JPH0283201A - 酸素濃縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空気から酸素濃度が高められた酸素濃縮気体
を１ｑるための装置に関するものである。

特に本発明は、かかる装置における取り入れ空気の塵埃
等を除去するためのフィルター手段の目詰りが激しい場
合に警報を発生し得る改良された酸素濃縮装置を提供す
るものである。

［従来技術１ 従来、呼吸器疾患患者に対して酸素ボンベから酸素を提
供する酸素療法が行われており、最近では空気中の酸素
を濃縮して得られた酸素濃縮気体を使用した酸素療法が
開発されることによってその治療法が次第に普及するよ
うになって来ている。

この空気中から酸素濃縮気体を得るためのものとして例
えば酸素選択透過性膜を用いた模型酸素濃縮装置と、酸
素と窒素で吸着能が異なる吸着剤を用いた吸着型酸素濃
縮装置等がある。

この吸着型酸素濃縮装置においては、吸着剤を充填した
吸着床に圧縮空気を導入したり、吸着成分の脱着を行う
ために吸着床内部を減圧したりするための圧縮機や真空
ポンプが用いられる。また模型酸素濃縮装置においては
、酸素選択透過性膜を用いた膜モジュールにおける透過
した気体の領域の圧力を低く維持しかつその領域から酸
素濃縮気体を取り出すための真空ポンプが用いられる。

かかる装置におけるこれらのポンプ手段は運転中に放熱
を伴い、その熱を除去するために通常ポンプ手段の周囲
に空気の流れを発生させるファン手段が用いられ、その
空気流れの取入口には塵埃等を除去するためのフィルタ
ー手段が具備される。

このフィルター手段を通過した後の空気の一部が、吸着
型酸素濃縮器の場合には吸着床内に導入され、模型酸素
濃縮器の場合には膜モジエールの膜面側空間に供給され
る。

この様な従来の酸素濃縮装置においては、艮明間装置が
使用される場合にフィルターを定期的に新しいものと交
換したりしてフィルターの目詰りを防止していた。

しかし装置の使用環境によっては、異常に早くフィルタ
ーに目詰りを生ずる場合があり、その状態でさらに装置
の運転を続行すればポンプ手段の冷却が不充分になり故
障の原因となったり、膜モジュールにおける膜面側への
空気の供給が不足して所定の濃縮が行われなくなったり
するおそれがあった。そのために必要以上に早期にフィ
ルター交換を行うなどの過剰ともいえる保守点検が必要
とされていた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、かかる従来の酸素濃縮装置における問題点を
解決しようとするものである。即ら取り入れ空気の塵埃
等を除去するためのフィルター手段の目詰り状態に応じ
て適正な時期にフィルター交換が出来るようにした酸素
濃縮装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、かかる課題を解決するために鋭意研究を
行い、フィルター手段の目詰り状態を検知する手段と、
それに連動して一定以上の目詰り状態になった場合に警
報を発生する手段を具備させることが有効であることを
見い出し本発明に到達したものである。

特にフィルターの目詰り状態の検知するための簡便な手
段としてポンプ手段の周囲を流れる冷却用空気流れの上
流側と下流側の温度検出手段が非常に有効であることを
見い出し、本発明をなすに至ったものである。

またフィルター手段の上流側と下流側における各々の静
圧の差を検知する微差圧計を用いることによっても有効
に課題の解決が可能であることを見い出したものである
。

即ち本発明は、空気から酸素濃縮気体を得るための酸素
１１１手段と、該酸素濃縮手段と導管手段により連結さ
れたポンプ手段と、該ポンプ手段を冷却するための空気
流れを発生せしめるためのファン手段を外殻手段に収納
せしめ、該外殻手段に空気取入口と空気排出口及び酸素
濃縮気体導出手段を具備し且つ該空気取入口にフィルタ
ー手段を備えたＭ素濃縮装置において、該フィルター手
段の目詰り状態を検知するための目詰り検知手段と、該
検知手段と連動して所定の目詰り状態で警報を発生する
ための警報発生手段を具備したことを特徴とする酸素濃
縮装置を提供するものである。

本発明の装置は、ボックスを形成する外殻手段に酸素濃
縮手段、ポンプ手段及びファン手段を収納せしめたもの
である。尚さらに必要に応じて導管手段その他のものを
共に収納せしめたものである。

また本発明の装置は、その外殻手段に空気の取入口と排
出口及び酸素濃縮気体の導出手段を具備しており、さら
に取入れ空気の塵埃等を除去するためのフィルター手段
を備えたものである。

かかる酸素濃縮装置の好ましい実施態様例である吸着型
酸素濃縮装置として例えば、圧力変動吸着型（以下略し
てＰＳＡ型と記すこともある）のものであって、酸素又
は窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した吸着床に
加圧された空気を供給し特定成分を選択的に吸着せしめ
た慢、吸着床の圧力を低減させてＷＡ＠を行わせること
によって酸素濃度の高められた気体を得る装置があげら
れる。かかる酸素濃縮装置は、吸着床、電導機により駆
動される圧縮機、この電導機により駆動される圧縮機を
冷却するための大気の流れを生じさせるファン手段、及
び該吸着床と圧縮機を連結して吸着床に圧縮空気を流入
せしめるための導管手段とそれに具備されて吸着・脱着
の圧力変動をコントロールする自動弁手段を主要な構成
要素とするものである。ここで吸着床は１個又は２個以
上のいずれであってもよいが、医療用の小型の酸素濃縮
装置の場合には３個以下が好ましく、特に１又は２個の
場合が望ましい。また圧縮空気供給手段としては通常圧
縮機が用いられるが、場合によってはブロアー形式のも
のであってもよい。またファン手段としては、通常圧縮
手段自体に取付けられたファンの他にさらに別のファン
手段を用いる方が圧縮手段等の冷却が確実に行い得るの
で好ましい。

また他の好ましい実ＩＭ態様例である膜壁酸素濃縮装置
として例えば、膜表面に大気が流通し得る流路を設ける
ために膜エレメント間に外部スペーサーをはさんだ状態
で多数の膜エレメントを積層して配列せしめた膜モジュ
ールと、外部から空気を取込みその膜モジュールにおけ
る膜エレメントの外部空間に大気を供給して膜面に大気
を通過せしめさらに酸素濃度の低下した使用済みの空気
を装置外に排出するファン手段と、膜エレメントの内側
空間を減圧状態に維持し膜に酸素濃縮空気を透過せしめ
さらにその酸素濃縮空気をエレメント内から取り出すた
めの真空ポンプ手段、及び各エレメント内からの酸素濃
縮空気を収集し装置の外殻における酸素濃縮空気の導出
手段に流通せしめる導管手段を有するものがあげられる
。

本発明の装置の特徴であるフィルターの目詰り検知手段
の特に好ましい実施態様の１例として、圧縮機や真空ポ
ンプ等のポンプ手段を冷却するための空気流れの上流側
の温度と下流側の温度を検知する手段と、検知されたそ
の上流側の温度Ｔ１と下流側の温度Ｔ２を比較する手段
があげられる。

かかる温度検知手段の具体例としては、上流側及び下流
側の各々の空気流れ中に感温部を位置せしめた熱電対形
式のものや白金抵抗体形式のもの等があげられる。また
Ｔ１とＴ２の比較手段の具体例としては、２本の熱電対
を比較して起電力の差をみる方法あるいは抵抗式温度計
で温度差測定用ブリッジ回路を形成する方法等があげら
れる。

ざらにフィルター目詰り検知手段の他の実施態様例とし
て、大気圧Ｐ１とフィルターの下流側の空気流れの静圧
Ｐ２の差圧（Ｐ＋　−Ｐ２　）を検知する手段があげら
れる。かかる差圧検知手段の具体例としては、ダイヤフ
ラム式微差圧計等があげられる。

また本発明の装置の特徴であるフィルター目詰り検知手
段と運動した警報発生手段の具体例としては、目詰り検
知手段が前記の如き温度検知手段である場合には温度差
（Ｔ２−Ｔ＋　）が所定値以上であれば警報を発するよ
うにしたものがあげられ、目詰り検知手段が差圧（Ｐ＋
　−Ｐ２　）を検知するものである場合にはその差圧（
ＰＩ　　Ｐ２）が所定値以上であれば警報を発するよう
にしだものがあげられる。かかる温度差（Ｔｚ　　Ｔ＋
）や圧力差（Ｐ＋　−Ｐｚ　）についての所定値の好ま
しい値としては、ポンプ手段の冷却に必要な空気流れの
流量やフィルター手段の目開きの程度によって異なり、
適宜設定することができるものである。

例えば温度検知手段を用いた場合に、フィルターに異物
の付着が無い状態における温度差（Ｔ２−Ｔ＋　）を基
準値として、フィルターに異物が付着して目詰りを生じ
た場合の温度差（Ｔ２−Ｔ＋　）がその基準値より約５
℃以上、場合によっては約３℃以上であれば警報を発す
るようにしたものがあげられる。

尚警報発生手段そのものについての具体例としては、警
報ランプ形式のものや、警報のためのブ曇ア一等の音発
生形式のものがあげられる。

本発明の装置におけるフィルター手段としては特に限定
されるものではなく、例えばスポンジ状のもの、繊維集
合体からなるものの如く連通した空隙を有する多孔質体
があげられる。また複数のフィルター手段を重ねた状態
あるいは直列に配置して用いてもよく、そのうちの一部
のフィルターに静電フィルターや吸着能を保持せしめた
フィルターを用いてもよい。フィルター手段の形状とし
ては通常は平面状のものが用いられるが、有効面積をよ
り大きくするうえで、波形等にすることがより好ましい
。

本発明の酸素濃縮装置は、酸素濃縮気体を必要とする用
途に有利に用いられるものであって、特に塵埃発生状況
が種々異なる家庭で使用される医療用酸素濃縮装置とし
てフィルター交換時期を適正化した改良された装置とし
て有用である。

［発明の効果］ 本発明の酸素Ｓ線装置は、装置内に取り入れる空気中の
塵埃等を除去するためのフィルター手段の適正な交換時
期を容易に判断し得る優れた効果を有する。それ故フィ
ルター交換時期を必要以上に早める必要がなく、またフ
ィルターの目詰りが異常に早い環境下においてもその目
詰りによるトラブル発生が未然に確実に防止できる利点
がある。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気から酸素濃縮気体を得るための酸素濃縮手段
   と、該酸素濃縮手段と導管手段により連結されたポンプ
   手段と、該ポンプ手段を冷却するための空気流れを発生
   せしめるためのファン手段を外殻手段に収納せしめ、該
   外殻手段に空気取入口と空気排出口及び酸素濃縮気体導
   出手段を具備し且つ該空気取入口にフィルター手段を備
   えた酸素濃縮装置において、該フィルター手段の目詰り
   状態を検知するための目詰り検知手段と、該検知手段と
   連動して所定の目詰り状態で警報を発生するための警報
   発生手段を具備したことを特徴とする酸素濃縮装置。
2. （２）該目詰り検知手段が該ポンプ手段の周囲を通過す
   る空気流れの上流側の温度と下流側の温度を検知する温
   度検知手段と該温度検知手段により検知さた上流側の湿
   度Ｔ＿１と下流側の温度Ｔ＿２を比較する手段からなる
   ものであり、該警報手段がＴ＿１よりＴ＿２が所定値以
   上高い場合に警報を発生するものである請求項１の酸素
   濃縮装置。
3. （３）該目詰り検知手段が大気圧Ｐ＿１と該フィルター
   の下流側空気流れの圧力Ｐ＿２の差（Ｐ＿１−Ｐ＿２）
   を検知するための差圧検知手段であり、該警報手段が所
   定の差圧以上において警報を発生するものである請求項
   １の酸素濃縮装置。
4. （４）該酸素濃縮手段が窒素又は酸素を選択的に吸着し
   得る吸着剤を充填せしめた１基又は２基以上の吸着床で
   あり、該ポンプ手段が該吸着床に空気を圧縮して導入す
   る機能及び／又は該吸着床に吸着された気体を減圧下で
   取り出す機能を有したものである請求項１の酸素濃縮装
   置。
5. （５）該酸素濃縮手段が酸素選択透過性膜を具備したも
   のであり、該ポンプ手段が該酸素選択透過性膜の一方側
   の領域を減圧せしめて透過した酸素濃縮気体を取り出す
   真空ポンプ手段である請求項１の酸素濃縮装置。