JP5666177B2 - 過熱検知アダプタユニットおよび酸素濃縮装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気中から酸素を分離生成する酸素濃縮装置に後付け可能な過熱検知アダプタおよび過熱検知アダプタユニット、ならびに過熱検知アダプタを有する酸素濃縮装置に関する。

肺に疾病を抱える患者（使用者）が高濃度の酸素を吸引するために使用する酸素濃縮器は、種々提案されている。大気の一部を用いてコンプレッサにより圧縮空気を作り、この圧縮空気を吸着用の筒体内部に送り込み、該吸着筒体内の吸着剤に窒素を吸着させることにより生成した濃縮酸素を、カニューラを用いて患者に摂取させる比較的コンパクトな酸素濃縮装置は、特許文献１のものが知られている。

特開２００８−１３７８５３号公報 特開２００９−１８３５４４号公報

ところで、特許文献１の酸素濃縮装置では、患者は鼻カニューラを、カプラを介して酸素濃縮装置の酸素出口部に対して接続して、酸素出口部から出る濃縮酸素を吸入する。しかし、患者が鼻カニューラを用いて濃縮酸素を吸入している際に、酸素が助燃性ガスであるために、酸素濃縮装置の近くで喫煙する行為や火気を使用する行為は厳禁である。にもかかわらず、例えば患者が喫煙することにより、鼻カニューラに直接引火して事故が発生する恐れがあり、場合によっては酸素濃縮装置自体に引火して火災が拡大してしまう懸念がある。
特許文献２の酸素濃縮装置は、カニューラの途中に温度感知センサを配置して、その検出信号により酸素の供給を止めるというだけの構成であるが、該文献に記載の摂氏５０度付近で酸素供給を停止するというきわめて単純な仕組みでは、例えば酸素濃縮装置を使用している室内に暖房機があり、その輻射熱が当たっただけで酸素供給を遮断したり、夏季の密室等において酸素濃縮装置が置かれた環境温度が上昇すると、それだけで装置が動作しない恐れがあり、使い勝手に乏しく、実現性が低い。

そこで、本発明は、患者が鼻カニューラ等のカニューラを用いて酸素を吸入している際に火災や異常な過熱環境にさらされた場合に、確実に過熱環境を検知して安全性を確保することができるだけではなく、既存の火災予防対策の施されていない酸素濃縮装置に対して後付けすることも可能な過熱検知アダプタユニットならびにこれを装着した酸素濃縮装置を提供することを目的とする。

本発明の過熱検知アダプタは、濃縮酸素を供給するための酸素出口部を有する酸素濃縮装置に装着される過熱検知アダプタであって、前記酸素出口部と接続する第１端部と使用者まで前記濃縮酸素を届けるカニューラと接続する第２端部を有する本体部と、前記カニューラの過熱を検知する過熱検知部と、前記第１端部と前記第２端部を連通させる酸素経路と前記酸素経路を通る前記濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部と、前記過熱検知部により検知された温度が予め定めた温度以上に達すると、前記酸素遮断部に指令を与えて前記酸素経路を閉鎖して前記濃縮酸素の供給を遮断する制御部とを有することを特徴とする。
上記構成によれば、患者がカニューラを用いて酸素を吸入している際に火災や異常な過熱環境にさらされた場合に、過熱検知アダプタは、確実に過熱環境を検知して安全性を確保することができる。さらに、この過熱検知アダプタは、火災防止対策の施されていない既存の酸素濃縮装置に対しても後付けが可能である。
なお、この発明で「酸素経路」とは、アダプタ内に内蔵されるチューブであってもよいし、マニホールドと電磁弁の組み合わせ等で形成してもよい。

好ましくは、前記遮断部が、前記酸素経路の少なくとも一部に弾性変形可能な部分を設け、該弾性変形可能な部分を押圧して閉鎖する構成としたことを特徴とする。
上記構成によれば、例えば、種々の電気的に駆動される押圧部により、制御部の指示に基づいて前記のように閉塞することができる。
好ましくは、前記遮断部が、前記酸素経路の少なくとも一部に弾性変形可能な部分を設け、該弾性変形可能な部分を折り曲げて閉鎖する構成としたことを特徴とする。
上記構成によれば、例えば、種々の電気的に駆動される折り部により、制御部の指示に基づいて前記のように閉塞することができる。
好ましくは、前記酸素出口部と前記第１端部とは、第１接続体を介して接続され、前記第２端部と前記カニューラとは、第２接続体を介して接続され、前記過熱検知部は前記第１端部に配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、酸素出口部と前記第１端部とは、第１接続体により接続され前記第２端部と前記カニューラとは、接続部材と前記接続部材に連結された第２接続体とにより接続され、前記過熱検知部は前記接続部材に配置されている過熱検知アダプタが、酸素濃縮装置の既設の酸素出口部に対して簡単に後付けをすることができる。

好ましくは、前記酸素経路の前記弾性変形可能な部分は弾性変形可能なチューブであり、前記酸素遮断部は、前記チューブを押すための押圧部材と、前記制御部の指令により前記押圧部材を前記チューブに押し付けて前記チューブの酸素流路を閉塞する駆動部とを有することを特徴とする。
上記構成によれば、制御部の電気的な指令により押圧部材をチューブに押し付けるだけで、チューブの酸素流路を閉塞して酸素の供給を確実に遮断できる。

好ましくは、前記第１接続体と前記第２接続体は、同形状を有していることを特徴とする。
上記構成によれば、第１接続体と第２接続体は同形状のものを採用できるので、酸素濃縮装置の第１接続体からカニューラを取り外した後に、第１接続体には本体部内のチューブの第１端部を接続し、第２接続体にはカニューラを接続すれば、過熱検知アダプタは簡単に後付けすることができるとともに、第１接続体と第２接続体は同形状のものを採用できるのでコストダウンを図ることができる。

好ましくは、前記本体部内には、前記制御部の指令により前記濃縮酸素の供給を遮断したことを報知する報知部が配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、患者は、濃縮酸素の供給が遮断されたことを確実に認知することができる。
好ましくは、前記報知部は、音で報知するブザーまたは光で報知するランプの少なくとも一方であることを特徴とする。
上記構成によれば、患者は、濃縮酸素の供給が遮断されたことを、音または光の少なくとも一方により確実に認知することができる。
好ましくは、前記本体部を前記酸素濃縮装置に対して固定するための取り付け部材を有することを特徴とする。
上記構成によれば、過熱検知アダプタは酸素濃縮装置に対して確実に固定できる。

好ましくは、酸素濃縮装置は、前記過熱検知アダプタを備えることを特徴とする。
上記構成によれば、患者がカニューラを用いて酸素を吸入している際に火災や異常な過熱環境にさらされた場合に、過熱検知アダプタは、確実に過熱環境を検知して安全性を確保することができ、既存の酸素濃縮装置に対して後付けが可能である。
さらに、本発明を濃縮酸素を供給するための酸素出口部を有する酸素濃縮装置に装着される過熱検知アダプタであって、前記酸素出口部と接続する第１端部と使用者まで前記濃縮酸素を届けるカニューラと接続する第２端部を有する本体部と、前記第１端部と前記第２端部を連通させる酸素経路と、前記カニューラの過熱により熱が伝わると前記酸素経路を閉塞して前記濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部とを有するものとして構成し、特に電気的制御を利用しないで上記目的を達成するようにしてもよい。

また、本発明の過熱検知アダプタユニットは、濃縮酸素を供給するための酸素出口部を有する酸素濃縮装置に装着される過熱検知アダプタと、該過熱検知アダプタからから使用者が装着するカニューラ側へ向かって延びていて、可撓性材料で形成され酸素を送るためのカニューラ本体と、該カニューラ本体の長さ方向に沿って設けられ、該カニューラまたは該カニューラ内の酸素に引火した際の火炎電流を検出する火炎検出装置の一部となるように、該カニューラ内で互いに電気的に分離されている少なくとも一対の導電金属製の線材とを具備する火炎検出用カニューラと、前記火炎検出用カニューラにより火炎電流を検出すると、前記過熱検知アダプタの酸素遮断部に指令を与え該過熱検知アダプタの酸素経路を閉鎖して前記濃縮酸素の供給を遮断する制御部とを有することを特徴とする。
上記構成によれば、過熱検知アダプタよりもカニューラにより近接した領域における着火ないしは過熱を検出して、酸素濃縮装置本体に炎達するよりはるか手前で酸素の生成を停止し、安全を図ることができる。

また、本発明の過熱検知アダプタユニットは、濃縮酸素を供給するための酸素出口部を有する酸素濃縮装置に装着される過熱検知アダプタと、該過熱検知アダプタからから使用者が装着するカニューラ側へ向かって延びていて、可撓性材料で形成され酸素を送るためのカニューラ本体と、該カニューラ本体の長さ方向に沿って複数設けられた感温センサを有する感温用カニューラとを備え、前記感温用カニューラの前記複数の感温センサの少なくともひとつが所定の温度以上の温度を検出すると、前記過熱検知アダプタの酸素遮断部に指令を与えて該過熱検知アダプタの酸素経路を閉鎖して前記濃縮酸素の供給を遮断する制御部とを有することを特徴とする。
上記構成においても、過熱検知アダプタよりもカニューラにより近接した領域における着火ないしは過熱を検出して、酸素濃縮装置本体に炎達するよりはるか手前で酸素の生成を停止し、安全を図ることができる。

好ましくは、前記感温センサが熱電対であり、前記チューブ状の本体の長さ方向に配置される前記導体でなる線材は、異種金属線を互いに接触状態とするために撚り線状とした長尺の温接点であることを特徴とする。

本発明によれば、患者がカニューラを用いて酸素を吸入している際に火災や異常な過熱
環境にさらされた場合に、確実に過熱環境を検知して安全性を確保することができ、既存
の酸素濃縮装置に対して後付けが可能な過熱検知アダプタユニットならびにこれを装着した酸素濃縮装置を提供することができる。

本発明の実施形態にかかる酸素濃縮装置の外観斜視図である。 酸素濃縮装置の操作パネルの概略平面図である。 酸素濃縮装置の内部構成を示すために背面側から見た立体分解図である。 酸素濃縮装置の系統図である。 酸素濃縮装置と、過熱検知アダプタと、カニューラの接続端部を示す図である。 酸素濃縮装置の酸素出口の付近と、過熱検知アダプタと、カニューラの接続端部の構造例を示す斜視図である。 酸素濃縮装置の酸素出口の付近と、過熱検知アダプタと、カニューラの接続端部の構造例を示す断面図である。 酸素遮断部の構造例を示す図である。 酸素遮断部の別の構造例を示す図である。 本発明の別の実施形態を示している一部を省略した側面図である。 本発明の別の実施形態を示す断面図である。 本発明の別の実施形態を示す斜視図である。 酸素遮断部の別の構造例を示す図である。 酸素濃縮装置と、過熱検知アダプタと、カニューラのチューブの接続端部の別の構成例を示す図である。 酸素濃縮装置の過熱検知アダプタに設ける加熱検知部の第１の変形例を示すと、カニューラの接続端部の別の構成例を示す図である。 カニューラに火炎を検出する電極となる線材を組み込む構成例を示す説明図である。 図１５の部分断面図である。 酸素濃縮装置と、過熱検知アダプタと、カニューラの接続端部の別の構成例を示す図である。 感温センサの一例として、本実施形態に適用される熱電対の構成図である。 カニューラに温接点を組み込む構成例を示す説明図である。 （ａ）図２０の部分断面図、（ｂ）カニューラに温接点を組み込む別の構成例を示す説明図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図１は、本発明の実施形態にかかる酸素濃縮装置の外観斜視図、図２は、酸素濃縮装置の操作パネルの概略平面図である。
図１と図２では、酸素濃縮装置１０は、後付けの過熱検知アダプタ３００を有する酸素濃縮装置であり、例えば上端に取手となるハンドル１２を設けた縦長の本体ケース１１を備えている。本体ケース１１を除く酸素濃縮装置１０の内部構造は、後述する図３に示されている。

本体ケース１１の上端付近には操作パネル１３がやや前傾して設けられている。この操作パネル１３には、左から順に、ダイヤル式の電源スイッチ１４と、酸素出口部１５と、酸素流量設定スイッチ１６と、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）または液晶表示等にて、セグメント数字で表示を行う酸素流量表示部１８が配置されている。
図１では、第１接続体としての例えば、第１カプラソケット４００が酸素出口部１５の上方位置に離して図示されている。この第１カプラソケット４００は、酸素出口部１５に形成された段差部に対して装着されることで酸素出口部１５に対して気密状態でしかも着脱自在に接続できる。後で詳しく説明するが、過熱検知アダプタ３００の本体部３０１の第１端部３０１Ａが、この第１カプラソケット４００に対して、着脱自在に接続できるようになっている。過熱検知アダプタ３００の本体部３０１の第２端部３０１Ｂには、第２接続体としての例えば、第２カプラソケット５００が取り付けられており、第２カプラソケット５００は、酸素吸入用のカニューラ２２に対して、着脱自在に接続できる。

図１に示す本体ケース１１の底蓋２６には、４つのゴム足２７が四隅に固定されており、床面上に設置して使用するときに横滑りを防止している。２本の固定ネジを穴１０ａにそれぞれ通してねじ込むことで、外出時等の移動時に使用するキャリア２５が、底蓋２６に対して固定できる。このキャリア２５には、上記の各ゴム足２７を収容できる孔部１０ｂが対応位置に穿設されるとともに、四隅に樹脂製の自在キャスタが配置されている。

図２は、上述した操作パネル１３を拡大して示している。電源スイッチ１４は図示のオフ位置と約９０度分時計周りに回転したオン位置との間で操作される。この電源スイッチ１４のオン位置に相当する位置には緑と赤に点灯する例えば発光ダイオード等を内蔵した運転状態ランプが設けられている。また、この運転状態ランプ１４Ｂの上にはバッテリ残量モニタ１４Ｃが設けられている。

中央の酸素出口部１５の上には、「点検」の文字またはこれに相当するキャラクター表示等を横に印刷した警報表示部１５Ｃが配置され、この警報表示部１５Ｂの下方には緑と赤と黄色とに点灯する例えば発光ダイオードを内蔵した酸素ランプ１５Ｃが設けられている。
酸素流量設定スイッチ１６は、上下矢印を印刷したフラットスイッチ１６ａ，１６ｂとして設けられている。この酸素流量設定スイッチ１６は、９０％程度以上に濃縮された酸素を、最小で毎分当たり０．２５Ｌ(リットル)から最大で５Ｌまでの間、０．２５Ｌ段階または０．０１Ｌ段階で押圧操作する度に酸素流量が設定できるように構成されており、上方の酸素流量表示部１８によりその時の流量設定を表示することにより、酸素生成能力を変えることが可能である。同調ランプ１９は、濃縮酸素を呼吸同調により断続供給状態で運転中であることを、点灯または点滅表示により患者に知らせるために設けられている。

図３は、酸素濃縮装置１０の内部構成を示すために背面側から見た立体分解図である。
図３の下方の位置には、上記のゴム足２７を四隅に固定した樹脂製の底蓋２６が、配置され、この底蓋２６は図１では二点鎖線で示している。底蓋２６は、樹脂製のベース体４０の底面に対して複数の固定ネジを用いて固定されている。このベース体４０は、四面から下方に向けて連続形成された壁面を一体成形した箱状に成形されており、裏面の壁面上には、各コネクタ１３１、１３０が固定されている。このベース体４０の上には二段式防音室３４が配置されるようになっている。
図３に示すように、排気口４０ｃ、４０ｃが、図１のケース本体１１に設けた図示しない裏面カバーの各排気口に対向するとともに内部の電源室に連通するように穿設されており、これらの排気口４０ｃを介して最終的な外部排気が行われる。このベース体４０の上面は、図示のように平らに形成されるとともに、二段式防音室３４の左右面と裏面の三方側から固定ネジで固定するための孔部を穿設した起立部４０ｆを３方から一体成形している。また、ベース体４０の上面には、上記の電源室に連通した排気用開口部４０ｂをさらに穿設している。

図３に示す二段式防音室３４は、図面の手前側の側方から出し入れ可能な上段部材３６上に２個の送風ファン１０４を固定し、同じく側方から出し入れ可能な下段部材３７上に設けた圧縮空気発生部としてのコンプレッサ１０５を防振状態で配設した密閉箱３５であり、軽量金属板から構成されている。
この二段式防音室３４は、図３において手前側に示した防音室蓋３９と奥側に示した防音室蓋３８を、複数の固定ネジで固定するようにしている。このために、二段式防音室３４は、図示のように曲げ加工されるとともにインサートナットを植設した取付部が一体的に設けられている。この二段式防音室３４の内部には防音材５１が敷設される。また二段式防音室３４の外周面には制振部材であって、合成ゴムと特殊樹脂材料を混合した素材をシート状のものが敷設されており、アルミの薄板製である二段式防音室３４自体が共鳴等で振動しないように防止している。

図３に示すように、二段式防音室３４の上段部材３６の上方の左右の側壁面には、第１開口部３５ａが穿設されており、外気を内部に導入するように構成されている。この上段部材３６には、図４で説明する配管２４をラバーブッシュにより固定するための複数の固定孔３６ｈが穿設されており、配管２４を支持するとともに振動防振機能をラバーブッシュと協働して行う。
図３の各送風ファン１０４は、例えば、インバータ制御のシロッコファンを用いることができる。各送風ファン１０４は、それぞれの送風口が下方に向くようにしてブラケットを用いて上段部材３６に固定されている。この各送風ファン１０４の間には、図４に示す三方向切換弁１０９ａ，１０９ｂ等が配置されている。図３に示すように、各送風ファン１０４には、ファン回転検出部１２６が設けられている。ファン回転検出部１２６は、例えばインタラプタ型フォトセンサ等の回転検出計等を利用することができる。

図３に示す二段式防音室３４の左側の側壁面には、筒状の吸着筒体１０８ａ、１０８ｂが、吸気用バッファタンク１０１と並べて配置されており、側壁面に固定された固定具４９ｋにバンド４９を通過後にバンド４９を締め上げることで図示のように固定されている。吸着筒体１０８ａ、１０８ｂはベース体４０の上面に載るが、全長の長いバッファタンク１０１の一部は開口部４０ｄ中に挿入されて固定される。
図３に示す製品タンク１１１は、ブロー成形されるポリプロピレン樹脂製であって図示のように長手方向に横たえて上方に配置される。遮蔽板３２も軽量化のために樹脂製であり、図示のようにスピーカ２３と外部コネクタ１３３を設けており、二段式防音室３４の上方の外壁面に対して固定ネジを用いて固定される補強を兼ねた取り付け部を一体成形している。

二段式防音室３４の上方の壁面には、放熱部材５２、５３が固定ネジで固定されるとともに、各制御基板２００Ｃ（後述するＣＰＵ２００を含む基板）と、制御基板２０１（モータ制御部を含む基板）とその他の要素が、起立状態で固定されている。放熱部材５２，５３は、制御基板２００Ｃ，２０１の放熱効果を高めている。遮蔽板３２は上記のように一部が外部に出るので黒色顔料を用いて黒色に着色されている。二段式防音室３４の右側の側壁面には、酸素センサ１１４と比例開度弁１１５と圧力調整器１１２と流量センサ１１６とデマンド弁１１７と、回路基板２０２と温度センサ１２５が固定されている。

図４は、酸素濃縮装置１０の系統図（配管図）である。
図４では、二重線は空気、酸素、窒素ガスの流路であり、概ね配管２４、２４ａ〜２４ｇ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電気配線を示している。
以下の説明では、コンプレッサ１０５として圧縮手段（圧縮空気発生部）と減圧手段（負圧発生部）を一体化構成したものを用いる場合について述べる。しかしながら、この構成に限定されず、圧縮空気発生部と負圧発生部を個別に構成しても良いことは言うまでもない。しかも、負圧発生部が無くても良い。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（本体ケース１１の一部）は、密閉容器として図４において破線で図示されている。

次に、図４を参照して導入空気の流れに沿って順次述べる。
図４において、空気（外気）が、フィルタ交換用蓋体に内蔵された外気導入用フィルタ２０を通過して、酸素濃縮装置１０内部に矢印Ｆ方向に導入される。この空気は、一対の送風ファン１０４、１０４による送風により、破線で示す二段式防音室３４内に入る。図３を参照して説明したように、二段式防音室３４では、空気が、二段式防音室３４（破線図示の）側面に穿設された開口部３５ａを介して、二段式防音室３４内に入る。二段式防音室３４では、上段部材上に送風ファン１０４、１０４を配設し、下段部材にコンプレッサ１０５を防振状態で配設している。
この空気の一部を、コンプレッサ１０５の圧縮手段１０５ａ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３４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１０１と大容量の吸気マフラ１０２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３４内に留まるようにして吸気音を低減している。

図４に示す二段式防音室３４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ネジ孔部の強度が確保されない。そこで、ネジ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３４の内部には、原料空気を圧縮して圧縮空気を発生するコンプレッサ１０５の圧縮手段１０５ａと減圧手段１０５ｂとを好ましくは一体構成したコンプレッサ１０５が、防振状態で固定されている。このコンプレッサ１０５に近接して、温度的環境がほぼ同一の箇所に温度センサ１２５が配置されている。

次に、濾過された原料空気は、コンプレッサ１０５の圧縮手段１０５ａで加圧されて圧縮空気となるが、この時に圧縮空気は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とし、送風ファン１０４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を介して吸着部としての第１吸着筒体１０８ａと第２吸着筒体１０８ｂに対して交互に供給される。このため切換弁（三方向切換弁）１０９ａ、１０９ｂが図示のように接続されている。これらの切換弁１０９ａ、１０９ｂと、さらに第１吸着筒体１０８ａと第２吸着筒体１０８ｂの不要ガスを脱離させるため（パージ（浄化）を行うため）に、減圧手段１０５ｂに連通する配管２４ｆには、負圧破壊第１弁１２０と負圧破壊第２弁（圧調整弁）１２１が直列に複数（少なくとも２つ）配置されている。これらの負圧破壊第１弁１２０と負圧破壊第２弁（圧調整弁）１２１を開くことで、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。

図４に示す第１吸着筒体１０８ａと第２吸着筒体１０８ｂ内に夫々貯蔵されている触媒吸着剤の一例としては、ゼオライトが用いられている。
第１吸着筒体１０８ａと第２吸着筒体１０８ｂ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１０７が分岐接続されている。また、均等圧弁１０７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１１１が配管されている。また、各吸着筒体内の圧力を検出する圧力センサ２０８が配管されている。

図４の製品タンク１１１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１１２が配管されている。この圧力調整器１１２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１１４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。
酸素（濃度）センサ１１４の下流側には、酸素流量設定スイッチ１６に連動して開閉する比例開度弁１１５が接続されており、その下流側には酸素流量センサ１１６が接続されている。このセンサ１１６の下流には、呼吸同調制御のための負圧回路基板を介してデマンド弁１１７が接続されており、滅菌フィルタ１１９を経て、酸素濃縮装置１０の酸素出口部１５に対して接続されている。以上の構成により、患者は、酸素出口部１５と、後付けの過熱検知アダプタ３００と、鼻カニューレ２２を経て、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。

次に、図４に示す電源系統は、ＡＣ（商用交流）電源のコネクタ１３０と、装置本体に内蔵される内蔵バッテリ２２８と、コネクタ１３１を介して着脱自在可能に設けられる外部バッテリ２２７と電源制御回路２２６から構成されている。コネクタ１３０は、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１９に接続される。
内蔵バッテリ２２８および外部バッテリ２２７は繰り返し充電可能な２次電池であり、内蔵バッテリ２２８は電源制御回路２２６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２２８は、少なくとも５００回（数１００回程度）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。

図４の外部バッテリ２２７については、コネクタ１３１を介する接続状態において、電源制御回路２２６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２２７として準備しても良い。
以上の電源系統の構成において、酸素濃縮装置はＡＣアダプタ１９からの電力供給を受けて作動する第１電力供給状態と、内蔵バッテリ２２８からの電力供給を受けて作動する第２電力供給状態と、外部バッテリからの電力供給を受けて作動する第３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。

この電源自動切換えのための優先順位は、上記の第１電力供給状態、第３電力供給状態、第２電力供給状態の順序で自動決定するように中央制御部２００により電源制御回路２２６が制御される。また、電源制御回路２２６と、内蔵バッテリ２２８については、酸素濃縮装置１０の低重心化を図るために後述するように底面に配設される。外部バッテリ２２７は、キャリア２５の収容部に内蔵されることにより外出時等で使用可能になる。この外部バッテリ２２７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。

図４のＡＣアダプタ１９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り、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２２８および外部バッテリ２２７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２次電池が良いが、従来からのニッケルカドミウム電池でも良い。さらに、緊急時に備えて、どこでも入手可能な単２乾電池のボックスとして外部バッテリを構成しても良い。

酸素濃縮装置１０の中央制御部２００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、自動的にコンプレッサ１０５、送風ファン１０４を、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回転駆動する制御を行うことで特に、内蔵バッテリ２２８を温存させるようにしている。この結果、外部バッテリ２２７を充電し忘れた場合であっても突然の外出時や停電時等の対応が可能になるように配慮されている。

図４の中央制御部２００には、コンプレッサ１０５の回転体である直流モータおよび送風ファン１０４のモータの駆動制御を夫々行うモータ制御部２０１および上記のスピーカ２３Ｓに接続されることで音声内容を発生する音声制御部２０３、酸素流量表示部１８が接続されている。
この中央制御部２００には、所定動作プログラムを記憶したＲＯＭ（読み出し専用メモリ）が内蔵されるとともに、記憶装置２１０と不揮発メモリ２０５と一時記憶装置２０６とリアルタイムクロック２０７とがさらに接続されており、外部コネクタ１３３を介して通信回線などと接続することで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。

上記の三方向切換弁１０９ａ、１０９ｂと均等圧弁１０７と、第１吸着筒体１０８ａと第２吸着筒体１０８ｂ内の不要ガスを脱離させるための負圧発生部１０５ｂと配管２４ｆ内の圧力を制御するための負圧破壊第１弁１２０と負圧破壊第２弁１２１と酸素濃度センサ１１４と比例開度弁１１５と、流量センサ１１６とデマンド弁１１７を駆動制御する弁及び流量制御部２０２が、中央制御部２００に電気的に接続されている。ただし、図４の図示の簡単化のために配線の図示は省略している。
ところで、総重量が約１ｋｇのコンプレッサ１０５は、モータ制御部２０１に内蔵される可変速度制御器であって正弦波駆動波形によりモータの駆動制御が行われることで運転音を低くしている。このコンプレッサ１０５は、各速度で運転可能であって、必要な真空（負圧）／正圧の圧力レベルと流量を発生でき、僅かな騒音と振動しか出さず、僅かな熱しか発生せず、小型軽量であって僅かな電力消費で運転できることが好ましい。

可変速度制御手段である可変速度制御器をモータ制御部２０１に備えることにより、患者の活動レベル、環境条件に基づいてコンプレッサ１０５の速度を自在に変化させることができる。この結果、患者が座ったり寝たりしている等、患者の酸素要求が比較的低いことがデマンド弁１１７によって呼吸同調により判断されると、コンプレッサ１０５の駆動回転速度を自動的に落とすことができる。また、患者が立ったり、活動的であったり、酸素濃度の低い高地にいるときなど、患者の酸素要求が比較的高く、酸素要求量が高まったと判断されると速度を自動的に高めることができる。
以上のモータ制御によって酸素濃縮装置１０全体の消費電力が低減され、充電式バッテリでの駆動時の寿命を延ばすことが可能になるとともに、充電式バッテリの重量と大きさを軽減し、コンプレッサ１０５の摩耗度を低めて寿命を延ばすことで信頼性を向上できる。

このコンプレッサ１０５は、上記のように圧縮空気発生と負圧発生の両方の機能を備えるものであり、取り出される酸素流量に応じて回転数が自動制御される。具体的には、回転速度が５００ｒｐｍから３０００ｒｐｍの間で制御され、通常の速度である１７００ｒｐｍ程度で回転するときの操作寿命を１５０００時間と長くできるようにしている。また、このコンプレッサ１０５は、空気を１００ｋＰａ、好ましくは７５ｋＰａ程度に圧縮する性能を備えている。また、上記の操作寿命が経過すると音声ガイドにて知らせる機能を備えている。
ここで、冷却ファンである送風ファン１０４を駆動するファンモータは、ＤＣブラシレスファンが用いられており、ＰＷＭ制御又は電圧制御により回転数制御を容易に行うことができるようにされている。

次に、図５〜図７を参照して、図１と図４に示す過熱検知アダプタ３００の構成例を説明する。
図５は、酸素濃縮装置１０と、過熱検知アダプタ３００と、カニューラの接続端部２３Ｔを示し、図６は、酸素濃縮装置１０の酸素出口部１５の付近と、過熱検知アダプタ３００と、カニューラの接続端部２３Ｔの構造例を示す斜視図である。図７は、酸素濃縮装置１０の酸素出口部１５の付近と、過熱検知アダプタ３００と、カニューラの接続端部２３Ｔの構造例を示す断面図である。

図５と図６に示すように、酸素濃縮装置１０の酸素出口部１５は、出口凹部１５Ｗを有しており、この出口凹部１５Ｗの底部１５Ｂは、図７に示すように水平線ＨＬに対して所定角度θだけ傾けて形成されている。これにより、酸素出口部１５が患者に対面して見やすくしているので、過熱検知アダプタ３００の脱着操作が容易に行える。過熱検知アダプタ３００は、過熱検知ユニットとも呼ぶことができ、酸素濃縮装置１０の酸素出口部１５とカニューラの接続端部２３Ｔとの間に、後付けで簡単にしかも確実に装着することができる構造を有している。

図７に示すように、酸素出口部１５は、出口凹部１５Ｗ内において、底部１５Ｂに対して垂直に立てて固定されている。図６と図７に示すように、酸素出口部１５は、連結部材４２０を介して配管２４に接続されている。酸素出口部１５は、リング状のフランジ部１５Ｆと円筒部１５Ｇ、１５Ｈを有している。円筒部１５Ｇは段差状の部分であり、フランジ部１５Ｆは、円筒部１５Ｇと円筒部１５Ｈの間に形成されている。この酸素出口部１５は、熱伝導率の高いさびにくい金属材料、例えば銅合金やアルミニウム合金等により作られている。
図７に示す第１端部に接続する第１接続体としての例えば第１カプラソケット４００は、酸素出口部１５へワンタッチで装着して接続することができる。すなわち、図６に示すように第１カプラソケット４００は押圧ボタン４００Ｎと先端部４００Ｓを有している。図６に示すように、患者がこの押圧ボタン４００Ｎを矢印方向に押しながら、第１カプラソケット４００を上方向に引くことで、第１カプラソケット４００は酸素出口部１５からワンタッチで外すことができる。また、患者が、第１カプラソケット４００を逆方向に押すことで、第１カプラソケット４００は酸素出口部１５へワンタッチで装着して接続することができる。

次に、図５から図７を参照して、過熱検知アダプタ３００の構造例を説明する。
図５から図７に示すように、過熱検知アダプタ３００は、第１カプラソケット４００と、カニューラの接続端部２３Ｔとの間に、後付けにより簡単に着脱自在に連結して配置することができる構造を有している。
図６と図７に示すように、この過熱検知アダプタ３００は、本体部３０１の第２端部に接続された第２接続体としての例えば第２カプラソケット５００と接続されている。

図６と図７に示すように、第１カプラソケット４００と第２カプラソケット５００は、望ましくは同形状のものを採用している。これにより、図７に示す酸素濃縮装置１０側の第１カプラソケット４００に対してカニューラ２２が直接接続されているこれまでの使用状態から、患者が第１カプラソケット４００からカニューラ２２を取り外した後に、第１カプラソケット４００の先端部４００Ｓには本体部３０１のチューブ３０３の第１端部３０３Ａを接続し、しかも本体部３０１の第２カプラソケット５００にはカニューラ２２を接続すれば、過熱検知アダプタ３００は簡単に後付けすることができる。第１カプラソケット４００と第２カプラソケット５００は同形状のものを採用できるので，別の形状を有する２つのカプラソケットを用いるのに比べてコストダウンを図ることができる。
第１カプラソケット４００と第２カプラソケット５００は、好ましくは屈曲可能な難燃性樹脂、例えば米国のＵＬ−９４規格のＶ−０ランク品、または酸素指数が２６以上の性能を有する難燃性樹脂を使用している。この第１カプラソケット４００と第２カプラソケット５００は、自己消火性を有する難燃性樹脂により形成されているが、自己消火性を有する難燃性樹脂とは、耐燃性を有する樹脂であり、接炎するときに過熱または着火するが、火炎が伝搬せずに火炎を取り去った後、一定時間内に自己消火する性質をいう。

図７に示す第２カプラソケット５００は、接続部材５３０へワンタッチで装着して接続することができる。すなわち、図６に示すように第２カプラソケット５００は押圧ボタン５００Ｎと先端部５００Ｓを有している。図６に示すように、患者がこの押圧ボタン５００Ｎを矢印方向に押しながら、第２カプラソケット５００を上方向に引くことで、第２カプラソケット５００は接続部材５３０からワンタッチで外すことができる。また、患者が第２カプラソケット５００を逆方向に押すことで、第２カプラソケット５００は接続部材５３０へワンタッチで装着して接続することができる。

図６と図７に示すように、接続部材５３０及び連結部材５２０は、本体部３０１の第２端部を構成している。接続部材５３０は、リング状のフランジ部５３０Ｆと円筒部５３０Ｇ、５３０Ｈを有している。円筒部５３０Ｇは段差状の部分であり、フランジ部５３０Ｆは、円筒部５３０Ｇと円筒部５３０Ｈの間に形成されている。接続部材５３０は、熱伝導率の高いさびにくい金属材料、例えば銅合金やアルミニウム合金等により作られている。図７に示すように、第１カプラソケット４００の先端部４００Ｓは、酸素経路としての例えば、チューブ３０３の第１端部３０３Ａに対して圧入により接続されている。しかも連結部材５２０は、チューブ３０３の第２端部３０３Ｂに対して圧入により接続されている。例えば、酸素出口部１５と接続部材５３０は、同じものを使用することが好ましい。連結部材４２０と連結部材５２０は、同じものを使用することが望ましい。これにより、コストダウンを図ることができる。
図５と図７に示す過熱検知アダプタ３００の本体部３０１は、例えば難燃性樹脂あるいは金属により作られている。本体部３０１は例えば円筒状の部材であり、本体部３０１の内部には、断面円形の貫通路３０２が形成されている。この貫通路３０２内には、チューブ３０３が配置されており、このチューブ３０３は、カニューラ２２と同様に柔軟性を有する、例えば塩化ビニル、ポリエチレン、シリコーンゴムにより作られている。通常の大気酸素濃度では燃えない、自己消火性の塩化ビニルが好ましい。もちろん難燃性のフッ素樹脂でもよい。

図５と図７に示すように、本体部３０１は、制御部３１０と、バッテリ３１１と、火炎検知部の一例である温度センサ３２０と、警報ランプ３２５、警報ブザー３２７と、酸素遮断部３３０を有している。バッテリ３１１は、制御部３１０と酸素遮断部３３０に電源供給するために配置され、例えばボタン電池のような小さな電池を採用している。制御部３１０は、警報ランプ３２５、警報ブザー３２７と、酸素遮断部３３０のそれぞれの動作を制御する。温度センサ３２０は、好ましくは接続部材５３０のフランジ部５３０Ｆに内蔵されている。温度センサ３２０が温度を検出した時の温度信号ＴＳは、制御部３１０に送られる。

このように、接続部材５３０は、熱伝導率の高いさびにくい金属材料、例えば銅合金やアルミニウム合金等により作られていることで、接続部材５３０は、カニューラ２２と第２カプラソケット５００からの熱を、素早く温度センサ３２０に伝導できるので、温度センサ３２０による温度検知速度を早くすることができる。
制御部３１０は、温度センサ３２０からの温度信号により温度が一定温度以上、例えば４０℃以上になったと判断すると、酸素遮断部３３０を作動してチューブ３０３の途中を潰して閉塞することで濃縮された酸素の供給を遮断することができる。制御部３１０は、酸素の供給の遮断とともに、報知部である警報ランプ３２５を点灯させ、警報ブザー３２７により警報音を発生することができる。

ここで、図７と図８と図９を参照して、酸素遮断部３３０の構造例を説明する。
図８は、酸素遮断部３３０の構造例を示している。
図７と図８に示す酸素遮断部３３０は、制御部３１０からの電気信号により濃縮酸素の供給を遮断する動作を行う構造を有しており、駆動部３３１と、押圧部の一例としての押圧部材３３２を有している。図８（Ａ）と図８（Ｂ）に示すように、押圧部材３３２は、チューブ３０３を直接押して弾性変形させてチューブ３３２の酸素流路３３３を閉塞するための部材である。駆動部３３１は、例えばロッド３３４を有する直動型の電磁アクチュエータであり、押圧部材３３２はロッド３３４の先端に固定されている。

図８（Ａ）では、チューブ３０３の酸素流路３３３は確保されている。しかし、図８（Ｂ）では、制御部３１０は、温度センサ３２０からの温度信号により温度が一定温度以上（例えば４０℃以上）になったと判断し、例えば予め定めた単位時間当たりの温度の上昇値である温度上昇率１℃／１秒（１秒間で１℃上昇）以上となる現象が、予め定めた継続時間以上、例えば３秒間以上継続したと判断すると、制御部３１０が駆動部３３１を制御してロッド３３４を直線移動することで、押圧部材３３２は弾性変形可能な部分であるチューブ３０３を、押し当て部３３５に対して押し潰して、酸素流路３３３を閉塞できる。これにより、図７に示す酸素出口部１５から酸素遮断部３３０のチューブ３０３を通じてカニューラ２２側に送られる濃縮酸素を遮断することができる。
なお、図８に示す酸素遮断部３３０の構造を採用することにより、チューブ３０３を押して閉塞するだけで済むので、高価な電磁弁を用いるのに比べて安価にできる。また、仮に駆動部として電磁弁を用いると、吐出圧力が１０〜４０ｋＰａ程度の酸素濃縮器の送出能力では電磁弁の圧力損失により酸素の流量が制限されることになるので、電磁弁の採用は好ましくない。

図１に示すように、患者が、酸素濃縮装置１０に対して上述した過熱検知アダプタ３００を、後付けする際には、次のようにして行う。
図７と図８に示すように、第１カプラソケット４００は予め酸素濃縮装置１０の酸素出口部１５に対して着脱自在に装着されている。一方、本体部３０１の第２端部側のチューブ３０３の端部３０３Ｂには、連結部材５２０の先端部が圧入されている。接続部材５３０は、連結部材５２０に連結され、第２カプラソケット５００は接続部材５３０に接続されている。

患者は、第１カプラソケット４００の先端部４００Ｓを、第１端部３０１Ａ側のチューブ３０３の第１端部３０３Ａに圧入することで、第１カプラソケット４００の先端部４００Ｓはチューブ３０３内に挿入された状態で確実に接続できる。そして、患者は、第２カプラソケット５００の先端部５００Ｓを、カニューラの接続端部２３Ｔを圧入することで、確実に接続できる。すなわち、酸素出口部１５と本体部３０１内のチューブ３０３の第１端部３０３Ａとは、第１カプラソケット４００により接続され、本体部３０１内のチューブ３０３の第２端部３０３Ｂとカニューラ２２とは、接続部材５３０とこの接続部材５３０に連結された第２カプラソケット５００とにより接続されている。過熱検知部としての温度センサ３２０は、接続部材５３０内に配置されている。
これにより、酸素出口部１５から過熱検知アダプタ３００を通じてカニューラ２２へ濃縮酸素を供給することができる。この場合に、酸素は、例えば最大流量５Ｌ／分の流量で送ることができ、患者はカニューラを用いて約９０％程度以上に濃縮された酸素の吸入が可能である。

ところで、患者が図１に示すカニューラ２２を用いて濃縮酸素を吸入している際に、火災や異常な高温環境にさらされた時に、カニューラ２２が直接加熱して高温状態になるおそれがある。そこで、カニューラ２２に直接加熱してしまった場合に、患者の安全性を確保するために、濃縮酸素の供給を遮断する動作について説明する。
患者が例えば喫煙していて、たばこの火が図７に示すカニューラ２２に万一引火した場合には、火炎はチューブ２３を経て図７の第２カプラソケット５００に向かって進み、そして第２カプラソケット５００に炎達して、第２カプラソケット５００が引火して空気中の酸素により燃焼または過熱する。このように、第２カプラソケット５００が燃焼または過熱すると、熱がカプラソケット５００から接続部材５３０に直接伝わって接続部材５３０が温度上昇する。
そこで、図７の温度センサ３２０が接続部材５３０の温度を測定して制御部３１０に温度信号ＴＳを送る。接続部材５３０の測定温度が、所定の使用環境温度以上の予め定めた温度、制御部３１０が例えば予め定めた温度である４０℃以上になっているかどうかを判断する。

接続部材５３０の測定温度が予め定めた温度である４０℃以上である場合には、例えば予め定めた単位時間当たりの温度の上昇値である温度上昇率１℃／１秒（１秒間で１℃上昇）以上となる現象が、予め定めた継続時間以上、例えば３秒間以上継続したことを、制御部３１０が判断する。この場合には、図８に示す制御部３１０は、駆動部３３１を制御してロッド３３４を直線移動することで、押圧部材３３２はチューブ３０３を押し当て部３３５に対して押し潰して、酸素流路３３３を閉塞することができる。これにより、図７に示す酸素出口部１５から酸素遮断部３３０のチューブ３０３を通じてチューブ２３側に送られる濃縮酸素の供給を遮断することができる。

このように、カニューラ２２が直接加熱して火炎がカプラソケット５００に炎達して接続部材５３０の温度が上昇した場合であっても、安全性を確保するために、酸素遮断部３３０は、酸素出口部１５からカニューラ２２側への濃縮酸素の供給を遮断することができる。
なお、濃縮酸素の供給が遮断すると、酸素濃縮装置１０では、チューブ２２が折れたことを示すアラームが作動するが、酸素濃縮装置１０では、酸素の供給動作は継続される。酸素の供給動作が継続しても過熱検知アダプタ３００の酸素遮断部３３０によりカニューラ２２への濃縮酸素の供給は遮断されているが、この供給が停止された濃縮酸素は図３に示す本体ケース１１の排気用開口部４０ｂから窒素とともに排出される。この酸素の濃度は、室内の空気の酸素濃度とほぼ同等である。

しかも、図５と図７に示す制御部３１０は、濃縮酸素の遮断とともに、警報ランプ３２５を点灯させ、警報ブザー３２７により警報音を発生することができるので、患者は濃縮酸素の供給が遮断されたことを、耳と目で確実に認知することができる。
第２カプラソケット５００は、すでに説明したように自己消火性を有する難燃性樹脂で作られているで、酸素出口部１５からの濃縮酸素の供給が停止すると、第２カプラソケット５００の燃焼は続かずに自己消火する。なお、カニューラ２２をフッ素樹脂で作れば、カニューラ２２が加熱しても自己消火できるが、フッ素樹脂は硬い材質なので柔軟性に乏しく、使用者はこのカニューラ２２を装着してフィットさせることが難しい。
シンプルな構造の過熱検知アダプタ３００は、酸素濃縮装置１０の酸素出口部１５に対して、後付けにより直結で容易に装着でき、過熱検知アダプタ３００が酸素供給を停止させた時に、燃焼している第２カプラソケット５００は鎮火して酸素濃縮装置１０への延焼を防止でき、第２カプラソケット５００へ引火してから鎮火するまでの時間は、おおよそ１５〜３０秒である。

図９は、酸素遮断部３３０の別の構造例を示している。
図９に示す酸素遮断部３３０は、制御部３１０からの電気信号により酸素供給を遮断する動作を行う構造であり、駆動部３３１Ｒと、押圧部材３３２を有している。図９（Ａ）と図９（Ｂ）に示すように、押圧部材３３２は、チューブ３０３を弾性変形させてチューブ３３２の酸素流路３３３を閉塞するための部材である。駆動部３３１Ｒは、例えば押圧部としての回転カム３５０と回転型のモータ３５１を有している。

図９（Ａ）では、チューブ３０３の酸素流路３３３は確保されている。しかし、図９（Ｂ）では、制御部３１０は、温度センサ３２０からの温度信号により温度が一定温度以上になったと判断し、例えば予め定めた単位時間当たりの温度の上昇値である温度上昇率１℃／１秒（１秒間で１℃上昇）以上となる現象が、予め定めた継続時間以上、例えば３秒間以上継続したと判断すると、制御部３１０が駆動部３３１Ｒのモータ３５１に制御用の電気信号を与えて制御してカム３５０を１８０度回転することで、押圧部材３３２はチューブ３０３を押し当て部３３５に対して押し潰して、酸素流路３３３を閉塞できる。これにより、図７に示す酸素出口部１５から酸素遮断部３３０のチューブ３０３を通じてカニューラ２２側に送られる酸素を遮断することができる。
図８と図９に示す酸素遮断部３３０は、制御部３１０からの電気信号によりチューブ３０３を押し潰して酸素流路３３３を閉塞することで酸素の供給を遮断する構造であり、いわゆる電気的な酸素遮断方式を採用している。

図１０は、本発明の別の実施形態を示している一部を省略した側面図である。
図１０に示す酸素濃縮装置１０では、過熱検知アダプタ３００が酸素出口部１５の第１カプラソケット４００に対して装着された状態で、過熱検知アダプタ３００がより確実に固定できるようにするために、取り付け部材７００が用いられている。この取り付け部材７００は、過熱検知アダプタ３００の本体部３０１を本体ケース１１のハンドル１２に対して固定することができる。これにより、過熱検知アダプタ３００を後付けで装着しようとする場合に、後付けの過熱検知アダプタ３００の本体部３０１は、本体ケース１１に対して確実に安定して保持することができるので、酸素濃縮装置１０を移動しても、過熱検知アダプタ３００が脱落するといった問題が起こらない。なお、過熱検知アダプタ３００の本体部３０１を本体ケース１１に固定する位置は、ハンドル１２に限らず、他の部分であっても良い。

図１１は、本発明の別の実施形態を示す断面図である。
図１１に示すのは、図７に示す発光ダイオード等の警報ランプ３２５に代えて用いる警報表示部７２０である。警報表示部７２０は、本体部３０１に設けられた表示用の窓部７２１と、スライド表示板７２２と、スライド表示板保持部７２３を有している。スライド表示板７２２は、例えば赤色部分７２２Ａと白色部分７２２Ｂを有している。
図７の酸素流路３３３を閉塞した時に、制御部３１０が駆動部３９０を制御することで、図１１（Ａ）から図１１（Ｂ）に示すように、スライド表示板７２２がスライド表示板保持部７２３内で移動することにより、白色部分７２２Ｂが窓部７２１に露出している状態から赤色部分７２２Ａが窓部７２１に露出している状態に代えることができるようになっている。これにより、窓部７２１に表示されるのが白色部分７２２Ｂから赤色部分７２２Ａに変わることで、患者は酸素流路３３３が閉鎖されて酸素の供給が遮断されたことを視覚により認知できる。

図１２は、本発明のさらに別の実施形態を示す斜視図である。
図１２に示す酸素濃縮装置１０Ａでは、過熱検知アダプタ３００の本体部３０１の第１端部は、酸素出口部１５に対して直接接続されるのではなく、延長接続管７７０を用いて接続されている。この延長接続管７７０は、好ましくは屈曲可能な金属管や難燃性樹脂により作られている。このように、過熱検知アダプタ３００は、すでに使用している既設の酸素濃縮装置１０Ａの酸素出口部１５に対して、延長接続管７７０を用いて接続する構造を採用することもできる。過熱検知アダプタ３００の本体部３０１は、酸素濃縮装置１０Ａの例えば側面部１０Ｄに対して粘着テープにより固定することができる。このように、過熱検知アダプタ３００の後付けの仕方としては、過熱検知アダプタ３００の本体部３０１と第１カプラソケット４００を直接接続するだけでなく、本体部３０１と第１カプラソケット４００は、金属製やフッ素樹脂製等の燃えないチューブを通じて間接的に接続することもできる。

図１３は、酸素遮断部の異なる構成例を示している。
図１３に示す酸素遮断部３３０は、制御部３１０からの電気信号により濃縮酸素の供給を遮断する動作を行う構造を有しており、駆動部３３１と、折り部の一例として先端が折り加工された先端折り部を有する折り加工部３３２ａを有している。図示されているように、折り加工部３３２ａは、矢印方向に駆動されて、チューブ３０３の途中を強制的に折り曲げ、弾性変形させてチューブ３３２の酸素流路３３３を閉塞するための部材である。駆動部３３１は、例えばロッド３３４を有する直動型の電磁アクチュエータであり、圧部材３３２はロッド３３４の先端に固定されている。
その他の酸素遮断部の構成としては、圧力損失の少ない電磁弁、例えばロータリーバルブ方式の電磁弁などを用いても構わない。

上述した本発明の実施形態の過熱検知アダプタ３００は、図示した酸素濃縮装置１０に対して後付けで装着できるが、過熱検知アダプタ３００は、この酸素濃縮装置１０以外の別の形式の酸素濃縮装置であっても後付けで装着することができるので、患者がすでに使用している既設の酸素濃縮装置であっても、過熱検知アダプタ３００は、酸素濃縮装置の既設の金属管である酸素出口部に対して、容易に後付けで簡単に装着でき、過熱検知アダプタ３００は汎用性が高い。

本発明の実施形態の過熱検知アダプタは、原料空気から濃縮酸素を発生させて該濃縮酸素を供給するための酸素出口部を有する酸素濃縮装置に装着される過熱検知アダプタであって、酸素出口部とカニューラの間に着脱可能に接続される本体部と、カニューラの加熱を検知する過熱検知部と、本体部内に配置されて酸素出口部からカニューラへ濃縮酸素を通すためのチューブと、チューブを通る濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部と、過熱検知部により検知された温度が予め定めた温度以上に達すると、酸素遮断部に指令を与えてチューブを押圧して濃縮酸素の供給を遮断する制御部を有する。これにより、患者がカニューラを用いて酸素を吸入している際に火災や異常な過熱環境にさらされた場合に、過熱検知アダプタは、確実に過熱環境を検知して安全性を確保することができ、既存の酸素濃縮装置に対して後付けが可能である。

また、酸素出口部と本体部内のチューブの第１端部とは、第１カプラソケットにより接続され、本体部内のチューブの第２端部とカニューラとは、接続部材と接続部材に連結された第２カプラソケットとにより接続され、過熱検知部は接続部材に配置されている。これにより、酸素出口部と本体部内のチューブの第１端部は、第１カプラソケットにより簡単に接続でき、本体部内のチューブの第２端部とカニューラは、第２カプラソケットにより簡単に接続できるので、過熱検知アダプタは、酸素濃縮装置の既設の酸素出口部に対して簡単に後付けをすることができる。

チューブは弾性変形可能なチューブであり、酸素遮断部は、チューブを押すための押圧部材と、制御部の指令により押圧部材をチューブに押し付けてチューブの酸素流路を閉塞する駆動部を有する。これにより、制御部の電気的な指令により押圧部材をチューブに押し付けるだけで、チューブの酸素流路を閉塞して酸素の供給を確実に遮断できる。

第１カプラソケットと第２カプラソケットは、同形状を有していることを特徴とする。これにより、第１カプラソケットと第２カプラソケットは同形状のものを採用できるので、酸素濃縮装置の第１カプラソケットからカニューラを取り外した後に、第１カプラソケットには本体部内のチューブの第１端部を接続し、第２カプラソケットにはカニューラを接続すれば、過熱検知アダプタは簡単に後付けすることができるとともに、第１カプラソケットと第２カプラソケットは同形状のものを採用できるのでコストダウンを図ることができる。

本体部内には、制御部の指令により濃縮酸素の供給を遮断したことを報知する報知部が配置されていることを特徴とする。これにより、患者は、濃縮酸素の供給が遮断されたことを確実に認知することができる。
報知部は、音で報知するブザーまたは光で報知するランプの少なくとも一方であることを特徴とする。これにより、患者は、濃縮酸素の供給が遮断されたことを、音または光の少なくとも一方により確実に認知することができる。
本体部を酸素濃縮装置に対して固定するための取り付け部材を有する。これにより、過熱検知アダプタは酸素濃縮装置に対して確実に固定できる。

酸素濃縮装置は、過熱検知アダプタを備えることを特徴とする。これにより、患者がカニューラを用いて酸素を吸入している際に火災や異常な過熱環境にさらされた場合に、過熱検知アダプタは、確実に過熱環境を検知して安全性を確保することができ、既存の酸素濃縮装置に対して後付けが可能である。

次に、図１４ないし図２１を参照して、過熱検知アダプタユニットについて説明する。
過熱検知アダプタユニットは、過熱検知アダプタと、特殊な構成のカニューラとの組み合わせにより構成されるものであり、酸素濃縮装置に後付けするのに適しているが、酸素濃縮装置に最初から組み込んでも良い。
また、加熱検知アダプタ３００の温度センサ３２０の代わりに後述するカニューラを採用してもよいし、加熱検知アダプタ３００には温度センサ３０を図５のように設けて、この箇所に炎達した際にも酸素を遮断できるし、後述するカニューラを利用して酸素遮断をおこなってもよい。

図１４は酸素濃縮装置と、過熱検知アダプタと、カニューラの接続端部の別の構成例を示す図であり、図５と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
過熱検知アダプタ３００と、カニューラの接続端部２３Ｔを介して、後述する特殊なカニューラが接続されている。
ここで、制御部３１０は、図５と異なり、図１５の装置の一部を組み込んでいる。３１１は、バッテリではなく、交流電源３１１ａとされている。制御部３１０には、火炎電流に基づく電流計８５７を有している。

図１５ないし図１７を参照して、本実施形態に係る火炎検出装置の一例としてのフレームロッド装置８５０と、このフレームロッド装置８５０を構成するための火炎検出用カニューラ（以下、「カニューラ」と言う。）８７７について説明する。
図１５に示すように、導電金属の線材８５８と８５９とによりいわゆるフレームロッド装置８５０を形成する。フレームロッド装置８５０に流れる電流を測定するための電流測定部８５７は、制御部３１０（図１４参照）内もしくは制御部３１０と接続された電流計である。
線材８５８と８５９の延長部分であって、過熱検知アダプタ３００の外部に導出されるカニューラ内の線材８５８ａ，８５９ｂは、図１６、図１７に示すように、該カニューラの長さ方向にそって、カニューラ内に配置されている。
これら線材は、導電性の金属線であれば、銅線、鉄や銀等の合金その他導電金属線ならなんでも使用することができる。

図１６に示すカニューラ８７７は、筒体、すなわちチューブであり、酸素を送るために用いるものである。カニューラ８７７は、可撓性材料で形成されており、例えば塩化ビニルやシリコーン等の上部で、成形性に優れた種々の合成樹脂材料で形成することができる。
図１６に示すように、線材８５８ａ，８５９ｂは互いに接触しないように、異なる位置を定めてカニューラ８７７の内部に配置される。すなわち、線材８５８ａ，８５９ｂは互いに接触しないようにして、カニューラ８７７の長さとほぼ同等の長さにし、該カニューラ８７７の長さ方向に沿って配置される。カニューラ８７７の長さ方向とは送気方向と同じである。
好ましくは、図１６、図１７に示すように、線材８５８ａと８５９ｂとは、チューブの径方向に関して対向した位置であって、このチューブの肉厚の内部に埋設する。このようにすると、カニューラ８７７内を通る酸素に湿気が付与されていることから、湿気を含んだ酸素に暴露されることを避け、防錆効果が期待できる。

また、図１６および図１７に示すように、好ましくはカニューラ８７７であるチューブの取付け端部内側には、導電材料により所定長さの帯状部分を設けて、ターミナル８８１８，８２としている。各ターミナル８８１，８８２には、それぞれ線材８５８ａと８５９ａの各先端部が接続されている。
これにより、図１４に示すように、カニューラの接続端部２３Ｔを第２カプラソケット５００に挿入した際に、該カプラソケット外面に設けた各導電路（電極）（図示せず）と接触し、電気的に接続される。
このような電気的接続を容易にするため、カニューラ８７７の先端部８７７Ｓの外面には、長さ方向に着色した線、例えば赤い線等を施して、各導電路に対応する位置にマーカー８７８ａ，８７８ｂを設けると好ましい。
さらに、第２カプラソケット５００の先端部をカニューラ８７７に挿入する際の目安のために、マーカー８７８ａ，８７８ｂの内端部を結ぶようにして、所定寸法の箇所で周方向に付けられた着色線８７８ｃを設けることもできる。これにより、挿入深さの目安とすることができる。そして、このようなマーカーを使いやすくするために、好ましくは、カニューラ材料を透明もしくはある程度透明、あるいは部分的にある程度の透明度を持たせると良い。

第２カプラソケット５００の先端部をカニューラ８７７の取付け端部８７７Ｓ内にねじ込むことにより、カニューラ８７７の内方への弾性が締め付け力となって、ターミナル８８１，８８２は、第２カプラソケット５００の先端部の外周に設けた各導電路（電極）に押し付けられる。これにより、ターミナル８８１，８８２は、第２カプラソケット５００との電気的接続を確実に得ることができる。
なお、線材８５８ａ，８５９ａは、必ずしもカニューラ８７７の全長にわたって設ける必要はない。使用者の直近では、線材８５８ａ，８５９ａを内蔵しないようにすることもできる。ただし機器使用中にタバコを吸う等によりカニューラ８７７に着火した場合、線材８５８ａ，８５９ａが存在する箇所まで炎が到達しないと、酸素濃縮器による酸素の生成を停止できない。
以上説明したように、過熱検知アダプタユニットを使用すれば、過熱検知アダプタよりもカニューラにより近接した領域における着火ないしは過熱を検出して、酸素濃縮装置本体に炎達するよりはるか手前で酸素の生成を停止し、安全を図ることができる。

次に、過熱検知アダプタユニットの別の構成例について説明する。
図１８は酸素濃縮装置と、過熱検知アダプタと、カニューラの接続端部の別の構成例を示す図であり、図５と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
すなわち、図１９ないし図２１を参照して、本実施形態に係る感温センサの一例としての熱電対９５０とこの熱電対９５０を構成するための感温用カニューラ（以下、「カニューラ」と言う。）９７７について説明する。

図１９に示すように、互いに異なる導電金属の線材９５８と９５９とにより、いわゆる熱電対９５０を形成する。この熱電対９５０の冷接点９５６は、過熱検知アダプタの装置内あるいは装置外の何処に配置してもよい。熱電対９５０に生じた起電力を測定するための電圧測定部９５７は、図１８の制御部３１０内もしくは制御部３１０と接続された電圧計である。温接点９５５は、線材９５８と９５９とを長さ方向に沿って、撚り合わせた撚り線状とすることにより、交差位置となる沢山の箇所で容易に接触し得るようにし、この撚り線の長さ分だけ長い線状に延びる温接点９５５とされている。
あるいは、これに替えて、撚り線とする前に、線材９５８と線材９５９のそれぞれに絶縁被覆を施して、その後撚り合わせて撚り線としてもよい。この場合の絶縁被覆は、タバコの火の火移り等の燃焼時等に想定される過度の温度上昇に対応した比較的低い温度で溶解する材料が適しており、例えばポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の材料で形成した絶縁被覆が好ましい。これにより、温度上昇により溶解して初めて撚り線の各接点が電気的接続をなすようにしてもよく、これにより温接点９５５は、通常は先端部のみ電気的に接続している。言い換えると撚り線の長さ分だけ長い線状に延びる温接点９５５と見なされる状態を形成している。
熱電対９５０を構成する線材９５８，９５９としては一方がクロメル（ニッケルＮｉおよびクロムＣｒを主とした合金）として、他方をアルメル（ニッケルＮｉを主とした合金）とすると、温度‐起電力の関係がほぼ直線的で、コストもあまり高くならないので好ましい。下限濃度の炎が１２００度（摂氏）程度であることから、このような合金を用いることが適切である。
もちろん白金やロジウム、イリジウム等の組成比を互いに異ならせた合金各線材９５８，９５９を形成するために用いることもできる。これにより、より高い温度に対応した熱電対９５０を形成することができるが、コストが高くなる欠点がある。

図２０に示すカニューラ９７７は、筒体、すなわちチューブであり、酸素を送るために用いるものである。カニューラ９７７は、図１６で説明したものと同じもの使用できる。
図２０に示すように、温接点９５５は、このカニューラ９７７の内部に配置される。すなわち、カニューラ９７７の長さとほぼ同等の長さにして、該カニューラ９７７の長さ方向に沿って配置される。カニューラ９７７の長さ方向とは送気方向と同じである。
好ましくは、温接点９５５としての撚り線は、図２０に示すようにチューブの肉厚の内部に埋設する。このようにすると、カニューラ９７７内を通る酸素に湿気が付与されていることから、湿気を含んだ酸素に暴露されることを避け、防錆効果が期待できる。

また、図２０および図２１に示すように、好ましくはカニューラ９７７であるチューブの取付け端部から所定長さの位置にマーカー９７８を設けると好ましい。マーカー９７８は図１８の第２カプラソケット５００の先端部をカニューラ９７７に挿入する際の目安であり、例えば、カニューラ９７７の挿入端部から所定寸法の箇所で周方向に付けられた着色線である。好ましくは、赤色のマーカーを施し、カニューラ材料を透明もしくはある程度透明、あるいは部分的にある程度の透明度を持たせると良い。

図２０では、カニューラ９７７の取付け端部９７７Ｓから外部に露出して延びる露出部９５５ａを予め形成しておき、該露出部９５５ａを矢印方向に引くと、カニューラ９７７を構成するチューブ材料が破断し、図２１（ａ）に示すように、該露出部９５５ａの一部をカニューラ９７７の内部空間に露出させることができる。
この状態で第２カプラソケットの先端部をカニューラ９７７の取付け端部９７７Ｓ内にねじ込むことにより、カニューラ９７７の内方への弾性が締め付け力となって、露出部９５５ａを第２カプラソケット５００の先端部の外周に押し付ける。これにより、露出部９５５ａは第２カプラソケット５００との電気的接続を確実に得ることができる。
あるいはまた、図２１（ｂ）に示すように、温接点９５５には露出部を設けることなく、カニューラ９７７の取付け端部９７７Ｓの内面に露出した導体金属の薄板で、ターミナル９８１を設ける（図示せず）。このターミナルに温接点９５５を接続するようにしてもよい。この場合、ターミナル９８１は、チューブ内周の全周とすることなく、その一部とすることで、チューブの弾性による締め付け力を失うことなく、着脱に支障が出ないようにすることができる。
さらにまた、温接点９５５は、必ずしもカニューラ９７７の全長にわたって設ける必要はない。使用者の直近では、温接点９５５を内蔵しないようにすることもできる。ただし機器使用中にタバコを吸う等によりカニューラに着火した場合、温接点９５５が存在する箇所まで炎達しないと、酸素濃縮器による酸素の生成を停止できない。

このように、本実施形態によっても、過熱検知アダプタユニットを使用すれば、過熱検知アダプタよりもカニューラにより近接した領域における着火ないしは過熱を検出して、酸素濃縮装置本体に炎達するよりはるか手前で酸素の生成を停止し、安全を図ることができる。

本発明の各実施形態は、任意に組み合わせることができる。
ところで、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形例を採用することができる。
図７に示すように、過熱検知アダプタ３００の本体部３０１内には、警報ランプ３２５と警報ブザー３２７の両方が配置されているが、いずれか１つを配置しても良い。
図７に示す過熱検知アダプタ３００では、温度センサ３２０に代えて、炎センサを用いても良い。この炎センサは、例えば火炎の紫外線を検出するセンサ、赤外線を検出するセンサ、あるいは火炎電流を検出センサである。
上述の本発明の実施形態では、酸素濃縮装置の大きさや容量によりコンプレッサの回転数や送風ファンの回転数は適宜定めることができる。上記本発明の実施形態に記載された事項は、その一部を省略してもよいし、上記で説明しない他の構成と組み合わせることによっても本発明の範囲を逸脱するものではない。

１０・・・酸素濃縮装置、１１・・・本体ケース、１５・・・酸素出口部、２２・・・カニューラ、２３・・・スピーカ、２３Ｔ・・・カニューラの接続端部、３００・・・過熱検知アダプタ、３０１・・・過熱検知アダプタの本体部、３０３・・・チューブ、３０３Ａ・・・チューブの第１端部、３０３Ｂ・・・チューブの第２端部、３１０・・・制御部、３１１・・・バッテリ、３２０・・・過熱検知部の一例である温度センサ、３２５・・・報知部の一例である警報ランプ、３２７・・・報知部の一例である警報ブザー、３３０・・・酸素遮断部、３３１・・・駆動部、３３２・・・押圧部材、３３３・・・チューブの酸素流路、３３４・・・駆動部のロッド、４００・・・第１カプラソケット、５００・・・第２カプラソケット、５２０・・・連結部材、５３０・・・接続部材、７００・・・取り付け部材

Claims (7)

1. 濃縮酸素を供給するための酸素出口部を有する酸素濃縮装置に装着される過熱検知アダプタユニットであって、
   前記酸素出口部と接続する第１端部と使用者まで前記濃縮酸素を届けるカニューラと接続する第２端部を有する本体部と、
   前記カニューラの過熱を検知する過熱検知部と、
   前記第１端部と前記第２端部を連通させる酸素経路と、
   前記酸素経路を通る前記濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部と、
   前記過熱検知部により検知された温度が予め定めた温度以上に達すると、前記酸素遮断部に指令を与えて前記酸素経路を閉鎖して前記濃縮酸素の供給を遮断する制御部とを有し、
   該過熱検知アダプタユニットから使用者が装着するカニューラ側へ向かって延びていて、可撓性材料で形成され酸素を送るためのカニューラ本体と、該カニューラ本体の長さ方向に沿って設けられ、該カニューラまたは該カニューラ内の酸素に引火した際の火炎電流を検出する火炎検出装置の一部となるように、該カニューラ内で互いに電気的に分離されている少なくとも一対の導電金属製の線材とを具備する火炎検出用カニューラと、
   前記火炎検出用カニューラにより火炎電流を検出すると、前記過熱検知アダプタユニットの酸素遮断部に指令を与え該過熱検知アダプタユニットの酸素経路を閉鎖して前記濃縮酸素の供給を遮断する制御部と
   を備えていて、
   前記少なくとも一対の導電金属製の線材が前記カニューラの基端から先端までの全長にわたって配置されている
   ことを特徴とする過熱検知アダプタユニット。
2. 濃縮酸素を供給するための酸素出口部を有する酸素濃縮装置に装着される過熱検知アダプタユニットであって、
   前記酸素出口部と接続する第１端部と使用者まで前記濃縮酸素を届けるカニューラと接続する第２端部を有する本体部と、
   前記カニューラの過熱を検知する過熱検知部と、
   前記第１端部と前記第２端部を連通させる酸素経路と、
   前記酸素経路を通る前記濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部と、
   前記過熱検知部により検知された温度が予め定めた温度以上に達すると、前記酸素遮断部に指令を与えて前記酸素経路を閉鎖して前記濃縮酸素の供給を遮断する制御部とを有し、
   該過熱検知アダプタユニットから使用者が装着するカニューラ側へ向かって延びていて、可撓性材料で形成され酸素を送るためのカニューラ本体と、該カニューラ本体の長さ方向に沿って複数設けられた感温センサを有する感温用カニューラと
   を備え、
   前記感温用カニューラの前記複数の感温センサの少なくともひとつが所定の温度以上の温度を検出すると、前記過熱検知アダプタユニットの酸素遮断部に指令を与えて該過熱検知アダプタユニットの酸素経路を閉鎖して前記濃縮酸素の供給を遮断する制御部を有し、
   かつ、前記感温センサは、
   前記カニューラ本体の長さ方向に配置され導体でなる異種金属線を互いに接触状態とするために撚り線状とした多数の温接点を有する熱電対とされていて、
   該熱電対を構成する線材が前記カニューラの基端から先端までの全長にわたって配置されている
   ことを特徴とする過熱検知アダプタユニット。
3. 前記少なくとも一対の導電金属製の線材または前記異種金属線を互いに接触状態とするために撚り線状とした線材が、前記カニューラを構成するチューブの肉厚の内部に埋設したことを特徴とする請求項１または２の過熱検知アダプタユニット。
4. 前記本体部内には、前記制御部の指令により前記濃縮酸素の供給を遮断したことを報知する報知部が配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の過熱検知アダプタユニット。
5. 前記報知部は、音で報知するブザーまたは光で報知するランプの少なくとも一方であることを特徴とする請求項４に記載の過熱検知アダプタユニット。
6. 前記本体部を前記酸素濃縮装置に対して固定するための取り付け部材を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の過熱検知アダプタユニット。
7. 前記過熱検知アダプタユニットを備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の酸素濃縮装置。

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