performed on patients with chronic respiratory diseases and the like. The present invention relates to a medical oxygen concentrator. More particularly, the present invention relates to an oxygen concentrator having a silencer for reducing noise.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the number of patients suffering from respiratory organ diseases such as asthma, emphysema, and chronic bronchitis has been increasing. One of the most effective treatment methods is oxygen inhalation therapy. Such oxygen inhalation therapy is to allow a patient to inhale oxygen gas or oxygen-enriched air. Oxygen concentrators, liquid oxygen, oxygen gas cylinders, and the like are known as supply sources, but oxygen concentrators are mainly used for home oxygen therapy because of convenience during use and ease of maintenance.
[0003]
The oxygen concentrator is a device that concentrates and supplies about 21% of oxygen in the air, and includes a membrane oxygen concentrator using a membrane that selectively permeates oxygen and nitrogen or oxygen preferentially. There is a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator using an adsorbent that can be adsorbed, but the pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator is the mainstream in terms of the obtained oxygen concentration.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-120661 [Patent Document 2]
JP 2001-278603 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-153558
[Problems to be solved by the invention]
Pressure fluctuation adsorption-type oxygen concentrators are generated from these devices because they use an air supply device that compresses and supplies raw material air and a discharge device for discharging unnecessary gas other than oxygen concentrated in the adsorption bed. The intake / exhaust noise is large and noise reduction is desired.
[0006]
In order to reduce the intake / exhaust sound of the oxygen concentrator, for example, an oxygen concentrator having an expansion silencer described in JP-A-2001-120661, or an oxygen concentrator having a large-diameter tube described in JP-A-2001-278603. Although a device is used, a large volume is required to sufficiently reduce noise, and it is not suitable for miniaturization of a silencer. In order to reduce the size of the expansion silencer, it is necessary to reduce the diameter of the orifice of the gas introduction / extraction part. However, there is a problem that high-frequency airflow noise is generated as new noise.
[0007]
As means for solving the above problems, noise is reduced by covering a noise generating source with a box body to which a sound absorbing material and / or a sound insulating material is attached as in the configuration described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-153558. However, it is not a fundamental countermeasure for the problem.
[0008]
The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide an oxygen concentrator with extremely low noise in a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator. More specifically, it is an object of the present invention to provide an oxygen concentrating device in which noise generated due to intake and exhaust generated from a raw material air supply device and / or an unnecessary gas discharge device of an adsorption bed is reduced.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve such problems, the present inventor has found the following oxygen concentrator and a silencer mounted thereon.
[0010]
That is, the present invention has an expansion chamber having a predetermined volume in a supply pipe that supplies raw air and / or an exhaust pipe that discharges exhaust air in an oxygen concentrator that separates oxygen in the air and generates oxygen-enriched gas. The present invention provides an oxygen concentrator comprising a silencer including an expansion channel type silencer having an expansion type silencer and an extension channel formed with a sound absorbing material as a partition for a predetermined length.
[0011]
Further, the present invention is characterized in that the silencer is provided with an extension channel of the extension channel type silencer so as to surround the expansion chamber of the expansion type silencer, and in particular, the extension channel. The mold silencer is provided with a spiral sound absorbing material on the outer periphery of the expansion chamber of the expansion silencer to form a spiral extension flow path, and the extension flow path type silencer is disposed concentrically. It is composed of multiple pipes, and includes a sound absorbing material part spirally wound from one end to the other end of the outer peripheral surface of the pipe part, forming a spiral space between the pipes and each space sequentially The present invention provides an oxygen concentrator provided with folded connection portions that are connected to each other.
[0012]
Further, the present invention provides the silencer in which an extension channel of the extension channel type silencer is disposed inside the expansion chamber of the expansion type silencer, or the silencer includes the expansion type silencer. It is an object of the present invention to provide an oxygen concentrating device in which the extended flow path type silencer is disposed in series along an intake or exhaust flow path.
[0013]
In addition, the extended flow path type silencer includes a spiral member made of a sound absorbing material, and includes a spiral extended flow path. The spiral member includes a mandrel part and an outer periphery of the mandrel part. It is composed of a sound-absorbing material part spirally wound from one end to the other end of the surface, and the extended flow path type muffler part is composed of multiple pipes arranged concentrically, A sound-absorbing material portion spirally wound from one end of the outer peripheral surface to the other end is provided, and a spiral space is formed between the tubes, and a folded connection portion that sequentially connects each space is provided. An oxygen concentrator characterized by the above is provided.
[0014]
Further, the oxygen concentrating device has at least one adsorbent bed filled with an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, and feeds raw air to the adsorbent bed to adsorb nitrogen to thereby concentrate the oxygen-enriched gas. An air supply means having a pressure pump function for generating gas and / or a vacuum pump function for desorbing and regenerating the adsorbed nitrogen, and the silencer is a feed air supply pipe and / or exhaust air to the air supply means An oxygen concentrator provided in the exhaust pipe is provided.
[0015]
Furthermore, the present invention is a silencer comprising an expansion-type silencer having an expansion chamber having a predetermined volume, and an extended flow-path-type silencer having an extended flow path formed by extending a predetermined length by using a sound absorbing material as a partition, The present invention provides a silencer, characterized in that an extension channel of the extension channel type silencer is disposed so as to surround the expansion chamber of the expansion type silencer, and in particular, the extension channel silencer The section is composed of multiple pipes arranged concentrically, and includes a sound absorbing material section spirally wound from one end to the other end of the outer peripheral surface of the pipe section, and a spiral space between the pipes And a silencer characterized in that it includes a folded connection portion that sequentially connects the spaces to each other.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An oxygen concentrator which is a preferred example according to an embodiment of the present invention is an apparatus that separates nitrogen in air and supplies high-concentration oxygen. For example, as an adsorbent that can selectively adsorb nitrogen from oxygen This is a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator that takes out oxygen by filling molecular sieve zeolite 5A, 13X or lithium-based zeolite into an adsorption cylinder and supplying pressurized air produced by an air compressor.
[0017]
The oxygen concentrator of this embodiment which is a pressure fluctuation type adsorption oxygen concentrator will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of the oxygen concentrator of this embodiment. Pressurized air compressed from the atmosphere by the
[0018]
Here, since the amount of nitrogen that can be adsorbed in one step is determined by the amount and type of the adsorbent 3, the adsorbent 3 is switched before the amount of nitrogen adsorbed on the adsorbent 3 is saturated. By switching the valve 9, the
[0019]
The
[0020]
FIG. 2 is a configuration diagram of the
[0021]
FIG. 3 is an enlarged view of the extended flow path muffler 18 included in the oxygen concentrator of this embodiment. There is a mandrel 21 of an appropriate thickness inside the tube, and a
[0022]
The silencer included in the oxygen concentrator of this embodiment includes an expansion-type silencer that introduces intake air into an expansion chamber having a predetermined volume, and an extended flow path that is formed to extend a predetermined length using a sound-absorbing material as a partition, as described below. It is characterized in that it is configured in combination with an extended flow path type muffler part into which intake air is introduced.
[0023]
The silencer having the above-described configuration includes an air supply means for generating oxygen-enriched gas by supplying raw air to the adsorption bed and adsorbing nitrogen, and the adsorption bed for purging nitrogen from the adsorption bed. In order to reduce the intake noise and / or exhaust noise of the air supply means and / or the vacuum pump in the vacuum pump for sucking the internal gas, the vacuum pump is disposed in at least one of the respective intake passages and exhaust passages. The oxygen concentrator is used as at least one of the silencers.
[0024]
【Example】
[Example 1]
FIG. 4 is a configuration diagram of a silencer included in the oxygen concentrator according to the present embodiment described above, and an intake orifice φ5 mm, an expansion chamber φ30 mm, L = 200 mm, an extended flow path type silencer φ15 mm, and a length of 100 mm It is attached to the internal exhaust orifice side.
[0025]
[Example 2]
FIG. 5 is a configuration diagram of a silencer included in the oxygen concentrator according to the present embodiment. The difference from the configuration illustrated in FIG. 4 is that the extended flow path type silencer is attached to the intake orifice side. is there. That is, the silencer shown in FIGS. 4 and 5 is configured by disposing the extension flow path of the extension flow path type muffler inside the expansion chamber of the expansion type muffler.
[0026]
[Example 3]
FIG. 6 is a configuration diagram of a silencer included in the oxygen concentrator according to the present embodiment. The difference from the configurations illustrated in FIGS. 4 and 5 is that the extended flow path type silencer is disposed on the exhaust orifice side outside the expansion chamber. It is a point attached to. That is, the silencer shown in FIG. 6 is configured by disposing an expansion-type silencer and an extended flow path-type silencer in series along the intake or exhaust flow path.
[0027]
[Example 4]
FIG. 7 is a configuration diagram of a silencer included in the oxygen concentrator according to the present embodiment. An extended flow path type silencer is provided between an intake orifice φ5 mm, an expansion chamber φ30 mm, L = 200 mm, and an expansion chamber outer shell φ40 mm. Provided. That is, the silencer shown in FIG. 7 is configured by arranging the extension flow path of the extension flow path type muffler so as to surround the expansion chamber of the expansion muffler.
[0028]
[Comparative Example 1]
FIG. 8 shows an expansion-type silencer according to the prior art, in which an intake orifice φ5 mm, an expansion chamber φ30 mm, and L = 200 mm.
[0029]
[Comparison of noise reduction effect in each example and comparative example]
In the oxygen concentrator having the configuration described above, noise was measured when the silencer of Examples 1 to 4 described above was used and when the expansion silencer of the prior art (Comparative Example 1) was used. .
[0030]
The noise measurement was performed using a normal sound level meter (manufactured by RION, model NL-05) in an environment of a general Western room with a background noise of 25 dB (A) or less. The results are shown in Table 1.
[0031]
[Table 1]
[0032]
As described above, by using the silencer of each example according to the embodiment of the present invention, from the sound pressure level 52 dB (A) when no silencer is used to 28 to 33 dB (A). It was confirmed that it was reduced.
[0033]
In addition, the measurement results in each of the above examples clearly show that it is more effective than the case where the silencer of the prior art (Comparative Example 1) is used.
That is, FIG. 9 to FIG. 12 are characteristic diagrams of the 1/3 octave analysis sound pressure level of Examples 1 to 4, and FIG. 13 is a characteristic diagram of the 1/3 octave analysis sound pressure level of Comparative Example 1.
[0034]
As can be easily understood from the drawing, in the expansion silencer of the prior art, the high frequency sound of 2500 Hz or higher generated when the airflow passes through the intake orifice can be confirmed at 30 dB (A) or higher. When using the silencer of each embodiment according to the present invention, the high-frequency sound of 2500 Hz or more is 25 dB (A), which is clearly lower than the case of using the expansion silencer of the prior art. It is.
[0035]
In the implementation of the present invention, various modifications are possible. For example, “at least one adsorption bed filled with an adsorbent that preferentially adsorbs nitrogen over oxygen, and feed air to the adsorption bed. Pressure fluctuation adsorption type equipped with an air supply means for generating oxygen-enriched gas by adsorbing nitrogen and a muffler disposed in the intake passage to reduce the intake noise of the air supply means In the oxygen concentrator, the silencer includes an expansion-type silencer that introduces the intake air into an expansion chamber having a predetermined volume, and an extension in which intake air is introduced into an extension flow path that is formed to have a predetermined length by using a sound absorbing material as a partition The extending channel type silencer is composed of a mandrel part, N pipe parts arranged coaxially and concentrically with each other, respectively. The outer surface of the pipe or mandrel and the surrounding area N sound-absorbing material portions arranged spirally from one end to the other end in the thick cylindrical space sandwiched between the inner peripheral surface of the tube portion, each outer peripheral surface, and each inner peripheral surface, An inlet for introducing gas so that a concentric and N-layered spiral space surrounded by each sound absorbing material portion serves as a flow path for intake or exhaust, a connecting portion for connecting the spiral spaces, and discharge of gas It is good also as an oxygen concentration apparatus characterized by having the discharge port to perform.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, the present invention effectively silences the compressor intake sound as the air supply device and / or the exhaust sound of the vacuum pump as the device that discharges the gas other than oxygen concentrated from the adsorption bed, thereby generating noise. Therefore, it is possible to provide an oxygen concentrator with very little.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an oxygen concentrator according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of one embodiment of a silencer included in the oxygen concentrator in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of an extended flow path type silencer used in the silencer of FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view of a silencer included in the oxygen concentrating device of Example 1 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a silencer included in the oxygen concentrating device of Example 2 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a silencer included in the oxygen concentrating device of Example 3 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a silencer included in the oxygen concentrating device of Example 4 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of an expansion silencer included in an oxygen concentrator according to the prior art.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a 1/3 octave band sound pressure level when the silencer of FIG. 4 is used.
10 is a characteristic diagram showing a 1/3 octave band sound pressure level when the silencer of FIG. 5 is used. FIG.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a 1/3 octave band sound pressure level when the silencer of FIG. 6 is used.
12 is a characteristic diagram showing a 1/3 octave band sound pressure level when the silencer of FIG. 7 is used. FIG.
13 is a characteristic diagram showing a 1/3 octave band sound pressure level when using the expansion silencer of FIG. 8 which is the prior art.
[Explanation of symbols]
1
6 Compressor drive motor 7 Cooling fan 8 Compressor compression mechanism 9 Flow
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