JP2006212183A - 酸素富化機 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、凝縮器の下流側の空気通路内の結露を確実に防止できる酸素富化機を提供する。
【解決手段】酸素富化空気を生成する酸素富化膜ユニット２に空気を供給する送風手段Ａ９と、送風手段Ａ９から供給される空気の一部を酸素富化膜ユニット２を通して吸引するポンプ１０と、ペルチェ素子（図示せず）を有し酸素富化膜ユニット２にて生成された酸素富化空気を冷却する凝縮器２３と、凝縮器２３で冷却された酸素富化空気を吐出する吐出口部３７を備えたもので、ペルチェ素子を用いた凝縮器２３により省スペース化が図られ、しかも凝縮器２３の駆動入力を制御することにより、ポンプ１０の連続運転などにより温度上昇した酸素富化空気が凝縮器２３で冷却されて、酸素富化空気中の水分が凝縮されるので、凝縮器２３の下流側の連結管Ｅ１８内の結露を確実に防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、酸素富化空気を使用者に提供する酸素富化機に関するものである。

従来の酸素富化機として、本体と、この本体内に設けた酸素富化膜と、この酸素富化膜に空気を供給する送風手段Ａと、前記送風手段Ａから供給される空気から前記酸素富化膜を介して酸素濃度の高い空気を生成させるポンプとから成る酸素富化手段と、前記酸素富化手段にてえられた酸素富化空気を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から排出された凝縮水を受ける水受け皿と、前記水受け皿に溜まる凝縮水を蒸発処理する凝縮水処理器と、前記凝縮器で水分を低減した酸素富化状態の空気を本体から吐出する吐出部を備えていた。酸素富化空気を凝縮させる凝縮器は、銅管を繰り返し巻いたもの等を使用している（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６１−１０１４０５号公報

しかしながら、前記従来の酸素富化機の構成においては、酸素富化手段の構成部品であるポンプが長時間運転することでポンプ自体の温度が上昇し、それに伴い酸素富化空気の温度も上昇した状態となる。この温度上昇した酸素富化空気は、銅管を繰り返し巻いて形成された凝縮器へ入るが、酸素富化空気が温度上昇した状態のまま凝縮器から排出され、凝縮器以降の空気通路内において、外気温との差により結露が発生したり、あるいは、酸素富化空気を十分に凝縮させるために銅管を長くする必要があり、大きなスペースを必要としたり、あるいは酸素富化空気を使用者好みの温度の状態で吐出する制御を行うことができない等の課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、凝縮器の下流側での結露が無く、また使用者好みの温度の酸素富化空気を吐出することができる酸素冨化機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明は、酸素富化空気を生成する酸素富化手段と、前記酸素富化手段に空気を供給する送風手段Ａと、前記送風手段Ａから供給される空気の一部を前記酸素富化手段を通して吸引する吸引手段と、電子冷却素子を有し前記酸素富化手段にて生成された酸素富化空気を冷却する凝縮器と、前記凝縮器で冷却された酸素富化空気を吐出する吐出口部を備えたもので、電子冷却素子を用いた凝縮器により省スペース化が図られ、しかも凝縮器の駆動入力を制御することにより、吸引手段の連続運転などにより温度上昇した酸素富化空気が凝縮器で冷却されて、酸素富化空気中の水分が凝縮されるので、凝縮器の下流側の空気通路内の結露を確実に防止することができると共に、吐出される酸素富化空気の温度を使用者に合った最適な温度にすることができる。

本発明の酸素富化機は、電子冷却素子を用いた凝縮器により省スペース化が図られ、しかも吸引手段の連続運転などにより温度上昇した酸素富化空気が凝縮器で冷却されて、酸素富化空気中の水分が凝縮されるので、凝縮器の下流側の空気通路内の結露を確実に防止することができると共に、吐出される酸素富化空気の温度を使用者に合った最適な温度にすることができる。

第１の発明は、酸素富化空気を生成する酸素富化手段と、前記酸素富化手段に空気を供給する送風手段Ａと、前記送風手段Ａから供給される空気の一部を前記酸素富化手段を通して吸引する吸引手段と、電子冷却素子を有し前記酸素富化手段にて生成された酸素富化空気を冷却する凝縮器と、前記凝縮器で冷却された酸素富化空気を吐出する吐出口部を備えたもので、電子冷却素子を用いた凝縮器により省スペース化が図られ、しかも凝縮器の駆動入力を制御することにより、吸引手段の連続運転などにより温度上昇した酸素富化空気が凝縮器で冷却されて、酸素富化空気中の水分が凝縮されるので、凝縮器の下流側の空気通路内の結露を確実に防止することができると共に、吐出される酸素富化空気の温度を使用者に合った最適な温度にすることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の凝縮器で酸素富化空気を冷却することにより発生する凝縮水を受ける水受け皿と、前記水受け皿に溜まった凝縮水を蒸発処理する凝縮水処理器とを備えたもので、凝縮水が凝縮水処理器で、蒸発処理されるので、凝縮器から吐出口部に送出される酸素富化空気に凝縮水が再混入することが無く、凝縮器の下流側の空気通路内の結露をより確実に防止することができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の電子冷却素子としてペルチェ素子を使用したもので、凝縮器の小型化、省スペース化が実現可能となり、酸素富化機自体の小型化を実現することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の凝縮器に、酸素富化空気が流入する吸入口と、前記酸素富化空気を排出する空気排出口を設け、前記吸入口又は／及び空気排出口に、前記酸素富化空気の温度を検知する温度センサーを設け、前記温度センサーが検知した温度に応じて、電子冷却素子の駆動入力を制御するもので、例えば、吸入口及び／または空気排出口における酸素富化空気の温度が低い場合は、電子冷却素子の駆動入力を小さくし、酸素富化空気の温度が高くなるにつれて、電子冷却素子の駆動入力を大きくするようにすれば、吸引手段の運転などにより温度が上昇した酸素富化空気が、そのままで凝縮器から排出されることが無く、凝縮器の下流側の空気通路内の結露を防止することができると共に、吐出される酸素富化空気の温度を使用者好みの最適な温度になるように制御することができる。さらに、電子冷却素子の駆動入力を常時大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の凝縮器に、酸素富化空気が流入する吸入口と、前記酸素富化空気を排出する空気排出口を設け、前記吸入口又は／及び空気排出口に、前記酸素富化空気の湿度を検知する湿度センサーを設け、前記湿度センサーが検知した湿度に応じて、電子冷却素子の駆動入力を制御するようにしたもので、例えば、吸入口及び／または空気排出口における酸素富化空気の湿度が低い場合は、電子冷却素子の駆動入力を小さくし、酸素富化空気の湿度が高い場合は、電子冷却素子の駆動入力を大きくするようにすれば、湿度の高い酸素富化空気が、そのままで凝縮器から排出されることが無く、凝縮器の下流側の空気通路内の結露を防止することができる。さらに、電子冷却素子の駆動入力を常時大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態における酸素富化機について図１〜図６を用いて説明する。図１は、本実施の形態における酸素富化機の断面図、図２は、同酸素富化機の天面からみた上部断面図、図３は、同酸素富化機の天面からみた下部断面図である。

図１〜図３において、酸素富化機の本体１の内部には、酸素の濃度を高め、いわゆる酸素富化空気を発生する酸素富化手段として酸素富化膜ユニット２を設けている。前記酸素富化膜ユニット２は、有機高分子の平膜より構成され、膜を通過する分子の速度の差を利用するもので、空気中の窒素に比べ酸素をよく通すため、比較的高い酸素濃度の空気いわゆる酸素富化空気が得られる。通常の空気において酸素が占める割合は約２１％（窒素約７９％）であるが、本実施の形態の酸素富化膜ユニット２を通過後の酸素富化空気においては、酸素が占める割合が約４０％（窒素約６０％）となる。

次に、酸素富化膜ユニット２の詳細について、図５、６を用いて説明する。

酸素富化膜ユニット２は、図５、６に示す如くメッシュ構造のフレーム３の両側面に略長方形の酸素富化膜４を貼って両膜間を通路としたモジュール５を、複数枚積層した略直方体のユニット構造となっており、フレーム３の対向する二つの酸素富化膜４間で形成される通路内を吸引手段であるポンプ１０で吸引することにより、酸素富化膜４の周辺を流れる空気の一部が酸素富化膜４を通過してフレーム３の通路内に入りこみ、酸素富化空気が得られ、この得られた酸素富化空気を酸素富化膜ユニット２の唯一の排出口であるユニット排出口６から集中排気している。本実施の形態では、酸素富化膜ユニットを２個配置している。

また、本体１は、本体外壁１ａで覆われており、本体１の内部には、本体１の背面に設けた吸気口７から本体１内に外気を吸引し、酸素富化膜ユニット２に送った後、酸素富化膜４を通過しフレーム３の通路内に吸引された空気以外の外気を、ポンプ１０へ送風するためのモーターファン等からなる送風手段Ａ９を有している。

また前記送風手段Ａ９は、酸素富化膜ユニット２の下流側で、ポンプ１０を囲う消音外壁８に設けられている。ここで、本体１内に外気を吸入する吸気口７には、ＨＥＰＡフィルター３８が設けられており、外気を導入する際に、前記ＨＥＰＡフィルター３８により、０．３ミクロン以上の粒子を９９．７％以上除去できるように構成されている。

ポンプ１０は、本体１内の酸素富化膜ユニット２の下方に設けられ、その回転軸１０ｃの両端に冷却用のファン１０ｂを有している。そして、ポンプ１０から発生する音を外部へできるだけ漏らさないよう、ポンプ１０を囲う消音外壁８が設けられ、その消音外壁８の内側面には防音シート１１を貼り付けている。

また、ポンプ１０を囲う消音外壁８上面には、送風手段Ａ９を設けており、酸素富化膜４を通過しフレーム３の通路内に吸引された空気を除いた外気をポンプ１０へ送風しポンプ１０を冷却する。さらに、ポンプ１０を囲う消音外壁８側面には、送風手段Ｂ２２が設けられ、その送風手段Ｂ２２により、ポンプ１０へ送風された外気を消音外壁８の外側へ排出するようにしている。

さらに、前記ポンプ１０は、酸素富化膜４を通過した後の酸素富化空気を、連結管Ａ１４を通り上流側の消音パイプＡ１２を介した後、連結管Ｂ１５を通して吸引し、凝縮器２３に連結された連結管Ｃ１６に排出する。

酸素富化空気は、酸素富化空気を凝縮する凝縮器２３を経て、連結管Ｄ１７を通り、下流側の消音パイプＢ１３を経て連結管Ｅ１８を通り、酸素富化空気内の菌を排除するフィルター（図示せず）を有した除菌装置２５を通り、連結管Ｇ２０を通り、酸素富化空気の流量を表示し、かつ流量調整つまみ２６ａを有した流量計２６を介した後、連結管Ｈ２１を通り、本体１の前面に設けられた吐出口部３７に送られ、さらに吐出口部３７と連結され、使用者に酸素富化空気を提供するカニューラ等の酸素富化空気吐出手段（図示なし）に送り込まれる。

ここで、上流側の消音パイプＡ１２には、酸素富化空気の通路内の圧力状態を検知するための圧力センサー（図示せず）が取り付けられている。ここで、凝縮器２３以降については、酸素富化空気が外気温により、放熱又は吸熱しないよう、断熱効果を有する断熱材（図示せず）を取り付けている。

図４において、凝縮器２３には、電子冷却素子の一つであるペルチェ素子４０が使用されている。ペルチェ素子４０の吸熱側には冷却用ヒートシンク４６、ペルチェ素子４０の放熱側には放熱用ヒートシンク４７が密着するよう、凝縮器ケースＡ４４および凝縮器ケースＢ４５で固定されている。ペルチェ素子４０と各冷却用、放熱用ヒートシンク４６、４７間には熱伝導効率を良くするため、熱伝導グリス（図示せず）が塗布されている。また、ペルチェ素子４０の放熱側の熱が吸熱側へ移行しないよう、断熱材４３を介して固定されている。

放熱用ヒートシンク４７には冷却用として送風手段Ｃ４８を配置している。また、凝縮器２３には、連結管Ｃ１６が接続され酸素富化空気を取り入れる吸入口２３ａと、連結管Ｄ１７が接続され凝縮器２３内で発生する凝縮水を排出する水排出口２３ｂと、凝縮水と分離された酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃを有している。

吸入口２３ａには、ポンプ１０から送られてくる酸素富化空気の温度を検知するための温度センサーＡ４１および湿度を検知するための湿度センサーＡ４９が、空気排出口２３ｃには凝縮器２３から排出される酸素富化空気の温度を検知するための温度センサーＢ４２および湿度を検知するための湿度センサーＢ５０がそれぞれ配置されている。酸素富化空気が凝縮器２３の吸入口２３ａから入り、ペルチェ素子４０により冷却された冷却用ヒートシンク４６のフィン４６ａで冷却かつ凝縮され、空気排出口２３ｃから排出される。

さらに、水排出口２３ｂには凝縮水排出管１９を取付け、その凝縮水排出管１９の端部内にはファイバー状フィルター２７を設けており、水排出口２３ｂからの酸素富化空気の排出を若干量にしながら、凝縮器内で発生する凝縮水３９を都度排出可能な構成としている。

また、水排出口２３ｂ、ファイバー状フィルター２７を設けた凝縮水排出管１９は、酸素富化空気通路の折り曲り等で発生する凝縮器２３内および下流側の消音パイプＢ１３内の圧力上昇を防止する役割もある。そして、水排出口２３ｂから排出された凝縮水３９は、凝縮器２３の下部に設けた水受け皿２８に溜まる構成となっている。

また、水受け皿２８上には、前記水受け皿２８に溜まった凝縮水３９を蒸発処理する凝縮水処理器２９を設けている。凝縮水処理器２９は金網３０に速乾性の繊維素材２４を取り付けた構成としており、水受け皿２８に溜まった凝縮水３９を速乾性の繊維素材２４に浸透させ、ポンプ１０を囲う消音外壁８側面に設けた送風手段Ｂ２２による排気風を利用し、凝縮水３９を蒸発処理している。

また、前記凝縮水処理器２９は前記消音外壁８に固定された導風手段３５内に固定されている。この導風手段３５は、送風手段Ｂ２２で排出された空気が他構成部品に流れないように本体排気口３４へ案内する役割がある。ポンプ１０は、防振材３１を介して本体１の底部に取り付けられている。前記ポンプ１０には、酸素富化膜４の通過圧損に対抗して酸素富化空気の流量を稼ぐために運転時の圧力が高いポンプが用いられている。

また、本体１はその移動性を高めるため、ストッパー（図示せず）を有するキャスター３２を底面に設けてあり、ストッパーを動作した場合、本体１は移動不可状態となり、ストッパーを解除した場合、本体１は移動可能状態となる。

また、本体１の上部には制御ユニット３３が設けられている。そして、本体１の正面には操作手段である運転スイッチ（図示せず）、運転時間設定ボタン（図示せず）、設定された運転時間あるいは通電状態を表示する報知手段である表示ランプ（図示せず）、吐出する酸素富化空気の温度を設定する温度設定ボタン（図示せず）、７セグメントで構成され、設定された酸素富化空気の温度を表示する設定値表示手段（図示せず）を設けてある。表示ランプは本体１の運転操作が運転スイッチによって操作された時に点灯表示する表示手段となるもので、ＬＥＤ（図示せず）で構成してある。ＬＥＤなどの発光体の光によって本体１の運転操作が運転スイッチによって操作されたかどうか明確に判別できるものである。

また、制御ユニット３３には、停電状態あるいは、電源コード（図示せず）がコンセントにつながっていないなどの異常状況、酸素富化空気通路内の異常な圧力上昇が前記圧力センサーで検知された場合、酸素富化空気通路内に設けられた酸素センサー（図示せず）で酸素富化空気の濃度低下等の異常が検知された場合などに、それらの状態を報知する報知手段である音・音声発生部（図示せず）が設けられている。

以上のように構成された酸素富化機について、以下動作、作用、効果を説明する。

本体１と、この本体１内に設けた酸素富化膜ユニット２と、この酸素富化膜ユニット２に空気を供給する送風手段Ａ９と、前記送風手段Ａ９から供給される空気の一部を酸素富化膜ユニット２を介して吸引するポンプ１０と、酸素富化膜ユニット２にて得られた酸素富化空気を凝縮および冷却させる凝縮器２３と、凝縮器２３から排出された凝縮水３９を受ける水受け皿２８と、水受け皿２８に溜まった凝縮水３９を蒸発処理する凝縮水処理器２９と、凝縮器２３で除湿、すなわち水分が低減された酸素富化空気を、本体１から吐出する吐出口部３７を備えたもので、凝縮器２３を使用することで、凝縮器が小型化され、省スペース化を実現することができる。

また、凝縮器２３に対する駆動入力を制御することにより、ポンプ１０の連続運転などで温度上昇した酸素富化空気がそのまま凝縮器２３から排出されることがない。つまり、凝縮器２３の下流側の空気通路内の結露を防止することができる。

また、凝縮器２３にペルチェ素子４０を使用したので、凝縮器２３自体を小型化でき、省スペース化が可能となり、酸素富化機自体の小型化を実現することができる。

また、凝縮器２３の下流側では結露が発生しないので、凝縮器２３の下流側に設けた消音パイプＢ１３内に結露が発生したり、雑菌が発生するなどの問題を防止できると共に、酸素富化手段２から伝わる音を消音し、酸素富化空気を静かに使用者へ吐出することができる。

また、凝縮器２３に凝縮水排出管１９を接続する水排出口２３ｂを設けたので、凝縮器２３内で発生する凝縮水３９を凝縮水排出管１９を経由して、水受け皿２８へ凝縮水を滴下することができ、酸素富化空気と凝縮水３９を分離する水分離器等を別途配置する必要がなく、酸素富化機の小型化を実現することができる。

また、凝縮水排出管１９内にファイバー状フィルター２７を設けたので、凝縮器２３に設けた水排出口２３ｂから凝縮水３９と共に排出される酸素富化空気の流量を低減および調整することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を取り入れる吸入口２３ａに温度センサーＡ４１を設けたので、酸素富化膜ユニット２からの酸素富化空気の温度を温度センサーＡ４１で検知し、その検知した酸素富化空気の温度に応じて、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を制御することで、凝縮器２３の酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃにおける酸素富化空気の温度を最適にすることができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃに温度センサーＢ４２を設けたので、凝縮器２３から排出される酸素富化空気の温度を温度センサーＢ４２で検知し、その検知した酸素富化空気の温度に応じて、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を制御することで、凝縮器２３の酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃにおける酸素富化空気の温度を最適にすることができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を取り入れる吸入口２３ａに湿度センサーＡ４９を設けたので、酸素富化手段２からの酸素富化空気の湿度を湿度センサーＡ４９で検知し、その検知した酸素富化空気の湿度が、凝縮器２３の空気排出口２３ｃの下流側の通路内で結露が発生しない湿度になるよう、ペルチェ素子に対する駆動入力を制御することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃに湿度センサーＢ５０を設けたので、凝縮器２３から排出される酸素富化空気の湿度を空気排出口２３ｃに設けた湿度センサーＢ５０で検知し、その検知した酸素富化空気の湿度値が、凝縮器２３の酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃの下流側通路内で結露が発生しない湿度になるよう、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を制御することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を取り入れる吸入口２３ａに酸素富化空気の温度を検知する温度センサーＡ４１を設け、酸素富化空気を取り入れる吸入口２３ａでの酸素富化空気の温度が低い場合は、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を小さくし、酸素富化空気の温度が高くなるにつれて、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を大きくする制御を行うことで、ポンプ１０の連続運転などで温度上昇した酸素富化空気がそのまま凝縮器２３から排出されることが無く、凝縮器２３の下流側の空気通路内の結露を防止することができると共に、酸素富化状空気を使用者好みの温度で吐出する制御を行うことができる。また、常時ペルチェ素子４０の駆動入力を大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃに酸素富化空気の温度を検知する温度センサーＢ４２を設け、酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃでの酸素富化空気温度が低い場合は、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を小さくしておき、酸素富化空気温度が高くなるにつれて、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を大きくする制御を行うことで、ポンプ１０の連続運転などで温度上昇した酸素富化空気がそのまま凝縮器２３から排出されることが無く、凝縮器２３の下流側の空気通路内の結露を防止することができると共に酸素富化空気を使用者好みの温度で吐出する制御を行うことができる。また、常時ペルチェ素子４０の駆動入力を大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を取り入れる吸入口２３ａと酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃに設けた温度センサーＡ４１、温度センサーＢ４２の両方で検知された酸素富化空気の温度値に応じて、ペルチェ素子４０に対する最適な駆動入力を決定する制御を行うことで、ポンプ１０の連続運転等で温度上昇した酸素富化空気がそのまま凝縮器２３から排出される事がなく、凝縮器２３の下流側の空気通路内の結露を防止することができると共に、酸素富化空気を使用者好みの温度で吐出する制御を行うことができる。また、常時ペルチェ素子４０の駆動入力を大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を取り入れる吸入口２３ａに酸素富化空気の湿度を検知する湿度センサーＡ４９を設けて、吸入口２３ａ部の酸素富化空気の湿度が低い場合は、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を小さくし、酸素富化空気の湿度が高い場合は、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を大きくする制御を行うことで、湿度の高い酸素富化空気がそのまま凝縮器２３から排出されることが無い。つまり、凝縮器２３の下流側の空気通路内の結露を防止することができる。また、常時ペルチェ素子４０の駆動入力を大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃに、凝縮器２３から排出される酸素富化空気の湿度を検知する湿度センサーＢ５０を設け、酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃでの酸素富化空気の湿度が低い場合は、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を小さく、酸素富化空気の湿度が高い場合は、ペルチェ素子４０に対する駆動入力を大きくする制御を行うことで、湿度の高い酸素富化空気がそのまま凝縮器２３から排出されることが無く、凝縮器２３の下流側の空気通路内の結露を防止することができる。また、常時ペルチェ素子４０の駆動入力を大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を取り入れる吸入口２３ａと酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃに設けた湿度センサーＡ４９、湿度センサーＢ５０の両方で検知される湿度値に応じて、ペルチェ素子４０に対する最適な駆動入力を決定する制御を行うことで、湿度の高い酸素富化空気がそのまま凝縮器２３から排出されることが無い。

つまり、凝縮器２３以降の空気通路内の結露を確実に防止することができる。また、ペルチェ素子４０の駆動入力を常時大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を取り入れる吸入口２３ａに設けた温度センサーＡ４１で検知された温度値と湿度センサーＡ４９で検知された湿度値に応じて、ペルチェ素子４０に対する最適な駆動入力を決定する制御を行うことで、ポンプ１０の連続運転等で温度が上昇ししかも湿度の高い酸素富化空気がそのまま凝縮器２３から排出されることがない。つまり、凝縮器２３の下流側の空気通路内の結露を防止することができると共に酸素富化空気を使用者好みの温度で吐出する制御を行うことができる。また、ペルチェ素子４０の駆動入力を常時大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃに設けた温度センサーＢ４２で検知された温度値と湿度センサーＢ５０で検知された湿度値に応じて、ペルチェ素子４０に対する最適な駆動入力を決定する制御を行うことで、ポンプ１０の連続運転等で温度が上昇ししかも湿度の高い酸素富化空気がそのまま凝縮器２３から排出されることがない。つまり、凝縮器２３の下流側の空気通路内の結露を防止することができると共に酸素富化空気を使用者好みの温度で吐出する制御を行うことができる。また、ペルチェ素子４０の駆動入力を常時大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

また、凝縮器２３の酸素富化空気を取り入れる吸入口２３ａと酸素富化空気を排出する空気排出口２３ｃに設けた温度センサーＡ４１、湿度センサーＡ４９、温度センサーＢ４２、温度センサーＢ５０のそれぞれで検知された酸素富化空気の温度値、湿度値に応じて、ペルチェ素子４０に対する最適な駆動入力を決定する制御を行うことで、ポンプ１０の連続運転などで温度が上昇ししかも湿度の高い酸素富化空気がそのまま凝縮器２３から排出されることがない。つまり、凝縮器２３の下流側の空気通路内の結露を防止することができると共に酸素富化空気を使用者好みの温度で吐出する制御を行うことができる。また、ペルチェ素子４０の駆動入力を常時大きくしておく必要がないため、省エネルギー化を実現することができる。

また、本実施の形態におけるペルチェ素子４０に対する駆動入力値については、温度センサーＡ４１、Ｂ４２で検知された温度値及び、湿度センサーＡ４９、Ｂ５０で検知された湿度値に対して差分値を取得しておき、その差分値と現行値を用いて決定する、つまり、フィードバック制御を行っている。但し、上記の制御に関しては、フィードバック制御以外でも実現可能である。

また、本実施の形態では、凝縮器２３の電子冷却素子としてペルチェ素子４０を使用したが、ペルチェ素子以外の吸熱効果を発生させる半導体素子を使用しても、同様な効果を実現することができる。

また、本実施の形態では、凝縮水３９を蒸発処理する方法として、金網３０と速乾性の繊維素材２４で構成した凝縮水処理器２９を使用したが、ヒータ等の熱源、超音波振動による霧発生装置を使用しても、同様の効果を実現することができる。

また、凝縮水排出管１９を通って排出される酸素富化空気の流量を制限するために、上記実施の形態では、凝縮水排出管１９内にファイバー状フィルター２７を使用したが、多孔平膜あるいは、空気の透過を制限しつつ液体を容易に透過するその他の膜を使用しても同様な効果を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる酸素富化機は、電子冷却素子を凝縮器に使用することにより、凝縮器が小型化、省スペース化されると共に、温度の高い酸素富化空気がそのまま凝縮器から排出されることが無く、凝縮器の下流側の空気通路内の結露を確実に防止することができ、さらに使用者に吐出される酸素富化空気の温度を使用者好みの温度にすることができるもので、家庭用、医療用の各種酸素富化機およびポンプを使用した家庭電化機器に適用できる。

本発明の実施の形態１における酸素富化機の断面図 同、酸素富化機を天面から見た上部断面図 同、酸素富化機を天面から見た下部断面図 （ａ）同酸素富化機の凝縮器の正面図（ｂ）同凝縮器の断面図 同酸素富化機の酸素富化膜ユニットを構成するモジュールの分解斜視図 （ａ）同モジュールの組み立て状態を示す斜視図（ｂ）同酸素富化膜ユニットの斜視図

符号の説明

１ 本体
２ 酸素富化膜ユニット（酸素富化手段）
９ 送風手段Ａ
１０ ポンプ（吸引手段）
１２ 消音パイプ（消音手段）
１８ 連結管Ｅ
２３ 凝縮器
２３ａ 吸入口
２３ｂ 水排出口
２３ｃ 空気排出口
２７ ファイバー状フィルター（フィルター）
２８ 水受け皿
２９ 凝縮水処理器
３７ 吐出口部
３９ 凝縮水
４０ ペルチェ素子
４１ 温度センサーＡ
４２ 温度センサーＢ
４９ 湿度センサーＡ
５０ 湿度センサーＢ

Claims (5)

1. 酸素富化空気を生成する酸素富化手段と、前記酸素富化手段に空気を供給する送風手段Ａと、前記送風手段Ａから供給される空気の一部を前記酸素富化手段を通して吸引する吸引手段と、電子冷却素子を有し前記酸素富化手段にて生成された酸素富化空気を冷却する凝縮器と、前記凝縮器で冷却された酸素富化空気を吐出する吐出口部を備えた酸素富化機。
2. 凝縮器で酸素富化空気を冷却することにより発生する凝縮水を受ける水受け皿と、前記水受け皿に溜まった凝縮水を蒸発処理する凝縮水処理器とを備えた請求項１に記載の酸素富化機。
3. 電子冷却素子としてペルチェ素子を使用した請求項１又は２に記載の酸素富化機。
4. 凝縮器に、酸素富化空気が流入する吸入口と、前記酸素富化空気を排出する空気排出口を設け、前記吸入口及び／又は空気排出口に、前記酸素富化空気の温度を検知する温度センサーを設け、前記温度センサーが検知した温度に応じて、電子冷却素子の駆動入力を制御するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸素富化機。
5. 凝縮器に、酸素富化空気が流入する吸入口と、前記酸素富化空気を排出する空気排出口を設け、前記吸入口及び／又は空気排出口に、前記酸素富化空気の湿度を検知する湿度センサーを設け、前記湿度センサーが検知した湿度に応じて、電子冷却素子の駆動入力を制御するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸素富化機。
   
   
   

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