JP2022036346A - Oxygen concentrator and oxygen concentration method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、人又は猫、犬などの動物の酸素療法における吸入気の酸素濃度を調整するための酸素濃縮装置及び酸素濃縮方法に関する。 The present invention relates to an oxygen concentrator and an oxygen concentrator method for adjusting the oxygen concentration of inhaled air in oxygen therapy of, for example, humans or animals such as cats and dogs.
従来の人に対する酸素吸入療法において、酸素濃度が約90%以上の高濃度酸素を供給するものが一般的であるが、疾病又は症状によっては、約90%以上の高濃度酸素ではなく、例えば25%程度まで下げた酸素濃度の酸素を吸入させる必要もある。 In conventional oxygen inhalation therapy for humans, it is common to supply high-concentration oxygen with an oxygen concentration of about 90% or more, but depending on the disease or symptom, it is not high-concentration oxygen of about 90% or more, for example, 25. It is also necessary to inhale oxygen with an oxygen concentration reduced to about%.
ここで、従来の酸素濃度を下げる方法として、例えば、酸素濃度が100%の酸素の流量を低減するとともに、吸入時に相対的に増加させた外気を混合させることにより、酸素濃度を低下させ、当該混合気を人に吸入させていた。 Here, as a conventional method of lowering the oxygen concentration, for example, the oxygen concentration is lowered by reducing the flow rate of oxygen having an oxygen concentration of 100% and mixing the outside air relatively increased at the time of inhalation. The air-fuel mixture was inhaled by a person.
しかしながら、上記方法では、供給酸素流量が一定である場合、換気量が多い呼吸では外気を多く吸入し、換気量が少ない呼吸では外気が少なくなり、供給酸素流量と外気の混合比率が変動し、吸入気の酸素濃度が安定しないという問題があった。 However, in the above method, when the supply oxygen flow rate is constant, a large amount of outside air is inhaled in a breath with a large ventilation volume, and the outside air is reduced in a breath with a low ventilation volume, and the mixing ratio of the supply oxygen flow rate and the outside air fluctuates. There was a problem that the oxygen concentration of the inhaled air was not stable.
ここで、「換気量」とは、人や動物が呼吸しているときの空気の容量を意味するものであり、呼吸の深さなどによって変動し得るものである。 Here, the "ventilation volume" means the volume of air when a person or an animal is breathing, and can fluctuate depending on the depth of breathing or the like.
これに対して、「肺活量」とは、人や動物が最も深く空気を吸い込んで、それを吐き出したときの空気の容量である(努力性呼吸ともいう)。このため、「換気量」と「肺活量」とは、本質的に異なる概念である。 On the other hand, "vital capacity" is the volume of air when a person or animal inhales the air most deeply and exhales it (also called forced respiration). For this reason, "ventilation volume" and "vital capacity" are essentially different concepts.
「換気量」は、同一人であってもその人の気分、心理状態、精神状態又は体調などによって常に変動し得るものであるのに対し、「肺活量」は、各個人においてほぼ画一的に決定されるものであり、同一人であれば基本的に一定となるものである。 "Ventilation volume" can always fluctuate depending on the mood, psychological state, mental state, physical condition, etc. of the same person, whereas "vital capacity" is almost uniform for each individual. It is decided, and if it is the same person, it is basically constant.
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、人や動物の換気量の変動にかかわらず、人や動物に吸入されたときの吸入気の酸素濃度を安定させることができる酸素濃縮装置及び酸素濃縮方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention is an oxygen concentrator and an oxygen concentrator method capable of stabilizing the oxygen concentration of the inhaled air when inhaled by a person or an animal regardless of the fluctuation of the ventilation volume of the person or the animal. The purpose is to provide.
請求項1の発明は、大気中の空気を供給するコンプレッサと、前記コンプレッサで供給された空気から濃縮酸素を生成する酸素濃縮部と、前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を大気中にパージするための流量調整部と、を有する酸素濃縮装置であって、前記流量調整部から前記濃縮酸素の一部を大気中にパージすることにより、前記対象に供給される前記濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする。
The invention according to
請求項2の発明は、大気中の空気を供給するコンプレッサと、前記コンプレッサで供給された空気から濃縮酸素を生成する酸素濃縮部と、前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を大気中にパージするための流量調整部と、を有する酸素濃縮装置であって、前記流量調整部から大気中にパージされる前記濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、前記対象に供給される前記濃縮酸素の流量が増大することにより、前記対象に供給される当該濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする。 The invention of claim 2 is a compressor that supplies air in the atmosphere, an oxygen concentrator that generates concentrated oxygen from the air supplied by the compressor, and the concentrated oxygen that can be supplied to a predetermined object from the oxygen concentrator. An oxygen concentrator having a flow rate adjusting unit for purging a part of the oxygen into the atmosphere, regardless of the magnitude of the flow rate of the concentrated oxygen purged into the atmosphere from the flow rate adjusting unit. As the flow rate of the concentrated oxygen supplied to the subject increases, the oxygen concentration of the concentrated oxygen supplied to the target decreases.
請求項3の発明は、大気中の空気を供給するコンプレッサと、前記コンプレッサで供給された空気から濃縮酸素を生成する酸素濃縮部と、前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を大気中にパージするための流量調整部と、を有する酸素濃縮装置であって、前記流量調整部から大気中にパージされる前記濃縮酸素の流量が増大することにより、前記対象に供給される前記濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、前記対象に供給される当該濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする。
The invention of
請求項4の発明は、コンプレッサで供給された空気から酸素濃縮部で濃縮酸素を生成する濃縮酸素生成工程と、前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を流量調整部で大気中にパージするパージ工程と、前記流量調整部で大気中にパージする前記濃縮酸素の流量を調整し、前記対象に供給される前記濃縮酸素の酸素濃度を制御する制御工程と、を有する酸素濃縮方法であって、前記制御工程では、前記流量調整部から前記濃縮酸素の一部を大気中にパージすることにより、前記対象に供給される前記濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする。 The invention of claim 4 is a concentrated oxygen generation step of generating concentrated oxygen from the air supplied by a compressor in an oxygen concentrator, and adjusting the flow rate of a part of the concentrated oxygen that can be supplied from the oxygen concentrator to a predetermined target. A purging step of purging into the atmosphere by the unit and a control step of adjusting the flow rate of the concentrated oxygen to be purged into the atmosphere by the flow rate adjusting unit and controlling the oxygen concentration of the concentrated oxygen supplied to the target. In the control step, the oxygen concentration of the concentrated oxygen supplied to the target is reduced by purging a part of the concentrated oxygen into the atmosphere from the flow rate adjusting unit. It is a feature.
請求項5の発明は、コンプレッサで供給された空気から酸素濃縮部で濃縮酸素を生成する濃縮酸素生成工程と、前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を流量調整部で大気中にパージするパージ工程と、前記流量調整部で大気中にパージする前記濃縮酸素の流量を調整し、前記対象に供給される前記濃縮酸素の酸素濃度を制御する制御工程と、を有する酸素濃縮方法であって、前記制御工程では、前記流量調整部から大気中にパージされる前記濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、前記対象に供給される前記濃縮酸素の流量が増大することにより、前記対象に供給される当該濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする。
The invention of
請求項6の発明は、コンプレッサで供給された空気から酸素濃縮部で濃縮酸素を生成する濃縮酸素生成工程と、前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を流量調整部で大気中にパージするパージ工程と、前記流量調整部で大気中にパージする前記濃縮酸素の流量を調整し、前記対象に供給される前記濃縮酸素の酸素濃度を制御する制御工程と、を有する酸素濃縮方法であって、前記制御工程では、前記流量調整部から大気中にパージされる前記濃縮酸素の流量が増大することにより、前記対象に供給される前記濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、前記対象に供給される当該濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする。
The invention of
本発明によれば、人や動物の換気量の変動による影響を受けず、人や動物に吸入されたときの空気の酸素濃度を安定させることができる。 According to the present invention, it is possible to stabilize the oxygen concentration of air when inhaled by humans or animals without being affected by fluctuations in the ventilation volume of humans or animals.
本発明の一実施形態に係る酸素濃縮装置及び酸素濃縮方法について説明する。 The oxygen concentrator and the oxygen concentrator method according to the embodiment of the present invention will be described.
本発明の酸素濃縮装置及び酸素濃縮方法は、所定の対象に濃縮酸素を供給するための装置又は方法である。本発明が想定する「対象」とは、例えば、人又は動物を意味するが、以下の実施形態では、患者を対象として説明する。 The oxygen concentrator and the oxygen concentrator method of the present invention are devices or methods for supplying concentrated oxygen to a predetermined object. The "object" assumed by the present invention means, for example, a human or an animal, but in the following embodiments, a patient will be described as an object.
図1に示すように、酸素濃縮装置10は、主として、コンプレッサ12と、熱交換器14と、ファン16と、空気制御部18と、一対の酸素濃縮部20A、20Bと、濃縮酸素タンク22と、圧力調整部24と、複数の流量計26A、26Bと、複数の流量調整部30A、30Bと、を有している。
As shown in FIG. 1, the
コンプレッサ12は、大気中の空気を下流側へ供給する供給源である。
The
熱交換器14は、コンプレッサ12で圧縮されて高温になった圧縮空気の温度を下げるためのものである。ファン16が駆動することで空冷式の放熱効果が得られる。
The
空気制御部18は、例えば、二方バルブマニホールドが採用される。二方バルブマニホールドには、4個の二方バルブが組み合わされ、各サイクルに2個のバルブが作動し、空気の送り込み及び窒素の排出を行う。二方バルブマニホールドの作動は、所定時間又は所定圧力の周期で第一サイクルと第二サイクルを繰り返す。作動サイクルは、電源周波数と流量で異なる。
For the
一対の酸素濃縮部20A、20Bは、例えば、筐体と、筐体の内部に収容されたゼオライトと、を有する。これは、分子篩とも言われ、分子の大きさに依って分子を分離する能力がある。ゼオライトは、窒素を吸着し、酸素を通す。この理由は、窒素分子の大きさが相対的に大きく、ゼオライトの孔で捕捉されるのに対して、酸素分子の大きさが相対的に小さく、ゼオライトの孔で捕捉されないからである。この結果、圧縮空気がゼオライトを通過すれば、空気中の酸素と窒素が分離され、窒素がゼオライトに吸着され、濃縮酸素が生成される。
The pair of
生成された濃縮酸素は、濃縮酸素タンク22に貯えられ、圧力調整部24で所定値に制御されてから、流量調整部30Aの出口で枝分れする。
The generated concentrated oxygen is stored in the
すなわち、流量調整部30Aの出口側には、第1流路36と第2流路38との2つのルートが設けられている。第1流路36には供給器具28が接続され、第2流路38には流量調整部30Bを介して大気に開放されている。
That is, two routes, a
供給器具28は、例えば、人や動物などの対象に濃縮酸素を供給する際に用いる器具などであり、例えば、麻酔器、鼻腔カニューラ、マスク、動物を収容するためのケージなどを用途に応じて適宜選択することができる。
The
なお、供給器具28は、麻酔器、鼻腔カニューラ、マスク、ケージに限定されるものではなく、人又は動物に濃縮酸素を供給する際に必要となる器具、その他の手段を全て含むものである。
The
ここで、酸素濃度と流量の関係について考察する。 Here, the relationship between the oxygen concentration and the flow rate will be considered.
図2に示すように、濃縮酸素を供給するときの流量が例えば2L/minで酸素濃度が約90%前後になる酸素濃縮装置を利用した場合、濃縮酸素の流量30L/minに調整すれば、濃縮酸素の酸素濃度が約25%に低下する。このため、濃縮酸素の流量と酸素濃度の関係は、反比例の関係になる。よって、高濃度酸素を患者に供給する場合には、可能な限り小さい流量で供給器具28へ濃縮酸素を供給する。また、低濃度酸素を患者に供給する場合には、可能な限り大きな流量で供給器具28へ濃縮酸素を供給する。このように、狙いとする濃縮酸素の酸素濃度の大小にあわせて、濃縮酸素の流量を変化させる必要がある。
As shown in FIG. 2, when an oxygen concentrator is used in which the flow rate when supplying concentrated oxygen is, for example, 2 L / min and the oxygen concentration is about 90%, the flow rate of concentrated oxygen can be adjusted to 30 L / min. The oxygen concentration of concentrated oxygen drops to about 25%. Therefore, the relationship between the flow rate of concentrated oxygen and the oxygen concentration is inversely proportional. Therefore, when supplying high-concentration oxygen to the patient, the concentrated oxygen is supplied to the
供給器具28は、流量計26Aと、流量調整部27Aと、を有している。流量調整部27Aにより、供給器具28に供給される濃縮酸素の流量が調整される。
The
第2流路38の流量調整部30Bは、流量計26Bを有している。
The flow
なお、流量調整部30A、30Bは、流路を流れる気体の流量を調整する。
The flow
特に、本実施形態の酸素濃縮方法として、以下の3つの方法が提案される。 In particular, the following three methods are proposed as the oxygen concentration method of the present embodiment.
(第1酸素濃縮方法)
第1酸素濃縮方法は、コンプレッサ12で供給された空気から酸素濃縮部20A、20Bで濃縮酸素を生成する濃縮酸素生成工程と、酸素濃縮部20A、20Bから所定の対象に供給され得る濃縮酸素の一部を流量調整部30Bで大気中にパージするパージ工程と、流量調整部30Bで大気中にパージする濃縮酸素の流量を調整し、対象に供給される濃縮酸素の酸素濃度を制御する制御工程と、を有する酸素濃縮方法であって、制御工程では、流量調整部30Bから濃縮酸素の一部を大気中にパージすることにより、対象に供給される濃縮酸素の酸素濃度が低下する酸素濃縮方法である。
(First oxygen concentration method)
The first oxygen concentrator method is a concentrated oxygen generation step of generating concentrated oxygen from the air supplied by the
(第2酸素濃縮方法)
第2酸素濃縮方法は、コンプレッサ12で供給された空気から酸素濃縮部20A、20Bで濃縮酸素を生成する濃縮酸素生成工程と、酸素濃縮部20A、20Bから所定の対象に供給され得る濃縮酸素の一部を流量調整部30Bで大気中にパージするパージ工程と、流量調整部30Bで大気中にパージする濃縮酸素の流量を調整し、対象に供給される濃縮酸素の酸素濃度を制御する制御工程と、を有する酸素濃縮方法であって、制御工程では、流量調整部30Bから大気中にパージされる濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、対象に供給される濃縮酸素の流量が増大することにより、対象に供給される濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする酸素濃縮方法である。
(Second oxygen concentration method)
The second oxygen concentrator method includes a concentrated oxygen generation step of generating concentrated oxygen from the air supplied by the
(第3酸素濃縮方法)
第3酸素濃縮方法は、コンプレッサ12で供給された空気から酸素濃縮部20A、20Bで濃縮酸素を生成する濃縮酸素生成工程と、酸素濃縮部20A、20Bから所定の対象に供給され得る濃縮酸素の一部を流量調整部30Bで大気中にパージするパージ工程と、流量調整部30Bで大気中にパージする濃縮酸素の流量を調整し、対象に供給される濃縮酸素の酸素濃度を制御する制御工程と、を有する酸素濃縮方法であって、制御工程では、流量調整部30Bから大気中にパージされる濃縮酸素の流量が増大することにより、対象に供給される濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、対象に供給される濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする酸素濃縮方法である。
(Third oxygen concentration method)
The third oxygen concentrator method includes a concentrated oxygen generation step of generating concentrated oxygen from the air supplied by the
次に、本実施形態に係る酸素濃縮装置及び酸素濃縮方法の作用について説明する。 Next, the operation of the oxygen concentrator and the oxygen concentrator method according to the present embodiment will be described.
図1に示すように、濃縮酸素タンク22に濃縮酸素が貯えられる。濃縮酸素タンク22の濃縮酸素の一部が第1流路36に供給され、濃縮酸素の残りが第2流路38に供給される。
As shown in FIG. 1, concentrated oxygen is stored in the
第1流路36に供給された濃縮酸素は、流量調整部27Aによって流量が適宜調整されながら、供給器具28を介して患者に供給される。
The concentrated oxygen supplied to the
第2流路38に供給された濃縮酸素は、流量調整部30Bによって流量が適宜調整されながら、大気中にパージされる。このようにして、濃縮酸素の一部は、大気中に放出される。
The concentrated oxygen supplied to the
ここで、酸素濃縮装置10の特性として、濃縮酸素の流量と濃度の関係は、図2に示される。濃縮酸素の流量が大きくなれば、当該濃縮酸素の酸素濃度が低下していくことを示している。
Here, as a characteristic of the
従来の人に対する酸素吸入療法において、疾病又は症状によって人に供給する酸素の酸素濃度を、約90%以上の高濃度ではなく、例えば25%程度の中濃度の範囲に調整する必要があった。このとき、酸素濃度を下げる方法として、例えば、濃縮酸素の流量を低減させるとともに、所定容量の外気と混合させることにより、酸素濃度を低下させた混合気を人に吸入させていた。 In conventional oxygen inhalation therapy for humans, it is necessary to adjust the oxygen concentration of oxygen supplied to a person due to a disease or symptom to a medium concentration range of, for example, about 25%, instead of a high concentration of about 90% or more. At this time, as a method of lowering the oxygen concentration, for example, the flow rate of concentrated oxygen is reduced and the mixture is mixed with a predetermined volume of outside air so that a person inhales the air-fuel mixture having the reduced oxygen concentration.
しかしながら、上記方法では、人の換気量が常に変動しているため、人に吸入されたときの空気の酸素濃度が安定しないという問題があった。 However, in the above method, since the ventilation volume of a person is constantly changing, there is a problem that the oxygen concentration of the air when inhaled by a person is not stable.
この問題が生じる原理(メカニズム)について、具体例を用いて説明する。 The principle (mechanism) in which this problem occurs will be described using a concrete example.
ある患者の酸素吸入時を例にとれば、患者の換気量は、呼吸の深さなどにより変動する。例えば、ある患者の呼吸が、精神的又は肉体的その他の何らかの影響により浅くなっている場合における1呼吸の換気量が700mlと仮定し、溜息などにより呼吸が深くなる場合における1呼吸の換気量が1200mlと仮定する。 Taking the case of oxygen inhalation of a patient as an example, the ventilation volume of the patient fluctuates depending on the depth of breathing and the like. For example, it is assumed that the ventilation volume of one breath is 700 ml when the breathing of a patient is shallow due to some mental or physical influence, and the ventilation volume of one breath is deep when the breathing is deepened by sighing or the like. It is assumed to be 1200 ml.
(浅い呼吸時の換気量700ml)
上記仮定のもと、例えば酸素ボンベから2L/min(2000ml)の純酸素(酸素濃度:約100%)を前記患者に供給した場合、当該患者が1分間に10回呼吸すると、1回の換気量に占める純酸素の量は、2000(ml)÷10(回)=200(ml)となる。浅い呼吸時の場合には、1呼吸の換気量が700mlと仮定したのに対し、純酸素は200mlしか供給できていない状態になる。不足分となる500mlは、患者の鼻や口を通して外気を同時に吸い込むことになる。この場合、鼻や口から吸入する外気は約21%の酸素濃度を有しているため、500mlには約100ml(500(ml)×21(%))の純酸素が含まれており、それが患者に摂取されることになる。酸素ボンベから摂取した純酸素(200ml)と外気から摂取した純酸素(100ml)とを合算すると、合計300mlの純酸素量となる。このとき、患者は、合計300mlの純酸素を摂取する。上記仮定した換気量700mlに対して純酸素量が300mlになるため、この場合の酸素濃度は約43%になる。
(Ventilation volume during shallow breathing 700 ml)
Under the above assumption, for example, when 2 L / min (2000 ml) of pure oxygen (oxygen concentration: about 100%) is supplied to the patient from an oxygen tank, when the patient breathes 10 times per minute, one ventilation is performed. The amount of pure oxygen in the amount is 2000 (ml) ÷ 10 (times) = 200 (ml). In the case of shallow breathing, it is assumed that the ventilation volume of one breath is 700 ml, whereas only 200 ml of pure oxygen can be supplied. The shortage of 500 ml will simultaneously inhale the outside air through the patient's nose and mouth. In this case, since the outside air inhaled through the nose or mouth has an oxygen concentration of about 21%, 500 ml contains about 100 ml (500 (ml) × 21 (%)) of pure oxygen. Will be ingested by the patient. The total amount of pure oxygen (200 ml) taken from the oxygen cylinder and the pure oxygen (100 ml) taken from the outside air is 300 ml. At this time, the patient ingests a total of 300 ml of pure oxygen. Since the pure oxygen amount is 300 ml with respect to the above assumed ventilation volume of 700 ml, the oxygen concentration in this case is about 43%.
(深い呼吸時の換気量1200ml)
同じ条件のもと、深い呼吸時の場合には、1呼吸の換気量が1200mlと仮定したのに対し、純酸素は200mlしか供給できていない状態になる。不足分となる1000mlは、患者の鼻や口を通して外気を同時に吸い込むことになる。この場合、鼻や口から吸入する外気は約21%の酸素濃度を有しているため、1000mlには約200ml(1000(ml)×21(%))の純酸素が含まれており、それが患者に摂取されることになる。酸素ボンベから摂取した純酸素(200ml)と外気から摂取した純酸素(200ml)とを合算すると、合計400mlの純酸素量となる。このとき、患者は、合計400mlの純酸素を摂取する。上記仮定した換気量1200mlに対して純酸素量が400mlになるため、この場合の酸素濃度は約33%になる。
(Ventilation volume during deep breathing 1200 ml)
Under the same conditions, in the case of deep breathing, the ventilation volume of one breath is assumed to be 1200 ml, whereas pure oxygen can be supplied only 200 ml. The shortage of 1000 ml will simultaneously inhale the outside air through the patient's nose and mouth. In this case, since the outside air inhaled through the nose or mouth has an oxygen concentration of about 21%, 1000 ml contains about 200 ml (1000 (ml) × 21 (%)) of pure oxygen. Will be ingested by the patient. The total amount of pure oxygen taken from the oxygen cylinder (200 ml) and the pure oxygen taken from the outside air (200 ml) is 400 ml. At this time, the patient ingests a total of 400 ml of pure oxygen. Since the pure oxygen amount is 400 ml with respect to the above assumed ventilation volume of 1200 ml, the oxygen concentration in this case is about 33%.
以上のように、患者の換気量によって患者に吸入されたときの空気の酸素濃度が変化することになる。従来の医療現場では、これに対応するために、患者の動脈血の酸素分圧を連続的に測定し、適切な酸素摂取量か否かを判断し、酸素分圧の測定結果に基づき患者への供給酸素の流量を調整しながら治療していた。 As described above, the oxygen concentration of the air when inhaled by the patient changes depending on the ventilation volume of the patient. In conventional medical practice, in order to respond to this, the oxygen partial pressure of the patient's arterial blood is continuously measured, it is judged whether or not the oxygen intake is appropriate, and the patient is treated based on the measurement result of the oxygen partial pressure. The treatment was performed while adjusting the flow rate of oxygen supply.
これに対し、本実施形態によれば、患者の換気量にかかわらず、患者に吸入された吸入気の酸素濃度が一定となるように安定的に維持することができるため、従来の医療現場による上記煩雑さを解消するとともに、医療行為の効率性及び正確性を高めることに寄与することができる。 On the other hand, according to the present embodiment, the oxygen concentration of the inhaled air inhaled by the patient can be stably maintained regardless of the ventilation volume of the patient. It is possible to eliminate the above-mentioned complexity and contribute to improving the efficiency and accuracy of medical practice.
すなわち、本実施形態によれば、濃縮酸素タンク22から供給される濃縮酸素の一部を、意図的に第2流路38を通しかつ供給器具28を介さずに大気中にパージ(放出)することにより、第1流路36を通しかつ供給器具28を介して患者に供給される濃縮酸素の流量及び酸素濃度を同時に低下させることができる。
That is, according to the present embodiment, a part of the concentrated oxygen supplied from the
この結果、患者の換気量にかかわらず、患者に対する一定濃度の酸素供給が可能になり、治療効率と治療効果を格段に高めることができる。このように、本発明の酸素濃縮装置および酸素濃縮方法は、酸素療法に大きな変革ないしイノベーションをもたらすものである。 As a result, regardless of the ventilation volume of the patient, a constant concentration of oxygen can be supplied to the patient, and the treatment efficiency and the therapeutic effect can be significantly improved. As described above, the oxygen concentrator and the oxygen concentrator method of the present invention bring about a great change or innovation in oxygen therapy.
また、吸入気の酸素濃度を、換気量の変動にも関係なく安定供給する方法として圧縮空気や窒素ガスを定量的に混合して用いる方法もあるが、これらの装置も不要になる。 Further, as a method of stably supplying the oxygen concentration of the inhaled air regardless of the fluctuation of the ventilation volume, there is a method of quantitatively mixing compressed air and nitrogen gas, but these devices are also unnecessary.
なお、符号32はオリフィスであり、符号34はPEバルブである。
次に、本実施形態の酸素濃縮方法の実験例について説明する。 Next, an experimental example of the oxygen concentration method of the present embodiment will be described.
図1に示す流量調整部30Bを調整して大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量の変化に応じて、供給器具28に提供される濃縮酸素の酸素濃度がどのように変化するかを確認するための実験を行った。
How the oxygen concentration of the concentrated oxygen provided to the
その実験では、図3に示すように、供給器具28に供給される濃縮酸素の流量を2L/minと5L/minで変化させた。また、第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量を6L/min、12L/min、23L/min、30L/minと変化させた。
In that experiment, as shown in FIG. 3, the flow rate of concentrated oxygen supplied to the
図3に示すように、第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量が6L/minのもと、供給器具28に供給される濃縮酸素の流量が2L/minの場合に濃縮酸素の酸素濃度が60%となり、5L/minの場合に濃縮酸素の酸素濃度が43%となった。
As shown in FIG. 3, the flow rate of concentrated oxygen purged (released) from the
第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量が12L/minのもと、供給器具28に供給される濃縮酸素の流量が2L/minの場合に濃縮酸素の酸素濃度が40%となり、5L/minの場合に濃縮酸素の酸素濃度が35%となった。
The oxygen concentration of concentrated oxygen when the flow rate of concentrated oxygen purged (released) from the
第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量を23L/minのもと、供給器具28に供給される濃縮酸素の流量が2L/minの場合に濃縮酸素の酸素濃度が30%となり、5L/minの場合に濃縮酸素の酸素濃度が29%となった。
The oxygen concentration of concentrated oxygen is 23 L / min when the flow rate of concentrated oxygen purged (released) from the
第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量を30L/minのもと、供給器具28に供給される濃縮酸素の流量が2L/minの場合に濃縮酸素の酸素濃度が25%となり、5L/minの場合に濃縮酸素の酸素濃度が23%となった。
The oxygen concentration of concentrated oxygen is 30 L / min when the flow rate of concentrated oxygen purged (released) from the
以上の結果から、供給器具28に供給される濃縮空気の流量と酸素濃度との関係は、第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量の値によらず、供給器具28に供給される濃縮空気の流量が増加すれば(2L/min→5L/min)、当該濃縮酸素の酸素濃度が低下したことが判明した。これにより、供給器具28に供給される濃縮空気の流量が増加すれば、当該濃縮酸素の酸素濃度が低下することが証明された。
From the above results, the relationship between the flow rate of concentrated air supplied to the
また、第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量が増大すれば、供給器具28に供給される濃縮酸素の酸素濃度が低下していくことが証明された。このことは、供給器具28に供給される濃縮空気の流量の値が2L/minと5L/minにおいて同様の傾向になることも判明した。
It was also proved that if the flow rate of concentrated oxygen purged (released) from the
しかしながら、第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量が増大すれば、供給器具28に供給される濃縮空気の酸素濃度の差が、供給器具28に供給される濃縮空気の流量の大小間(2L/minと5L/minの値)において小さくなっていくことが証明された。すなわち、第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量が増大すれば、供給器具28に供給される濃縮酸素の酸素濃度が、供給器具28に供給される濃縮酸素の流量の大きさによらず、一定値に低下するように収束する傾向にあることが判明した。
However, if the flow rate of concentrated oxygen purged (released) from the
以上のように、第2流路38から濃縮酸素を大気中にパージ(放出)させることが供給器具28に供給される濃縮酸素の酸素濃度の低下に大きく寄与することが判明した。
As described above, it has been found that purging (releasing) concentrated oxygen from the
また、第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、供給器具28に供給される濃縮酸素の流量を増大することにより、供給器具28に供給される濃縮酸素の酸素濃度が低下することが判明した。
Further, regardless of the magnitude of the flow rate of the concentrated oxygen purged (released) from the
また、第2流路38から大気中にパージ(放出)される濃縮酸素の流量が増大すれば、供給器具28に供給される濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、供給器具28に供給される濃縮酸素の酸素濃度が一定値に収束するように低下していくことが判明した。
Further, if the flow rate of concentrated oxygen purged (released) from the
10 酸素濃縮装置
12 コンプレッサ
14 熱交換器
16 ファン
18 空気制御部
20A 酸素濃縮部
20B 酸素濃縮部
22 濃縮酸素タンク
24 圧力調整部
26A 流量計
26B 流量計
27A 流量調整部
28 供給器具
30A 流量調整部
30B 流量調整部
32 オリフィス
34 PEバルブ
36 第1流路
38 第2流路
10
Claims (6)
前記コンプレッサで供給された空気から濃縮酸素を生成する酸素濃縮部と、
前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を大気中にパージするための流量調整部と、
を有する酸素濃縮装置であって、
前記流量調整部から前記濃縮酸素の一部を大気中にパージすることにより、前記対象に供給される前記濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする酸素濃縮装置。 With a compressor that supplies air in the atmosphere,
An oxygen concentrator that generates concentrated oxygen from the air supplied by the compressor,
A flow rate adjusting unit for purging a part of the concentrated oxygen that can be supplied from the oxygen concentrator to a predetermined target into the atmosphere, and a flow rate adjusting unit.
It is an oxygen concentrator with
An oxygen concentrator characterized in that the oxygen concentration of the concentrated oxygen supplied to the target is lowered by purging a part of the concentrated oxygen into the atmosphere from the flow rate adjusting unit.
前記コンプレッサで供給された空気から濃縮酸素を生成する酸素濃縮部と、
前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を大気中にパージするための流量調整部と、
を有する酸素濃縮装置であって、
前記流量調整部から大気中にパージされる前記濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、前記対象に供給される前記濃縮酸素の流量が増大することにより、前記対象に供給される当該濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする酸素濃縮装置。 With a compressor that supplies air in the atmosphere,
An oxygen concentrator that generates concentrated oxygen from the air supplied by the compressor,
A flow rate adjusting unit for purging a part of the concentrated oxygen that can be supplied from the oxygen concentrator to a predetermined target into the atmosphere, and a flow rate adjusting unit.
It is an oxygen concentrator with
Regardless of the magnitude of the flow rate of the concentrated oxygen purged into the atmosphere from the flow rate adjusting unit, the flow rate of the concentrated oxygen supplied to the target is increased, so that the concentrated oxygen supplied to the target is of the concentrated oxygen. An oxygen concentrator characterized by a decrease in oxygen concentration.
前記コンプレッサで供給された空気から濃縮酸素を生成する酸素濃縮部と、
前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を大気中にパージするための流量調整部と、
を有する酸素濃縮装置であって、
前記流量調整部から大気中にパージされる前記濃縮酸素の流量が増大することにより、前記対象に供給される前記濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、前記対象に供給される当該濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする酸素濃縮装置。 With a compressor that supplies air in the atmosphere,
An oxygen concentrator that generates concentrated oxygen from the air supplied by the compressor,
A flow rate adjusting unit for purging a part of the concentrated oxygen that can be supplied from the oxygen concentrator to a predetermined target into the atmosphere, and a flow rate adjusting unit.
It is an oxygen concentrator with
By increasing the flow rate of the concentrated oxygen purged into the atmosphere from the flow rate adjusting unit, the concentrated oxygen supplied to the target is irrespective of the magnitude of the flow rate of the concentrated oxygen supplied to the target. An oxygen concentrator characterized by a decrease in oxygen concentration.
前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を流量調整部で大気中にパージするパージ工程と、
前記流量調整部で大気中にパージする前記濃縮酸素の流量を調整し、前記対象に供給される前記濃縮酸素の酸素濃度を制御する制御工程と、
を有する酸素濃縮方法であって、
前記制御工程では、前記流量調整部から前記濃縮酸素の一部を大気中にパージすることにより、前記対象に供給される前記濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする酸素濃縮方法。 Concentrated oxygen generation process that generates concentrated oxygen in the oxygen concentrator from the air supplied by the compressor,
A purging step of purging a part of the concentrated oxygen that can be supplied from the oxygen concentrator to a predetermined target into the atmosphere by the flow rate adjusting unit.
A control step of adjusting the flow rate of the concentrated oxygen to be purged into the atmosphere by the flow rate adjusting unit and controlling the oxygen concentration of the concentrated oxygen supplied to the target.
It is an oxygen concentration method having
In the control step, the oxygen concentration method is characterized in that the oxygen concentration of the concentrated oxygen supplied to the target is lowered by purging a part of the concentrated oxygen into the atmosphere from the flow rate adjusting unit.
前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を流量調整部で大気中にパージするパージ工程と、
前記流量調整部で大気中にパージする前記濃縮酸素の流量を調整し、前記対象に供給される前記濃縮酸素の酸素濃度を制御する制御工程と、
を有する酸素濃縮方法であって、
前記制御工程では、前記流量調整部から大気中にパージされる前記濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、前記対象に供給される前記濃縮酸素の流量が増大することにより、前記対象に供給される当該濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする酸素濃縮方法。 Concentrated oxygen generation process that generates concentrated oxygen in the oxygen concentrator from the air supplied by the compressor,
A purging step of purging a part of the concentrated oxygen that can be supplied from the oxygen concentrator to a predetermined target into the atmosphere by the flow rate adjusting unit.
A control step of adjusting the flow rate of the concentrated oxygen to be purged into the atmosphere by the flow rate adjusting unit and controlling the oxygen concentration of the concentrated oxygen supplied to the target.
It is an oxygen concentration method having
In the control step, regardless of the magnitude of the flow rate of the concentrated oxygen purged into the atmosphere from the flow rate adjusting unit, the flow rate of the concentrated oxygen supplied to the target is increased, so that the concentrated oxygen is supplied to the target. A method for concentrating oxygen, which comprises reducing the oxygen concentration of the concentrated oxygen.
前記酸素濃縮部から所定の対象に供給され得る前記濃縮酸素の一部を流量調整部で大気中にパージするパージ工程と、
前記流量調整部で大気中にパージする前記濃縮酸素の流量を調整し、前記対象に供給される前記濃縮酸素の酸素濃度を制御する制御工程と、
を有する酸素濃縮方法であって、
前記制御工程では、前記流量調整部から大気中にパージされる前記濃縮酸素の流量が増大することにより、前記対象に供給される前記濃縮酸素の流量の大きさにかかわらず、前記対象に供給される当該濃縮酸素の酸素濃度が低下することを特徴とする酸素濃縮方法。 Concentrated oxygen generation process that generates concentrated oxygen in the oxygen concentrator from the air supplied by the compressor,
A purging step of purging a part of the concentrated oxygen that can be supplied from the oxygen concentrator to a predetermined target into the atmosphere by the flow rate adjusting unit.
A control step of adjusting the flow rate of the concentrated oxygen to be purged into the atmosphere by the flow rate adjusting unit and controlling the oxygen concentration of the concentrated oxygen supplied to the target.
It is an oxygen concentration method having
In the control step, the flow rate of the concentrated oxygen purged into the atmosphere from the flow rate adjusting unit is increased, so that the concentrated oxygen is supplied to the target regardless of the magnitude of the flow rate of the concentrated oxygen supplied to the target. A method for concentrating oxygen, which comprises reducing the oxygen concentration of the concentrated oxygen.
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