JP2016036742A - 酸素供給ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】停電が発生した場合、酸素濃縮装置が停止してしまうので、酸素濃縮ガスを患者に供給できない。その対策として、酸素ボンベを用意して、酸素排出器具を酸素濃縮装置から酸素ボンベに繋ぎ替える場合、繋ぎ替える間、患者に負担がかかる。また、酸素濃縮装置を運転可能な非常用のバッテリを備える場合、コストがかかる。【解決手段】この酸素供給ユニット１は、商用電源から供給される電力を利用することにより、酸素濃縮ガスを生成し、カニューラ４（酸素排出器具）に供給する第１酸素供給経路５と、商用電源から供給される電力を利用せずに、予め酸素ボンベ３１に貯留された酸素濃縮ガスをカニューラ４に供給する第２酸素供給経路６と、酸素濃縮ガスをカニューラ４に供給する酸素供給経路を、停電発生時に、第１酸素供給経路５から第２酸素供給経路６に切り替える切替弁３３とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、呼吸器疾患患者等に対して酸素濃縮ガスを供給する酸素供給ユニットに関する。

従来から、商用電源から供給される電力を利用することにより、空気中に含まれる酸素を濃縮して酸素濃縮ガスを生成する酸素濃縮装置が知られている。この酸素濃縮装置は、外部から吸い込んだ空気を圧縮するコンプレッサと、コンプレッサから圧縮空気が供給され、その圧縮空気中の窒素を吸着する吸着剤が収納された第１吸着筒及び第２吸着筒とを備えている。この酸素濃縮装置では、コンプレッサで圧縮された空気が、第１吸着筒及び第２吸着筒に交互に供給され、第１吸着筒及び第２吸着筒から酸素タンクに酸素濃縮ガスが供給される。そして、酸素タンクに供給された酸素濃縮ガスは、取出口からカニューラ（酸素排出器具）に供給される。

特開２０１４−２４１号公報

上記のような酸素濃縮装置では、停電が発生した場合、酸素濃縮装置が停止してしまうので、酸素濃縮ガスを患者に供給できない問題がある。その対策として、予め酸素濃縮ガスが貯留された非常用の酸素ボンベを用意しておき、停電時にカニューラの接続先を酸素濃縮装置から酸素ボンベに繋ぎ替えることが考えられるが、繋ぎ替える間、患者が酸素濃縮ガスを吸うことができないので、患者に負担がかかる。また、別の対策として、酸素濃縮装置のコンプレッサを駆動可能なバッテリを備え、停電から復帰するまでそのバッテリで酸素濃縮装置を運転することが考えられるが、酸素濃縮装置のコンプレッサを駆動できるような大型のバッテリは高価であり、また、バッテリは長期間使用すると劣化により電気容量が徐々に減少するため、十分な電気容量を維持するためには所定期間ごとにバッテリを交換する必要があり、コストがかかる。

そこで、本発明の目的は、停電が発生した場合であっても、患者に負担をかけることなく、かつコストを低減した酸素供給ユニットを提供することである。

第１の発明にかかる酸素供給ユニットは、酸素濃縮ガスを酸素排出器具に供給する酸素供給ユニットであって、商用電源から供給される電力を利用することにより、空気中に含まれる酸素を濃縮して酸素濃縮ガスを生成し、前記酸素排出器具に供給する第１酸素供給経路と、商用電源から供給される電力を利用せずに、予め酸素ボンベに貯留された酸素濃縮ガスを前記酸素排出器具に供給する第２酸素供給経路と、酸素濃縮ガスを前記酸素排出器具に供給する酸素供給経路を、停電発生時に、前記第１酸素供給経路から前記第２酸素供給経路に切り替える切替弁とを備えることを特徴とする。

この酸素供給ユニットでは、酸素濃縮ガスを患者に供給する酸素供給経路が、停電発生時に、酸素濃縮装置で生成した酸素濃縮ガスを患者に供給する第１酸素供給経路から、予め酸素濃縮ガスが貯留された酸素ボンベ内の酸素濃縮ガスを患者に供給する第２酸素供給経路に自動的に切り替わるので、停電時に、酸素排出器具の接続先を酸素濃縮装置から酸素ボンベに繋ぎ替える必要がなく、また、酸素濃縮装置のコンプレッサを駆動可能なバッテリを備える必要もない。したがって、患者に負担をかけることなく、かつコストを低減した酸素供給ユニットを提供できる。

第２の発明にかかる酸素供給ユニットは、前記第１酸素供給経路に配置され、前記第１酸素供給経路から前記酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量を調整する第１流量調整装置と、前記第２酸素供給経路に配置され、前記第２酸素供給経路から前記酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量を調整する第２流量調整装置とを備えることを特徴とする。

この酸素供給ユニットでは、第１酸素供給経路に配置された第１流量調整装置と、第２酸素供給経路に配置された第２流量調整装置とを備えることから、停電発生時に、第１流量調整経路から第２酸素供給経路に自動的に切り替わった場合でも、患者に供給される酸素量を調整できる。

第３の発明にかかる酸素供給ユニットは、第２の発明にかかる酸素供給ユニットにおいて、停電発生後における、前記第２酸素供給経路から前記酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量が、停電発生前における、前記第１酸素供給経路から前記酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量と同じまたはそれより大きくなるように、前記第２流量調整装置が調整されることを特徴とする。

この酸素供給ユニットでは、酸素ボンベから患者に供給される酸素量が、酸素濃縮装置から患者に供給される酸素量と同じまたはそれより大きくなるので、酸素ボンベから患者に供給される酸素量が、酸素濃縮装置から患者に供給される酸素量よりも小さくなることにより、患者に負担がかかってしまうのを防止できる。

第４の発明にかかる酸素供給ユニットは、第１−第３のいずれかの発明にかかる酸素供給ユニットにおいて、前記切替弁は、停電が発生して、通電された状態から通電されない状態に変化したときに、前記第１酸素供給経路から前記第２酸素供給経路に切り替わることを特徴とする。

この酸素供給ユニットでは、切替弁が停電が発生して、通電された状態から通電されない状態に変化したときに、酸素濃縮装置が停止したとみなして、切替弁が自動的に切り替わるので、切替弁を切り替えるための制御装置を有する必要がない。したがって、酸素供給ユニットの構成を簡易にできる。

第５の発明にかかる酸素供給ユニットは、第１−第４のいずれかの発明にかかる酸素供給ユニットにおいて、前記第２酸素供給経路が、患者の呼吸に同調して患者に酸素濃縮ガスを供給する呼吸同調器を有することを特徴とする。

この酸素供給ユニットでは、患者の呼吸に同調して酸素ボンベから酸素濃縮ガスが供給されるので、酸素ボンベが長持ちする。

第６の発明にかかる酸素供給ユニットは、第１−第５のいずれかの発明にかかる酸素供給ユニットにおいて、前記第１酸素供給経路の少なくとも一部を有する酸素濃縮装置と、前記酸素ボンベ及び前記第２酸素供給経路を有し、前記酸素濃縮装置に接続された非常用装置とを備え、前記第２酸素供給経路は、前記酸素濃縮装置の外部に配置されることを特徴とする。

この酸素供給ユニットでは、第２酸素供給経路が酸素濃縮装置の外部に配置されることから、非常用装置を酸素濃縮装置から取り外して使用可能であり、停電時と同じような状況において、自動的に酸素を供給し続けることができる。具体的には、停電が起こる状況は地震などの災害時があるが、その際に従来の酸素濃縮装置を使用した場合、避難時に酸素ボンベに切り替える等の手間が発生するが、この非常用装置では、酸素濃縮装置から取り外すことにより、自動的に酸素が供給され始めるので、速やかに非難することが可能となる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、酸素濃縮ガスを患者に供給する酸素供給経路が、停電発生時に、酸素濃縮装置で生成した酸素濃縮ガスを患者に供給する第１酸素供給経路から、予め酸素濃縮ガスが貯留された酸素ボンベ内の酸素濃縮ガスを患者に供給する第２酸素供給経路に自動的に切り替わるので、停電時に、酸素排出器具の接続先を酸素濃縮装置から酸素ボンベに繋ぎ替える必要がなく、また、酸素濃縮装置のコンプレッサを駆動可能なバッテリを備える必要もない。したがって、患者に負担をかけることなく、かつコストを低減した酸素供給ユニットを提供できる。
第２の発明では、第１酸素供給経路に配置された第１流量調整装置と、第２酸素供給経路に配置された第２流量調整装置とを備えることから、停電発生時に、第１流量調整経路から第２酸素供給経路に自動的に切り替わった場合でも、患者に供給される酸素量を調整できる。

第３の発明では、酸素ボンベから患者に供給される酸素量が、酸素濃縮装置から患者に供給される酸素量と同じまたはそれより大きくなるので、酸素ボンベから患者に供給される酸素量が、酸素濃縮装置から患者に供給される酸素量よりも小さくなることにより、患者に負担がかかってしまうのを防止できる。
第４の発明では、切替弁が停電が発生して、通電された状態から通電されない状態に変化したときに、酸素濃縮装置が停止したとみなして、切替弁が自動的に切り替わるので、切替弁を切り替えるための制御装置を用意する必要がない。したがって、酸素供給ユニットの構成を簡易にできる。

第５の発明では、患者の呼吸に同調して酸素ボンベから酸素濃縮ガスが供給されるので、酸素ボンベが長持ちする。
第６の発明では、第２酸素供給経路が酸素濃縮装置の外部に配置されることから、非常用装置を酸素濃縮装置から取り外して使用可能であり、停電時と同じような状況において、自動的に酸素を供給し続けることができる。具体的には、停電が起こる状況は地震などの災害時があるが、その際に従来の酸素濃縮装置を使用した場合、避難時に酸素ボンベに切り替える等の手間が発生するが、この非常用装置では、酸素濃縮装置から取り外すことにより、自動的に酸素が供給され始めるので、速やかに非難することが可能となる。

本発明の第１実施形態にかかる酸素供給ユニットのブロック図である。 図１に示す切替弁の構成を説明するための概略図である。 本発明の第２実施形態にかかる酸素供給ユニットのブロック図である。 本発明の第２実施形態の変形例にかかる酸素供給ユニットのブロック図である。

以下、図面を参照しつつ本発明にかかる酸素供給ユニットの実施の形態について説明する。

［第１実施形態］
［酸素供給ユニットの全体構成］
本実施形態の酸素供給ユニット１は、呼吸器疾患患者等の患者に対して酸素濃縮ガスを提供する在宅酸素療法において用いられる。この酸素供給ユニット１は、図１に示すように、空気中に含まれる酸素を濃縮して酸素濃縮ガスを生成する酸素濃縮装置２と、予め酸素濃縮ガスが貯留された非常用の酸素ボンベ３１を備えた非常用装置３とを有している。この非常用装置３は、酸素濃縮装置２の内部に収容されている。酸素濃縮装置２で生成された酸素濃縮ガス、および非常用装置３の酸素ボンベ３１内の酸素濃縮ガスは、酸素濃縮装置２の取出口２３からカニューラ４（酸素排出器具）に供給され、カニューラ４から患者に供給される。非常用装置３が、酸素濃縮装置２の外にあってもよいが、この場合、切替弁３３が酸素濃縮装置２の内部にあり、その切替弁３３に非常用装置３が接続される。

図１に示すように、酸素濃縮装置２で生成された酸素濃縮ガスがカニューラ４に供給されるまでの経路（図１中の実線で示す経路）が、第１酸素供給経路５（商用電源から供給される電力を利用することにより、空気中に含まれる酸素を濃縮して酸素濃縮ガスを生成し、酸素排出器具に供給する第１酸素供給経路）である。この第１酸素供給経路５は、図１に示すように、後述するコンプレッサ１２、吸着筒１５ａ、１５ｂ、酸素タンク１９、減圧弁２０、流量調整装置２１、呼吸同調器２２、取出口２３等を有している。また、酸素ボンベ３１内の酸素濃縮ガスがカニューラ４に供給されるまでの経路（図１中の破線で示す経路）が、第２酸素供給経路６（商用電源から供給される電力を利用せずに、予め酸素ボンベに貯留された酸素濃縮ガスを酸素排出器具に供給する第２酸素供給経路）である。この第２酸素供給経路６は、図１に示すように、後述する酸素ボンベ３１、減圧弁３２、減圧弁２０、流量調整装置２１、呼吸同調器２２、取出口２３等を有している。第１酸素供給経路５および第２酸素供給経路６は、切替弁３３において合流し、切替弁３３よりも下流側は、実際には１つの経路となっている。

＜酸素濃縮装置＞
次に、酸素濃縮装置２について詳しく説明する。酸素濃縮装置２は、商用電源（電源）から供給される電力を利用することにより、空気中に含まれる酸素を濃縮して酸素濃縮ガスを生成するものである。この酸素濃縮装置２は、図１に示すように、外部から吸い込んだ空気を圧縮するコンプレッサ１２と、コンプレッサ１２から圧縮空気が供給され、その圧縮空気中の窒素を吸着する吸着剤が収容された第１吸着筒１５ａ及び第２吸着筒１５ｂと、第１吸着筒１５ａ及び第２吸着筒１５ｂの内部の空気を吸引する真空ポンプ１４とを有している。

コンプレッサ１２の圧縮空気が吐出される側のガス流路には、第１吸着筒１５ａ及び第２吸着筒１５ｂのそれぞれに接続されるとともに、真空ポンプ１４にそれぞれ接続された制御弁１３ａ、１３ｂが配設されている。制御弁１３ａは、３ポート弁であって、コンプレッサ１２から吐出された圧縮空気を第１吸着筒１５ａに供給する加圧状態と、真空ポンプ１４によって第１吸着筒１５ａ内から空気を吸引する減圧状態とを切り替える。また、制御弁１３ｂは、３ポート弁であって、コンプレッサ１２から吐出された圧縮空気を第２吸着筒１５ｂに供給する加圧状態と、真空ポンプ１４によって第２吸着筒１５ｂ内から空気を吸引する減圧状態とを切り替える。

第１吸着筒１５ａの下流側のガス流路には、逆止弁１６ａが配置されるとともに、第２吸着筒１５ｂの下流側のガス流路には、逆止弁１６ｂが配置されている。この逆止弁１６ａ、１６ｂは、第１吸着筒１５ａ及び第２吸着筒１５ｂから排出された酸素濃縮ガスが下流側に向かってだけ流れるように構成されている。第１吸着筒１５ａと逆止弁１６ａとの間のガス流路と、第２吸着筒１５ｂと逆止弁１６ｂとの間のガス流路とを接続する流路には、パージ弁１７が配設されている。

そして、逆止弁１６ａからの酸素濃縮ガスと、逆止弁１６ｂからの酸素濃縮ガスが、プロダクト弁１８を介して、酸素タンク１９に供給され、その酸素濃縮ガスが酸素タンク１９に貯留される。酸素タンク１９の下流側には、非常用装置３に取り付けられた切替弁３３が配設されている。この切替弁３３は、制御装置２４によって制御され、酸素濃縮ガスをカニューラ４に供給する酸素供給経路を、停電発生時に、第１酸素供給経路５から第２酸素供給経路６に切り替えるものである。この切替弁３３は、例えば３ポート弁である。また、切替弁３３の下流側には、酸素濃縮ガスを減圧する減圧弁２０と、カニューラ４に供給される酸素濃縮ガスの流量（最大流量）を調整する流量調整装置２１と、酸素濃縮ガスを外部へ取り出すための取出口２３とが配置される。この取出口２３には、上述したとおり、カニューラ４が接続される。

流量調整装置２１と取出口２３との間の流路には、患者の呼吸に同調して患者に酸素濃縮ガスを供給する呼吸同調器２２が取り付けられている。呼吸同調器２２は、患者の呼吸のタイミングを考慮して、酸素タンク１９または酸素ボンベ３１内の酸素濃縮ガスの供給及び停止を交互に行うものである。この呼吸同調器２２は、例えば酸素濃縮ガスを供給する時間と、酸素濃縮ガスを供給しない時間とが１対２となるように酸素濃縮ガスの供給及び停止を行う。

＜非常用装置＞
非常用装置３は、予め酸素濃縮ガスが貯留された酸素ボンベ３１を有しており、商用電源（電源）から供給される電力を利用せずに、酸素濃縮ガスをカニューラ４に供給するものである。図１に示すように、非常用装置３は、酸素ボンベ３１と、酸素ボンベ３１の下流側に配置され、酸素ボンベ３１から供給される酸素濃縮ガスを減圧する減圧弁３２と、上述の切替弁３３とを有している。この酸素ボンベ３１は、例えば市販の小型酸素ボンベであって、その容量は、例えば５００ｍＬ−１Ｌである。ただし、酸素ボンベの容量は、これに限られず大型のものであってもよい。非常用装置３が、減圧弁３２の下流側に配置された圧力検知手段を有する場合、その圧力検知手段で検知された圧力に基づいて、酸素ボンベ３１内の圧力を間接的に検知し、酸素ボンベ３１内の酸素の残量を検知できる。

＜制御装置＞
制御装置２４は、コンプレッサ１２、制御弁１３ａ、１３ｂ、真空ポンプ１４、パージ弁１７、プロダクト弁１８、流量調整装置２１、及び切替弁３３等を制御する。この制御装置２４は、商用電源から電力が供給される場合、商用電源からの電力によって駆動され、停電が発生して、商用電源から電力が供給されなくなると、小型のバッテリ２５によって駆動される。小型のバッテリ２５は、酸素濃縮装置２のコンプレッサ１２を駆動できるようなものではなく、酸素濃縮装置２のコンプレッサ１２を駆動できるような大型のバッテリに比べて、小さく、かつ十分にコストが安い。

この制御装置２４は、停電が発生して、商用電源から電力が供給されなくなったときに、切替弁３３を制御して、酸素濃縮ガスをカニューラ４に供給する酸素供給経路を、第１酸素供給経路５から第２酸素供給経路６に自動的に切り替える。したがって、停電が発生して、酸素濃縮装置２で酸素濃縮ガスが生成されなくなっても、非常用の酸素ボンベ３１から酸素濃縮ガスがカニューラ４に供給されるため、停電時でも患者に酸素濃縮ガスが供給される。本実施形態にかかる酸素供給ユニット１では、停電が発生して、酸素濃縮ガスをカニューラ４に供給する酸素供給経路を、第１酸素供給経路５から第２酸素供給経路６に自動的に切り替えたときに、そのときの運転状態を制御装置２４に記憶する。その後、商用電源から電力が供給されるようになったときに、切替弁３３を制御して、酸素濃縮ガスをカニューラ４に供給する酸素供給経路を、第２酸素供給経路６から第１酸素供給経路５に自動的に切り替え、制御装置２４に記憶された運転状態（第１酸素供給経路５から第２酸素供給経路６に自動的に切り替えたときの運転状態）で運転が行われる。

また、この制御装置２４は、停電発生後において、停電発生後における、第２酸素供給経路６からカニューラ４に供給される酸素濃縮ガスの流量が、停電発生前における、第１酸素供給経路５からカニューラ４に供給される酸素濃縮ガスの流量と同じとなるように、流量調整装置２１を制御する。

＜切替弁の構成＞
次に図２を参照しつつ切替弁の構成について説明する。図２に示すように、切替弁３３は、カニューラ４（酸素排出器具）が接続される第１接続口５１と、商用電源から供給される電力を利用して生成された酸素濃縮ガスの供給経路（第１酸素供給経路５のうち切替弁３３よりも上流側）が接続される第２接続口５２と、商用電源から供給される電力を利用せずに、予め酸素ボンベに貯留された酸素濃縮ガスの供給経路（第２酸素供給経路６のうち切替弁３３よりも上流側）が接続される第３接続口５３と、第１接続口５１と第２接続口５２とを連通する第１流路５４と、第１接続口５１と第３接続口５３とを連通する第２流路５５とを有している。この切替弁３３は、停電発生時に、酸素濃縮装置２の制御装置２４に制御されることによって、第１流路５４が開かつ第２流路５５が閉の状態から第１流路５４が閉かつ第２流路５５が開の状態に切り替わる。なお、第１接続口５１には、具体的には、カニューラ４から延びた供給経路（第１酸素供給経路５及び第２酸素供給経路６それぞれのうち切替弁３３よりも下流側）が接続される。

＜本実施形態にかかる酸素供給ユニット及び切替弁の特徴＞
本実施形態にかかる酸素供給ユニット１及び切替弁３３には、以下の特徴がある。

本実施形態にかかる酸素供給ユニット１では、酸素濃縮ガスを患者に供給する酸素供給経路が、停電発生時に、酸素濃縮装置２で生成した酸素濃縮ガスを患者に供給する第１酸素供給経路５から、予め酸素濃縮ガスが貯留された酸素ボンベ３１内の酸素濃縮ガスを患者に供給する第２酸素供給経路６に自動的に切り替わるので、停電時に、カニューラ４（酸素排出器具）の接続先を酸素濃縮装置２から酸素ボンベ３１に繋ぎ替える必要がなく、また、酸素濃縮装置２のコンプレッサ１２を駆動可能なバッテリを備える必要もない。したがって、患者に負担をかけることなく、かつコストを低減した酸素供給ユニットを提供できる。

また、本実施形態にかかる酸素供給ユニット１では、酸素ボンベ３１から患者に供給される酸素量が、酸素濃縮装置２から患者に供給される酸素量と同じまたはそれより大きくなるので、酸素ボンベ３１から患者に供給される酸素量が、酸素濃縮装置２から患者に供給される酸素量よりも小さくなることにより、患者に負担がかかってしまうのを防止できる。

また、本実施形態にかかる酸素供給ユニット１では、患者の呼吸に同調して酸素ボンベ３１から酸素濃縮ガスが供給されるので、酸素ボンベ３１が長持ちする。

また、本実施形態にかかる切替弁３３では、患者に負担をかけることなく、かつコストを低減した酸素供給ユニットに用いられる切替弁を提供できる。

［第２実施形態］
次に図３を参照しつつ第２実施形態にかかる酸素供給ユニットについて説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の構成を有するものについては、第１実施形態と同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。

［酸素供給ユニットの全体構成］
本実施形態の酸素供給ユニットは、図３に示すように、空気中に含まれる酸素を濃縮して酸素濃縮ガスを生成する酸素濃縮装置１０２と、予め酸素濃縮ガスが貯留された非常用の酸素ボンベ３１を備えた非常用装置１０３とを有している。この非常用装置１０３は、上述の第１実施形態と異なり、酸素濃縮装置１０２の外部に配置されている。酸素濃縮装置１０２で生成された酸素濃縮ガス、および非常用装置１０３の酸素ボンベ３１内の酸素濃縮ガスは、切替弁３３ａからカニューラ４に供給され、カニューラ４から患者に供給される。

図３に示すように、酸素濃縮装置１０２で生成された酸素濃縮ガスがカニューラ４に供給されるまでの経路（図３中に実線で示す経路）が、第１酸素供給経路５ａ（商用電源から供給される電力を利用することにより、空気中に含まれる酸素を濃縮して酸素濃縮ガスを生成し、酸素排出器具に供給する第１酸素供給経路）である。この第１酸素供給経路５ａは、図３に示すように、コンプレッサ１２、吸着筒１５ａ、１５ｂ、酸素タンク１９、減圧弁２０、流量調整装置２１、呼吸同調器２２、取出口２３等を有している。また、酸素ボンベ３１内の酸素濃縮ガスがカニューラ４に供給されるまでの経路（図３中に破線で示す経路）が、第２酸素供給経路６ａ（商用電源から供給される電力を利用せずに、予め酸素ボンベに貯留された酸素濃縮ガスを酸素排出器具に供給する第２酸素供給経路）である。この第２酸素供給経路６ａは、図３に示すように、後述する酸素ボンベ３１、減圧弁３２、流量調整装置４１、呼吸同調器４２等を有している。第１酸素供給経路５ａおよび第２酸素供給経路６ａは、切替弁３３ａにおいて合流し、切替弁３３ａよりも下流側は、実際には１つの経路となっている。このように、流量調整装置４１は、第２酸素供給経路６ａにおいて、酸素ボンベ３１と切替弁３３ａとの間に配置される。したがって、第２酸素供給経路６ａから供給される酸素量と、第１酸素供給経路５ａから供給される酸素量とは、それぞれ別々に調整できる。切替弁３３ａは、非常用装置１０３の内部に配置され、酸素濃縮装置１０２の外部に配置され、非常用装置１０３の内部に配置された第２酸素供給経路６ａは、酸素濃縮装置１０２の外部に配置される。よって、停電が発生して、商用電源から電力が供給されなくなったときに、第１酸素供給経路５ａから第２酸素供給経路６ａに切り替えられた後、非常用装置１０３を酸素濃縮装置１０２から取り外すことにより、酸素を供給しながら持ち運ぶことができる。流量調整装置２１は、比例弁を使用した流量調整弁であり、流量調整装置４１は、オリフィスを使用したものである。したがって、非常用装置１０３は、コンプレッサを動かすような大きなバッテリーではない小型の電池で酸素が供給され続けることができる。

＜酸素濃縮装置＞
次に、酸素濃縮装置１０２について詳しく説明する。酸素濃縮装置１０２は、商用電源（電源）から供給される電力を利用することにより、空気中に含まれる酸素を濃縮して酸素濃縮ガスを生成するものである。この酸素濃縮装置１０２は、上述の第１実施形態と同様に、コンプレッサ１２、第１吸着筒１５ａ及び第２吸着筒１５ｂ、真空ポンプ１４、逆止弁１６ａ及び逆止弁１６ｂ、パージ弁１７、プロダクト弁１８、酸素タンク１９、減圧弁２０、流量調整装置２１、呼吸同調器２２、取出口２３を有している。ただし、この酸素濃縮装置１０２では、減圧弁２０、流量調整装置２１、呼吸同調器２２は、酸素タンク１９から供給された酸素濃縮ガスを減圧、流量調整、及び同調させるものであり、上述の第１実施形態のように、酸素ボンベ３１から供給された酸素濃縮ガスを減圧、流量調整、及び同調させるものではない。

制御装置２４ａは、コンプレッサ１２、制御弁１３ａ、１３ｂ、真空ポンプ１４、パージ弁１７、プロダクト弁１８、及び流量調整装置２１を制御するとともに、後述する非常用装置１０３の制御装置４３と通信する。この制御装置２４ａは、商用電源から電力が供給される場合、商用電源からの電力によって駆動され、停電が発生して、商用電源から電力が供給されなくなると、小型のバッテリ２５によって駆動される。小型のバッテリ２５は、酸素濃縮装置１０２のコンプレッサ１２を駆動できるようなものではなく、酸素濃縮装置１０２のコンプレッサ１２を駆動できるような大型のバッテリに比べて、小さく、かつ十分にコストが安い。

＜非常用装置＞
非常用装置１０３は、予め酸素濃縮ガスが貯留された酸素ボンベ３１を有しており、商用電源（電源）から供給される電力を利用せずに、酸素濃縮ガスをカニューラ４に供給するものである。図３に示すように、非常用装置１０３は、酸素ボンベ３１と、酸素ボンベ３１の下流側に配置され、酸素ボンベ３１から供給される酸素濃縮ガスを減圧する減圧弁３２と、酸素ボンベ３１からカニューラ４に供給される酸素濃縮ガスの流量（最大流量）を調整する流量調整装置４１と、患者の呼吸に同調して患者に酸素濃縮ガスを供給する呼吸同調器４２と、切替弁３３ａとを有している。この酸素ボンベ３１は、例えば市販の小型酸素ボンベであって、その容量は、例えば５００ｍＬ−１Ｌである。ただし、酸素ボンベの容量は、これに限られず大型のものであってもよい。非常用装置１０３が、減圧弁３２の下流側に配置された圧力検知手段を有する場合、その圧力検知手段で検知された圧力に基づいて、酸素ボンベ３１内の圧力を間接的に検知し、酸素ボンベ３１内の酸素の残量を検知できる。

切替弁３３ａは、制御装置４３によって制御され、酸素濃縮ガスをカニューラ４に供給する酸素供給経路を、停電発生時に、第１酸素供給経路５ａから第２酸素供給経路６ａに切り替えるものである。この切替弁３３ａは、例えば３ポート弁である。呼吸同調器４２は、患者の呼吸のタイミングを考慮して、酸素ボンベ３１内の酸素濃縮ガスの供給及び停止を交互に行うものである。この呼吸同調器４２は、例えば酸素濃縮ガスを供給する時間と、酸素濃縮ガスを供給しない時間とが１対２となるように酸素濃縮ガスの供給及び停止を行う。

＜制御装置＞
制御装置４３は、制御装置２４ａからの指令を受けて、流量調整装置４１、呼吸同調器４２、及び切替弁３３ａを制御することもできる。この制御装置４３は、小型のバッテリ４４によって駆動される。

この制御装置４３は、停電が発生して、商用電源から電力が供給されなくなったときに、切替弁３３ａを制御して、酸素濃縮ガスをカニューラ４に供給する酸素供給経路を、第１酸素供給経路５ａから第２酸素供給経路６ａに自動的に切り替える。したがって、停電が発生して、酸素濃縮装置１０２で酸素濃縮ガスが生成されなくなっても、非常用の酸素ボンベ３１から酸素濃縮ガスがカニューラ４に供給されるため、停電時でも患者に酸素濃縮ガスが供給される。制御装置４３は、酸素濃縮装置１０２に電力を供給する商用電源の電力を調べることにより、酸素濃縮装置１０２に電力が供給されなくなったことを検知することができる。商用電源から電力が供給されなくなったことを検知する場合として、例えば(a)(b)が考えられる。
(a)酸素濃縮装置１０２に供給される電力を調べ、電源が供給されなくなったことを検知した場合に、酸素濃縮装置１０２から非常用装置１０３に電力が供給されなくなったことを伝える。(b) 非常用装置１０３が、酸素濃縮装置１０２が繋がれた商用電源の状態を調べることにより、酸素濃縮装置１０２に電力が供給されなくなったことを検知する。

また、この制御装置４３は、停電発生後において、停電発生後における、第２酸素供給経路６ａからカニューラ４に供給される酸素濃縮ガスの流量が、停電発生前における、第１酸素供給経路５ａからカニューラ４に供給される酸素濃縮ガスの流量と同じとなるように、流量調整装置４１を制御することもできる。本実施形態では、流量調整装置４１は、制御弁ではなくオリフィス式の流量調整装置であり、前もって流量を設定する。

本発明において、流量調整装置４１として、オリフィスではなく比例弁を使用した制御弁を使用した場合、停電発生後において、停電発生後における、第２酸素供給経路６ａからカニューラ４に供給される酸素濃縮ガスの流量が、停電発生前における、第１酸素供給経路５ａからカニューラ４に供給される酸素濃縮ガスの流量と同じとなるように、流量調整装置４１を制御することができる。

＜切替弁の構成＞
次に切替弁の構成について説明する。本実施形態の切替弁３３ａは、上述の第１実施形態の切替弁３３と同様の構成を有する。したがって、本実施形態の切替弁３３ａは、酸素排出器具が接続される第１接続口と、商用電源から供給される電力を利用して生成された酸素濃縮ガスの供給経路が接続される第２接続口と、商用電源から供給される電力を利用せずに、予め酸素ボンベに貯留された酸素濃縮ガスの供給経路が接続される第３接続口と、第１接続口と第２接続口とを連通する第１流路と、第１接続口と第３接続口とを連通する第２流路とを有している。この切替弁３３ａは、停電発生時に、非常用装置１０３の制御装置４３に制御されることによって、第１流路が開かつ第２流路が閉の状態から第１流路が閉かつ第２流路が開の状態に切り替わる。

＜本実施形態にかかる酸素供給ユニットの特徴＞
本実施形態にかかる酸素供給ユニットでは、上述の第１実施形態にかかる酸素供給ユニットの同様の効果が得られる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

［変形例］
上述の実施形態では、停電が発生して、商用電源から酸素濃縮装置に電力が供給されなくなったときに、制御装置が切替弁を切り換える構成である場合について説明したが、切替弁が制御装置によって切り替えられるものでなくてもよい。例えば、切替弁が、商用電源に接続されており、停電が発生して、通電された状態から通電されない状態に変化したときに、酸素濃縮ガスを酸素排出器具に供給する酸素供給経路が、第１酸素供給経路から第２酸素供給経路に切り替わるものであってもよい。すなわち、停電が発生して、通電された状態から通電されない状態に変化したときに、第１流路が開かつ第２流路が閉の状態から第１流路が閉かつ第２流路が開の状態に切り替わるものであってもよい。

この酸素供給ユニットでは、切替弁が商用電源に接続されており、停電が発生して、通電された状態から通電されない状態に変化したときに、酸素濃縮装置が停止したとみなして、切替弁が自動的に切り替わるので、切替弁を切り替えるための制御装置を用意する必要がない。したがって、酸素供給ユニットの構成を簡易にできる。

また、この酸素供給ユニットに用いられる切替弁では、酸素供給ユニットに用いられたときに、酸素供給ユニットが切替弁を切り替えるための制御装置を有する必要がないので、酸素供給ユニットの構成を簡易にできる。

また、上述の実施形態では、切替弁が、３ポート弁であって、第１流路が開かつ第２流路が閉の状態から第１流路が閉かつ第２流路が開の状態に切り替わる場合について説明したが、切替弁が、２ポート弁であって、第１流路が開かつ第２流路が閉の状態から第１流路および第２流路が開の状態に切り替わってもよい。なお、第１流路および第２流路が開の場合において、プロダクト弁が開いていても、逆止弁により、逆止弁よりも第１酸素供給経路の上流側に酸素濃縮ガスが流れることがないようにされている。

また、上述の実施形態では、図３の非常用装置１０３が逆止弁を有してない場合を説明したが、非常用装置１０３が、取出口２３と切替弁３３ａの間（実質的に、切替弁３３ａ直前）に配置された逆止弁を有していてよい。この場合、非常用装置１０３を酸素濃縮装置１０２から取り外して移動する場合に、外部に酸素が漏れるのを防止できる。非常用装置１０３を酸素濃縮装置１０２から取り外して移動する場合、取出口２３から切換弁３３ａの間のチューブを外すことになるが、逆止弁が切り離される部分より下流に配置された場合、この逆止弁により、上流側（酸素濃縮装置１０２）へ流れる酸素を止めることができる。なお、この切換弁３３a上流の逆止弁により、酸素濃縮装置１０２へ酸素が流れることがない。

また、上述の実施形態では、図３の非常用装置１０３が、切替弁３３ａを有している場合を説明したが、図４に示すように、切替弁３３ａが酸素濃縮装置２の内部にあり、その切替弁３３ａに非常用装置１０３が接続されてよい。したがって、切替弁３３ａにより、酸素濃縮装置１０２の酸素タンク１９内の酸素がカニューラ４に供給される状態と、非常用装置１０３内の酸素ボンベ３１内の酸素がカニューラ４に供給される状態とを切り替えることができる。

また、上述の実施形態では、停電発生後における、第２酸素供給経路から酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量が、停電発生前における、第１酸素供給経路から酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量と同じとなるように、第２酸素供給経路に設けられた流量調整装置が制御装置によって制御される場合について説明したが、第２酸素供給経路に設けられた流量調整装置が手動で予め調整されていてもよい。例えば、第２酸素供給経路に設けられた流量調整装置の流量を、第１酸素供給経路に設けられた流量調整装置の流量と同じとなるように予め手動で設定していてもよい。

また、上述の実施形態では、停電発生後における、第２酸素供給経路から酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量が、停電発生前における、第１酸素供給経路から酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量と同じとなるように、第２酸素供給経路に設けられた流量調整装置が調整される場合について説明したが、停電発生後における、第２酸素供給経路から酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量が、停電発生前における、第１酸素供給経路から酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量より大きくなるように、第２酸素供給経路に設けられた流量調整装置が調整されてもよい。また、停電発生後における、第２酸素供給経路から酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量が、停電発生前における、第１酸素供給経路から酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量より小さくなってもよい。

また、上述の実施形態では、呼吸同調器が、酸素濃縮ガスを供給する時間と、酸素濃縮ガスを供給しない時間とが１対２となるように、酸素ボンベ内の酸素濃縮ガスの供給及び停止が交互に行われるように制御されている場合について説明したが、呼吸同調器の制御はこれに限らない。例えば、患者の呼吸のタイミングを検知して、患者の呼吸のタイミングに合わせて酸素ボンベ内の酸素濃縮ガスの供給及び停止が行われるものであってもよい。また、呼吸同調器はなくてもよい。

また、上述の実施形態では、呼吸同調器と流量調整装置が別体である場合について説明したが、一体でもよく、呼吸同調器はなくてよい。呼吸同調器を有してない場合、単純に一定量の酸素を流すだけの構成であってよい。

また、上述の第１実施形態では、呼吸同調器２２が、切替弁３３よりも第２酸素供給経路６の下流側に配置される場合について説明したが、呼吸同調器が、切替弁よりも第２酸素供給経路の上流側にあってもよい。また、上述の第２実施形態では、呼吸同調器４２が、切替弁３３ａよりも第２酸素供給経路６ａの上流側に配置される場合について説明したが、呼吸同調器が、切替弁よりも第２酸素供給経路の下流側にあってもよい。

本発明を利用すれば、停電が発生した場合であっても、患者に負担をかけることなく、かつコストを低減できる。

１ 酸素供給ユニット
４ カニューラ（酸素排出器具）
５、５ａ 第１酸素供給経路
６、６ａ 第２酸素供給経路
２１、４１ 流量調整装置
２２、４２ 呼吸同調器
２４、４３ 制御装置
３１ 酸素ボンベ
３３、３３ａ 切替弁
５１ 第１接続口
５２ 第２接続口
５３ 第３接続口
５４ 第１流路
５５ 第２流路

Claims (6)

1. 酸素濃縮ガスを酸素排出器具に供給する酸素供給ユニットであって、
   商用電源から供給される電力を利用することにより、空気中に含まれる酸素を濃縮して酸素濃縮ガスを生成し、前記酸素排出器具に供給する第１酸素供給経路と、
   商用電源から供給される電力を利用せずに、予め酸素ボンベに貯留された酸素濃縮ガスを前記酸素排出器具に供給する第２酸素供給経路と、
   酸素濃縮ガスを前記酸素排出器具に供給する酸素供給経路を、停電発生時に、前記第１酸素供給経路から前記第２酸素供給経路に切り替える切替弁とを備えることを特徴とする酸素供給ユニット。
2. 前記第１酸素供給経路に配置され、前記第１酸素供給経路から前記酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量を調整する第１流量調整装置と、
   前記第２酸素供給経路に配置され、前記第２酸素供給経路から前記酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量を調整する第２流量調整装置とを備えることを特徴とする請求項１に記載の酸素供給ユニット。
3. 停電発生後における、前記第２酸素供給経路から前記酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量が、停電発生前における、前記第１酸素供給経路から前記酸素排出器具に供給される酸素濃縮ガスの流量と同じまたはそれより大きくなるように、前記第２流量調整装置が調整されることを特徴とする請求項２に記載の酸素供給ユニット。
4. 前記切替弁は、停電が発生して、通電された状態から通電されない状態に変化したときに、前記第１酸素供給経路から前記第２酸素供給経路に切り替わることを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載の酸素供給ユニット。
5. 前記第２酸素供給経路が、患者の呼吸に同調して患者に酸素濃縮ガスを供給する呼吸同調器を有することを特徴とする請求項１−４のいずれかに記載の酸素供給ユニット。
6. 前記第１酸素供給経路の少なくとも一部を有する酸素濃縮装置と、
   前記酸素ボンベ及び前記第２酸素供給経路を有し、前記酸素濃縮装置に接続された非常用装置とを備え、
   前記第２酸素供給経路は、前記酸素濃縮装置の外部に配置されることを特徴とする請求項１−５のいずれかに記載の酸素供給ユニット。

Images