JP2009183544A - 酸素供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カニューラへの引火と同時に発生する温度上昇を検知することで酸素供給装置から供給される高濃度酸素を停止させ、火災の拡大を防止させることを目的とする。
【解決手段】酸素供給源及びそこから供給される酸素を使用者に供給するカニューラを備えた装置であり、当該カニューラに温度感知センサーを備え、温度検知結果に基づいて当該酸素供給源からの酸素供給を遮断する制御手段を備えた酸素供給装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、酸素吸入用のカニューラに取り付けた温度感知センサーの温度により、酸素供給源からカニューラへの酸素の供給を停止させる制御機能を備えた酸素供給装置に関する。

近年、肺気腫、肺結核後遺症や慢性気管支炎などの慢性呼吸器疾患に苦しむ患者が増加する傾向にあり、肺における炭酸ガスと酸素ガスの交換機能が低下したこれら患者に対して高濃度酸素を吸入させる酸素吸入療法が行われている。治療用の酸素ガス或いは濃縮酸素気体の供給源としては、高圧酸素ボンベ、液体酸素ボンベ、酸素濃縮装置等の使用が挙げられる。この療法の場合は、注射などの医療機関における侵襲的な治療操作でなく、長時間にわたり酸素濃縮装置などを用いて高濃度酸素を患者呼吸によって吸入する治療法である為に、治療を在宅で行うことが薬事法で認められている。

酸素治療において、カニューラより酸素を吸引しながらタバコを吸うなど火を扱うことは禁止されているが、この疾患は喫煙に起因して発症するケースが多いこと、長時間に亘り酸素の供給を受ける為に、ついうっかり或いは一寸なら良いだろうと考えて酸素を吸引しながら喫煙など火を扱うことがある。高濃度の酸素の雰囲気である為に空気中では難燃性のプラスチック製カニューラでも大きな火炎と共に引火し火災が拡大することがある。

これらの火災拡大を防ぐ手段として、特許第2598126号公報には、カニューラを難燃性繊維で被覆する、特開2006-280470号公報には、カニューラに不燃材料の継手を挿入する等の方法により火災の拡大を防ぐことに主眼をおいた提案がされている。
更に、特開2001-314507号公報には、酸素濃縮装置に煙検知センサを搭載し、タバコの煙を検知した場合には使用者に警報を発する装置の提案がなされている。

特許第2598126号公報 特開2006-280470号公報 特開2001-314507号公報

在宅酸素療法では、酸素濃縮装置や酸素ボンベ、液体酸素ボンベ等の医療用酸素ガス供給源から９０〜１００％の酸素ガスが、カニューラを介して患者の鼻孔に供給される。カニューラは、塩化ビニールやシリコン等のプラスチック材料で製造されている。大気中の２１％の酸素濃度環境下では、塩化ビニール等は難燃性の材料の該当するが、100％酸素が供給される環境下ではほぼ全てのプラスチック材料は燃焼する。

したがって、酸素濃縮装置等の取扱いに際しては、酸素吸入状態での喫煙や火気使用を厳禁する旨の警告がメーカーや医師、消防署等からなされているが、残念ながら取扱い方法を守らずに火災を起こすケースが存在する。

酸素カニューラを鼻に装着した状態で、カニューラ先端に裸火が近づくことは通常はないが、タバコを吸っている間にタバコが発火し、それに続いてカニューラに引火し火災を引き起こすケースが多い。カニューラに一度引火した火は酸素の供給が停止するまで大きな火炎を生じつつ燃え続ける。特にプラスチック製カニューラの酸素出口より火炎がチューブ内に入った場合、酸素の供給が継続的にチューブで供給されると、非常な速度でチューブ内表面を火炎が走るかたちで火災を拡大させてしまう。

煙検知警報等に基づく使用者の自主的な防火対策に任せていては、このような火災発生を完全に無くする事は出来ず、装置自体に火災拡大を防ぐ機能が求められる。本願発明は、カニューラへの引火と同時に発生する温度上昇を検知することで、酸素濃縮器、酸素ボンベ及び液体酸素方式による酸素供給装置から供給される高濃度酸素を停止させ、火災の拡大を防止させることを目的としている。

本願発明は、酸素供給源及びそこから供給される酸素を使用者に供給するカニューラを備えた装置であり、当該カニューラに温度感知センサーを備え、温度検知結果に基づいて当該酸素供給源からの酸素供給を遮断する制御手段を備えた酸素供給装置を提供する。

また本願発明は、酸素供給源の供給口に酸素供給弁を備え、該制御手段が、該温度感知センサーの温度検知結果に基づいて該酸素供給弁を閉じる制御を行う手段である酸素供給装置であり、特に該温度感知センサーが50℃以上の温度を検知した場合、当該酸素供給源からの酸素供給を遮断する制御を行う手段である、酸素供給装置を提供する。

また本発明は、かかる酸素供給源が、酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着床、当該吸着床に加圧空気を供給するコンプレッサーを備えた吸着型酸素濃縮装置であり、該制御手段が該温度感知センサーの温度検知結果に基づいて該コンプレッサーの電源を遮断する制御を行う手段である酸素供給装置を提供する。

酸素供給手段であるカニューラは空気中では燃えにくい塩化ビニールやシリコンなどの素材がチューブとして使われているが、高濃度酸素の雰囲気下では容易に大きな火炎を出して燃えてしまう。特にカニューラの酸素吹出し口より火炎がチューブ内に入った場合には、チューブ内へ酸素ガスが継続的に供給されると、非常な速度でチューブ内を火炎が走り、火災を拡大させてしまう。

本願発明は、酸素供給手段であるカニューラに取り付けられた温度感知センサーと、酸素濃縮装置や酸素ボンベ、液体酸素容器等の酸素供給源の供給弁とを連動させ、また吸着型酸素濃縮装置のコンプレッサー電源とを連動させ、カニューラへの高濃度酸素の供給を停止させること、カニューラへの引火に伴う温度上昇を検知し、カニーラ先端への酸素の供給を停止させることにより、火災の拡大、大火傷の防止を図ることができる。

在宅酸素療法等の酸素吸入には、一般に酸素カニューラ（鼻孔カニューラ）が使用されている。かかるカニューラは、酸素濃縮器や酸素ボンベから供給される酸素ガスを使用者の鼻孔まで導くために、途中で分岐したカニューラを左右両耳に掛けて固定し、患者鼻腔に挿入する酸素供給管（鼻プロング）を有する酸素噴出口部にカニューラ開放端を接続することで酸素ガスを使用者鼻孔に供給する用具である。

一方、在宅酸素療法に使用される酸素の供給源には、空気を原料として、酸素を選択的に透過する高分子酸素富化膜や固体電解質膜を用いた膜型酸素濃縮装置や、窒素又は酸素を選択的に吸着し得る吸着剤を用いた吸着型酸素濃縮装置がある。中でも酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤として５A型や13X型、Li-X型などのゼオライトを充填した吸着床にコンプレッサーで圧縮空気を導入して加圧状態で窒素を吸着させることにより酸素濃縮気体を得る吸着工程と、吸着床の内圧を減少させて窒素を脱着させ吸着剤の再生を行う脱着工程とを交互に行うことにより90％以上の高濃度の酸素濃縮気体を得る圧力変動吸着型酸素濃縮装置が在宅で使用されている。
また外出時や停電時等の非常用として高圧酸素ガスを充填した酸素ボンベや液体酸素容器が使用されている。

図1は、高濃度酸素を充填した酸素ボンベ7から流量調整弁6の開閉により高濃度酸素を取り出し、カニューラ3,2を経由して酸素噴出口1より鼻に酸素が供給される酸素供給装置である。本願発明の酸素供給装置は、図２に示すように、カニューラの酸素噴出口付近に温度感知センサーを具備し、その温度感知センサーが所定温度以上、例えば50℃以上の値を検知した場合には、酸素充填ボンベ7に装着されている流量調整弁6（酸素供給弁）を流量ゼロに制御する制御手段を備える。これにより、仮にタバコの火がカニューラの酸素噴出口付近に引火したとしても、酸素ボンベからの酸素供給を自動的に遮断し、高濃度酸素がカニューラ側に連続して供給されないようにすることが出来る。酸素供給が止まればカニューラから酸素供給源側への延焼、カニューラの急激な燃焼は抑制することが出来、自宅の類焼を防止することができる。

温度感知センサーの検知結果に基づき流量を自動制御可能なように、流量調整弁6はマスフローコントローラー等の自動制御弁を使用する。また流量制御弁6ではなく、別途酸素供給用の自動開閉弁（酸素供給弁）を設け、温度異常を検知した場合に供給弁を閉じる制御を行なうことも可能である。

図３は吸着型酸素濃縮装置を酸素供給源として用いた酸素供給装置の模式図である。電源5で駆動するコンプレッサーを内臓し、Li-X型ゼオライトを充填した吸着筒に加圧空気を供給することで窒素を吸着し未吸着の酸素を取り出す圧力変動吸着型酸素濃縮器であり、発生した90％以上の高濃度酸素、接続されたカニューラ3,2を経由して酸素噴出口1より鼻に酸素が供給される。本発明の酸素供給装置は、酸素ボンベの場合と同様にカニューラの酸素噴出口付近に温度感知センサー8を具備し、その温度が所定温度以上、例えば50℃以上を検知した場合、酸素濃縮器の酸素出口4に設置された自動開閉弁（切換弁）9により酸素供給を遮断する制御手段を備えることで、高濃度酸素をカニューラの酸素噴出口1への供給をストップさせることが出来る（図４）。

コンプレッサーの駆動により酸素濃縮が行われる為、図５に示すように、カニューラの酸素噴出口付近に温度検出センサーの温度検知結果で、酸素濃縮器のコンプレッサーの駆動電源5のスイッチ10をオフとすることにより、高濃度酸素を酸素噴出口1に行かない様にすることが出来る。

制御手段（図示せず）自体は、酸素濃縮装置等の供給源側に設けるほかカニューラ側或いは別途設けることも可能である。温度感知センサー8と制御手段との接続は、有線による接続の他、ブルーツース等の無線通信や赤外線通信等の技術を利用することができる。

高濃度酸素を充填した酸素ボンベ及びカニューラを備えた酸素供給装置。 カニューラに具備した温度センサーの検知結果に基づき酸素ボンベからの酸素供給を遮断する酸素供給装置。 吸着型酸素濃縮装置及びカニューラを備えた酸素供給装置。 カニューラに具備した温度センサーの検知結果に基づき酸素濃縮器からの酸素供給を遮断する酸素供給装置。 カニューラに具備した温度センサーの検知結果に基づき酸素濃縮器のコンプレッサー電源を遮断する酸素供給装置。

符号の説明

１ カニューラの酸素噴出口
２ カニューラの首周り部
３ カニューラの延長部
４ 酸素濃縮器の酸素出口
５ 酸素濃縮器のコンプレッサー電源
６ 酸素流量調整弁
７ 酸素ボンベ
８ 温度感知センサー
９ 酸素濃縮器の酸素出口に設置された酸素供給弁
１０ 酸素濃縮器のコンプレッサー電源スイッチ

Claims (4)

1. 酸素供給源及びそこから供給される酸素を使用者に供給するカニューラを備えた装置であり、当該カニューラに温度感知センサーを備え、温度検知結果に基づいて当該酸素供給源からの酸素供給を遮断する制御手段を備えた酸素供給装置。
2. 酸素供給源の供給口に酸素供給弁を備え、該制御手段が、該温度感知センサーの温度検知結果に基づいて該酸素供給弁を閉じる制御を行う手段である請求項１記載の酸素供給装置。
3. 該酸素供給源が、酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着床、当該吸着床に加圧空気を供給するコンプレッサーを備えた吸着型酸素濃縮装置であり、該制御手段が該温度感知センサーの温度検知結果に基づいて該コンプレッサーの電源を遮断する制御を行う手段である請求項１または２に記載の酸素供給装置。
4. 該制御手段が、該温度感知センサーが50℃以上の温度を検知した場合、当該酸素供給源からの酸素供給を遮断する制御を行う手段である、請求項１〜３の何れかに記載の酸素供給装置。

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