JP2005021379A - 酸素濃縮装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の駆動による騒音をマスクし、リラックス効果を高めることができる酸素濃縮装置を提供することを目的とする。
【解決手段】上記課題を解決するために、室内空気を吸引する真空ポンプと、上記真空ポンプで吸引した上記室内空気から高密度酸素の空気を吐出する酸素富化膜とを有する酸素濃縮装置であって、上記高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、上記高密度酸素の空気中の湿気を排除するクーラーを有する構成とされる。
【選択図】 図２
【解決手段】上記課題を解決するために、室内空気を吸引する真空ポンプと、上記真空ポンプで吸引した上記室内空気から高密度酸素の空気を吐出する酸素富化膜とを有する酸素濃縮装置であって、上記高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、上記高密度酸素の空気中の湿気を排除するクーラーを有する構成とされる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素濃縮装置に係り、特に、酸素富化膜及び真空ポンプを利用して酸素濃度の高い空気を吐出させる酸素濃縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸素富化膜を利用して真空ポンプで吸引した室内空気から窒素を排出し、高密度酸素の空気を吐出する酸素濃縮装置が存在する。利用者が酸素濃縮装置により吐出される高濃度酸素の空気を所定流量吸入した場合、有酸素運動により酸素を取り込んで脂肪を燃焼させる場合と同様のダイエット効果が期待できる。それだけでなく、肌の弾力を維持し、肌のくすみを防止するなどの美容上の効果や、基礎代謝や新陳代謝を促進し、アレルギー症状を緩和したり、二日酔いの緩和やリフレッシュ等の効果を得ることができる。
【０００３】
しかしながら、このような酸素濃縮装置は、主に保健医療の一環として日常生活の呼吸補助、心肺疾病の早期改善などの目的で使用される場合がほとんどである。また、従来の酸素濃縮装置は、大型で設置場所を取ってしまうため、一般の健常者が上記のように美容やリラクゼーション、健康維持を目的として家庭で気軽に使用できる補助機材として普及していないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の酸素濃縮装置において、長時間真空ポンプで吸引して酸素濃縮を行う場合、酸素富化膜の酸素濃縮の原理により、空気中の湿度が膜を通過した後、空気中に放出するとき、圧縮された空気が急激に膨張するため、結露が発生してしまう。この結露した水滴は、高濃度酸素の空気を吐出する鼻カニューレやヘッドセットの管を通して噴出し、酸素吸引時に吐出口に水が詰まり、酸素の放出が出来ず、利用者にも不快感を与えてしまうという問題点があった。
【０００５】
また、酸素吸引後に鼻カニューレやヘッドセットの管の中に水滴が残るため、その水滴から雑菌が繁殖してしまう。従って、雑菌の繁殖を防ぐために抗菌剤入チューブを用いることによりコストが増加し、鼻カニューレやヘッドセットの管の水抜きなどの処置をしなければならず、酸素濃縮装置を最良な状態に維持するための手間が煩雑になってしまうという問題点があった。
【０００６】
また、従来の酸素濃縮装置は、真空ポンプの駆動による機械的な脈動により、酸素吸引時に吐出口などで騒音が発生し、利用者に不快感を与えてしまい、リラックス効果を与えることが難しいという問題点があった。
【０００７】
また、従来の酸素濃縮装置では、医療機器の独特の無機質な外観から、購買意欲を減退させる要因となったり、また、使用時にも不快感を与えてしまう場合があるという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の駆動による騒音をマスクし、リラックス効果を高めることができる酸素濃縮装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、室内空気を吸引する真空ポンプと、上記真空ポンプで吸引した上記室内空気から高密度酸素の空気を吐出する酸素富化膜とを有する酸素濃縮装置であって、上記高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、上記高密度酸素の空気中の湿気を排除するクーラーを有する構成とされる。
【００１０】
このような酸素濃縮装置では、酸素富化膜からの高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、上記高密度酸素の空気中の湿気を排除するクーラーを有することにより、湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の駆動による騒音をマスクし、リラックス効果を高めることができる。
【００１１】
高密度酸素の空気を吐出する際に発生する騒音をマスクするという観点から、本発明は、請求項２に記載されるように、上記クーラーは、上記高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させる空間を有し、上記空間の入力側のパイプと、上記空間の出力側のパイプと、上記空間とにより機械的なローパスフィルターを構成する構成としてもよい。
【００１２】
このような酸素濃縮装置では、クーラーの高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させる空間の入力側のパイプと、空間の出力側のパイプと、その空間とにより機械的なローパスフィルターを構成することにより、高密度酸素の空気を吐出する際に発生する騒音をマスクすることができる。
【００１３】
真空ポンプの駆動により発生する高周波数の騒音をマスクするという観点から、本発明は、請求項３に記載されるように、所定の容器に封入されたシリコンオイル内で気泡を発生させる気泡発生装置を有し、上記気泡発生装置による上記気泡発生時の低周波数の音響で、上記真空ポンプの駆動により発生する高周波数の騒音をマスクする構成としてもよい。
【００１４】
このような酸素濃縮装置では、気泡発生装置による気泡発生時の低周波数の音響で、真空ポンプの駆動により発生する高周波数の騒音をマスクすることにより、真空ポンプの騒音をマスクすると共に、気泡発生装置によりリラックス効果を高めることができる。
【００１５】
吸引、吐出する空気の流量及び流出方向を略等しくするという観点から、本発明は、請求項４に記載されるように、上記酸素富化膜へ吸引される上記室内空気と、上記酸素富化膜から排出される高濃度窒素の空気との流量及び流出方向を略等しくする構成としてもよい。
【００１６】
このような酸素濃縮装置では、酸素富化膜へ吸引される上記室内空気と、酸素富化膜から排出される高濃度窒素の空気との流量及び流出方向を略等しくすることにより、効率的に最適な高濃度酸素の空気を吐出させることができる。
【００１７】
ヘッドセットの装着により効率的に利用者へ高濃度酸素の空気を提供するという観点から、本発明は、請求項５に記載されるように、利用者の頭部に固定し、上記利用者の鼻腔近辺に上記高密度酸素の空気を吐力するノズルを有するヘッドセットを有する構成としてもよい。
【００１８】
このような酸素濃縮装置では、利用者の頭部に固定して利用者の鼻腔近辺に高密度酸素の空気を吐力するノズルを有するヘッドセットを有することにより、ヘッドセットの装着により効率的に利用者へ高濃度酸素の空気を提供することができる。
【００１９】
リラックス効果を高めるという観点から、本発明は、請求項６に記載されるように、上記ヘッドセットは、上記ノズルへ上記高密度酸素の空気を供給する流路中にアロマオイルを貯蔵するアロマバスケットを有し、上記高密度酸素の空気と共に上記アロマオイルの分子を吐出させる構成としてもよい。
【００２０】
このような酸素濃縮装置では、ヘッドセットがノズルへ高密度酸素の空気を供給する流路中にアロマオイルの分子と高密度酸素の空気とを吐出させることにより、リラックス効果を高めることができる。
【００２１】
騒音をマスクすると共にリラックス効果を高めるという観点から、本発明は、請求項７に記載されるように、上記ヘッドセットは、上記利用者の耳へオーディオ信号を出力するオーディオ信号出力手段を有し、上記オーディオ信号により上記酸素濃縮装置の駆動により発生する騒音をマスクする構成としてもよい。
【００２２】
このような酸素濃縮装置では、ヘッドセットの信号出力手段からのオーディオ信号により酸素濃縮装置の駆動により発生する騒音をマスクすることにより、騒音をマスクすることができると共に、リラックス効果を高めることができる。
【００２３】
空気中にマイナスイオンを発生するという観点から、本発明は、請求項８に記載されるように、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置を有する構成としてもよい。
【００２４】
このような酸素濃縮装置では、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置を有することにより、リラックス効果を高めることができる。
【００２５】
酸素濃縮装置の騒音をマスクするという観点から、本発明は、請求項９に記載されるように、上記真空ポンプの下部と、上記真空ポンプ及び上記酸素富化膜を格納した酸素発生ユニットの下部と、上記酸素濃縮装置の下部とに、２つ以上のゴム足が設置されている構成としてもよい。
【００２６】
このような酸素濃縮装置では、真空ポンプの下部と、酸素発生ユニットの下部と、酸素濃縮装置の下部とに２つ以上のゴム足が設置されていることにより、酸素濃縮装置で発生する騒音を緩衝することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の一形態に係る酸素濃縮装置における分解斜視図である。図１において、酸素濃縮装置１０は、室内空気を吸引し、その室内空気の酸素を濃縮させた高密度酸素の空気を吐出する装置であり、主に、各構成が収納されるメインケース９と、酸素濃縮装置１０の前面を覆うフロントパネル１１と、所定の容器に封入されたシリコンオイル内で気泡を発生させるイミテーション気泡発生装置１２と、酸素濃度等を表示するためのＬＥＤパネル１３と、マイナスイオンを発生するためのマイナスイオン用電極１４と、高濃度酸素を吐出するＯ２発生ユニット１５と、各構成に電源を供給するＡＣ／ＤＣ電源装置１６と、マイナスイオン用電源１７と、高密度酸素の空気をヘッドセット２５へ供給するエアーコネクター２４と、温度を検出する温度センサー３５と、湿度を検出する湿度センサー３６と、利用者が高濃度酸素を吸引するためのヘッドセット２５とで構成される。尚、ここで約４０％の濃度の酸素を有する高濃度酸素の空気が吐出されるものとする。
【００２９】
次に、酸素濃縮装置１０の各構成について詳細に説明する。
【００３０】
メインケース９の内部には、酸素濃縮装置１０の各構成が収納されると共に、上部にエアーコネクター２４が設置されている。フロントパネル１１は、酸素濃縮装置１０の前面を覆うパネルであり、温度、湿度、酸素濃度の検出結果を表示するディスプレイや、酸素濃縮装置１０の駆動をオン、オフするボタンが設けられている。
【００３１】
イミテーション気泡発生装置１２には、下部に複数の小さい孔が設けられたパイプが設置され、パイプに空気を供給することにより、孔から気泡をシリコンオイル中に発生させる。更に、イミテーション気泡発生装置１２の下部には、イミテーション気泡発生装置１２をライトアップするライトアップＬＥＤが設けられている。イミテーション気泡発生装置１２による気泡発生音により酸素濃縮装置１０の駆動、特に真空ポンプ１５６による騒音をマスクすることができ、リラックス効果を高めることができる。この騒音のマスクについては、図５で詳細に説明する。また、このイミテーション気泡発生装置１２や、フロントパネル１１の形状などにより、酸素濃縮装置１０の外観から購買意欲を促進させることができる。尚、ライトアップＬＥＤによる光は、水色、ピンクなど、利用者が視覚的にリラックスできる色の光が用いられ、光の色を利用者により設定変更するようにしてもよい。
【００３２】
ＬＥＤパネル１３は、酸素濃縮装置１０を制御するＣＰＵに接続され、酸素濃度、温度、湿度等の表示や、電源のオン、オフを示すランプの点灯を行う。マイナスイオン用電極１４は、マイナスイオン用電源１７に接続され、マイナスイオンを発生して放出２３する。例えば、マイナスイオン用電極１４は、ＣＰＵの制御によりマイナスイオンのレベルが所定値より下がった場合、マイナスイオンを放出するようにしてもよい。尚、マイナスイオン用電極１４に限定されることなく、α波を検出、発生する装置を設けるようにしてもよい。
【００３３】
Ｏ２発生ユニット１５は、酸素富化膜、真空ポンプ、ＴＥクーラー、第１、２ファン１５２、１５３等を有し、エアーコネクター２４と接続されている。Ｏ２発生ユニット１５は、室内空気を吸引して高濃度酸素を吐出すると共に、ＴＥクーラーや真空ポンプの熱と酸素富化膜から発生したＮ２を排出する。尚、Ｏ２発生ユニット１５の内部構造については、図２で詳細に説明する。
【００３４】
ＡＣ／ＤＣ電源装置１６は、ＣＰＵの制御に基づいて、Ｏ２発生ユニット１５やＬＥＤパネル１３等に電源を供給し、各構成が駆動される。エアーコネクター２４は、Ｏ２発生ユニット１５から吐出された高密度酸素の空気をヘッドセット２５へ供給する。温度センサー３５は、室内の温度を検出し、検出結果をＣＰＵに提供する。湿度センサー３６は、室内の湿度を検出し、検出結果をＣＰＵに提供する。ヘッドセット２５は、高密度酸素の空気を吐出するノズルを有し、利用者の頭部に設置してノズルから利用者の鼻腔の近辺にその高濃度酸素の空気を提供する。
【００３５】
次に、酸素濃縮装置１０により高濃度酸素を吐出するまでの空気の流れを説明する。先ず、酸素濃縮装置１０のＯ２発生ユニット１５の左側から、真空ポンプにより室内空気１８が吸引される。Ｏ２発生ユニット１５では酸素富化膜を介して高濃度酸素の空気がＴＥクーラーへ吐出され、高濃度酸素の空気の湿気が排除される。湿気が排除された高濃度酸素の空気は、エアーコネクター２４から吐出される。また、Ｏ２発生ユニット１５の第１ファン１５２から、ＴＥクーラー、真空ポンプの熱が排出され、第２ファン１５３から酸素富化膜により排出されたＮ２が排出される。尚、Ｏ２発生ユニット１５内の各構成の配置及び高濃度酸素の空気の吐出、熱の排出、Ｎ２の排出における流量、方向は上記に限定されるだけでなく、熱の排出、Ｎ２の排出における流量、方向が、吸引された室内空気の流量、方向とほぼ等しくなるように、流路での抵抗を最小限にした配置であれば他の配置でも適応可能である。このように、流路での抵抗を最小限にした配置にすることにより、効率的に最適な高濃度酸素の空気を吐出させることができる。
【００３６】
このように、Ｏ２発生ユニット１５内の真空ポンプで吸引した室内空気を酸素富化膜から高密度酸素の空気を吐出し、ＴＥクーラーにより高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させて高密度酸素の空気中の湿気を排除することにより、ヘッドセットの管の水抜きなど、酸素濃縮装置１０を最良な状態に維持するための処置を行なうことなく、湿気を排除した最適な高濃度酸素の空気を吐出させることができる。
【００３７】
次に、Ｏ２発生ユニット１５の内部構造について説明する。
【００３８】
図２は、本発明のＯ２発生ユニットの内部を示すブロック構成図である。図２において、Ｏ２発生ユニット１５は、クールサイドとホットサイドの２つの空間を有し、室内空気１６０の吸引口となるプレフィルター１５０、第１ファン１５２と、ＴＥクーラー１５５の冷却面と逆の面に発生する熱を冷却するヒートシンク１５４、高密度酸素の空気を冷却するＴＥクーラー１５５、除湿装置１５８と、高濃度酸素の空気を吐出する酸素富化膜１５１と、室内空気１６０を吸引する真空ポンプ１５６と、Ｎ２空気１６２を排出する第２ファン１５３と、ホットサイドの熱気１６３を排出する通風口１５７とで構成されている。また、ＴＥクーラー１５５はペルチェ素子で構成され、ヒートシンク１５４によりＴＥクーラー１５５の熱を発生する面が冷却される。
【００３９】
先ず、クールサイド側では真空ポンプ１５６の駆動によりプレフィルター１５０から室内空気１６０が吸引され、酸素富化膜１５１を介して吐出された高濃度酸素の空気が除湿装置１５８に供給される。除湿装置１５８内で、ＴＥクーラー１５５により高濃度酸素の空気が冷却され、湿気が結露することにより湿気がマスクされる。湿気がマスクされた高濃度酸素の空気は、吐出口１６１から吐出される。このとき、第２ファン１５３から、酸素富化膜１５１を介して排出されたＮ２空気１６２が排出される。ホットサイド側では、ヒートシンク１５４、真空ポンプ１５６の駆動により発生した熱を、第１ファン１５２から吸引された室内空気１６０により冷却し、ホットサイドの熱気１６３として通風口１５７から排出する。
【００４０】
このように、酸素富化膜１５１を介して吐出された高濃度酸素の空気が除湿装置１５８内で、ＴＥクーラー１５５により高濃度酸素の空気が冷却され、湿気が結露することにより湿気をマスクすることにより、ヘッドセットの管の水抜きなど、酸素濃縮装置１０を最良な状態に維持するための処置を行なうことなく、湿気を排除した最適な高濃度酸素の空気を吐出させることができる。
【００４１】
次に、除湿装置１５８の機能について詳細に説明する。図３は、除湿装置の断面と、除湿装置の騒音マスク機能を示すフィルター等価回路とを示す図である。図３（Ａ）は除湿装置１５８の断面を示している。図３（Ａ）において、除湿装置１５８は、ＴＥクーラー１５５の下面に設置され、ＴＥクーラー１５５の上面にヒートシンク１５４が設置されている。除湿装置１５８は、酸素富化膜１５１を介して吐出された湿気を含む高濃度酸素の空気（４０％Ｏ２）１６５がパイプ６０を通して供給され、ヒートシンク１５４及びＴＥクーラー１５５による冷却により、ＴＥクーラー１５５の設置面に水滴１６７が発生する。湿気がマスクされた高濃度酸素の空気１６６は、パイプ６１を通して吐出される。また、除湿装置１５８に溜まった水滴１６７は排出口１６８から排出される。このように、除湿装置１５８に酸素富化膜１５１からの高濃度酸素の空気を通過させることにより、湿気を排除することができると共に、更に酸素濃度を高めることができる。
【００４２】
図３（Ｂ）は除湿装置１５８の騒音マスク機能を示すフィルター等価回路図である。図３（Ｂ）において、除湿装置１５８は、入力側のパイプ６０、出力側のパイプ６１の断面積を抵抗Ｒとし、除湿装置１５８の容量をＣとして機械的なローパスフィルター等価回路を構成している。ここでは、ｆＣ＝πＬＣＲ／２、Ｌ＝８ρ／πｒ２、Ｃ＝４０Ｘ４０Ｖ１０＝１６Ｃｍ２、Ｒ＝８μ／πｒ２とし、一次の音響フィルターを構成するものとする。従って、除湿装置１５８が機械的なローパスフィルターを構成することにより、真空ポンプ１５６の吸引時に発生する脈動を平滑化し軽減する、即ち、真空ポンプ１５６の駆動により発生する振動をマスクすることができる。
【００４３】
次に、酸素濃縮装置１０の電力供給に関して説明する。図４は、本発明の酸素濃縮装置の電力供給に関するブロック構成図である。図４において、酸素濃縮装置１０のＡＣ／ＤＣ電源装置１６では、ＡＣアダプタ３０から電源（１００Ｖ）が供給され、ＣＰＵ３７の制御に応じて６Ｖの電源端子３２、１２Ｖの電源端子３３を介して各構成へ電源が供給される。６Ｖの電源端子３２は、温度センサー３５、湿度センサー３６、ＣＰＵ３７、イミテーション気泡発生装置１２に接続されるトランジスタスイッチ４１に接続され、各構成に電源が供給される。１２Ｖの電源端子３３は、真空ポンプ１５６、ＴＥクーラー１５５、マイナスイオン電極１４、第１ファン１５２、第２ファン１５３と接続されるトランジスタスイッチ４１に接続され、各構成に電源が供給される。
【００４４】
ＣＰＵ３７は、電源端子３２から電源が供給され、温度センサー３５、湿度センサー３６と接続され、トランジスタスイッチ４１を介して真空ポンプ１５６、ＴＥクーラー１５５、マイナスイオン電極１４、第１ファン１５２、第２ファン１５３、イミテーション気泡発生装置１２と接続されている。ＣＰＵ３７は、接続された真空ポンプ１５６、ＴＥクーラー１５５、マイナスイオン電極１４、第１ファン１５２、第２ファン１５３、イミテーション気泡発生装置１２をトランジスタスイッチ４１により電源のオン、オフの制御を行う。ＣＰＵ３７は、温度センサー３５、湿度センサー３６から供給された信号に基づいて、トランジスタスイッチアレイ３８に信号を供給する。トランジスタスイッチアレイ３８は、ＣＰＵ３７から供給された信号に基づいて、ＬＥＤパネルボード３９、ライトアップＬＥＤ４０に信号を供給する。ＬＥＤパネルボード３９は、供給された信号に基づいて温度や湿度、吐出させる酸素濃度等を表示する。ライトアップＬＥＤ４０供給された信号に基づいて、イミテーション気泡発生装置１２をライトアップする電源のオン、オフを行なう。
【００４５】
このように、ＣＰＵ３７の制御により酸素濃縮装置１０を駆動させ、酸素をマスクした高濃度酸素を吐出し、また、イミテーション気泡発生装置１２を駆動させることにより、湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の真空ポンプの駆動による騒音をイミテーション気泡の発生音によりマスクすることができる。尚、真空ポンプ１５６は、１２Ｖの電源端子３３からの電源により駆動が可能であるため、車に搭載可能な装置への改良など、派生開発が容易となる。
【００４６】
次に、イミテーション気泡発生装置１２の機能について説明する。図５は、イミテーション気泡の発生音により真空ポンプの騒音をマスクする概念を説明するための図である。図５に示すグラフは、縦軸を音響パワー（ｄＢ）とし、横軸を周波数（Ｈｚ）として騒音の特性を示している。図５（Ａ）は、真空ポンプ１５６の吸引時に発生する騒音の特性のグラフであり、高周波数の騒音を示している。図５（Ｂ）は、イミテーション気泡発生装置１２による気泡発生時の騒音の特性のグラフであり、低周波数の騒音を示している。図５（Ｃ）は、真空ポンプ１５６の吸引時に発生する騒音（図５（Ａ））とイミテーション気泡発生装置１２による気泡発生時の騒音（図５（Ｂ））とを合わせて示したグラフである。図５（Ｄ）は、真空ポンプ１５６の騒音とイミテーション気泡発生装置１２の騒音との合成騒音特性を示している。真空ポンプ１５６の高周波数の騒音は、イミテーション気泡発生装置１２の低周波数の騒音によりマスクされるため、図５（Ｄ）に示すように全体として騒音が小さくなる。このように、イミテーション気泡発生装置１２の気泡発生音により、真空ポンプ１５６の吸引時の騒音をマスクすることができる。
【００４７】
次に、酸素濃縮装置１０の騒音対策について説明する。図６は、酸素濃縮装置の騒音対策の構成について説明するための図である。図６において、酸素濃縮装置１０には、メインケース９の底面の所定箇所、例えば底面の４つの隅にゴム足７０が設置されている。更に、Ｏ２発生ユニット１５の底面、及び真空ポンプ１５６の下部の２点にゴム足７０が設置されている。従って、真空ポンプ１５６の駆動による振動及び騒音をゴム足７０により緩衝することができる。また、メインケース９の外壁の厚みを３ｍｍ以上に形成したり、Ｏ２発生ユニット１５の内壁に吸音材（ウレタン系多孔質材）を貼ることにより、真空ポンプ１５６の駆動による振動及び騒音を吸収、緩衝することができる。
【００４８】
次に、ヘッドセット２５の設置位置と、ヘッドセット２５の構成について説明する。図７は、本発明のヘッドセットの設置位置を示す斜視図である。図７（Ａ）は、酸素濃縮装置１０を上から見た図であり、図７（Ｂ）は、酸素濃縮装置１０を斜め後方から見た図であり、図７（Ｃ）は、酸素濃縮装置１０を後方正面から見た図である。ヘッドセット２５は、酸素濃縮装置１０を使用しない場合、酸素濃縮装置１０の背面に設けられているフック２６に掛けて設置される。このように、ヘッドセット２５を酸素濃縮装置１０の後方に設けられたフック２６に掛けて収納することにより、場所を取ることなく利用者から見えない位置にコンパクトにヘッドセット２５を収納することができ、酸素濃縮装置の外観をより良く見せることができる。
【００４９】
図８は、本発明のヘッドセットを示す斜視図である。図８において、ヘッドセット２５は、高濃度酸素の空気が吐出されるノズル２８と、音楽などの音響を出力するヘッドフォン２７と、酸素チューブ７０とノズル２８とを接続すると共に、ヘッドフォン２７を固定する固定部６９と、高濃度酸素の空気をノズル２８に供給する酸素チューブ７０とで構成される。図９は、本発明のヘッドセットの一部を示す分解斜視図である。図９において、固定部６９には、ステレオプラグ６５が差し込まれ、ステレオからの音響がヘッドフォン２７に提供される。固定部６９の側面には、アロマオイルを収納するアロマバスケット６７と、アロマバスケット６７を覆うカバー６８とが嵌入されている。また、固定部６９のもう一方の面には固定プレート６６が嵌められ、ヘッドフォン２７と固定される。
【００５０】
このように、ヘッドセット２５には酸素チューブ７０の経路にアロマバスケット６７を設けることにより、高濃度酸素の空気と共にアロマオイルの分子を吐出させ、利用者にリラックス効果を与えることができる。また、利用者がリラックスできる音楽をヘッドフォン２７から出力することにより、酸素濃縮装置１０から発生する騒音を聞くことなく、更にリラックス効果を高めることができる。
【００５１】
このように、本発明の酸素濃縮装置１０は、酸素富化膜１５１により真空ポンプで吸引した室内空気から高密度酸素の空気を吐出し、高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、高密度酸素の空気中の湿気を排除するヒートシンク１５４、ＴＥクーラー１５５、除湿装置１５８とを有することにより、湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の駆動による騒音をマスクし、リラックス効果を高めることができる。また、イミテーション気泡発生装置１２、フロントパネル１１等の形状により、外観から購買意欲を促進させることができる。
【００５２】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、酸素富化膜からの高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、上記高密度酸素の空気中の湿気を排除するクーラーを有することにより、湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の駆動による騒音をマスクし、リラックス効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る酸素濃縮装置における分解斜視図である。
【図２】本発明のＯ２発生ユニットの内部を示すブロック構成図である。
【図３】除湿装置の断面と、除湿装置の騒音マスク機能を示すフィルター等価回路とを示す図である。
【図４】本発明の酸素濃縮装置の電力供給に関するブロック構成図である。
【図５】イミテーション気泡の発生音により真空ポンプの騒音をマスクする概念を説明するための図である。
【図６】酸素濃縮装置の騒音対策の構成について説明するための図である。
【図７】本発明のヘッドセットの設置位置を示す斜視図である。
【図８】本発明のヘッドセットを示す斜視図である。
【図９】本発明のヘッドセットの一部を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
９ メインケース
１０ 酸素濃縮装置
１１ フロントパネル
１２ イミテーション気泡発生装置
１３ ＬＥＤパネル
１４ マイナスイオン用電極
１５ Ｏ２発生ユニット
１６ ＡＣ／ＤＣ電源装置
１７ マイナスイオン用電源
２４ エアーコネクター
２５ ヘッドセット
２６ フック
２７ ヘッドフォン
２８ ノズル
３０ ＡＣアダプタ
３５ 温度センサー
３６ 湿度センサー
３７ ＣＰＵ
３８ トランジスタスイッチアレイ
３９ ＬＥＤパネルボード
４０ ライトアップＬＥＤ
４１ トランジスタスイッチ
６５ ステレオプラグ
６７ アロマバスケット
６８ カバー
６９ 固定部
７０ 酸素チューブ
１５０ プレフィルター
１５１ 酸素富化膜
１５２ 第１ファン
１５３ 第２ファン
１５４ ヒートシンク
１５５ ＴＥクーラー
１５６ 真空ポンプ
１５７ 通風口
１５８ 除湿装置
１６１ 吐出口
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸素濃縮装置に係り、特に、酸素富化膜及び真空ポンプを利用して酸素濃度の高い空気を吐出させる酸素濃縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、酸素富化膜を利用して真空ポンプで吸引した室内空気から窒素を排出し、高密度酸素の空気を吐出する酸素濃縮装置が存在する。利用者が酸素濃縮装置により吐出される高濃度酸素の空気を所定流量吸入した場合、有酸素運動により酸素を取り込んで脂肪を燃焼させる場合と同様のダイエット効果が期待できる。それだけでなく、肌の弾力を維持し、肌のくすみを防止するなどの美容上の効果や、基礎代謝や新陳代謝を促進し、アレルギー症状を緩和したり、二日酔いの緩和やリフレッシュ等の効果を得ることができる。
【０００３】
しかしながら、このような酸素濃縮装置は、主に保健医療の一環として日常生活の呼吸補助、心肺疾病の早期改善などの目的で使用される場合がほとんどである。また、従来の酸素濃縮装置は、大型で設置場所を取ってしまうため、一般の健常者が上記のように美容やリラクゼーション、健康維持を目的として家庭で気軽に使用できる補助機材として普及していないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の酸素濃縮装置において、長時間真空ポンプで吸引して酸素濃縮を行う場合、酸素富化膜の酸素濃縮の原理により、空気中の湿度が膜を通過した後、空気中に放出するとき、圧縮された空気が急激に膨張するため、結露が発生してしまう。この結露した水滴は、高濃度酸素の空気を吐出する鼻カニューレやヘッドセットの管を通して噴出し、酸素吸引時に吐出口に水が詰まり、酸素の放出が出来ず、利用者にも不快感を与えてしまうという問題点があった。
【０００５】
また、酸素吸引後に鼻カニューレやヘッドセットの管の中に水滴が残るため、その水滴から雑菌が繁殖してしまう。従って、雑菌の繁殖を防ぐために抗菌剤入チューブを用いることによりコストが増加し、鼻カニューレやヘッドセットの管の水抜きなどの処置をしなければならず、酸素濃縮装置を最良な状態に維持するための手間が煩雑になってしまうという問題点があった。
【０００６】
また、従来の酸素濃縮装置は、真空ポンプの駆動による機械的な脈動により、酸素吸引時に吐出口などで騒音が発生し、利用者に不快感を与えてしまい、リラックス効果を与えることが難しいという問題点があった。
【０００７】
また、従来の酸素濃縮装置では、医療機器の独特の無機質な外観から、購買意欲を減退させる要因となったり、また、使用時にも不快感を与えてしまう場合があるという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の駆動による騒音をマスクし、リラックス効果を高めることができる酸素濃縮装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、室内空気を吸引する真空ポンプと、上記真空ポンプで吸引した上記室内空気から高密度酸素の空気を吐出する酸素富化膜とを有する酸素濃縮装置であって、上記高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、上記高密度酸素の空気中の湿気を排除するクーラーを有する構成とされる。
【００１０】
このような酸素濃縮装置では、酸素富化膜からの高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、上記高密度酸素の空気中の湿気を排除するクーラーを有することにより、湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の駆動による騒音をマスクし、リラックス効果を高めることができる。
【００１１】
高密度酸素の空気を吐出する際に発生する騒音をマスクするという観点から、本発明は、請求項２に記載されるように、上記クーラーは、上記高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させる空間を有し、上記空間の入力側のパイプと、上記空間の出力側のパイプと、上記空間とにより機械的なローパスフィルターを構成する構成としてもよい。
【００１２】
このような酸素濃縮装置では、クーラーの高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させる空間の入力側のパイプと、空間の出力側のパイプと、その空間とにより機械的なローパスフィルターを構成することにより、高密度酸素の空気を吐出する際に発生する騒音をマスクすることができる。
【００１３】
真空ポンプの駆動により発生する高周波数の騒音をマスクするという観点から、本発明は、請求項３に記載されるように、所定の容器に封入されたシリコンオイル内で気泡を発生させる気泡発生装置を有し、上記気泡発生装置による上記気泡発生時の低周波数の音響で、上記真空ポンプの駆動により発生する高周波数の騒音をマスクする構成としてもよい。
【００１４】
このような酸素濃縮装置では、気泡発生装置による気泡発生時の低周波数の音響で、真空ポンプの駆動により発生する高周波数の騒音をマスクすることにより、真空ポンプの騒音をマスクすると共に、気泡発生装置によりリラックス効果を高めることができる。
【００１５】
吸引、吐出する空気の流量及び流出方向を略等しくするという観点から、本発明は、請求項４に記載されるように、上記酸素富化膜へ吸引される上記室内空気と、上記酸素富化膜から排出される高濃度窒素の空気との流量及び流出方向を略等しくする構成としてもよい。
【００１６】
このような酸素濃縮装置では、酸素富化膜へ吸引される上記室内空気と、酸素富化膜から排出される高濃度窒素の空気との流量及び流出方向を略等しくすることにより、効率的に最適な高濃度酸素の空気を吐出させることができる。
【００１７】
ヘッドセットの装着により効率的に利用者へ高濃度酸素の空気を提供するという観点から、本発明は、請求項５に記載されるように、利用者の頭部に固定し、上記利用者の鼻腔近辺に上記高密度酸素の空気を吐力するノズルを有するヘッドセットを有する構成としてもよい。
【００１８】
このような酸素濃縮装置では、利用者の頭部に固定して利用者の鼻腔近辺に高密度酸素の空気を吐力するノズルを有するヘッドセットを有することにより、ヘッドセットの装着により効率的に利用者へ高濃度酸素の空気を提供することができる。
【００１９】
リラックス効果を高めるという観点から、本発明は、請求項６に記載されるように、上記ヘッドセットは、上記ノズルへ上記高密度酸素の空気を供給する流路中にアロマオイルを貯蔵するアロマバスケットを有し、上記高密度酸素の空気と共に上記アロマオイルの分子を吐出させる構成としてもよい。
【００２０】
このような酸素濃縮装置では、ヘッドセットがノズルへ高密度酸素の空気を供給する流路中にアロマオイルの分子と高密度酸素の空気とを吐出させることにより、リラックス効果を高めることができる。
【００２１】
騒音をマスクすると共にリラックス効果を高めるという観点から、本発明は、請求項７に記載されるように、上記ヘッドセットは、上記利用者の耳へオーディオ信号を出力するオーディオ信号出力手段を有し、上記オーディオ信号により上記酸素濃縮装置の駆動により発生する騒音をマスクする構成としてもよい。
【００２２】
このような酸素濃縮装置では、ヘッドセットの信号出力手段からのオーディオ信号により酸素濃縮装置の駆動により発生する騒音をマスクすることにより、騒音をマスクすることができると共に、リラックス効果を高めることができる。
【００２３】
空気中にマイナスイオンを発生するという観点から、本発明は、請求項８に記載されるように、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置を有する構成としてもよい。
【００２４】
このような酸素濃縮装置では、マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置を有することにより、リラックス効果を高めることができる。
【００２５】
酸素濃縮装置の騒音をマスクするという観点から、本発明は、請求項９に記載されるように、上記真空ポンプの下部と、上記真空ポンプ及び上記酸素富化膜を格納した酸素発生ユニットの下部と、上記酸素濃縮装置の下部とに、２つ以上のゴム足が設置されている構成としてもよい。
【００２６】
このような酸素濃縮装置では、真空ポンプの下部と、酸素発生ユニットの下部と、酸素濃縮装置の下部とに２つ以上のゴム足が設置されていることにより、酸素濃縮装置で発生する騒音を緩衝することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の一形態に係る酸素濃縮装置における分解斜視図である。図１において、酸素濃縮装置１０は、室内空気を吸引し、その室内空気の酸素を濃縮させた高密度酸素の空気を吐出する装置であり、主に、各構成が収納されるメインケース９と、酸素濃縮装置１０の前面を覆うフロントパネル１１と、所定の容器に封入されたシリコンオイル内で気泡を発生させるイミテーション気泡発生装置１２と、酸素濃度等を表示するためのＬＥＤパネル１３と、マイナスイオンを発生するためのマイナスイオン用電極１４と、高濃度酸素を吐出するＯ２発生ユニット１５と、各構成に電源を供給するＡＣ／ＤＣ電源装置１６と、マイナスイオン用電源１７と、高密度酸素の空気をヘッドセット２５へ供給するエアーコネクター２４と、温度を検出する温度センサー３５と、湿度を検出する湿度センサー３６と、利用者が高濃度酸素を吸引するためのヘッドセット２５とで構成される。尚、ここで約４０％の濃度の酸素を有する高濃度酸素の空気が吐出されるものとする。
【００２９】
次に、酸素濃縮装置１０の各構成について詳細に説明する。
【００３０】
メインケース９の内部には、酸素濃縮装置１０の各構成が収納されると共に、上部にエアーコネクター２４が設置されている。フロントパネル１１は、酸素濃縮装置１０の前面を覆うパネルであり、温度、湿度、酸素濃度の検出結果を表示するディスプレイや、酸素濃縮装置１０の駆動をオン、オフするボタンが設けられている。
【００３１】
イミテーション気泡発生装置１２には、下部に複数の小さい孔が設けられたパイプが設置され、パイプに空気を供給することにより、孔から気泡をシリコンオイル中に発生させる。更に、イミテーション気泡発生装置１２の下部には、イミテーション気泡発生装置１２をライトアップするライトアップＬＥＤが設けられている。イミテーション気泡発生装置１２による気泡発生音により酸素濃縮装置１０の駆動、特に真空ポンプ１５６による騒音をマスクすることができ、リラックス効果を高めることができる。この騒音のマスクについては、図５で詳細に説明する。また、このイミテーション気泡発生装置１２や、フロントパネル１１の形状などにより、酸素濃縮装置１０の外観から購買意欲を促進させることができる。尚、ライトアップＬＥＤによる光は、水色、ピンクなど、利用者が視覚的にリラックスできる色の光が用いられ、光の色を利用者により設定変更するようにしてもよい。
【００３２】
ＬＥＤパネル１３は、酸素濃縮装置１０を制御するＣＰＵに接続され、酸素濃度、温度、湿度等の表示や、電源のオン、オフを示すランプの点灯を行う。マイナスイオン用電極１４は、マイナスイオン用電源１７に接続され、マイナスイオンを発生して放出２３する。例えば、マイナスイオン用電極１４は、ＣＰＵの制御によりマイナスイオンのレベルが所定値より下がった場合、マイナスイオンを放出するようにしてもよい。尚、マイナスイオン用電極１４に限定されることなく、α波を検出、発生する装置を設けるようにしてもよい。
【００３３】
Ｏ２発生ユニット１５は、酸素富化膜、真空ポンプ、ＴＥクーラー、第１、２ファン１５２、１５３等を有し、エアーコネクター２４と接続されている。Ｏ２発生ユニット１５は、室内空気を吸引して高濃度酸素を吐出すると共に、ＴＥクーラーや真空ポンプの熱と酸素富化膜から発生したＮ２を排出する。尚、Ｏ２発生ユニット１５の内部構造については、図２で詳細に説明する。
【００３４】
ＡＣ／ＤＣ電源装置１６は、ＣＰＵの制御に基づいて、Ｏ２発生ユニット１５やＬＥＤパネル１３等に電源を供給し、各構成が駆動される。エアーコネクター２４は、Ｏ２発生ユニット１５から吐出された高密度酸素の空気をヘッドセット２５へ供給する。温度センサー３５は、室内の温度を検出し、検出結果をＣＰＵに提供する。湿度センサー３６は、室内の湿度を検出し、検出結果をＣＰＵに提供する。ヘッドセット２５は、高密度酸素の空気を吐出するノズルを有し、利用者の頭部に設置してノズルから利用者の鼻腔の近辺にその高濃度酸素の空気を提供する。
【００３５】
次に、酸素濃縮装置１０により高濃度酸素を吐出するまでの空気の流れを説明する。先ず、酸素濃縮装置１０のＯ２発生ユニット１５の左側から、真空ポンプにより室内空気１８が吸引される。Ｏ２発生ユニット１５では酸素富化膜を介して高濃度酸素の空気がＴＥクーラーへ吐出され、高濃度酸素の空気の湿気が排除される。湿気が排除された高濃度酸素の空気は、エアーコネクター２４から吐出される。また、Ｏ２発生ユニット１５の第１ファン１５２から、ＴＥクーラー、真空ポンプの熱が排出され、第２ファン１５３から酸素富化膜により排出されたＮ２が排出される。尚、Ｏ２発生ユニット１５内の各構成の配置及び高濃度酸素の空気の吐出、熱の排出、Ｎ２の排出における流量、方向は上記に限定されるだけでなく、熱の排出、Ｎ２の排出における流量、方向が、吸引された室内空気の流量、方向とほぼ等しくなるように、流路での抵抗を最小限にした配置であれば他の配置でも適応可能である。このように、流路での抵抗を最小限にした配置にすることにより、効率的に最適な高濃度酸素の空気を吐出させることができる。
【００３６】
このように、Ｏ２発生ユニット１５内の真空ポンプで吸引した室内空気を酸素富化膜から高密度酸素の空気を吐出し、ＴＥクーラーにより高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させて高密度酸素の空気中の湿気を排除することにより、ヘッドセットの管の水抜きなど、酸素濃縮装置１０を最良な状態に維持するための処置を行なうことなく、湿気を排除した最適な高濃度酸素の空気を吐出させることができる。
【００３７】
次に、Ｏ２発生ユニット１５の内部構造について説明する。
【００３８】
図２は、本発明のＯ２発生ユニットの内部を示すブロック構成図である。図２において、Ｏ２発生ユニット１５は、クールサイドとホットサイドの２つの空間を有し、室内空気１６０の吸引口となるプレフィルター１５０、第１ファン１５２と、ＴＥクーラー１５５の冷却面と逆の面に発生する熱を冷却するヒートシンク１５４、高密度酸素の空気を冷却するＴＥクーラー１５５、除湿装置１５８と、高濃度酸素の空気を吐出する酸素富化膜１５１と、室内空気１６０を吸引する真空ポンプ１５６と、Ｎ２空気１６２を排出する第２ファン１５３と、ホットサイドの熱気１６３を排出する通風口１５７とで構成されている。また、ＴＥクーラー１５５はペルチェ素子で構成され、ヒートシンク１５４によりＴＥクーラー１５５の熱を発生する面が冷却される。
【００３９】
先ず、クールサイド側では真空ポンプ１５６の駆動によりプレフィルター１５０から室内空気１６０が吸引され、酸素富化膜１５１を介して吐出された高濃度酸素の空気が除湿装置１５８に供給される。除湿装置１５８内で、ＴＥクーラー１５５により高濃度酸素の空気が冷却され、湿気が結露することにより湿気がマスクされる。湿気がマスクされた高濃度酸素の空気は、吐出口１６１から吐出される。このとき、第２ファン１５３から、酸素富化膜１５１を介して排出されたＮ２空気１６２が排出される。ホットサイド側では、ヒートシンク１５４、真空ポンプ１５６の駆動により発生した熱を、第１ファン１５２から吸引された室内空気１６０により冷却し、ホットサイドの熱気１６３として通風口１５７から排出する。
【００４０】
このように、酸素富化膜１５１を介して吐出された高濃度酸素の空気が除湿装置１５８内で、ＴＥクーラー１５５により高濃度酸素の空気が冷却され、湿気が結露することにより湿気をマスクすることにより、ヘッドセットの管の水抜きなど、酸素濃縮装置１０を最良な状態に維持するための処置を行なうことなく、湿気を排除した最適な高濃度酸素の空気を吐出させることができる。
【００４１】
次に、除湿装置１５８の機能について詳細に説明する。図３は、除湿装置の断面と、除湿装置の騒音マスク機能を示すフィルター等価回路とを示す図である。図３（Ａ）は除湿装置１５８の断面を示している。図３（Ａ）において、除湿装置１５８は、ＴＥクーラー１５５の下面に設置され、ＴＥクーラー１５５の上面にヒートシンク１５４が設置されている。除湿装置１５８は、酸素富化膜１５１を介して吐出された湿気を含む高濃度酸素の空気（４０％Ｏ２）１６５がパイプ６０を通して供給され、ヒートシンク１５４及びＴＥクーラー１５５による冷却により、ＴＥクーラー１５５の設置面に水滴１６７が発生する。湿気がマスクされた高濃度酸素の空気１６６は、パイプ６１を通して吐出される。また、除湿装置１５８に溜まった水滴１６７は排出口１６８から排出される。このように、除湿装置１５８に酸素富化膜１５１からの高濃度酸素の空気を通過させることにより、湿気を排除することができると共に、更に酸素濃度を高めることができる。
【００４２】
図３（Ｂ）は除湿装置１５８の騒音マスク機能を示すフィルター等価回路図である。図３（Ｂ）において、除湿装置１５８は、入力側のパイプ６０、出力側のパイプ６１の断面積を抵抗Ｒとし、除湿装置１５８の容量をＣとして機械的なローパスフィルター等価回路を構成している。ここでは、ｆＣ＝πＬＣＲ／２、Ｌ＝８ρ／πｒ２、Ｃ＝４０Ｘ４０Ｖ１０＝１６Ｃｍ２、Ｒ＝８μ／πｒ２とし、一次の音響フィルターを構成するものとする。従って、除湿装置１５８が機械的なローパスフィルターを構成することにより、真空ポンプ１５６の吸引時に発生する脈動を平滑化し軽減する、即ち、真空ポンプ１５６の駆動により発生する振動をマスクすることができる。
【００４３】
次に、酸素濃縮装置１０の電力供給に関して説明する。図４は、本発明の酸素濃縮装置の電力供給に関するブロック構成図である。図４において、酸素濃縮装置１０のＡＣ／ＤＣ電源装置１６では、ＡＣアダプタ３０から電源（１００Ｖ）が供給され、ＣＰＵ３７の制御に応じて６Ｖの電源端子３２、１２Ｖの電源端子３３を介して各構成へ電源が供給される。６Ｖの電源端子３２は、温度センサー３５、湿度センサー３６、ＣＰＵ３７、イミテーション気泡発生装置１２に接続されるトランジスタスイッチ４１に接続され、各構成に電源が供給される。１２Ｖの電源端子３３は、真空ポンプ１５６、ＴＥクーラー１５５、マイナスイオン電極１４、第１ファン１５２、第２ファン１５３と接続されるトランジスタスイッチ４１に接続され、各構成に電源が供給される。
【００４４】
ＣＰＵ３７は、電源端子３２から電源が供給され、温度センサー３５、湿度センサー３６と接続され、トランジスタスイッチ４１を介して真空ポンプ１５６、ＴＥクーラー１５５、マイナスイオン電極１４、第１ファン１５２、第２ファン１５３、イミテーション気泡発生装置１２と接続されている。ＣＰＵ３７は、接続された真空ポンプ１５６、ＴＥクーラー１５５、マイナスイオン電極１４、第１ファン１５２、第２ファン１５３、イミテーション気泡発生装置１２をトランジスタスイッチ４１により電源のオン、オフの制御を行う。ＣＰＵ３７は、温度センサー３５、湿度センサー３６から供給された信号に基づいて、トランジスタスイッチアレイ３８に信号を供給する。トランジスタスイッチアレイ３８は、ＣＰＵ３７から供給された信号に基づいて、ＬＥＤパネルボード３９、ライトアップＬＥＤ４０に信号を供給する。ＬＥＤパネルボード３９は、供給された信号に基づいて温度や湿度、吐出させる酸素濃度等を表示する。ライトアップＬＥＤ４０供給された信号に基づいて、イミテーション気泡発生装置１２をライトアップする電源のオン、オフを行なう。
【００４５】
このように、ＣＰＵ３７の制御により酸素濃縮装置１０を駆動させ、酸素をマスクした高濃度酸素を吐出し、また、イミテーション気泡発生装置１２を駆動させることにより、湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の真空ポンプの駆動による騒音をイミテーション気泡の発生音によりマスクすることができる。尚、真空ポンプ１５６は、１２Ｖの電源端子３３からの電源により駆動が可能であるため、車に搭載可能な装置への改良など、派生開発が容易となる。
【００４６】
次に、イミテーション気泡発生装置１２の機能について説明する。図５は、イミテーション気泡の発生音により真空ポンプの騒音をマスクする概念を説明するための図である。図５に示すグラフは、縦軸を音響パワー（ｄＢ）とし、横軸を周波数（Ｈｚ）として騒音の特性を示している。図５（Ａ）は、真空ポンプ１５６の吸引時に発生する騒音の特性のグラフであり、高周波数の騒音を示している。図５（Ｂ）は、イミテーション気泡発生装置１２による気泡発生時の騒音の特性のグラフであり、低周波数の騒音を示している。図５（Ｃ）は、真空ポンプ１５６の吸引時に発生する騒音（図５（Ａ））とイミテーション気泡発生装置１２による気泡発生時の騒音（図５（Ｂ））とを合わせて示したグラフである。図５（Ｄ）は、真空ポンプ１５６の騒音とイミテーション気泡発生装置１２の騒音との合成騒音特性を示している。真空ポンプ１５６の高周波数の騒音は、イミテーション気泡発生装置１２の低周波数の騒音によりマスクされるため、図５（Ｄ）に示すように全体として騒音が小さくなる。このように、イミテーション気泡発生装置１２の気泡発生音により、真空ポンプ１５６の吸引時の騒音をマスクすることができる。
【００４７】
次に、酸素濃縮装置１０の騒音対策について説明する。図６は、酸素濃縮装置の騒音対策の構成について説明するための図である。図６において、酸素濃縮装置１０には、メインケース９の底面の所定箇所、例えば底面の４つの隅にゴム足７０が設置されている。更に、Ｏ２発生ユニット１５の底面、及び真空ポンプ１５６の下部の２点にゴム足７０が設置されている。従って、真空ポンプ１５６の駆動による振動及び騒音をゴム足７０により緩衝することができる。また、メインケース９の外壁の厚みを３ｍｍ以上に形成したり、Ｏ２発生ユニット１５の内壁に吸音材（ウレタン系多孔質材）を貼ることにより、真空ポンプ１５６の駆動による振動及び騒音を吸収、緩衝することができる。
【００４８】
次に、ヘッドセット２５の設置位置と、ヘッドセット２５の構成について説明する。図７は、本発明のヘッドセットの設置位置を示す斜視図である。図７（Ａ）は、酸素濃縮装置１０を上から見た図であり、図７（Ｂ）は、酸素濃縮装置１０を斜め後方から見た図であり、図７（Ｃ）は、酸素濃縮装置１０を後方正面から見た図である。ヘッドセット２５は、酸素濃縮装置１０を使用しない場合、酸素濃縮装置１０の背面に設けられているフック２６に掛けて設置される。このように、ヘッドセット２５を酸素濃縮装置１０の後方に設けられたフック２６に掛けて収納することにより、場所を取ることなく利用者から見えない位置にコンパクトにヘッドセット２５を収納することができ、酸素濃縮装置の外観をより良く見せることができる。
【００４９】
図８は、本発明のヘッドセットを示す斜視図である。図８において、ヘッドセット２５は、高濃度酸素の空気が吐出されるノズル２８と、音楽などの音響を出力するヘッドフォン２７と、酸素チューブ７０とノズル２８とを接続すると共に、ヘッドフォン２７を固定する固定部６９と、高濃度酸素の空気をノズル２８に供給する酸素チューブ７０とで構成される。図９は、本発明のヘッドセットの一部を示す分解斜視図である。図９において、固定部６９には、ステレオプラグ６５が差し込まれ、ステレオからの音響がヘッドフォン２７に提供される。固定部６９の側面には、アロマオイルを収納するアロマバスケット６７と、アロマバスケット６７を覆うカバー６８とが嵌入されている。また、固定部６９のもう一方の面には固定プレート６６が嵌められ、ヘッドフォン２７と固定される。
【００５０】
このように、ヘッドセット２５には酸素チューブ７０の経路にアロマバスケット６７を設けることにより、高濃度酸素の空気と共にアロマオイルの分子を吐出させ、利用者にリラックス効果を与えることができる。また、利用者がリラックスできる音楽をヘッドフォン２７から出力することにより、酸素濃縮装置１０から発生する騒音を聞くことなく、更にリラックス効果を高めることができる。
【００５１】
このように、本発明の酸素濃縮装置１０は、酸素富化膜１５１により真空ポンプで吸引した室内空気から高密度酸素の空気を吐出し、高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、高密度酸素の空気中の湿気を排除するヒートシンク１５４、ＴＥクーラー１５５、除湿装置１５８とを有することにより、湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の駆動による騒音をマスクし、リラックス効果を高めることができる。また、イミテーション気泡発生装置１２、フロントパネル１１等の形状により、外観から購買意欲を促進させることができる。
【００５２】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、酸素富化膜からの高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、上記高密度酸素の空気中の湿気を排除するクーラーを有することにより、湿気を排除した高濃度酸素の空気を吐出させると共に、酸素濃縮装置の駆動による騒音をマスクし、リラックス効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る酸素濃縮装置における分解斜視図である。
【図２】本発明のＯ２発生ユニットの内部を示すブロック構成図である。
【図３】除湿装置の断面と、除湿装置の騒音マスク機能を示すフィルター等価回路とを示す図である。
【図４】本発明の酸素濃縮装置の電力供給に関するブロック構成図である。
【図５】イミテーション気泡の発生音により真空ポンプの騒音をマスクする概念を説明するための図である。
【図６】酸素濃縮装置の騒音対策の構成について説明するための図である。
【図７】本発明のヘッドセットの設置位置を示す斜視図である。
【図８】本発明のヘッドセットを示す斜視図である。
【図９】本発明のヘッドセットの一部を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
９ メインケース
１０ 酸素濃縮装置
１１ フロントパネル
１２ イミテーション気泡発生装置
１３ ＬＥＤパネル
１４ マイナスイオン用電極
１５ Ｏ２発生ユニット
１６ ＡＣ／ＤＣ電源装置
１７ マイナスイオン用電源
２４ エアーコネクター
２５ ヘッドセット
２６ フック
２７ ヘッドフォン
２８ ノズル
３０ ＡＣアダプタ
３５ 温度センサー
３６ 湿度センサー
３７ ＣＰＵ
３８ トランジスタスイッチアレイ
３９ ＬＥＤパネルボード
４０ ライトアップＬＥＤ
４１ トランジスタスイッチ
６５ ステレオプラグ
６７ アロマバスケット
６８ カバー
６９ 固定部
７０ 酸素チューブ
１５０ プレフィルター
１５１ 酸素富化膜
１５２ 第１ファン
１５３ 第２ファン
１５４ ヒートシンク
１５５ ＴＥクーラー
１５６ 真空ポンプ
１５７ 通風口
１５８ 除湿装置
１６１ 吐出口
Claims (9)
- 室内空気を吸引する真空ポンプと、上記真空ポンプで吸引した上記室内空気から高密度酸素の空気を吐出する酸素富化膜とを有する酸素濃縮装置であって、
上記高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させ、上記高密度酸素の空気中の湿気を排除するクーラーを有することを特徴とする酸素濃縮装置。 - 上記クーラーは、上記高密度酸素の空気を冷却して湿気を結露させる空間を有し、
上記空間の入力側のパイプと、上記空間の出力側のパイプと、上記空間とにより機械的なローパスフィルターを構成することを特徴とする請求項１記載の酸素濃縮装置。 - 所定の容器に封入されたシリコンオイル内で気泡を発生させる気泡発生装置を有し、
上記気泡発生装置による上記気泡発生時の低周波数の音響で、上記真空ポンプの駆動により発生する高周波数の騒音をマスクすることを特徴とする請求項１又は２記載の酸素濃縮装置。 - 上記酸素富化膜へ吸引される上記室内空気と、上記酸素富化膜から排出される高濃度窒素の空気との流量及び流出方向を略等しくすることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項記載の酸素濃縮装置。
- 利用者の頭部に固定し、上記利用者の鼻腔近辺に上記高密度酸素の空気を吐力するノズルを有するヘッドセットを有することを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項記載の酸素濃縮装置。
- 上記ヘッドセットは、上記ノズルへ上記高密度酸素の空気を供給する流路中にアロマオイルを貯蔵するアロマバスケットを有し、
上記高密度酸素の空気と共に上記アロマオイルの分子を吐出させることを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項記載の酸素濃縮装置。 - 上記ヘッドセットは、上記利用者の耳へオーディオ信号を出力するオーディオ信号出力手段を有し、
上記オーディオ信号により上記酸素濃縮装置の駆動により発生する騒音をマスクすることを特徴とする請求項６記載の酸素濃縮装置。 - マイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生装置を有することを特徴とする請求項１乃至７いずれか一項記載の酸素濃縮装置。
- 上記真空ポンプの下部と、上記真空ポンプ及び上記酸素富化膜を格納した酸素発生ユニットの下部と、上記酸素濃縮装置の下部とに、２つ以上のゴム足が設置されていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか一項記載の酸素濃縮装置。
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