JP2007120671A - 管継手及び圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置 - Google Patents

Abstract

【目的】管を接続しているとき、開放リングが管接続口より外方に押出されるように付勢され、開放リングのフランジと管接続口との間に環状の空間が形成され、開放リングを押込むことで接続している管の接続が開放される、いわゆるワンタッチ式の管継手で、意図せずして開放リングが押込まれ、配管接続に不具合が発生するのを防ぐ。
【構成】 管Ｐを接続している状態で、管接続口３から外方に突出している開放リング１１のフランジ１５と、管接続口３との間に形成された環状の空間Ｋに、開放リング１１が管接続口３の奥に押込まれるの防止する押込まれ防止材である有端リング２１を装填した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、管継手及び圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置に関する。

管継手には、ガス配管用のもの、液体配管用のものとも、従来より多種多様なものがある。一方、圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置には、圧縮空気の窒素吸着容器への供給配管、又はこの窒素吸着容器で窒素を吸着して生成した（取り出した）高濃度の酸素を患者に供給する出口（供給出口）に至る供給配管など、その装置内に設けられる各配管に多数の管継手が使用される。

酸素濃縮装置は、慢性気管支炎等の呼吸器系器官の疾患の治療法として有効な酸素吸入療法に使用され、高濃度酸素含有ガス（酸素濃縮ガスともいわれる）を患者に供給する装置として知られている。このような酸素濃縮装置（酸素濃縮器ともいわれる。以下、単に装置ともいう）としては、酸素より窒素を優先的（選択的）に吸着する窒素吸着剤を使用した、いわゆる圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置（例えば、特許文献１、２）が広く使用されている。この方法の酸素濃縮装置においては、コンプレッサ等の空気圧縮手段で空気（大気）を圧縮し、例えばゼオライト系の窒素吸着剤（粒体）を充填してなる例えば２個の窒素吸着容器（以下、窒素吸着筒又は単に吸着筒ともいう）内にその圧縮空気を交互に供給し、吸着筒内を加圧状態にすることにより空気中の窒素を窒素吸着剤に吸着させて酸素を取出す吸着工程（加圧工程）と、この吸着筒を大気開放して減圧して吸着した窒素を排気し、窒素吸着剤に吸着された窒素を脱着させて窒素吸着剤を再生する再生工程（減圧工程）とを、交互にまたは順次繰り返し行わせ、連続的に高濃度酸素含有ガスを生成して患者に供給するように構成されている。

一方、このような酸素濃縮装置においては、コンプレッサ等で加圧された圧縮空気を窒素吸着筒に供給して高濃度酸素含有ガスとし、これを供給出口からカニューラ等を介して患者に供給するまでには、その圧力、流量、湿度等を調節する各調節手段（弁や機器）やフィルタを経ることになる。また、吸着筒に圧縮空気を交互に供給するためなどに、各種の開閉弁が設けられる。したがって、そのような装置の配管には、多数の管継手が介在或いは取り付けられることになる。このような管継手には、酸素濃縮装置の組立てをなすその配管作業の簡易、迅速性、及び装置のメンテナンス等の点を考慮し、管の端部を管接続口に挿入することで配管接続が行え、また、管の取り外し（接続の開放）も、その逆の操作だけで行うことのできる、管接続機構及び接続開放機構を備えている、いわゆるワンタッチ式の各種の管継手（例えば、特許文献３〜５）が広く使用されている。そして、このような配管に用いる管材としては、装置内の狭いスペースでのその引回しのし易さや取り扱い性のよさから、金属管や硬質の樹脂管よりも、軟質でフレキシブルな合成樹脂管（以下、単に樹脂管（プラスチックチューブ）ともいう）が多く使用されている。
特開２００１−２７８６０３号公報 特開２００１−２７８６０６号公報 特開２００１−５０４５７号公報 特開２０００−２４０８７５号公報 特開平９−１９６２６９号公報

ところで、このような酸素濃縮装置は、その製造、組立て時の確認検査又はメンテナンスのために構成部品の点検等が行われる。こうした確認検査やメンテナンスの過程で、装置内の配管にも外力が及ぶことがあり、結果として、その配管をなす管及び管継手が振れたり動いたりする可能性がある。とくに、配管に軟質の樹脂管（樹脂チューブ）が使用されている場合には、その適所や管継手を支持或いは固定したとしても樹脂管全体の固定はできないため、基本的に、樹脂管には振れや動きが発生しやすい。一方、ワンタッチ式の管継手は、管の接続のみならずその接続の開放すなわち管の取り外しも簡易迅速に行うことができるのがその長所である。そして、その開放が、管接続口から外方に突出している開放リング（リリースブッシュ）を単に管接続口の奥に押込むことでなされるタイプのものがある（特許文献３〜５）。このため、このような開放手段を備えた管継手においては、何かの拍子に開放リングが管接続口の奥に押されるようなことがあれば、管が管接続口から外れる可能性が有る。このような管の外れは、酸素濃縮装置の内部構造や配管形態にもよるが、次のような場合がその１例として想定される。

このような酸素濃縮装置は、その内部に搭載しているコンプレッサ等の駆動音を外部に漏れ出ないように遮音するため、内部には複数の室（空間）が隔壁や遮音板で仕切られて形成されている。一方で、装置内には、狭い空間を有効活用するため、圧縮空気又は高濃度酸素含有ガスの供給配管が複雑な配管レイアウトで引回される。図６は、窒素吸着筒１２１がその設置室の床板（水平隔壁）１５１上に、吸音用のスポンジ１５３を介して立てて配置されている状態のうち、その吸着筒１２１の下端部と、吸着筒１２１内で生成された高濃度酸素含有ガスを供給出口側に送る配管１３１のその下端部近傍部分を示している。同図においては、吸着筒１２１の下端部にソケット（管継手）２０が吸着筒１２１と同軸状にしてねじ込み方式等によって固定されており、その下に短管Ｐ１が縦に接続され、これらをその設置室の床板１５１に設けられた貫通孔１５２を通して下に引き出し、その短管Ｐ１と９０度エルボ（管継手）１の上の接続口３とを接続し、９０度エルボ１の横の接続口に横引き管Ｐ２を接続している。このような配管において使用されている９０度エルボ１は、上記したようなワンタッチ式のもので、その管継手本体の管接続口３に管Ｐ１を挿入することによってその管の外周面を締付けて接続保持する管接続機構を備えているものであり、この締付けによる接続の開放が、管接続口３から外方に突出して外周面にフランジ１５を有する開放リング１１を管接続口の奥に押込むことでなされるものである。ただし、この９０度エルボ１における開放リング１１は、管を接続保持している際には、管接続口３より外方に押出されるように付勢されており、そのフランジ１５と管接続口３との間には、同図に示されるように接続の開放のための押込み代分の空間Ｋが形成されている。

すなわち、同図に示した配管を備えてなる酸素濃縮装置において、例えば、メンテナンス中に、図７に示したように、誤って吸着筒１２１が横方にずれるようにして引き上げられるような外力がかかってしまう場合には、９０度エルボ１の上の管接続口３における開放リング１１が床板１５１の貫通孔１５２の周縁に引っ掛かることが考えられる。このような場合には、エルボ１の上端の開放リング１１が床板１５１にて押し下げられる作用を受けることになるため、短管Ｐ１の締付けが開放されてしまい、エルボ１の上の接続口３における短管Ｐ１の差込代が少なくなったり、場合によってはその短管が抜け出てしまい、接続が開放されてしまうことが起こり得、装置の信頼性が低下してしまうことがある。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたもので、酸素濃縮装置などのように、高い信頼性が要求される一方で、装置内の配管接続に簡易、迅速性が要求されるために、その配管にいわゆるワンタッチ式の管継手を使用する場合において、接続している管の接続不良（緩み）や抜け出しが発生するのを防止することにある。

本発明の請求項１に記載の発明は、管継手本体の管接続口に管を挿入することによってその管の外周面を締付けて接続する一方、この接続の開放が、管接続口から外方に突出して外周面にフランジを有する開放リングを管接続口の奥に押込むことでなされる管継手であって、
前記開放リングは、管を接続している状態においては、前記管接続口より外方に押出されるように付勢され、しかも、前記フランジと該管接続口との間に環状の空間が形成されるものにおいて、
管を接続している状態において、前記管接続口から外方に突出している前記開放リングのフランジと、該管接続口との間に形成された環状の空間に、前記開放リングが該管接続口の奥に押込まれるの防止する押込まれ防止材を装填してなることを特徴とする管継手である。

本発明の請求項２に記載の発明は、前記押込まれ防止材が弾性変形可能の有端リングであり、この有端リングを前記環状の空間に嵌合させることによって装填してなることを特徴とする請求項１に記載の管継手である。本発明の請求項３に記載の発明は、前記押込まれ防止材がゴム状弾性体からなる無端リングであり、この無端リングを前記環状の空間に嵌合させることによって装填してなることを特徴とする請求項１に記載の管継手である。そして、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管継手が、圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置における配管のいずれかの部位に使用されることを特徴とする管継手である。

本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管継手が、配管のいずれかの部位に使用されていることを特徴とする、圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置である。なお、請求項４又は５における圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置における配管としては、その酸素濃縮装置のうち、空気取り入れ口から取り込んだ空気（大気）をフィルタを通して空気圧縮手段（コンプレッサ）まで送り込む配管、空気圧縮手段で圧縮した圧縮空気の窒素吸着容器への供給配管、又はこの窒素吸着容器で窒素を吸着させて生成された高濃度酸素含有ガスの供給出口に至る供給配管が例示される。また、本発明において、圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置とは、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る窒素吸着剤を充填した窒素吸着容器に圧縮空気を供給することによって高濃度酸素含有ガスを得る加圧工程と、その窒素吸着容器内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで窒素吸着剤の再生を行う減圧工程とを、交互に繰り返し行うことによって高濃度酸素含有ガスを得るようにした酸素濃縮装置をいう。なお、この装置には、得られた高濃度酸素含有ガスを患者に供給するに当ってその圧力、流量及び湿度等を調節する調節手段が設けられる。

上記した本発明の管継手によれば、管の接続はワンタッチでできるために、その接続すなわち配管の簡易、迅速性が妨げられることはない。一方、開放リング（リリースブッシュともいわれる）が押込まれることが防止されているため、意図せずして、開放リングが押込まれてしまい、管の接続の開放（解除）がされてしまうといったことが防止される。そして、管の接続を開放する際には、押込まれ防止材を前記空間から取り外しさえすれば、従来と同様に開放リングを管接続口の奥に押込むことで、その開放が行われる。このように、本発明の管継手によれば、管の接続における簡易迅速性の低下を招くこともないし、押込まれ防止材を前記空間から取り外さない限り、管の接続が開放されたり管が抜け出てしまうといったことを確実に防止できる。したがって、本発明の管継手は、酸素濃縮装置などのように、その配管の接続性に高度の信頼性が要求される一方で、装置内の配管接続に簡易、迅速性が要求される場合に極めて適した管継手をなすものといえる。

前記したことから明らかなように、請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管継手が、圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置における配管のいずれかの部位に使用されるものであることで、その管継手が使用される配管部位の信頼性を高めることができる。また、請求項５に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管継手が、配管のいずれかの部位に使用されている、圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置においては、その管継手が使用されている配管部位の信頼性を高めることができる。

本発明の管継手を実施するための最良の形態について、図１〜図３に基いて詳細に説明する。図１は、９０度エルボとして具体化した本発明の管継手１の断面図であり、上と横の管接続口３，３は同一の構成を有するため、その一方（図１上）の管接続口３に基づいて詳細に説明する。すなわち、この管継手１をなす９０度エルボ本体（以下、単に継手本体ともいう）１ａは合成樹脂からなり、各管接続口３は円筒状に形成され、継手本体１ａ内の管流路２よりも拡径された大径の大径円筒状部４とされている。この大径円筒部４の内側には、本形態では軟質の合成樹脂管（ナイロン製チューブ、ポリウレタン製チューブ）Ｐが同軸状に挿入されて接続されている。ただし、接続されている管Ｐは、大径円筒部４内の奥所における環状当り面４ａの内周縁を管Ｐの肉厚分大径としてなる管差込用円筒部６の内側に差し込まれている。

継手本体１ａの大径円筒部４の内側と管Ｐの外周面との間であって、大径円筒部４の奥所の環状当り面には、これに当接するようにリング状をなすゴム製のパッキング８が配置されており、圧縮変形させられることで気密を確保するようにされている。そして、大径円筒部４の内側であって管Ｐの外周面には、断面が「へ」の字形をなして、リング状（円筒状）に形成された管固定用の金属製（例えばＳＵＳ３０４製）のチャック９がその断面「へ」の字形における奥側（先端側）の曲り片部９ａにてそのパッキング８を本体１ａの奥側に押すと同時に、パッキング８にてその曲り片部９ａが管接続口３の外方に押されるように配置されている。そして、このチャック９は、奥側（先端側）の曲り片部９ａの先端のなす爪が管Ｐの外周面に食い付き、この曲り片部９ａより管接続口３の外方に延びる曲り片部９ｂが管Ｐの軸線Ｇと略平行となるようにリング状をなしている。また、このチャック９の内側と管Ｐの外側との間には、円筒スリーブ状の開放リング（リリースブッシュ）１１が配置されている。この開放リング１１は、常時すなわち管Ｐを内挿して接続しているときは、その奥側に位置するパッキング８と、チャック９の曲り片部９ａさらには次記するチャック９の外側に配置されてなるコレット１０の弾性により、管接続口３の外方に押出されるように付勢されて配置されている。一方、この開放リング１１が、管接続口３の奥に押込まれることで、チャック９の奥側の曲り片部９ａを外側へ広げるようして、管Ｐの外周面に食いついている爪を引き剥がして、管Ｐの接続を開放し、管Ｐが管継手１から引き抜き可能となるようにされている。

なお、開放リング１１の外周面のうち、その奥寄り部位の円筒部１２は、それより管接続口３の外方に位置する円筒部１３よりも若干大径とされており、その異径部境界から奥側にチャック９が配置されている。また、開放リング１１の管接続口３の外方に向かう端部１４は、管接続口３より軸線方向の外方に突出しており、その外周面には、開放リング１１の押込み部をなすように、外側に突出する例えば軸線Ｇ方向から見て円形をなすフランジ１５を備えている。そして、このフランジ１５と本体１ａの管接続口３の端面３ａとの間には、前記したように開放リング１１を管接続口３の奥に押込んで管Ｐの接続を開放するため、空間Ｋが形成されている。ただし、図１においては、この空間Ｋに管Ｐを接続した状態において、本形態では合成樹脂製で十分に弾性変形できるように形成された、図２に示したような形状、断面形状（図中のハッチング）を呈する、有端リング（Ｃ字形状のリング）２１が側方から嵌合されている。詳しくは後述する。

一方、継手本体１ａの大径円筒部４の内側であって、チャック９の外側には、筒状をなすコレット１０が配置されている。このコレット１０は、奥側が拡径状をなす円筒状に形成され、その奥側の拡径部１０ａをパッキング８の外周寄り部位に押付けるとともに、大径円筒部４の内側面に押付け、その反力でチャック９の外側（外周面）を規制して、チャック９が常に管Ｐの外周面に押え付けられる作用をなすように、チャック９による管Ｐの保持力増大をなすように形成され、配置されている。このコレット１０の円筒部のうち、管接続口３の外方端部にはその内周面に内向きフランジ１０ｃが設けられており、チャック９の外方端を管Ｐの軸線Ｇの外方向にスライドするのを規制しているとともに、開放リング１１の奥所寄り部位の大径部１２の外方端（異径部境界）に係合して、開放リング１１が管接続口３の外方に抜け出るのを防止している。なお、コレット１０は、樹脂製とされている。

また、本体１ａの大径円筒部４の内周面とコレット１０の外周面との間には、コレット１０が管Ｐの軸線Ｇ方向に若干スライドするのを許容すると共にそのスライドにおけるコレット１０外周面のガイドをなすように形成された金属製（例えばＳＵＳ３０４製）のガイドリング（筒）１８が、大径円筒部４の内周面に分離不能となるように固定されている。このガイドリング１８は、その外方端の内周面には内向きのフランジ１８ａが取り付けられており、コレット１０の抜け出ないし分離の防止をなすとともに、開放リング１１の軸線Ｇ方向へのスライドにおけるガイドをなすようにされている。なお、ガイドリング１８の本体１ａの大径円筒部４の内周面に対する固定は、ガイドリング１８の外周面に設けられた凸部１８ｂを大径円筒部４の内周面に設けられた凹部に嵌合させて嵌めころしとされている。また、チャック９とコレット１０は、それぞれ継手本体１ａの奥所側が拡径或いは縮径できるように、図示はしないが、ともに奥所端側から管接続口３の外方に向かって、軸線Ｇに沿いスリットが複数設けられている。

しかして、本形態の管継手１においては、開放リング１１を奥に押込んで、その先端にてチャック９の奥側の曲り片部９ａを外方に広げる形としておき、この状態の下で、管Ｐを開放リング１１内を通して押込むことにより、管Ｐはチャック９及びパッキング８の内周面を超えてその端部が管差込用円筒部６の内側に差し込まれる形で、管継手１内に挿入され、その挿入後において開放リング１１の押込みを解除することで、チャック９の爪が管Ｐの外周面に食いつくとともに締め付け、管Ｐを接続する。なお、このとき開放リング１１の奥の大径部１２はチャック９の内側に位置して、その爪が管Ｐの表面に必要以上に食い付くのを防止している。一方、このように管Ｐを接続している状態において、開放リング１１を奥に押込むと、その先端にてチャック９の奥の曲り片部９ａを外方に広げる形とし、爪の管Ｐの外周面に対する食い付きを解除するとともに、その曲り片部９ａがパッキング８を圧縮してその内周面を広げる形となる。かくして、その状態において管Ｐを引っ張ると、管Ｐは容易に引き抜かれる（図３参照）。

そして、管Ｐが引き抜かれた状態で、開放リング１１の押込みを解除すれば、パッキング８、チャック９及びコレット１０がそれぞれ自身の弾性によって元形に戻り、それによって開放リング１１は外方に押出される。すなわち、本形態の管継手１は、開放リング１１を押込んだ状態で、管継手本体１ａの管接続口３に管Ｐを挿入し、押込みを解除することによって開放リング１１が元の位置に戻ることで、その管Ｐの管継手１内に挿入されている部位の外周面を締付けて接続するように構成されている。一方、この接続状態において、管接続口３から外方に突出して外周面にフランジ１５を有する開放リング１１を管接続口３の奥に押込むことで、その接続が開放され、管Ｐが引き可能となるようにように構成されている。このような構成は、従来公知のいわゆるワンタッチ式の管継手が備える管接続機構及び接続開放機構の一例ある。

しかし、本形態では、管Ｐを接続している状態において、図１に示したように、管接続口３から外方に突出している開放リング１１のフランジ１５と、管接続口３との間に形成された環状の空間Ｋに、開放リング１１が管接続口３の奥に押込まれるのを防止する押込まれ防止材として、その空間Ｋの幅Ｗと略同じ厚みを有する例えば、合成樹脂製で十分に弾性変形できる有端リング（Ｃ字形状のリング）２１が側方から嵌合される形で装填されている（図２参照）。なお、この有端リング２１の前記空間Ｋに対する装填は、管継手１において管Ｐを接続した後、この有端リング２１をその端部間を広げるように弾性変形させて拡径し、側方から押込むようにして嵌め込むことで行われており、装填状態において略元形に戻り、管継手から分離（脱落）しないようにされている。

したがって、このような管継手１においては、開放リング１１が管接続口３の奥に押込まれるような外力が作用したとしても、押込まれることがないので、接続している管Ｐの接続不良（緩み）や抜け出しが発生することが防止される。すなわち、このような管継手１においては、管Ｐの接続はワンタッチでできるために、その接続の簡易迅速性が妨げられることはないし、開放リング１１が押込まれることが防止されているため、意図せずして、管Ｐの接続の開放（解除）がなされてしまうといったことがない。一方、管Ｐの接続を開放するには、図３に示したように、押込まれ防止材である有端リング２１を前記空間から取り外しさえすれば、従来と同様に開放リング１１を管接続口３の奥に押込むことができる。したがって、本形態の管継手１によれば、管Ｐの接続における簡易迅速性にはなんらの妨げもないし、押込まれ防止材である有端リング２１を前記空間Ｋから取り外さない限り、管Ｐの接続が開放されたり管Ｐが抜け出てしまうといったことを確実に防止できる。

したがって、このような本形態の管継手１は、特に酸素濃縮装置のように、配管の接続に高度の信頼性が要求される一方で、装置内の配管接続に簡易、迅速性が要求される場合には、極めて適した管継手をなすものといえる。すなわち、本発明の管継手は、圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置において、その圧縮空気の窒素吸着容器への供給配管又はこの窒素吸着容器で窒素を吸着して生成された高濃度酸素含有ガスの供給出口に至る供給配管に使用されるのに極めて好適なものである。

上記の管継手１においては、押込まれ防止材は、合成樹脂製で十分に弾性できる有端リング（Ｃ字形状のリング）２１を用いたため、これを開放リング１１のフランジ１５と、管接続口３との間に形成された環状の空間Ｋに装填するには、管Ｐを接続した後つまり配管後において、この有端リング２１を適宜に広げるように弾性変形させることで、管Ｐの側方から簡易に行うことができるので便利である。このような有端リング２１は、弾性変形可能でその脱着ができればよく、したがって、適度の弾性或いはバネ性の得られる素材から形成すれば、合成樹脂製に限られず、金属製、或いはゴム製のものとしても具体化できる。

なお、図４−Ａに示したように、有端リング２１の両端部の外周面側に貫通孔２３付きの耳片２４を突出状に設けておけば、これを装填、脱着する際において広げるとき、その貫通孔２３を用いることができるので便利である。有端リング２１を装填、脱着する際の利便性向上のための耳片形状及び数量はこれに限定されるものではない。また、ゴム状弾性体から形成する場合には、上記のような有端リングではなく、図４−Ｂに示したように、無端リング（ゴム輪）２５としておいてもよい。このような無端リング２５では、これを配管接続前に例えば接続すべき管の端寄り部位に外嵌しておき、配管接続後においてその無端リング（ゴム輪）２５の径を拡張するように伸ばして装填すればよいし、取り外す際にはその逆を行えばよい。なお、押込まれ防止材をこのように有端リング又は無端リングとする場合、その線の断面は、図中、ハッチングで示したような矩形断面に限られず、円断面その他の断面としてもよい。環状の空間に装填されているときに、開放リングが管接続口の奥に押込まれるの防止することができればよい。

また、本発明における押込まれ防止材は、弾性変形できない素材からなるものとしても具体化できる。例えば、図示はしないが、円リングを２つ割りにして一対の半円リング部材を用意しておき、これを前記空間Ｋに嵌め込むように、管継手の両側から挟み付けるようにして装填することとしてもよい。この場合、装填時において、半円リング部材同士が突き合う端部において、互いに圧入して結合されるようにしてもよい。また、押込まれ防止材が、弾性材又はゴム状弾性材からなるものでは、開放リングのフランジと、管接続口との間に形成された環状の空間に圧入しておくだけでもよい。すなわち、本発明における押込まれ防止材は、管Ｐを接続している状態において、管接続口から外方に突出している開放リングのフランジと、管接続口との間に形成された環状の空間に装填されているときに、前記開放リングが管接続口の奥に押込まれるの防止することができるものでありさえすればよい。

また、上記の実施の形態では管継手は９０度エルボにおいて具体化したが、管継手の形態は、Ｔ字管継手、ソケット、バルブソケット、ブッシュ等公知の各形態のものがあるが、そのいずれのものにおいても具体化できることは言うまでもない。そして、本発明が具体化される管継手は、管継手本体の管接続口に管を挿入することによってその管の外周面を締付けて接続する構成を備えている一方、この接続の開放が、管接続口から外方に突出して外周面にフランジを有する開放リングを管接続口の奥に押込むことでなされるものであり、そして、開放リングは、管を接続している際には、前記管接続口より外方に押出されるように付勢され、しかも、そのフランジと管接続口との間に環状の空間が形成されてなる構成を備えた、いわゆるワンタッチ式の管継手であれば、広く適用できるものであり、上記した管継手における管の接続機構及び接続開放機構を備えた管継手にのみ限定されるものではない。

さて次に、本発明の管継手を配管に用いた圧力変動吸着方法の酸素濃縮装置について、図５に示した装置１０１の内部の概略構成を示す配管系統図（ブロック線図）基づいて詳細に説明する。ただし、この酸素濃縮装置１０１は、その配管に用いた管継手のみが従来公知の酸素濃縮装置と相違するものである。すなわち、図５に示したようにこの酸素濃縮装置１０１には、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る粒状の窒素吸着剤（図示せず）を充填した窒素吸着容器１２１が２つ設けられており、各窒素吸着容器１２１，１２１には、装置内に設置されたコンプレッサ１０２によって圧縮空気を供給することによって高濃度酸素含有ガスを得る加圧工程と、窒素吸着容器１２１，１２１内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで窒素吸着剤の再生を行う減圧工程とが、交互に繰り返し行われると共に、得られた高濃度酸素含有ガスが連続して患者に供給されるように形成されている。詳しくは、次のようである。

図５に示したように、本形態の本装置１０１は、窒素吸着剤を充填した２つ（２本）の窒素吸着筒（以下、単に吸着筒ともいう）１２１，１２１を備えている。そして、このような各窒素吸着筒１２１，１２１には、空気取入れ口１０１ａから取り入れられた空気が、フィルタ１０１ｂを介し、コンプレッサ１０２で圧縮されて送り込まれるように、配管１０３ａ、１０３ｂが分岐して接続されている。そして、本形態では、その各配管１０３ａ、１０３ｂから分岐された配管１０４ａ、１０４ｂを経て、排気マフラ（消音器）１０６から窒素を外部に排気（窒素吸着筒内の減圧）するようにされている。この配管１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ途中には、加圧工程又は減圧工程を切換え制御するための切換弁（電磁弁）１０７，１０８，１０９，１１０が、本発明にかかる上記した管接続機構、及び接続開放機構を備えた管継手を適所に介在させて設けられている。このように、本形態では２本の窒素吸着筒１２１，１２１に圧縮空気を供給し、各切換弁１０７，１０８，１０９，１１０を切換え制御することで、各窒素吸着筒１２１，１２１内において、窒素の吸着による高濃度酸素含有ガスの生成と窒素吸着剤の再生のための加圧、減圧を一定サイクルで交互に繰り返すことで高濃度酸素含有ガスを連続して生成するように構成されている。

一方、このように交互に生成された高濃度酸素含有ガスは、２つの窒素吸着筒１２１，１２１の下流側（２次側）の高濃度酸素含有ガスの出口から配管１０５ａ、１０５ｂを介して製品タンク１０７に送り込まれるように配管されている。この配管１０５ａ、１０５ｂ途中には、図中記号で示したように逆止弁がそれぞれ設けられている。また、高濃度酸素含有ガスの出口と各逆止弁との間には、パージ用の開閉弁（電磁弁）１１１が設けられており、窒素吸着筒１２１，１２１の窒素の排気を他方の窒素吸着筒内の加圧ガスを利用して促進するようにされている。また、その製品タンク１０７の下流側であり、高濃度酸素含有ガスを患者に供給する供給出口２０１に至る配管１３１途中には、減圧弁（圧力調節弁）１３３、バクテリアフィルタ１３５、流量設定器１３７、酸素センサ１３９、加湿器等１４１が設けられており、配管端末である供給出口２０１に、カニューラを接続して高濃度酸素含有ガスが患者に供給されるように構成されている。

すなわち、本形態では、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る窒素吸着剤（例えば、ゼオライト粒体）を充填した窒素吸着筒１２１，１２１内に、コンプレッサ１０２によって圧縮空気を供給することによって高濃度酸素含有ガスを得る加圧工程と、窒素吸着筒１２１，１２１内の圧力を減じることによって吸着された窒素を排気マフラ１０６を介して排気することで窒素吸着剤の再生を行う減圧工程とを、交互に繰り返し行うことによって高濃度酸素含有ガスを連続的に得るとともに、これを製品タンク１０７に送り込んで、その配管端末に位置する酸素の供給出口２０１から患者に供給されるように構成されている。なお、上記もしたように、本形態では、図５中の窒素吸着筒１２１，１２１の配管２次側において左右の配管１０５ａ、１０５ｂが開閉弁（パージ弁）１１１を介して接続されているが、これは、窒素吸着筒１２１，１２１のいずれか一方の加圧工程時に得られた高濃度酸素含有ガスの一部で他方の窒素吸着筒内の排気されるべき窒素をパージするためのものである。なお、逆支弁は、製品タンク１０７に溜められた高濃度酸素含有ガスの逆流を阻止する弁である。

このような本形態の酸素濃縮装置１０１においては、その配管系統図に示されるように、空気取入れ口１０１ａ側にあるフィルタ１０１ｂの下流側からコンプレッサ１０２を経て吸着筒１２１に至る配管１０３ａ，１０３ｂ途中と、排気マフラ１０６に至る配管１０４ａ，１０４ｂ途中、さらには吸着筒１２１の出口から酸素の供給出口２０１に至る配管１３１途中には、その配管に使用している管（本形態では、ナイロンチューブ又はポリウレタンチューブ）の分岐用のＴ継手や方向転換用のエルボ、さらには、その管と各弁、吸着筒１２１、或いは製品タンク１０７との接続のため、さらには製品タンク１０７より２次側に設けられたフィルタ１３５等との接続のために、これら各弁等にねじ込まれたブッシュの管接続口に本発明の管継手が使用されている。

このため、本形態の酸素濃縮装置１０１によれば、その製造、組立て時の確認検査又はメンテナンスにおいて、例えば図１における管継手１の管接続口３の開放リング１１のフランジ１５に、これを管接続口３の奥に押込む力が作用したとしても、開放リング１１が押込まれることはないから、圧縮空気や生成された高濃度酸素含有ガスの供給配管において、接続している管の接続不良（緩み）や抜け出しの発生が確実に防止される。このため、極めて信頼性の高い酸素濃縮装置となすことができる。しかも、装置内の配管の接続、組み立てにおいては、いわゆるワンタッチ式の管継手による配管接続において、押込まれ防止材を取り付ける工程の増加のみに止まるため、配管の簡易、迅速性が妨げられることもない。なお、使用しているワンタッチ式の管継手のすべてにおいて、開放リングの押込まれ防止材を装填するのが好ましいといえるが、配管部位によっては、或いは使用している管材とその支持、固定状況などの配管周囲の状態によっては、すべての管継手に押込まれ防止材を装填する必要はない。また、管材が金属管を使用してあり、管継手及びこれに接続されている配管（管材）が動かないように強固に支持或いは固定されているような場合のように、管を抜こうとしても物理的に抜くことができない配管レイアウト下に設定されている場合である。

上記においては吸着筒が２本のいわゆる２筒式の圧力変動吸着方法の酸素濃縮装置を例示し、その圧縮空気を吸着筒へ送り込む供給配管や、吸着筒で窒素を分離して生成された高濃度酸素含有ガスを酸素の供給出口に送るまでの供給配管を、図５に示した配管系統図の通りに備える酸素濃縮装置において説明した。しかし、本発明の酸素濃縮装置は、このような配管系統図通りの酸素濃縮装置に限られず、圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置において広く適用できる。このような酸素濃縮装置において、空気取り入れ口から取り込んだ空気（大気）をフィルタを通して空気圧縮手段（コンプレッサ）まで送り込む配管、空気圧縮手段で圧縮した圧縮空気を窒素吸着筒内に供給するための供給配管、又はこの窒素吸着筒内で窒素を吸着して生成された高濃度酸素含有ガスの供給出口に至る供給配管の適所に本発明の管継手を用いるのが好ましい。

本発明の管継手の一例を示す一部破断面図。 押込まれ防止材である有端リングの平面図。 図１の管継手で、有端リングを取り外し、開放リングを押込んだときの一部破断面図。 押込まれ防止材の別例を示す平面図。 本発明の酸素濃縮装置の内部の概略構成を示す配管系統図（ブロック線図）。 従来の酸素濃縮装置において、生成された高濃度酸素含有ガスを送る配管のうち、窒素吸着筒の下端部近傍部分の一例を示す説明図。 図６において、配管に使用されている従来の管継手の問題点を説明する図。

符号の説明

１ 管継手
１ａ 管継手本体
３ 管接続口
１１ 開放リング
１５ 開放リングのフランジ
２１ 有端リング（押込まれ防止材）
２５ 無端リング（押込まれ防止材）
１０１ 圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置
１０３ａ，１０３ｂ 窒素吸着容器への供給配管
１２１ 窒素吸着容器への供給配管
１３１ 高濃度酸素含有ガスの供給出口に至る供給配管
２０１ 高濃度酸素含有ガスの供給出口
Ｐ 管
Ｋ フランジと管接続口との間の環状の空間

Claims (5)

1. 管継手本体の管接続口に管を挿入することによってその管の外周面を締付けて接続する一方、この接続の開放が、管接続口から外方に突出して外周面にフランジを有する開放リングを管接続口の奥に押込むことでなされる管継手であって、
   前記開放リングは、管を接続している状態においては、前記管接続口より外方に押出されるように付勢され、しかも、前記フランジと該管接続口との間に環状の空間が形成されるものにおいて、
   管を接続している状態において、前記管接続口から外方に突出している前記開放リングのフランジと、該管接続口との間に形成された環状の空間に、前記開放リングが該管接続口の奥に押込まれるの防止する押込まれ防止材を装填してなることを特徴とする管継手。
2. 前記押込まれ防止材が弾性変形可能の有端リングであり、この有端リングを前記環状の空間に嵌合させることによって装填してなることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
3. 前記押込まれ防止材がゴム状弾性体からなる無端リングであり、この無端リングを前記環状の空間に嵌合させることによって装填してなることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の管継手が、圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置における配管のいずれかの部位に使用されることを特徴とする管継手。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の管継手が、配管のいずれかの部位に使用されていることを特徴とする、圧力変動吸着方法による酸素濃縮装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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