JP2014169657A

JP2014169657A - ロータリ式シリンダ装置

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Publication number: JP2014169657A
Application number: JP2013041465A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ogawa; 洋志小川
Original assignee: Ikiken Co Ltd
Current assignee: Ikiken Co Ltd
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2014-09-18

Abstract

【課題】配管を省略しても排気音を低減し小型軽量化を実現したロータリ式シリンダ装置及びこれを用いて低騒音化並びに流体の脈動を抑え、小型軽量化を図り製造コストを削減した酸素濃縮装置を提供する。
【解決手段】第二シリンダ室２５ｂからそれより体積の大きいケース本体３内の貯留部３ｂに排気を膨張させて一時的に貯留しつつ当該ケース本体３に形成された圧力開放溝６６を経て貯留部３ｂに貯留された排気が直接外部に排出される。
【選択図】図１０

Description

本発明は、駆動軸の回転動作をシリンダ内のピストンの往復動作に変換することで圧縮空気を生成して送り出し、負圧空気を吸引可能なロータリ式シリンダ装置及びこれを用いた酸素濃縮装置、特に在宅酸素療法に使用する正負圧力変動吸着法（ＶＰＳＡ）を用いた酸素濃縮装置に関する。

在宅酸素療法に使用する医療用の酸素濃縮装置は、空気を原料としてその中に含まれる酸素量を９０％以上に濃縮して鼻カニューレから患者に濃縮酸素を供給することで、慢性気管支炎等の呼吸器疾患の患者の治療に用いられている。ＶＰＳＡ方式の酸素濃縮装置は、原料空気から窒素を選択的に吸着する吸着剤（ゼオライト）を用いて、これを充填した吸着筒に原料である空気を加えて窒素を吸着分離する正負（真空−加圧）圧力変動吸着型の酸素濃縮装置である。

かかる圧力変動吸着型酸素濃縮装置は、吸着剤を多数の吸着筒に充填し、モータ駆動されるコンプレッサを用いて大気を加圧供給し窒素を吸着させ、酸素を分離すると共に、流路を切換え、吸着筒を真空状態まで減圧することで吸着した窒素を脱着させてコンプレッサに吸引してから、排気するようになっている。

上述したコンプレッサの真空シリンダ室に接続する排気管には、圧縮された二次空気（窒素）を排気するため、通常大きな排気音を伴う。このため、図１６（Ａ）に示すように排気管の排気音を低下させるため消音器（サイレンサ、排気マフラー）１０１が設けられる。また、コンプレッサが吸排気を交互に行うため、ピストンの往復動が脈動する流体圧から受ける影響を和らげるため、配管より体積比が大きい排気用バッファタンク１０２を併用することも行われている。図１６（Ｂ）は、図示しない排気管に接続される排気用バッファタンク１０２と消音器１０１を接続した状態を示す。図示しないコンプレッサより圧縮された排気は、一旦排気用バッファタンク１０２に送り込まれて膨張され、更に消音器１０２を通過することで排気音を低減されて排気される（特許文献１参照）。

特開２００８−２１２２０６号公報

上述した酸素濃縮装置においては、排気音を低減するための消音器を設けたり流体圧変動の影響を緩和する排気用バッファタンクを設けたりする必要があり、コンプレッサに接続する配管が長くなりしかも部品点数も増えることから、装置を小型軽量化、製造コストを削減するには限界があった。

本発明の目的は、配管を省略しても排気音を低減し小型軽量化を実現したロータリ式シリンダ装置及びこれを用いて低騒音化並びに流体の脈動を抑え、小型軽量化を図り製造コストを削減した酸素濃縮装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は次の構成を有する。
ケース本体から延設された駆動軸の軸心に対して偏心したクランク軸を中心に回転する偏心カムに連繋する直動ピストンが直交配置されたシリンダ内を往復動することで原料空気を前記ケース本体内に取り込んで第一シリンダ室で圧縮を繰り返しながら装置側へ送出する圧縮空気発生部と、前記装置側から吸引された排気を前記ケース本体内に取り込んで第二シリンダ室で圧縮しながら排出する負圧空気発生部とが交互に形成されるロータリ式シリンダ装置であって、前記第二シリンダ室からそれより体積の大きい前記ケース本体内の貯留部に前記排気を膨張させて一時的に貯留しつつ当該ケース本体に形成された圧力開放溝を経て前記貯留部に貯留された前記排気が直接外部に排出されることを特徴とする。

上記構成によれば、装置側から第二シリンダ室内へ吸引された排気を当該第二シリンダ室内で圧縮しながら、それより体積の大きいケース本体内の貯留部に排気を膨張させて一時的に貯留するのでバッファタンクを省略して流体の脈動の影響を緩和することができるうえに、当該ケース本体に形成された圧力開放溝を経て貯留部に貯留された排気が直接外部に排出されるので、従来用いていた排気用の配管や消音器を省略することもできる。よって、排気用の配管を省略しても排気音を低減し小型軽量化を実現したロータリ式シリンダ装置を提供することができる。

前記圧力開放溝は、前記ケース本体に設けられた貯留部より体積比率の小さなラビリンス形状の排気通路と連通することが望ましい。
これによれば、ケース本体内で膨張した排気をラビリンス状の排気通路から圧力開放溝を通じて外部へ直接逃がすことができるので、消音効果も高くしかも排気管も不要であるので、コンパクトな排気構造にすることができる。

前記圧力開放溝の排気口は、前記駆動軸に設けられたタイミングプーリに臨んで形成されていると、圧力開放溝の排気口より排出された排気がタイミングプーリの回転により拡散されるので、排気の滞留をなくして素早く拡散させることができる。

また、酸素濃縮装置においては、上述したいずれかのロータリ式シリンダ装置を用い、原料空気を圧縮して圧縮空気を発生するコンプレッサと、前記コンプレッサの加圧シリンダ室から送り込まれた圧縮空気中から窒素を吸着する吸着材を貯蔵した吸着筒と、を備え、前記吸着筒から前記コンプレッサの真空シリンダ室へ吸引されて圧縮された窒素を含む排気を当該真空シリンダ室からそれより体積の大きい前記コンプレッサのケース本体内に設けられた貯留部に膨張させながら一時的に貯留しつつ当該ケース本体に設けられた圧力開放溝から排気を外部へ直接排出されることが望ましい。
上記酸素濃縮装置を用いれば、真空シリンダ室から圧縮されて送り出される窒素を含む排気のバッファタンクや消音器などを含む排気管を省略することができる。特に、コンプレッサのケース本体が排気管とバッファタンクを兼用するので、部品点数が少なく簡易な構成でも低騒音化並びに流体の脈動を抑え、製造コストを削減することができる。

本発明に係るロータリ式シリンダ装置を用いれば、配管を省略しても排気音を低減し小型軽量化を実現することができ、またこれをコンプレッサに用いることで低騒音化並びに流体の脈動を抑え、小型軽量化を図り製造コストを削減した酸素濃縮装置を提供することができる。

ロータリ式シリンダ装置の外観斜視図である。ロータリ式シリンダ装置のケース本体から第二ケースを取り外した状態の斜視図である。図１のロータリ式シリンダ装置のシリンダヘッドを取り外した側面図、第二ケースを取り外した状態で軸方向からみた平面図、矢印Ｖ−Ｖ方向断面図である。偏心カムの正面図、右側面、左側面図及び矢印Ｗ−Ｗ方向断面図である。駆動軸を中心とする第一クランク軸の回転軌道、第一クランク軸を中心とする第二仮想クランク軸の回転軌道とピストン組の直線往復運動の関係を示す模式図である。加圧ピストン組の斜視図、右側面図、平面図、矢印Ｘ−Ｘ方向断面図、右側面図、底面図である。真空ピストン組の正面図、平面図、矢印Ｘ−Ｘ方向断面図、右側面図である。酸素濃縮装置の概略構成を示すブロック図である。図１のロータリ式シリンダ装置内の空気の流れを示す分解模式図である。図１のロータリ式シリンダ装置の対角方向断面図及び部分拡大断面図である。図１のロータリ式シリンダ装置の軸方向平面図である。図１のロータリ式シリンダ装置の第一ケースから軸受保持部を取り外した分解斜視図である。図１２の第一ケースから更に抜け止め部材を取り外した分解斜視図である。コンプレッサの駆動装置を含む外観斜視図である。図１１のタイミングプーリの軸方向断面図である。従来用いられていたバッファタンク及び消音器の説明図である。

以下、発明を実施するための一実施形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。先ず、図１乃至図１５を参照して一例として酸素濃縮装置のコンプレッサとして用いられるロータリ式シリンダ装置を中心として説明する。ロータリ式シリンダ装置は、シャフトの回転運動がシリンダに対するピストンの直線往復運動に変換されて出力される装置を想定している。

以下の説明では、第一仮想クランクアームとは、駆動軸と第一クランク軸の軸心間を連結する部位を言い、部品単体でクランクアームが存在しなくても構造上クランクアームの存在が認められるものを言う。また、第二仮想クランクアームとは、第一クランク軸と第二仮想クランク軸の軸心間を連結する部位をいい、クランクアームが省略されていても機構上クランクアームの存在が認められるものを言う。また、第二仮想クランク軸とは、機構上のクランク軸が存在しなくとも回転中心となる軸芯の存在が仮想上認められるクランク軸を言う。また、ピストン組とは、ピストン単体のピストンヘッド部にシールカップ及びシールカップ押さえ部材やピストンリングなどのシール材が一体に組み付けられたものを言う。

図１において、第一ケース１と第二ケース２とで構成される筐体状のケース本体３に駆動軸４ａ，４ｂ（シャフト；図２，図３（Ｃ）参照）が回転可能に軸支されている。第一ケース１と第二ケース２とは、ボルト３ａにより四隅をねじ嵌合させて一体に組み付けられる。このケース本体３の四方側面には、対向する一対の加圧シリンダヘッド部５と一対の真空シリンダヘッド部６が交差するように組み付けられている。

一対の加圧シリンダヘッド部５のうち一方には外気を取り込む加圧吸込み口５ａが設けられており加圧連通路５ｂを通じて各加圧シリンダ室（第一シリンダ室）に空気が供給され加圧される。また、他方には加圧シリンダ室で圧縮された圧縮空気を図示しない装置側に送り出す吐出口５ｃが設けられている（圧縮空気発生部）。

同様に一対の真空シリンダヘッド部６の一方には装置側より排気を吸込む真空吸込み口６ａが設けられており真空連通路６ｂを通じて各真空シリンダ室（第二シリンダ室）に吸い込まれた排気が圧縮される。各真空シリンダ室で圧縮された排気は、ケース本体３内に設けられた容積の大きい貯留部３ｂ（空間部；図３（Ｂ）（Ｃ）参照）へ貯留されて脈動が吸収され、後述するケース本体３に設けられた排気通路（図示せず）を通じて直接外部へ排出されるようになっている（負圧空気発生部）。

また、ケース本体３内には、第一クランク軸７（図３（Ｃ）参照）を中心に筒状の偏心カム８（図４参照）が回転可能に組み付けられている。偏心カム８には後述するように軸受を介して加圧ピストン組９及び真空ピストン組１０が交差して相対的に回転可能に収容されている。以下、具体的に説明する。

図３（Ｃ）において、第一クランク軸７は、駆動軸４ａの軸心に対して偏心して連結される。本実施形態では、駆動軸４ａは、第一バランスウェイト１１と一体に組み付けられ、駆動軸４ｂは第二バランスウェイト１２と一体に組み付けられる。尚、第一，第二バランスウェイト１１，１２は各駆動軸４ａ，４ｂと一体に形成されていてもよい。第一，第二バランスウェイト１１，１２は第一クランク軸７の両軸端部に各々挿入して組付けられている。

第一バランスウェイト１１に連結された駆動軸４ａは第一軸受１３ａにより第一ケース１に回転可能に軸支されており、第二バランスウェイト１２に連結された駆動軸４ｂ（図２参照）は第二軸受１３ｂにより第二ケース２に回転可能に軸支されている。第一，第二バランスウェイト１１，１２は、駆動軸４ａ，４ｂと一体に組み付けられ、後述するように第一クランク軸７及び偏心カム８を含む駆動軸４ａ，４ｂを中心とした回転部品間の質量バランスをとるために設けられている。

また、図４（Ｄ）に示すように、偏心カム８は、第一クランク軸７の軸心に対して偏心した複数の第二仮想クランク軸１４ａ，１４ｂを有する。本実施形態では、交差するピストン組が２本であるため、第二仮想クランク軸１４ａ，１４ｂは第一クランク軸７を中心として１８０度位相がずれた位置に形成されている。

加圧ピストン組９及び真空ピストン組１０は第二仮想クランク軸１４ａ，１４ｂの軸直角方向に互いに交差（直交）して偏心カム８に組み付けられている。具体的には、偏心カム８は、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、回転中心となる第一クランク軸７が挿通する第一筒体８ａと、該第一筒体８ａの外周側に偏心した第二筒体８ｂが軸方向両側に連続して形成されている。第一筒体８ａには第一クランク軸７が同心状に一体に嵌め込まれ、偏心カム８の回転中心となる。また、第二筒体８ｂの軸心は、第一クランク軸７（第一筒体８ａ）の軸心に対して偏心した第二仮想クランク軸１４ａ，１４ｂと一致するようになっている。第二筒体８ｂの外周部には、軸受保持部８ｄが設けられている。偏心カム８は、例えばステンレススチール系の金属材が用いられ、ＭＩＭ（メタルインジェクションモールド）により一体成形される。

図４（Ｄ）の仮想線に示すように、第一筒体８ａの筒孔８ｃには、内側軸受１５ａ，１５ｂが組み付けられ、外周側の軸受保持部８ｄには外側軸受１６ａ，１６ｂ（図１０（Ａ）参照）が各々組み付けられる。内側軸受１５ａ，１５ｂは第一のクランク軸７を中心に偏心カム８が相対的に回転可能（自由回転可能）に支持している。また、外側軸受１６ａ，１６ｂは、加圧ピストン組９，真空ピストン組１０が第二筒体８ｂに対して互いに交差（直交）して嵌め込まれたまま相対的に回転するように組み付けられる（図２参照）。

以上の構成により、第一クランク軸７と第二仮想クランク軸１４ａ，１４ｂを結ぶ第二仮想クランクアームの長さを第二円筒体８ｂの回転半径ｒとなるように設定することで、第一クランク軸７を中心として偏心カム８及び加圧ピストン組９及び真空ピストン組１０を軸方向及び径方向にコンパクトに組み付けることができる（図５（Ａ）参照）。

また、図６（Ａ）〜（Ｆ）に示す加圧ピストン組９において、加圧ピストン本体９ａの長手方向両端部には、加圧ピストンヘッド部９ｂが起立形成されている。加圧ピストンヘッド部９ｂには、リング状のシールカップ９ｃ、シールカップ押さえ部材９ｄが各々ボルト１７より組み付けられている。同様に図７（Ａ）〜（Ｄ）に示す真空ピストン組１０おいて、真空ピストン本体１０ａの長手方向両端部には、真空ピストンヘッド部１０ｂが起立形成されている。加圧ピストンヘッド部９ｂ，真空ピストンヘッド部１０ｂには、リング状のシールカップ１０ｃ、シールカップ押さえ部材１０ｄが各々ボルト１７より組み付けられている。シールカップ９ｃ，１０ｃは、オイルフリーのシール材（例えば、フッ素系樹脂材（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂材等）が用いられる。加圧ピストン本体９ａや真空ピストン本体１０ａには金属材（アルミニウム材）が用いられ、耐食性を向上させるため表面処理（陽極酸化皮膜形成）されているのが好ましい。尚、図６に示す加圧ピストンヘッド部９ｂの外径は、図７に示す真空ピストンヘッド部１０ｂの外径より小さく形成されている。このため、図６（Ｄ）（Ｅ）に示すように加圧ピストン本体９ａにバランサー部９ｆを設けて真空ピストン本体１０ａとのバランス取りが施されている。

また、図３（Ｂ）において、ケース本体３（第一ケース１及び第二ケース２）の側面部（４面）に設けられた開口部には、シリンダ１８が各々組み付けられている。図３（Ｃ）に示すように、真空ピストンヘッド部１０ｂ（加圧ピストンヘッド部９ｂ）は、外周面を覆うシールカップ１０ｃ（９ｃ）によって、シリンダ１８の内壁面１８ａとのシール性を保ちながら摺動するようになっている。

また、図３（Ｃ）において、第一ケース１の内底部１ａにはシリンダ１８に近傍にボス部１ｂが４か所に設けられている（図３（Ｂ）参照）。ガイド軸受１ｃはボス部１ｂの軸端に夫々２個ずつ重ね合わせた状態で、当該ボス部１ｂの軸孔にピン１ｄが嵌め込まれて組み付けられる。図６（Ｃ）（Ｄ）に示すように、加圧ピストン本体９ａにはその長手方向に沿ってガイド孔（長孔）９ｅが両側に各々穿孔されている。同様に、図７（Ｂ）（Ｃ）に示すように、真空ピストン本体１０ａにはその長手方向に沿ってガイド孔（長孔）１０ｅが両側に各々穿孔されている。各ガイド軸受１ｃは、ガイド孔９ｅ，１０ｅに嵌め込まれて、第二筒体８ｂに組み付けられた加圧ピストン組９，真空ピストン組１０の直線往復運動を加圧ピストン本体９ａ，真空ピストン本体１０ａと重なり合う位置でガイドする（図２参照）。

図６（Ｃ）（Ｆ）に示すように、ガイド軸受１ｃが当接しながら往復動する加圧ピストン組９の当接部（ガイド孔９ｅ）には、当該ピストン本体（金属製）と材質の異なる緩衝材１９が一体に組み付けられている。同様に図７（Ｂ）に示すように、ガイド軸受１ｃが当接しながら往復動する真空ピストン組１０の当接部（ガイド孔１０ｅ）には、当該ピストン本体（金属製；アルミニウム材）と材質の異なる緩衝材１９が一体に組み付けられている。具体的には、ガイド孔９ｅの対向する当接部となる孔壁面は、樹脂材（例えばフィラーが混入されていないＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂材）が組み付けられている。ＰＰＳ樹脂材は、耐熱性、高温特性に優れ、高い機械的強度を有し、耐薬品性、寸法安定性に優れていることから、ガイド軸受１ｃが当接しながら往復動しても走行痕が残らず傷も付き難いという利点がある。特に、ＰＰＳ樹脂材はピストン本体９ａ，１０ａを構成するアルミニウム材と熱膨張係数が近く成形性が良いことから、本実施例では、加圧ピストン本体９ａ，真空ピストン本体１０ａに対してアウトサート成形により一体に組み付けられる。

また、図２に示すように、真空ピストン組１０（加圧ピストン組９も同様）に緩衝材１９が組み付けられるガイド孔１０ｅ（９ｅも同様）の対向壁面１０ｆには、上記補強リブ１９ｂに対応するリブ凹部１０ｇ、フランジ部１９ｃに対応するフランジ凹部１０ｈ、突部１９ｄに対応する半球状凹部１０ｉが形成されている。真空ピストン本体１０ａに形成されたガイド孔１０ｅの凹部に樹脂材（ＰＰＳ樹脂材）をアウトサート成形することで、緩衝材１９が一体に組み付けられる。
図２及び図３（Ｂ）に示すように、ガイド孔９ｅ，１０ｅにはガイド軸受１ｃが挿入されて、緩衝材１９と当接する。そして駆動軸４ａ，４ｂの回転に伴う第一クランク軸７の回転により、偏心カム８に組み付けられた加圧ピストン組９，真空ピストン組１０が直線往復運動をするのを緩衝材１９によりガイドする。

図３（Ｃ）において、ロータリ式シリンダ装置の組立構成の一例を示す。
偏心カム８の第一筒体８ａ内に内側軸受１５ａ，１５ｂを組み付ける（図４（Ｄ）参照）。また、偏心カム８の内側軸受１５ａ，１５ｂの中心孔に第一クランク軸７を嵌め込む。また、加圧，真空ピストン本体９ａ，１０ａの加圧，真空ピストンヘッド部９ｂ，１０ｂに、シールカップ９ｃ，１０ｃ及びシールカップ押さえ部材９ｄ，１０ｄをボルト１７にて一体に組み付ける。更に、加圧，真空ピストン組９，１０を外側軸受１６ａ，１６ｂが嵌まり込むように組み付ける。そして、上記加圧，真空ピストン組９，１０を第二筒体８ｂに外側軸受１６ａ，１６ｂを介して交差するように重ねて嵌め込む。

また、第一クランク軸７の両端部に第一，第二バランスウェイト１１，１２を嵌め込む。第一，第二バランスウェイト１１，１２に両側から駆動軸４ａ，４ｂを各々嵌め込んで、ピン１１ａ，１１ｂをピン孔に嵌め込み、ボルト１２ａ，１２ｂをねじ嵌合させて一体に組み付ける。また、第一ケース１に第一軸受１３ａ、第二ケース２に第二軸受１３ｂを各々嵌め込む。また第一ケース１の内底部１ａに突設されたボス部１ｂに軸受１ｃを組み付ける。そして、第一軸受１３ａに駆動軸４ａを嵌め込み、第二軸受１３ｂに駆動軸４ｂを嵌め込むようにして、第一ケース１と第二ケース２をボルト３ａ（図１０（Ａ）参照）にて締め付けて組み合わせる。これにより、偏心カム８とこれに交差して組み付けられた加圧，真空ピストン組９，１０がケース本体３内に収容される（図２，図１０（Ａ）参照）。最後に、ケース本体３の側面（４面）に形成される開口部２３（図３（Ｃ）参照）にシリンダ１８を嵌め込んで、加圧シリンダヘッド部５，真空シリンダヘッド部６が各シリンダ１８の開口部１８ａを閉塞するようにボルト２５ｃにより組み付けられて、ロータリ式シリンダ装置が組み立てられる（図１参照）。

図３（Ａ）において、加圧ピストン組９の軸心と真空ピストン組１０の軸心は、駆動軸４ａ，４ｂの軸方向で僅かにずれた状態で偏心カム８に組み付けられている。しかしながら、加圧ピストン本体９ａと外側軸受１６ａの軸心、真空ピストン本体１０ａと外側軸受１６ｂの軸心は一致して組み付けられているため（図４（Ｄ）参照）、偏心カム８が第一クランク軸７を中心として回転しても当該回転による振動を抑えることができる。

上述のように組み立てられたロータリ式シリンダ装置は、加圧，真空ピストン組９，１０の第二仮想クランク軸１４ａ，１４ｂを中心とした第一の回転バランス、偏心カム８及び加圧，真空ピストン組９，１０の第一クランク軸７を中心とする第二の回転バランス及び第一クランク軸７、偏心カム８及び加圧，真空ピストン組９，１０の駆動軸４ａ，４ｂを中心とする第三の回転バランスが第一，第二バランスウェイト１１，１２のみによりバランス取りされて組み立てられている。

ここで、シャフト４を中心とする第一クランク軸７、第二仮想クランク軸１４ａ，１４ｂの回転運動と複数のピストン組の直線往復運動（内サイクロイド運動）の原理について図５（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、駆動軸４ａ，４ｂの回転にしたがって第一クランク軸７が中心Ｏ（駆動軸４ａ，４ｂ）の周りを反時計回り方向に９０°回転した状態を模式的に示したものである。駆動軸４ａ，４ｂの回転により第一１クランク軸７が中心Ｏ（駆動軸４ａ，４ｂ）の周りを回転すると、第二仮想クランク軸１４ａは仮想円２０の転がり軌跡である転がり円２１の直径Ｒ１上を往復移動し、第二仮想クランク軸１４ｂは転がり円２１の直径Ｒ２上を往復移動する。

即ち、駆動軸４ａ，４ｂの軸心（中心Ｏ）を中心とした半径ｒの反時計回り方向の回転軌道２２に沿った第一クランク軸５の回転及び第一クランク軸７を中心とする偏心カム８（図４参照）の回転運動に伴い、第二仮想クランク軸１４ａ，１４ｂを軸心に有する偏心カム８と連繋するピストン組のうち、加圧ピストン組９が外側軸受１６ａ（図４参照）を介して相対的に回転しながら半径２ｒの転がり円２１（駆動軸４ａ，４ｂの軸心Ｏを中心とする同心円）の直径Ｒ１上で往復動を繰り返し、真空ピストン組１０が外側軸受１６ｂ（図４参照）を介して相対的に回転しながら半径２ｒの転がり円２１（駆動軸４ａ，４ｂの軸心Ｏを中心とする同心円）の直径Ｒ２上で往復運動を繰り返すことになる。実際の装置では、偏心カム８は転がり回転せずに第一クランク軸７を中心に内側軸受１５ａ，１５ｂを介して相対回転し、加圧ピストン組９及び真空ピストン組１０は直交配置されたシリンダ１８内を往復運動する。

＜酸素濃縮装置の配管およびブロック図の説明＞
次に酸素濃縮装置２４の全体構成について図８に示すブロック図を参照して説明する。本図において、図中の二重線は空気、酸素、窒素ガスの流路であり概ね配管２４ａ〜２４ｆで示されている。また、細い実線は電源供給または電気信号の配線を示している。

以下の説明では、コンプレッサ２５として圧縮空気発生部２５ａ（加圧シリンダ）と負圧空気発生部２５ｂ（真空シリンダ）を交差して一体化したロータリ式シリンダ装置（図１参照）を用いる場合について述べる。また、吸気口を介して外気を内部に導入し、排気口を介して外部に排出する表面カバーと裏面カバーについては密閉容器２６として図中破線で図示されている。

図８において、導入空気の流れに沿って順次述べると、上記フィルタ交換用蓋体（図示せず）に内蔵された外気導入用フィルタ２７を通過して酸素濃縮装置２４内部に空気（外気）が矢印Ｈ方向に導入される。この空気は、一対の送風ファン２８，２８による送風により二段式防音室２９（破線参照）内に入る。すなわち、上段部に送風ファン２８，２８を配設し下段部にコンプレッサ２５を防振状態で配設した二段式防音室２９の側面に穿設された開口部を介して二段式防音室２９内に空気が入る。この空気の一部をコンプレッサ２５の圧縮空気発生部２５ａに対して原料空気として供給するために、配管２４ａの開口部が二段式防音室２９内に開口して設けられており、配管２４ａの途中に二次濾過を行う吸気フィルタ３０と大容量の吸気用バッファタンク３１とが設けられている。

このように構成することで原料空気の吸気音が二段式防音室２９内に留まるようにして吸気音を低減している。一方、この二段式防音室２９は軽量化のために厚さ約０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの強化軽合金、アルミ合金、チタン合金板または他の好適な材料から構成される。このように薄板から構成するとねじ孔部の強度が確保されない。そこでねじ孔部としてインサートナットを適所に固定している。この二段式防音室２９の内部には原料空気を圧縮して圧縮空気を発生する加圧シリンダ２５ａと、真空シリンダ２５ｂとを好ましくは一体構成したコンプレッサ（ロータリ式シリンダ装置）２５が防振状態で固定されている。

次に、濾過された原料空気は、コンプレッサ２５の加圧シリンダ２５ａで加圧されて圧縮空気となるがこのとき温度上昇した状態で配管２４ｃに送り出されるので、この配管２４ｃを放熱効果に優れた軽量の金属パイプ（例えば、外径６ｍｍ内径４ｍｍのアルミ管）とし、送風ファン２８からの送風で冷却すると良い。このように圧縮空気を冷却することで高温では機能低下する吸着剤であるゼオライトが窒素の吸着により酸素を生成するための吸着剤として、十分に酸素を９０％程度以上に濃縮できることとなる。

圧縮空気は配管２４ｃを介して吸着手段（本実施例では、並列に少なくも２つ配置された、第一吸着筒体３２ａと第二吸着筒体３２ｂ）に対して交互に供給される。このため切換弁（３方向切換弁）３３ａ，３３ｂが図示のように接続されている。これらの切換弁３３ａ，３３ｂと、さらに第一吸着筒体３２ａと第二吸着筒体３２ｂの不要ガスを脱離させるため（パージ（浄化）を行うため）に真空シリンダ２５ｂに連通する配管２４ｆに負圧破壊第一弁３４と負圧破壊第二弁（圧調整弁）３５が直列に複数（少なくとも２つ）配置されている。これらを開くことで後述するように、配管２４ｆ内の圧力を均圧工程時には大気圧付近まで、所定流量以下では圧力コントロールすることでコンプレッサの振動抑制と低電量化を図っている。

第一吸着筒体３２ａと第二吸着筒体３２ｂ内に夫々貯蔵されている触媒吸着剤であるゼオライトは、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比が２．０〜３．０であるＸ型ゼオライトであり、かつこのＡｌ_２Ｏ_３の四面体単位の少なくとも８８％以上をリチウムカチオンと結合させたものを用いることで、単位重量当たりの窒素の吸着量を増やしている。特に、１ｍｍ未満の顆粒測定値を有し、四面体単位の少なくとも８８％以上をリチウムカチオンと融合させたものが好ましい。

このようなゼオライトを使用することで、同じ酸素を生成するために必要となる原料空気の使用量を削減できるようになる結果、圧縮空気を発生するためのコンプレッサ２５を小型のタイプとすることができ、低騒音化を一層図ることができた。一方、第一吸着筒体３２ａと第二吸着筒体３２ｂの上方の出口側には逆止弁と、絞り弁と開閉弁とからなる均等圧弁３６が分岐接続されている。また、均等圧弁３６の下流側は合流するように配管２４ｄが成されており、分離生成された９０％程度以上の濃度の酸素を貯蔵するための容器となる製品タンク３７が図示のように配管されている。また、各吸着筒体３２ａ，３２ｂ内の圧力を検出する圧力センサ３８が配管２４ｄに設けられている。

製品タンク３７の下流側には、出口側の酸素の圧力を一定に自動調整する圧力調整器３９が配管されている。この圧力調整器３９の下流側には、ジルコニア式あるいは超音波式の酸素濃度センサ４０が接続されており、酸素濃度の検出を間欠（１０〜３０分毎）または連続で行うようにしている。この下流側には酸素流量設定ボタン５１に連動して開閉する比例開度弁４１が接続されており、その下流側には酸素流量センサ４２が接続されている。またこの酸素流量センサ４２の下流には呼吸同調制御のための負圧回路基板４３を介してデマンド弁４４が接続されており、滅菌フィルタ４５を経て、酸素濃縮装置２４の酸素出口４６に対して接続されている。酸素出口４６にはカプラ４７を介して鼻カニューレ４８が着脱自在に接続される。以上の構成により、鼻カニューレ４８等を経て患者に対する最大流量５Ｌ／分で約９０％程度以上に濃縮された酸素の吸入が可能になることとなる。

次に、図８において電源系統は、ＡＣ（商用交流）電源を所定直流電圧に整流するスイッチングレギュレータ式のＡＣアダプタ４９と、装置本体に内蔵される内蔵バッテリ５０と、繰り返し充放電可能な外部バッテリ５１及び電源制御回路５２を備えている。ＡＣアダプタ４９はＡＣ電源用コネクタ５３を介してして電源制御回路５２に接続される。また外部バッテリ５１はコネクタ５４を介して電源制御回路５２に接続される。内蔵バッテリ５０および外部バッテリ５１は繰り返し充電可能な２次電池であり、内蔵バッテリ５０は電源制御回路５２からの電力供給を受けて充電される。なお、少なくとも内蔵バッテリ５０は、少なくとも５００回程度の繰り返し充放電が可能で、バッテリ残量、使用充放電サイクル数、劣化程度、出力電圧等のマネジメント機能を有するものが使用され、バッテリ残量、残充電容量、充放電回数を外部の携帯端末などで確認可能なマネジメント機能を有するものが好ましい。

また、外部バッテリ５１については、コネクタ５４を介した接続状態において、電源制御回路５２からの電力供給を受けて充電することもできるが、通常は別途準備されるバッテリチャージャーを用いて繰り返し充電される。または、専用設計されたバッテリチャージャーを一体化した外部バッテリ５１として準備しても良い。

以上の電源系統の構成において、酸素濃縮装置２４はＡＣアダプタ４９からの電力供給を受けて作動する第一電力供給状態と、内蔵バッテリ５０からの電力供給を受けて作動する第二電力供給状態と、外部バッテリ５１からの電力供給を受けて作動する第三電力供給状態との３系統の電力供給状態の内の一つに自動切換えされて使用される。この自動切換えのための優先順位は上記第一電力供給状態、第三電力供給状態、第二電力供給状態の順序で自動決定するように電源制御回路５２により制御される。

また、電源制御回路５２と、内蔵の内蔵バッテリ５０については酸素濃縮装置２４の低重心化を図るために後述するように装置底面に配設される。一方、外部バッテリ５１は図示しないキャリアの収容部に内蔵されて外出時などに使用される。この外部バッテリ５１には上記の充電残量表示部他が設けられているので残り使用時間を音声ガイドとともに知ることができる。

ＡＣアダプタ４９は周波数の違いの影響および電圧の変動を受けずに所定直流電圧を発生することが可能であって、かつまた小型軽量に構成できるスイッチングレギュレータ式が良いが、通常のトランス式でも良い。また、内蔵バッテリ５０および外部バッテリ５１は充電時のメモリ効果が少なく再充電時にも満杯充電できるリチウムイオン、リチウム水素イオン二次電池が良いが、従来からのニッカド電池でも良い。さらに、緊急時に備えて、どこでも入手可能な単２乾電池のボックスを設けて外部バッテリ５１を構成しても良い。

また、酸素濃縮装置２４の中央制御部（ＣＰＵ；中央演算処理装置）５５は、生成する酸素量に応じた、最適な動作モードに切り替える機能を備えており、多くの酸素生成をする場合は高速に、少ない酸素生成時において低速に自動的にコンプレッサ２５、送風ファン２８をそれぞれ回転駆動する制御を行う。このようにして、内蔵バッテリ５０のバッテリ容量を温存させるようにしている。この結果、外部バッテリ５１を充電し忘れた場合であっても内蔵バッテリ５０を用いた突然の外出時や停電時等の対応が可能になる。こうすることで例えば、外出時に外部バッテリ５１が残量ゼロになった場合でも内蔵バッテリ５０で継続使用できるようになるので、患者は安心して使用できるようになる。

また、図８において、電源スイッチ５６が投入されると中央制御部５５は電力供給を受けて作動する。また、中央制御部５５には、酸素流量設定ボタン５７より入力信号が入力されるとこれに連動して比例開度弁４１を開閉させる。また、中央制御部５５は、表示部７１のＬＥＤ素子を点灯、点滅駆動させるとともに、７セグメントＬＥＤで設定流量、積算時間を表示させる。また、中央制御部５５にはモータ制御部５８及び音声制御部５９が各々接続されている。モータ制御部５８はコンプレッサ２５の電動モータＭ（ＡＣ若しくはＤＣモータ）および送風ファン２８の駆動モータの制御を各々行う。また、音声制御部５９はスピーカ６０を通じて音声を発生させる。

中央制御部５５には所定動作プログラムを記憶したＲＯＭが内蔵されている。また、中央制御部５５には、外部記憶装置６１と揮発メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）６２と一時記憶装置（例えばＲＡＭ）６３とリアルタイムクロック６４がさらに接続されている。ＲＡＭ６３は、中央制御部５５に入力されたデータを一時記憶したり、ＲＯＭから動作プログラムを読み出したり、演算処理などにＣＰＵのワークエリアとして用いられる。また、中央制御部５５には外部コネクタ６５を介して通信回線などと接続され、記憶内容へのアクセスが可能となるように構成されている。また、上述した３方向切換弁３３ａ，３３ｂと均等圧弁３６と、第一吸着筒体３２ａと第二吸着筒体３２ｂ内の不要ガスを脱離させるための真空シリンダ（負圧空気発生部）２５ｂと配管２４ｆ内の圧力を制御するための第一負圧破壊弁３４と第二負圧破壊弁３５と酸素濃度センサ３９と比例開度弁４１と、流量センサ４２とデマンド弁４４を駆動制御する負圧回路基板（流量制御部）４３が中央制御部５５に接続されている。

均圧工程と同期をとって、第一負圧破壊弁３４を開状態に動作させることで、流路内に外気が入り込むようにして、流路内を大気圧により近い状態とする。この作用によりコンプレッサ２５は無負荷状態に近い状態となるため、振動の発生を防止できまた、騒音の低減や低電力化にも寄与するようにできるようになる。第二負圧破壊弁３５は、後述するように、設定酸素流量に応じてオンされて開状態にされる。一方、このコンプレッサ２５の冷却と、酸素濃縮装置２４内部の冷却を行うための上記の送風ファン２８，２８は、消費電力約２．７Ｗ程度である。このブロアに代えて軸流ファンでもよい。ここで、装置１の最大騒音圧力レベルは、最大の回転数のときに３５ｄＢＡ以下であり、濃縮酸素流量１Ｌ／分以下の場合には３３ｄＢＡである。３方向切換弁３３ａ，３３ｂには、一般的に直動式と呼ばれる弁の動作を通電時の磁力で行う電磁弁が使用可能である。この種の電磁弁は電気の力だけで主弁を動作させるため消費電力が高いという問題点がある。そこで、３方向切換弁３３ａ，３３ｂとしてパイロット式３方向切換弁を使用することもできる。このパイロット式３方向切換弁によれば、僅かな消費電力とコンプレッサ２５からの空気圧を有効利用して動作させることが出来るために従来の８Ｗから０．５Ｗにまで低減される結果、大幅な電力低減が期待されることになる。

以上の各構成部品は、低騒音化された小型の酸素濃縮装置２４の組立作業性および点検整備性の向上を配慮して主に二段式防音室２９を取り付け部として固定されている。本実施例では、３方向切換弁３３ａ，３３ｂとコンプレッサ２５の真空シリンダ２５ｂとを接続する配管２４ｆは設けられているが、真空シリンダ２５ｂから下流側の排気管が設けられていない。

ここでコンプレッサ２５内の空気の流れについて図９の分解模式図を参照して説明する。
加圧吸込み口５ａ（図１参照）から吸い込まれた原料空気は、第一吸気路５ｄを経て加圧シリンダ室５ｆへ供給され、第一加圧連通路５ｂ１、第二吸気路５ｅを通じて加圧シリンダ室５ｇへ供給される。そして加圧ピストン９が往復動する際に各加圧シリンダ室５ｆ，５ｇで各々圧縮されて、加圧シリンダ室５ｆから第一送気路５ｈ，第二加圧連通路５ｂ２を通じて吐出口５ｃへ送り出され、加圧シリンダ室５ｇから第二送気路５ｉを通じて吐出口５ｃへ送り出される。吐出口５ｃに送り出された圧縮空気は、配管２４ｃを通じて第一吸着筒体３２ａと第二吸着筒体３２ｂに向けて送り出される（図８参照）。

また、第一吸着筒体３２ａと第二吸着筒体３２ｂで除去された窒素を含む排気は、配管２４ｆ（図８参照）を通じて真空吸込み口６ａ（図１参照）から第一吸気路６ｃを通じて真空シリンダ室６ｅへ供給され、第二吸気路６ｄを通じて真空シリンダ室６ｆへ供給される。そして真空ピストン１０が往復動する際に各真空シリンダ室６ｅ，６ｆで各々圧縮されて、真空シリンダ室６ｅから第一排気路６ｇを通じて貯留室３ｂ（図３（Ｃ）参照）へ送り込まれ、真空シリンダ室６ｆから第二排気路６ｈを通じて貯留室３ｂへ送り込まれる。第一吸気路６ｃ，第二吸気路６ｄ並びに第一排気路６ｇ，第二排気路６ｈはケース本体３内に形成される。
このように、各真空シリンダ室６ｅ，６ｆで圧縮された排気は、ケース本体３内に設けられたこれらより容積の大きい貯留部３ｂ（図３（Ｂ）（Ｃ）参照）へ膨張させて一時的に貯留されて脈動が吸収され、下向き矢印で示すケース本体３に設けられた排気通路を通じて外部へ排気されるようになっている。

図１０（Ａ）に示すように、駆動軸４ａを回転可能に軸支する第一軸受１３ａは第一ケース１に軸受保持部１３ｃにより保持されて組み付けられる。この軸受保持部１３ｃは、図１０（Ｂ）に示すように第一軸受１３ａの軸方向の抜け止めをするため、環状の抜け止め部材１３ｄに重ね合わせられて、ボルト１３ｅにより第一ケース１に固定されている。図１２において抜け止め部材１３ｄと第一ケース１との間には、駆動軸４ａを中心として対向する位置に圧力開放溝６６が各々設けられている。圧力開放溝６６の数は単数でも更に３箇所以上であってもよい。

具体的には、図１３に示すように、第一ケース１の抜け止め部材１３ｄが組み付けられる部分は段付き部１ｅが形成されている。この段付き部１ｅには、対向する位置に貫通孔１ｆが各々設けられている。この貫通孔１ｆの周縁部を凹溝状に彫り込むことで抜け止め部材１３ｄとの間に隙間が形成される。真空シリンダ室６ｅ，６ｆ（図９参照）より体積比率の大きいケース本体３の貯留部３ｂに送り込まれた窒素を含む排気は膨張しながら一時的に貯留され、図１０（Ｂ）に示すように、第一ケース１側の貫通孔１ｆを経て、段付き部１ｅと軸受保持部１３ｃ及び抜け止め部材１３ｄとの間にラビリンス状に形成された排気通路を通過して圧力開放溝６６より直接外部に放出される。

図１４にコンプレッサ２５の駆動部を含む外観構成を示す。コンプレッサ２５の駆動軸４ａ（図１０（Ａ）参照）には大径のタイミングプーリ６７が組み付けられている。また、電動モータＭのモータ軸にはそれより小径のタイミングプーリ６８が組み付けられている。駆動軸４ａとモータ軸は平行軸となるように取付台６９にコンプレッサ２５と電動モータＭが各々組み付けられている。

タイミングプーリ６７，６８間には無端状のタイミングベルト７０が架設されている。大径のタイミングプーリ６７小径のタイミングプーリ６８との減速比は任意であるが例えば３：１に設計される。尚、タイミングプーリとタイミングベルトに代えてＶプーリ及びＶベルト、平プーリ及び平ベルトなどいずれの構成でもよい。

図１５はタイミングプーリ６７の軸方向断面図である。排気通路の開放端である圧力開放溝６６の排気口は、駆動軸４ａに設けられたタイミングプーリ６７に臨んで形成されている。これによりケース本体３から排出された排気がタイミングプーリ６７の回転により拡散されるので、排気の滞留をなくして素早く拡散させることができる。
また、ロータリ式シリンダ装置が低速高速にかかわらず動的バランスがくずれ難いので、ベルト駆動方式で減速して低速回転しても低振動、低騒音、低発熱、摺動部品の耐久性向上を図ることができ好適である。尚、コンプレッサ２５の駆動伝達方式としてギヤ付モータを用いることも考えられる。しかしながら、ギヤ効率はベルト効率より低下し省エネ効果も薄いうえに騒音が大きくギヤの耐久時間も３０００時間程度と短いため、酸素濃縮装置用としては向いていない。

上記構成によれば、酸素濃縮装置本体から吸引された窒素を含む排気を、真空シリンダ室６ｅ，６ｆからそれより体積の大きいケース本体３内の貯留空間部３ｂに一時的に貯留されるので従来設けられていた真空シリンダ室に接続する排気管を省略することができる。また、真空シリンダ室６ｅ，６ｆで圧縮された排気をそれより体積の大きいケース本体３内の貯留空間部３ｂに導入して膨張させた状態で一時的に貯留されるので、ピストンの往復動が脈動する流体圧から受ける影響を和らげることができるのでバッファタンクが不要になる。更には、ケース本体３内の貯留空間部３ｂに貯留された排気がケース本体３に形成された排気通路を経て圧力が開放されて直接外部に排気されるので、消音器や排気管が不要になる。よって、排気管を省略しても排気音を低減し小型軽量化を実現したロータリ式シリンダ装置を提供することができる。

また、酸素濃縮装置においては、原料空気を圧縮して圧縮空気を発生するコンプレッサ（ロータリ式シリンダ装置）２５を用いれば、真空シリンダ室６ｅ，６ｆから圧縮されて送り出される窒素を含む排気用の配管を省略することができる。特に、コンプレッサ２５のケース本体３が排気管とバッファタンクを兼用するので、部品点数が少なく簡易な構成でも低騒音化並びに流体の脈動を抑え、製造コストを削減することができる。

上述した実施例は、酸素濃縮装置から吸引した排気をケース本体３内に導入して圧力開放溝６６を通じて直接排気するように構成したが、吸気側の外気をケース本体３に吸い込んで加圧シリンダで圧縮するようにすれば、吸気側の配管やバッファタンクを省略することも可能である。

１第一ケース１ａ内底部１ｂボス部１ｃガイド軸受１ｄピン１ｅ段付き部１ｆ貫通孔２第二ケース３ケース本体３ａ，１３ｅ，１７，２５ｃボルト３ｂ貯留部４ａ，４ｂ駆動軸５加圧シリンダヘッド部５ａ加圧吸込み口５ｂ加圧連通路５ｂ１第一加圧連通路５ｂ２第二加圧連通路５ｃ吐出口５ｄ，６ｃ第一吸気路５ｆ，５ｇ加圧シリンダ室５ｅ，６ｄ第二吸気路５ｈ第一送気路５ｉ第二送気路６真空シリンダヘッド部６ａ真空吸込み口６ｂ真空連通路６ｅ，６ｆ真空シリンダ室６ｇ第一排気路６ｈ第二排気路７第一クランク軸８偏心カム８ａ第一筒体８ｂ第二筒体８ｃ筒孔８ｄ軸受保持部９加圧ピストン組９ａ加圧ピストン本体９ｂ加圧ピストンヘッド部９ｃ，１０ｃシールカップ９ｄ，１０ｄシールカップ押さえ部材９ｅ，１０ｅガイド孔９ｆバランサー部９ｇ，１０ｊ段付き部１０真空ピストン組１０ａ真空ピストン本体１０ｂ真空ピストンヘッド部１１第一バランスウェイト１２第二バランスウェイト１３ａ第一軸受１３ｂ第二軸受１３ｃ軸受保持部１３ｄ抜け止め部材１４ａ，１４ｂ第二仮想クランク軸１５ａ，１５ｂ内側軸受１６ａ，１６ｂ外側軸受１８シリンダ１８ａ内壁面１９緩衝材２０仮想円２１転がり円２２回転軌道２３開口部２４酸素濃縮装置２４ａ〜２４ｆ配管２５コンプレッサ２５ａ圧縮空気発生部（加圧シリンダ）２５ｂ負圧空気発生部（真空シリンダ）２６密閉容器２７外気導入用フィルタ２８送風ファン２９二段式防音室３０吸気フィルタ３１吸気用バッファタンク３２ａ第一吸着筒体３２ｂ第二吸着筒体３３ａ，３３ｂ切換弁３４負圧破壊第一弁３５負圧破壊第二弁３６均等圧弁３７製品タンク３８圧力センサ３９圧力調整器４０酸素濃度センサ４１比例開度弁５１酸素流量設定ボタン４２酸素流量センサ４３負圧回路基板４４デマンド弁４５滅菌フィルタ４６酸素出口４７カプラ４８鼻カニューレ４９ＡＣアダプタ５０内蔵バッテリ５１外部バッテリ５２電源制御回路５３ＡＣ電源用コネクタ５４コネクタ５５中央制御部５６電源スイッチ５７酸素流量設定ボタン５８モータ制御部５９音声制御部６０スピーカ６１外部記憶装置６２揮発メモリ６３一時記憶装置６４リアルタイムクロック６５外部コネクタ６６圧力開放溝６７，６８タイミングプーリ６９取付台７０タイミングベルト７１表示部

Claims

ケース本体から延設された駆動軸の軸心に対して偏心したクランク軸を中心に回転する偏心カムに連繋する直動ピストンが直交配置されたシリンダ内を往復動することで原料空気を前記ケース本体内に取り込んで第一シリンダ室で圧縮を繰り返しながら装置側へ送出する圧縮空気発生部と、前記装置側から吸引された排気を前記ケース本体内に取り込んで第二シリンダ室で圧縮しながら排出する負圧空気発生部とが交互に形成されるロータリ式シリンダ装置であって、
前記第二シリンダ室からそれより体積の大きい前記ケース本体内の貯留部に前記排気を膨張させて一時的に貯留しつつ当該ケース本体に形成された圧力開放溝を経て前記貯留部に貯留された前記排気が直接外部に排出されることを特徴とするロータリ式シリンダ装置。
前記圧力開放溝は、前記ケース本体に設けられた前記貯留部より体積比率の小さなラビリンス形状の排気通路と連通する請求項１記載のロータリ式シリンダ装置。
前記圧力開放溝の排気口は、前記駆動軸に設けられたタイミングプーリに臨んで形成されている請求項１又は２記載のロータリ式シリンダ装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載のロータリ式シリンダ装置を用い、原料空気を圧縮して圧縮空気を発生するコンプレッサと、
前記コンプレッサの加圧シリンダ室から送り込まれた圧縮空気中から窒素を吸着する吸着材を貯蔵した吸着筒と、を備え
前記吸着筒から前記コンプレッサの真空シリンダ室へ吸引されて圧縮された窒素を含む排気を当該真空シリンダ室からそれより体積の大きい前記コンプレッサのケース本体内に設けられた貯留部に膨張させながら一時的に貯留しつつ当該ケース本体に設けられた圧力開放溝から前記排気を外部へ直接排出される酸素濃縮装置。