JP6119829B1

JP6119829B1 - 医療用酸素濃縮装置

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Publication number: JP6119829B1
Application number: JP2015223699A
Authority: JP
Inventors: 啓太近藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2035-11-16
Also published as: CN108290022A; US10912905B2; CN108290022B; JP2017086731A; US20200254200A1; WO2017086075A1

Abstract

【課題】使用者が火災に気付いていない場合には、適切に酸素の排出を停止させることができない。【解決手段】酸素供給源を有する酸素濃縮装置１０において、酸素供給源からの酸素が酸素排出器６８に供給されるときに、酸素排出器６８が取り付けられる取付け部材２２と、酸素濃縮装置１０の内側において、取付け部材２２の酸素供給流路２３の延長線上に配置された受光素子６１と、を備えた。【選択図】図３

Description

本発明は、装置本体から酸素排出器に酸素を供給する医療用酸素濃縮装置に関する。

一般に、慢性呼吸器疾患の患者に対し酸素吸入療法を行う際には、酸素濃縮装置から供給された酸素を鼻から吸引するためのカニューラと呼ばれる器具が用いられる。カニューラに酸素を供給する酸素濃縮装置として、例えば特許文献１には、空気中の窒素を吸着させて酸素濃縮ガスを生成する吸着方式の酸素濃縮装置が記載されている。

ここで、例えばカニューラの周辺温度が火災などにより非常に高温になった場合に、カニューラ装着部の排出口からの酸素の排出を停止させる際には、電源スイッチを操作して酸素濃縮装置の電源を停止することが考えられる。

特開２００８−１３６６６３号公報

しかし、特許文献１に記載の酸素濃縮装置では、使用者が火災に気付いていない場合には、適切に酸素の排出を停止させることができないという問題がある。

そこで、この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、カニューラに生じた火災を確実に検知できる医療用酸素濃縮装置を提供することを目的とする。

第１の発明に係る医療用酸素濃縮装置は、
酸素供給源を有する医療用酸素濃縮装置において、
前記酸素供給源からの酸素が酸素排出器に供給されるときに、前記酸素排出器が取り付けられる取付け部材と、
前記取付け部材に形成された第１流路を少なくとも有する酸素供給流路と、
前記酸素濃縮装置の内側において、前記第１流路の延長線上に配置された受光素子と、を備え、
前記受光素子が前記第１流路を介して前記酸素排出器で生じた炎を検知する。

この医療用酸素濃縮装置では、受光素子が酸素濃縮装置の内側において、取付け部材の酸素供給流路の延長線上に配置されている。すなわち、受光素子は、取付け部材の酸素の流動方向上流側に位置している。従って、酸素排出器で生じた炎による煙が酸素の流動方向下流側に流れるので、酸素の流動方向上流側にある受光素子の検知する光が煙によって遮蔽されることはなく、確実に炎を検知できる。これにより、適切に酸素の供給を停止できる。また酸素供給流路の延長線上に受光素子を設けることで、酸素供給流路が炎の発する光を遮断することなく、受光素子は確実に炎を検知できる。

第２の発明に係る医療用酸素濃縮装置は、
前記受光素子が前記酸素排出器で生じた炎を検知したときに、酸素の供給が停止される。
この医療用酸素濃縮装置では、受光素子が前記酸素排出器で生じた炎を検知したときに、酸素の供給が適切に停止される。
第３の発明に係る医療用酸素濃縮装置は、
前記酸素供給流路と前記受光素子との間に、光を透過する透過窓を設け、
前記透過窓を介して光を検知する前記受光素子が赤外線領域まで検知可能な光センサである。

この医療用酸素濃縮装置では、可視光を遮蔽する不透明の透過窓を設け、かつ受光素子として赤外線領域まで検知可能なフォトダイオードなどの光センサを用いることで、可視光だけを受光する可視光センサを用いた場合と比べて太陽光や照明光など外乱光による影響を抑え、誤検知を防止できる。また酸素供給流路と受光素子との間に透過窓を設けることで、受光素子に埃などの不純物が付着するのを防止できる。

第４の発明に係る医療用酸素濃縮装置は、
前記取付け部材が金属製であり、温度センサを有する。

この医療用酸素濃縮装置では、取付け部材が熱伝導性の良い金属製であり、かつ温度センサを設けることで、受光素子に加えて熱で炎を確実に検知できる。

第５の発明に係る医療用酸素濃縮装置は、
前記酸素供給流路と前記受光素子との間に配置され、光を透過する透過窓が前記折曲げ部に設けられた。

この医療用酸素濃縮装置では、酸素供給流路を直角に折り曲げることでコンパクトに配置できる。
第６の発明に係る医療用酸素濃縮装置は、
前記酸素供給流路が、前記取付け部材に形成された第１流路を少なくとも有し、
前記第１流路を流れる酸素の流動方向上流側に、前記受光素子が配置された。
この医療用酸素濃縮装置では、第１流路を流れる酸素の流動方向上流側に受光素子を配置した。酸素排出器で生じた炎による煙が酸素の流動方向下流側に流れるので、酸素の流動方向上流側にある受光素子の検知する光が煙によって遮蔽されることはなく、確実に炎を検知できる。
第７の発明に係る医療用酸素濃縮装置は、
前記取付け部材に接続された接続部材を更に備え、
前記酸素供給流路が、前記第１流路と、前記第１流路と直線状に連通し、前記接続部材に形成された第２流路とを少なくとも有し、
前記第２流路、前記第１流路を順に流れる酸素の流動方向上流側に、前記受光素子が配置された。
この医療用酸素濃縮装置では、第２流路、第１流路を順に流れる酸素の流動方向上流側に受光素子を配置した。酸素排出器で生じた炎による煙が酸素の流動方向下流側に流れるので、酸素の流動方向上流側にある受光素子の検知する光が煙によって遮蔽されることはなく、確実に炎を検知できる。

第１の発明では、受光素子が酸素濃縮装置の内側において、取付け部材の酸素供給流路の延長線上に配置されている。すなわち、受光素子は、取付け部材の酸素の流動方向上流側に位置している。従って、酸素排出器で生じた炎による煙が酸素の流動方向下流側に流れるので、酸素の流動方向上流側にある受光素子の検知する光が煙によって遮蔽されることはなく、確実に炎を検知できる。また酸素供給流路の延長線上に受光素子を設けることで、酸素供給流路が炎の発する光を遮断することなく、受光素子は確実に炎を検知できる。

第２の発明では、受光素子が前記酸素排出器で生じた炎を検知したときに、酸素の供給が適切に停止される。
第３の発明では、可視光を遮蔽する不透明の透過窓を設け、かつ受光素子として赤外線領域まで検知可能なフォトダイオードなどの光センサを用いることで、可視光だけを受光する可視光センサを用いた場合と比べて太陽光や照明光など外乱光による影響を抑え、誤検知を防止できる。また酸素供給流路と受光素子との間に透過窓を設けることで、受光素子に埃などの不純物が付着するのを防止できる。

第４の発明では、取付け部材が熱伝導性の良い金属製であり、かつ温度センサを設けることで、受光素子に加えて熱で炎を確実に検知できる。

第５の発明では、酸素供給流路を直角に折り曲げることでコンパクトに配置できる。
第６の発明では、第１流路を流れる酸素の流動方向上流側に受光素子を配置した。酸素排出器で生じた炎による煙が酸素の流動方向下流側に流れるので、酸素の流動方向上流側にある受光素子の検知する光が煙によって遮蔽されることはなく、確実に炎を検知できる。
第７の発明では、第２流路、第１流路を順に流れる酸素の流動方向上流側に受光素子を配置した。酸素排出器で生じた炎による煙が酸素の流動方向下流側に流れるので、酸素の流動方向上流側にある受光素子の検知する光が煙によって遮蔽されることはなく、確実に炎を検知できる。

本発明の実施形態に係る酸素濃縮装置の概略図。図１の酸素濃縮装置の正面図。図２のＡ−Ａ線断面図。（ａ）は取付け部材の側面図、（ｂ）は（ａ）の断面図。（ａ）は接続部材を後方から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。（ａ）は固定板を前方から見た図、（ｂ）は（ａ）の側面図。図２のＢ−Ｂ線断面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。

図１に示すように、本実施形態の酸素濃縮装置１０は、酸素吸入療法を受ける患者が酸素を鼻から吸引するために用いるカニューラ（酸素排出器）６８に接続され、このカニューラ６８に酸素を供給する。なお、酸素濃縮装置１０は、カニューラ以外の酸素排出用の器具に接続されていてもよい。

酸素濃縮装置１０は、装置本体１１と、装置本体１１に配置された酸素供給部２０とを備えている。装置本体１１には、空気吸込口１３と排気口１２とが形成されている。また装置本体１１は、酸素濃縮ガスを生成する酸素生成部（酸素供給源）１４と、酸素生成部１４と酸素供給部２０とを接続する中間流路１５とを有する。

本実施形態の酸素生成部１４は、高圧下で窒素を吸着すると共に低圧下で吸着した窒素を離脱させるゼオライトなどの吸着剤を用いることによって、酸素濃縮ガスの生成を行う。すなわち、酸素生成部１４は、空気吸込口１３及び空気吸込流路１７を介して外部から取り込んだ空気を圧縮し、圧縮空気中の窒素を吸着して酸素濃縮ガスを生成する。そして、低圧下において吸着剤から離脱された窒素は、排気流路１６及び排気口１２を介して外部に排出される。一方、酸素生成部１４で生成された酸素濃縮ガスは、中間流路１５を介して酸素供給部２０から吐出される。なお図１中、酸素生成部１４を間にして空気吸込口１３が配置されている方向を前方、排気口１２が配置されている方向を後方とする。

図２に示すように、酸素供給部２０は装置本体１１の前面上部に設けられている。酸素供給部２０は、図３から６に示すように、取付け部材２２と接続部材３０と受光素子である赤外線領域まで検知可能な光センサ６１と固定板６０とを有する。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、取付け部材２２は軸方向に延びる円筒形のノズルであり、内部に、後述する酸素供給流路５３の一部を構成する第１流路２３が形成されている。また取付け部材２２は熱伝導性の良い金属製であり、装置本体１１に水平方向に設置されている。図３に示すように取付け部材２２を装置本体１１に装着した状態では、取付け部材２２は、内部の部品を覆う外装カバー１８に支持されている。取付け部材２２の一方の前方側端部２４にはカニューラ６８が接続され、他方の後方側端部２５にはＯリング２６を介して接続部材３０が接続されている。後方側端部２５の外周には接続部材３０にわたって、取付け部材２２の温度を検出するサーミスタ（温度センサ）２７が配設されている。

図５（ａ）に示すように、接続部材３０は樹脂製であり、基板３１と一対の支持脚３５とセンサ固定部４０と中間流路接続部５０とを有する。

基板３１は、両端が半円形状に形成された長方形形状である。基板３１の長手方向の中央部には、図５（ｂ）に示すように、基板３１を厚さ方向に貫通する円形断面の貫通孔３２が形成されている。支持脚３５は基板３１から垂直に立ち上がり、後方に延びる円柱形状である。

センサ固定部４０は、一対の支持脚３５の間に配置されている。センサ固定部４０は、基板３１の長手方向の中央部から垂直に立ち上がり、支持脚３５と同様に後方に延びる略四角柱である。センサ固定部４０の端面４１には、円形断面の凹部４２が形成されている。またセンサ固定部４０の内部には、円形断面の第２流路４３が形成されている。第２流路４３の径は貫通孔３２の径よりも小さくなっており、段部４４を介して貫通孔３２と連通している。凹部４２と第２流路４３との間の立壁４６は、後述するように凹部４２に配設される光センサ６１の不透明（可視光を遮蔽する不透明）の透過窓４６として構成される。

中間流路接続部５０は、センサ固定部４０の外壁４７から垂直に立ち上がる円筒形状のノズルである。中間流路接続部５０の軸方向は、支持脚３５およびセンサ固定部４０の軸方向と直交し、且つ基板３１の長手方向と直交する。中間流路接続部５０の内部に形成された第３流路５１は、第２流路４３と連通している。後述する酸素供給流路５３を構成する第２流路４３と第３流路５１との間には、直角に折り曲げられた折曲げ部５２が形成されている。これにより、第３流路５１の軸心Ｌ１が、貫通孔３２および第２流路４３の軸心Ｌ２と直交している。また貫通孔３２および第２流路４３の軸心Ｌ２の延長線上、且つ折曲げ部５２に凹部４２が形成されている。

接続部材３０を装置本体１１に装着した状態では、図３に示すように、取付け部材２２の後方側端部２５が貫通孔３２に嵌入される。これにより、第１流路２３と第２流路４３とが連通する。また中間流路接続部５０に中間流路１５が接続されることで、第３流路５１と中間流路１５とが連通する。第１流路２３と第２流路４３と第３流路５１とが酸素供給流路５３を構成している。この酸素供給流路５３は、第２流路４３と第３流路５１との間に形成された折曲げ部５２により直角に折り曲げられている。

また、凹部４２と固定板６０との間には光センサ６１が配設されている。光センサ６１は、酸素濃縮装置１０の内側において、第１流路２３および第２流路４３の延長線上に配置されている。光センサ６１は、カニューラ６８に火災が発生した場合に、酸素供給流路５３を伝播する光を透過窓４６を介して検知する。透過窓４６は不透明であるが光を透過し、第２流路４３と光センサ６１との間に設けられている。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、固定板６０は矩形状であり、センサ配設部６２と切欠き部６３とが形成されている。センサ配設部６２は固定板６０の中央部に設けられ、光センサ６１が配設される。切欠き部６３は固定板の側端面に形成され、センサ配設部６２に向かって湾曲している。図７に示すように、固定板６０を装置本体１１に装着した状態では、切欠き部６３の周縁が支持脚３５の先端部とねじにより固定されている。これにより、センサ配設部６２と凹部４２との間に光センサ６１を配設して固定できる。

酸素濃縮装置１０を稼働すると、酸素生成部１４で生成された酸素が中間流路１５を介して第３流路５１まで到達する。第３流路５１に到達した酸素の流れは折曲げ部５２で直角に向きを変え、第２流路４３および第１流路２３内を順に流れる。そして装置本体１１から吐出され、カニューラ６８を介して患者まで供給される。

カニューラ６８に火災が発生した場合には、光センサ６１が、酸素供給流路５３を伝播する光を透過窓４６を介して検知する。

[本実施形態の酸素濃縮装置の特徴]
本実施形態の酸素濃縮装置１０には以下の特徴がある。

本実施形態の酸素濃縮装置１０では、光センサ６１が酸素濃縮装置１０の内側において、取付け部材２２の第２流路４３の延長線上に配置されている。すなわち、光センサ６１は、取付け部材２２の酸素の流動方向上流側に位置している。従って、カニューラ６８で生じた炎による煙が酸素の流動方向下流側に流れるので、酸素の流動方向上流側にある光センサ６１の検知する光が煙によって遮蔽されることはなく、確実に炎を検知できる。また第２流路４３の延長線上に光センサ６１を設けることで、酸素供給流路５３が炎の発する光を遮断することなく、光センサ６１は確実に炎を検知できる。

本実施形態の酸素濃縮装置１０では、可視光を遮蔽する不透明の透過窓４６を設け、かつ受光素子として赤外線領域まで検知可能なフォトダイオードなどの光センサ６１を用いることで、可視光だけを受光する可視光センサを用いた場合と比べて太陽光や照明光など外乱光による影響を抑え、誤検知を防止できる。また第２流路４３と光センサ６１との間に透過窓４６を設けることで、光センサ６１に埃などの不純物が付着するのを防止できる。

本実施形態の酸素濃縮装置１０では、取付け部材２２が熱伝導性の良い金属製であり、かつ温度センサ２７を設けることで、光センサ６１に加えて熱で炎を確実に検知できる。

本実施形態の酸素濃縮装置１０では、酸素供給流路５３を直角に折り曲げることでコンパクトに配置できる。

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だけ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および範囲内でのすべての変更が含まれる。

前記実施形態では、取付け部材２２が金属製であるがこれに限定されず、例えば樹脂など種々の素材から形成されてもよい。

１０酸素濃縮装置
１４酸素生成部（酸素供給源）
２２取付け部材
２７サーミスタ（温度センサ）
４６透過窓
５２折曲げ部
５３酸素供給流路
６１光センサ（受光素子）
６８カニューラ（酸素排出器）

Claims

酸素供給源を有する医療用酸素濃縮装置において、
前記酸素供給源からの酸素が酸素排出器に供給されるときに、前記酸素排出器が取り付けられる取付け部材と、
前記取付け部材に形成された第１流路を少なくとも有する酸素供給流路と、
前記酸素濃縮装置の内側において、前記第１流路の延長線上に配置された受光素子と、を備え、
前記受光素子が前記第１流路を介して前記酸素排出器で生じた炎を検知することを特徴とする医療用酸素濃縮装置。
前記受光素子が前記酸素排出器で生じた炎を検知したときに、酸素の供給が停止されることを特徴とする請求項１に記載の医療用酸素濃縮装置。
前記酸素供給流路と前記受光素子との間に、光を透過する透過窓を設け、
前記透過窓を介して光を検知する前記受光素子が、赤外線領域まで検知可能な光センサであることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療用酸素濃縮装置。
前記取付け部材が金属製であり、温度センサを有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の医療用酸素濃縮装置。
前記酸素供給流路が、直角に折り曲げられた折曲げ部を有し、
前記酸素供給流路と前記受光素子との間に配置され、光を透過する透過窓が前記折曲げ部に設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の医療用酸素濃縮装置。
前記第１流路を流れる酸素の流動方向上流側に、前記受光素子が配置されたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の医療用酸素濃縮装置。
前記取付け部材に接続された接続部材を更に備え、
前記酸素供給流路が、前記第１流路と、前記第１流路と直線状に連通し、前記接続部材に形成された第２流路とを少なくとも有し、
前記第２流路、前記第１流路を順に流れる酸素の流動方向上流側に、前記受光素子が配置されたことを特徴とする請求項６に記載の医療用酸素濃縮装置。