JP3139801U

JP3139801U - 携帯型ｐｓａ式酸素発生器

Info

Publication number: JP3139801U
Application number: JP2007009679U
Authority: JP
Inventors: 冬雷王
Original assignee: 冬雷王
Priority date: 2006-12-31
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2017-12-17
Also published as: CN201154287Y; US20080156193A1

Abstract

【課題】小型で軽量のコンパクト構造を構築することにより、運搬並びに移動を行なうことが可能であるとともに３つの異なる種類の電源を選択して安全に作動することが可能な空気発生器を提供する。これにより、従来の空気発生器よりも広範囲で使用可能となる。
【解決手段】本考案は携帯型吸着式（Pressure Swing Adsorption:PSA）酸素発生器に関し、この酸素発生器は、筐体内部に少なくとも１つの仕切板を備える。オイルフリーのコンプレッサ及び制御弁組立部は、少なくとも１つの固定板及び少なくとも１つの仕切板により隔離された分離空間のうち１つに配される。ファンは、隔離空間の外側において、仕切板に傾斜して或いは直交して配される。これにより、空気はファンの空気出口から直接的に隔離空間に吹き込まれることとなる。
【選択図】図３

Description

本考案は、携帯型吸着式（Pressure Swing Adsorption: PSA）酸素発生器に関し、この酸素発生器は、医療目的で用いられるものである。

科学技術の急速な発展にともない、近代社会における生活や業務のペースは、次第に高速化するものとなっている。したがって、人々は、より多くの頭脳労働をする必要があり、事務職員は、頭痛などといった悪い生理学的影響を受けることも多い。加えて、我々の生活環境は、急速な工業的発展に起因して、悪化の一途をたどっている。また、深刻な大気汚染の影響を受けている地域も多数存在する。

環境並びに人々の健康状態を改善するために、酸素療法及び酸素医療が非常に重要なものとなっており、大きな発達が見込まれるとともに掛け替えのないものとなっている。
長期間にわたって酸素療法及び酸素医療処置を受けている人々にとって、新たな形式の医療用酸素発生器が開発されることが望まれている。即ち、小型且つ軽量であり、運搬並びに移動を容易に行なうことが可能であるとともに、異なる種類の電力供給源からの電源供給を選択可能であり、且つ、安全性及び経済性を確保して作動する医療用酸素発生器が望まれている。
現状において、酸素シリンダ、酸素バッグ、化学反応式酸素発生器及び小型ＰＳＡ酸素発生器が主に用いられている。しかしながら、これら装置は、以下に示す課題を有する。
（１）酸素シリンダと酸素バッグは、簡便に運搬可能である一方で、酸素吸入の間に生ずる潜在的な安全性に対するリスク及び酸素シリンダ並びに酸素バッグが圧力容器の形態を採ることから、連続的な酸素吸入に向いていないという課題を有する。
（２）化学反応式酸素発生器は、小型且つ軽量である一方で、化学反応式酸素発生器の試用期間経過後に再利用することができないという課題を有する。更に、化学反応式酸素発生器は、長期間の酸素療法及び酸素医療処置を受ける人々にとって高価であるという課題を有する。なぜなら、定期的に、追加の化学物質を補充する必要があるためである。
（３）小型ＰＳＡ酸素発生器は、頻繁に外出する人々を除いて、家庭内での使用が可能である。しかしながら、持ち運びを簡便に行なうことができない。なぜなら、大型であり重量も大きく、交流電流のみが対応可能な電力源となるからである。

米国特許第６，７６４，５３４号公報（出願日：２００４年７月２０日発明者：Norman R. McCombs et al）は、ＰＳＡ装置を備える携帯型酸素発生器を開示する。このNorman R. McCombs等による酸素発生器において、構成部品は合理的に配されていない。特に発熱部品は隔離されておらず、この結果、Norman R. McCombs等により酸素発生器は、複雑な構造を有することとなるとともに内部において高温状態となる。また、Norman R. McCombs等による酸素発生器は、５ｋｇもの重量を有し、その製造コストは高い。また、特定の使用用途においては、短い寿命も問題となっている。

本考案は、以下の技術的特徴を以って達成されるものである。
筐体部と、少なくとも１つの固定板と、エアフィルタ組立部、オイルフリーのコンプレッサ、制御弁組立部、ＰＳＡ酸素発生組立部、酸素供給組立部、熱放散組立部及び電気制御組立部からなる部品と、少なくとも１つの仕切板からなり、前記少なくとも１つの固定板と前記少なくとも１つの仕切板が、前記筐体部の内部空間を２若しくはそれ以上の分離空間に分割し、前記部品が、前記少なくとも１つの固定板又は前記少なくとも１つの仕切板の側面により、前記２若しくはそれ以上の分離空間内に配され、前記オイルフリーのコンプレッサ及び前記制御弁組立部が、前記少なくとも１つの固定板と前記少なくとも１つの仕切板により隔離される前記分離空間のうち１つの中に配され、前記熱放散組立部が、ファンを備え、該ファンが、前記隔離された空間の外側の仕切板面上に配され、前記ファンの空気排出部により直接的に前記隔離された空間に空気が吹き込まれることを特徴とする。

前記ＰＳＡ酸素発生組立部が、吸着タンク及び換気マフラを備え、前記ファンにより前記隔離された分離空間に吹き込まれる空気が、換気マフラを通過して、前記ハウジングの排気口から排出されることを特徴とする。
前記換気マフラが、他のもう１つの仕切板により隔離された他のもう１つの分離された空間内に配されることを特徴とする。
前記制御弁組立部が、並列に接続される少なくとも４つの２方向２位置型のマイクロ電磁弁又は並列に接続される１若しくはそれ以上の５方向２位置型のパイロット式マイクロ空気制御弁からなることを特徴とする。
前記ＰＳＡ空気発生組立部が、２若しくはそれ以上の吸着タンクを備え、該吸着タンクが並列に接続されることを特徴とする。
充電バッテリ、調整電源及び自動車用電源からなる３つの異なる種類の電源の選択を前記電気制御組立部が可能とすることを特徴とする。
前記電気制御組立部が更に、圧力・酸素センサ及び負圧センサを備え、システムの圧力、空気濃度及び酸素出力状態のモニタを可能とし、これにより、吸気時に酸素を供給し、排気時に酸素供給を停止可能となることを特徴とする。
前記熱放散組立体が、温度制御器を備え、前記酸素発生器内の作動空気が、閾値温度を超えることを防止することを特徴とする。

本考案は、携帯型ＰＳＡ式空気発生器を提供することにより、従来技術に係る課題を解決する。この空気発生器は、小型且つ軽量のコンパクト構造を備え、運搬並びに移動を行なうことが可能である。また、３つの異なる電源の選択を以って、安全に作動する。したがって、本考案に係る酸素発生器は、従来の酸素発生器よりも広い範囲で使用することが可能である。

本考案に係る酸素発生器は、小型且つ約２．５ｋｇから約３．０ｋｇの軽重量のコンパクト構造を備える。良好な熱放散特性を備えることにより、酸素発生器の寿命は長くなる。本考案に係る酸素発生器は、簡便に持ち運びすることが可能である。まｔ、３つの異なる種類の電源を選択して使用することが可能である。したがって、病院、家庭内、オフィス、公共の娯楽施設、高原地帯及び空調された自動車において好適に使用することが可能である。

本考案に係る更なる特徴及び有利な効果は、下記の詳細な説明並びに添付の図面から明らかなものとなる。
図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照する。
本考案の一実施形態に係る携帯型ＰＳＡ式酸素発生器は、筐体部（１）、少なくとも１つの固定板（２）、エアフィルタ組立部、オイルフリーのコンプレッサ（６）（油を用いないコンプレッサ）、制御弁組立部（７）、ＰＳＡ式酸素発生組立部、酸素供給組立部、熱放散組立部及び電気制御組立部を備える。

エアフィルタ組立部は、フィルタ（４）及び空気取入用マフラ（５）を備える。
ＰＳＡ式酸素発生組立部は、吸着タンク（８）及び換気マフラ（９）などを備える。
酸素供給組立部は、酸素タンク（１０）、圧力低減バルブ（１１）及びフィルタ（１２）を備える。
熱放散組立部は、ファン（１３）及び温度制御器（１４）を備える。
電気制御組立部は、プリント基板（ＰＣＢ基板）（１５）、圧力・酸素センサ（１６）、負圧センサ（１７）及び充電バッテリ（１８）などを備える。

固定板（２）は、筐体部（１）内部に配され、主要な放熱部品の固定に用いられる。主要な放熱部品として、オイルフリーのコンプレッサ（６）及び制御弁組立部（７）を挙げることができる。
仕切板（３）は、オイルフリーのコンプレッサ（６）及び制御弁組立部（７）の上方に配され、気密シールを形成する。これにより、オイルフリーのコンプレッサ（６）及び制御弁組立部（７）などといった主要な放熱部品は、固定板（２）並びに仕切板（３）により隔離された分離空間に配されることとなる。

ファン（１３）は、上記の隔離された空間に対して外側に位置する仕切板（３）の面に対して、傾斜して或いは直交して配される。この結果、空気は、ファン（１３）の排気口により、直接的に隔離された空間内に吹き込まれることとなる。また、ファン（１３）の作動により、筐体部（１）の空気流入口から酸素タンク（１０）に向けて、外気が流れることとなる。その後、空気は、圧力低減バルブ（１１）、ＰＣＢ基板（１５）及び吸着タンク（８）を通過し、最後に、ファン（１３）の作動により、隔離された空間に至る。その後、換気マフラ（９）を通じて、ハウジング（１）の排気口から或いは直接的に、不要な空気が排出される。
尚、換気マフラ（９）は、他のもう１つの隔離空間内に配されており、この隔離空間は、他のもう１つの仕切板により隔離されている。これにより、簡便に、窒素を排出可能となる。

制御弁組立部（７）は、少なくとも４つの２方向２位置型のマイクロ電磁弁からなる。これらマイクロ電磁弁は並列に配される。或いは、制御弁組立部（７）は、１若しくはそれ以上の５方向２位置型のパイロット式マイクロ空気制御弁からなるものであってもよい。この空気制御弁は、並列に接続され、システム内で空気循環を制御する。

ＰＳＡ酸素発生組立部は、２若しくはそれ以上の吸着タンク（８）を備える。吸着タンク（８）は並列に接続されている。吸着タンク（８）は、吸着剤として、ゼオライト分子濾過剤を備える。これにより、９０％以上の濃度の医療用酸素をＰＳＡサイクルの間に生産可能となる。

電気制御組立部は、３つの異なる種類の電源の選択を可能とする。即ち、充電バッテリ、調整電源及び自動車用電源のうちいずれかの選択を可能とする。電気制御組立部は更に、圧力・酸素センサ（１６）及び負圧センサ（１７）を備える。これにより、システムの圧力、酸素濃度及び酸素出力状態をモニタ可能となり、人々が吸気するときに酸素を供給し、人々が排気するときに酸素供給を停止することを保証する。

熱放散組立部は、温度制御器（１４）を備える。これにより、酸素発生器内部の作動温度が、閾値温度を超えることが防止される。
固定式或いは着脱自在なハンドル並びにベルト固定式の把手部（１９）が、筐体部（１）上に配され、酸素発生器全体を簡便に運搬することに対する利便性を図っている。

本考案の一実施形態に係る携帯型ＰＳＡ式酸素発生器の断面図である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線に沿って酸素発生器を左方から見た図であり、図２（ｂ）は、図１のＡ−Ａ線に沿って酸素発生器を右方から見た図である。図１に示す酸素発生器の熱放散部並びに空気換気部を示す概略図である。

符号の説明

１・・・・・筐体部
２・・・・・固定板
３・・・・・仕切板
４・・・・・フィルタ
５・・・・・空気取入用マフラ
６・・・・・コンプレッサ
７・・・・・制御弁組立部
８・・・・・吸着タンク
９・・・・・換気マフラ
１０・・・・酸素タンク
１１・・・・圧力低減バルブ
１２・・・・フィルタ
１３・・・・ファン
１４・・・・温度制御器
１５・・・・プリント基板
１６・・・・圧力・酸素センサ
１７・・・・負圧センサ
１８・・・・充電バッテリ

Claims

筐体部と、
少なくとも１つの固定板と、
エアフィルタ組立部、オイルフリーのコンプレッサ、制御弁組立部、ＰＳＡ酸素発生組立部、酸素供給組立部、熱放散組立部及び電気制御組立部からなる部品と、
少なくとも１つの仕切板からなり、
前記少なくとも１つの固定板と前記少なくとも１つの仕切板が、前記筐体部の内部空間を２若しくはそれ以上の分離空間に分割し、
前記部品が、前記少なくとも１つの固定板又は前記少なくとも１つの仕切板の側面により、前記２若しくはそれ以上の分離空間内に配され、
前記オイルフリーのコンプレッサ及び前記制御弁組立部が、前記少なくとも１つの固定板と前記少なくとも１つの仕切板により隔離される前記分離空間のうち１つの中に配され、
前記熱放散組立部が、ファンを備え、
該ファンが、前記隔離された空間の外側の仕切板面上に配され、前記ファンの空気排出部により直接的に前記隔離された空間に空気が吹き込まれることを特徴とする携帯型ＰＳＡ式空気発生器。
前記ＰＳＡ酸素発生組立部が、吸着タンク及び換気マフラを備え、
前記ファンにより前記隔離された分離空間に吹き込まれる空気が、換気マフラを通過して、前記ハウジングの排気口から排出されることを特徴とする請求項１記載の携帯型ＰＳＡ式空気発生器。
前記換気マフラが、他のもう１つの仕切板により隔離された他のもう１つの分離された空間内に配されることを特徴とする請求項２記載の携帯型ＰＳＡ式空気発生器。
前記制御弁組立部が、並列に接続される少なくとも４つの２方向２位置型のマイクロ電磁弁又は並列に接続される１若しくはそれ以上の５方向２位置型のパイロット式マイクロ空気制御弁からなることを特徴とする請求項１記載の携帯型ＰＳＡ式空気発生器。
前記ＰＳＡ空気発生組立部が、２若しくはそれ以上の吸着タンクを備え、
該吸着タンクが並列に接続されることを特徴とする請求項１記載の携帯型ＰＳＡ式空気発生器。
充電バッテリ、調整電源及び自動車用電源からなる３つの異なる種類の電源の選択を前記電気制御組立部が可能とすることを特徴とする請求項１記載の携帯型ＰＳＡ式空気発生器。
前記電気制御組立部が更に、圧力・酸素センサ及び負圧センサを備え、システムの圧力、空気濃度及び酸素出力状態のモニタを可能とし、これにより、吸気時に酸素を供給し、排気時に酸素供給を停止可能となることを特徴とする請求項１記載の携帯型ＰＳＡ式空気発生器。
前記熱放散組立体が、温度制御器を備え、前記酸素発生器内の作動空気が、閾値温度を超えることを防止することを特徴とする請求項１記載の携帯型ＰＳＡ式空気発生器。