JPS62140026A - 流量計及びそれを用いた酸素富化気体供給装置 - 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】 〈発明の利用分野〉 本発明は、特定の構造を有した流Ｒ計、及びその流量泪
を用いた酸素富化気体供給装置に関する。

さらに詳細には本発明は、製造が容易で且つ流量調部時
の操作も簡単な改良された流量計を提供し、特に医療用
その他の呼吸の改善又は補強等のために簡単な操作で安
定して酸素富化気体を供給し１ｑる装置を提供するもの
である。

〈従来技術〉 従来より呼吸器疾患患者に対して酸素ボンベから酸素を
供給する酸素療法が行なわれており、最近になって空気
中の酸素を濃縮して得られた酸素富化空気を使用した酸
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。これらの酸素療法では、
酸素や酸素富化空気等の気体を患者のβ腔等に供給する
際に、所定の流量に調節する必要がある。

この様な医療用以外にも、空気、窒素等の気体の流量を
制御する要求は、工業用の気体原料の供給や、発酵や廃
水処理等のエアレーションなど非常に多く、液体の流量
を制御する要求も多い。

一般に流１計として差圧式、熱線式、超音波式。

面積式、渦式等その１次圧、流ｍ範囲、流体条件により
その特徴を生かした選定が成されこの測定信号を使って
バルブ等で流１コントロールされるのがオーツドックス
な方法で言わゆる自動流量制ｔ２ａ装置がある。

もう１つの方法として、流量を測定しながら調節弁を手
で動かす手動式の方法があり流量測定は前述の測定器を
使ったものとかもっと簡単なものではロークーメーター
を使ったものにニードル弁等の調節弁を使って実施され
ているのが普通である。

前者の自動的な流量制御装置はどうしても価格的に高価
につき後者の方が安価で特に個人消費の商品等に使用す
る場合、前者は経済的な観点からその適用は無理がある
。そのためにいきおい後者の手動方式の採用となるが、
ローターメーターはボールの振れがあり設定がわずられ
しいとか流量読取りが可成りむづかしい等一般消費者に
はどちらかと言えば不向きな測定器と言える。

つまり一般消ｖ！８のこれに対する主たる要求として、
■流量の表示が見やすいこと出来ればデジタルタイプで
あること、及び■ワンタッチで流量の設定が可能である
ことの２点があげられる。

〈発明の目的〉 本発明は、かかる一般消費者等の要求に答えた改良され
た流量計及びそれを用いた酸素富化気体供給装置を提供
することを目的としている。また本発明の目的は、製造
上簡単で再現性がよく、また使用時においても流量の設
定及びその読み取りが容易な流量計を１星供し、さらに
使用上同様の利点を有した改良された酸素富化気体供給
装置を提供することにある。

〈発明の構成〉 本発明者らは、かかる目的を達成すべく鋭意研究の結果
、エツチング加工等の多Ｑ生産による製造が容易で且つ
加工精度の高い方法により貫通孔を設けた薄いプレート
状物を用いて流量を設定することが非１δに有効である
ことを見い出し、木発明に到達したものである。

即ち本発明は、 流体の流入口、流体の流出口、及び複数の独立した貫通
孔を有した薄い板状部材を備え、該貫通孔に該流体を流
通せしめることにより流体の流量を調節するようにした
ことを特徴とする流体流猪計、流体の流入口、流体の流
出口、及び複数の独立した貫通孔を有した部材を備え、
該貫通孔に該流体を流通せしめることにより流体の流量
を調節するにうにした流体流量計において、該流体の流
入口又はそれに連結された導管手段に、流体流量スパン
調節手段を備えたものであることを特徴としだ流量計、 空気よりも酸素濃度が高められた酵素富化気体の発生手
段、該酸素富化気体を使用に供するための供給手段、及
び該酸素富化気体の流量を調節するための流量計を備え
た酸素富化気体供給装置において、該流量計が該酵素富
化気体の流入口、該気体の流出口、及び複数の独立した
貫通孔を有した薄い板状部材を備え、該貫通孔に該気体
を流通せしめることにより該気体の流量を調節するよう
にしたことを特徴とする酸素富化気体供給装置、及び空
気よりも酸素濃度が高められた酸素富化気体の発生手段
、該酵素富化気体を使用に供するだめの供給手段、及び
該酸素富化気体の流量を図面するための流量計を備えた
酸素富化気体供給装置において、該流量計が該酸素富化
気体の流入口、該気体の流出口、複数の独立した貫通孔
を有した部材、及び該気体の流入口又はそれに連結され
た導管手段に具備された該気体流団スパン調節手段を備
え、該貫通孔に該気体を流通せしめることにより該気体
の流量を調節するようにしたことを特徴とする酸素富化
気体供給装置、 を提供するものである。

以下本発明について図面を用いてさらに詳細に説明する
。

第１図は、本発明の気体流ａ計の好ましい実施態様の１
例を断面図で示したものである。即ち同図の流量計は、
本体ハウジング１の中に、回転可能な切換主軸２がマウ
ントされ、この切換主軸に円筒状の部屋構造３が設けて
あり、この円筒状の円周部（即ち薄い板状部材４の支持
体）５に比較的大きな穴６が複数個あけられている。さ
らに該円周部５の内側表面に、エツチング加工等により
孔径の異なる多数の独立した貫通孔７が設けられた薄い
スレンレススチール（ＳＵＳ）’！（の板（即ら薄い板
状部材）４がはめられている。尚該ＳＵＳ板は、各貫通
孔が円周部５の穴６と各々一致した位置にあり、さらに
少なくとも、円周部の穴６の周囲の気密が保たれるよう
にＳＵＳ板４が円周部５の表面と密着又は接着して取り
つけられることが望ましい。かかるＳＵＳ板４の固定法
として、内側にテフロン等のリングを挿入してもよい。

また本体ハウジング１と切換主軸２の間の気密が保たれ
るようにバッキング部材８．９を具備することが望まし
い。かかる気体流良計では、気体流入口１０から気体が
導入され、５ｕｓｔ反４の選択された貫通孔７、及びそ
れに対応した円周部の穴６を通過し、気体流出口１１か
ら流出される。これによって該貫通孔７の穴径に対応し
た気体の流量に調節された気体が流出口１１側に流出さ
れる。また切換主軸２を回転させ刈の貫通孔７を選択し
、且つ各貫通孔７に対応する流量のデジタル表示を円板
部材１５にしておけば、切換主軸を所定の位置にワンタ
ッチで変更してそのデジタル表示の流量に調節でき、非
常に簡易な操作が可能となる。尚そのデジタル表示とし
ては、ＬＥＤ付表示板や、ロータリーエンコーダーを軸
につけてパルスにより回転した角度を認識しそれをデジ
タルで表示するタイプ等がある。

更に気体の流入口に於いて可変絞り手段１２を設置する
ことにより流量範囲が可変調節でき且つ貫通孔７に対す
る流樋調整が可能である。ＳＵＳプレート上の貫通孔７
と一次圧調整の絞り手段１２とで精度よくかつ高い再現
性を持つあらゆるレンジの流４計の製作実現が可能であ
る。尚図中の絞り手段１２は、ネジ形式でその位置を穴
の軸方向に出入されて、流入口１０から流入する流体の
流子抵抗を調節するものである。

またかかる−次圧調整用絞り手段を用いることによって
、かならずしも薄い板状部材ではない部材に設けた複数
の貫通孔を利用した流量計の調整も可能である。

従ってＳＵＳ板に貫通孔を加工する他あらかじめ貫通孔
の多種類のチップを取付けることによりはるかに自由度
のある切換式流量計が可能であり、簡単に安価に提供で
きるので、そのメリットははかりしれない。尚第１図は
１実＃Ａ態様の例示であって、本発明の気体流量計には
他のものも含まれることは言うまでもない。

また第２図は、第１図に例示された気体流量計に組み込
むことができる複数の独立した貫通孔７を有した約０．
０５ｍｍの厚みの薄い板状部材４を示したものであるが
、本発明の流ｌ計においては伯の形状のものであっても
よい。

本発明におりる該板状部材の素材としては特に限定され
ず、使用目的に応じては械的強度、耐食性等を考慮して
選択することができる。後述する酸素富化気体供給装置
用の流量計の場合には、酸化されにくく且つ適度な橢械
的強度のあるステンレススヂールが最も好ましいが、そ
れ以外にも銅等の金属やプラスチック等を用いることが
できる。

また本発明の薄い板状部材の厚みどしては、１０〜＋０
００μが好ましく、更に１０〜３００μ、特に２０〜１
５０μが鍬緘的強度がａ度に保持され且つエツチング等
の加工が再現性よく容易に行ない１ｑることから特に望
ましい。

さらに該板状部材の形状としては、特に限定されるもの
ではないが、円板状、ベルト状等が好ましく、特に第２
図に示したベルト状が多数の貫通孔を設けるための面積
を確保し且つ全体をコンパクトにできるので実用上望ま
しい。また複＠、＠通孔の大ぎさについては、気体の通
過時における流動抵抗又は圧力損失が各々同一であって
も、異なっていてもよいが、実用上は各々異なっている
方が広い孟母範囲をカバー出来、また大きな穴を用いる
ことで目詰り発生を防止しやずく好ましい。

また貫通孔の形状はいかなるものであってもよいが、円
周が丸みをおびたものが好ましく、特に実質状真円に近
いものの方が流体の流動状態が安定しやすく、製造時の
再現性もよい。

かかる１１通孔の作成法としては、いかなるものであっ
てもよいが、薄い板状部材の場合にはエツチング加工、
光化学反応によるエツチング加工等が好ましい。

該薄い板状部材はその貫通孔よりも大きな穴が対応した
位置に設けられた支持体部材に取り付けられて、その支
持体部材と共に回転されるようにすることが望ましい。

その場合、該薄い板状部材が流体の流れの上流側に取り
付け、該板状部材の反対側の支持体面でバッキング部材
等により本体ハウジングとの気密を保持せしめることが
、該板状部材の破損や貫通部の目詰りを防止する上で有
効である。

また切換主軸を切換る様構として、例えば該切換主軸の
一部の断面形状を多角形化して、ノツチング鋼球１６を
組み合わけることによって切り換え角度を一定にして所
定の位置で確実に固定せしめることが有効である。また
切換主軸の回転法としては、手動式であってもよく、あ
るいは軸に駆動モーターをつけて電気的に回転させるこ
ともできる。

本発明の酸素富化気体供給装置は、酸素富化気体発生手
段と酸素富化気体を使用に供する供給手段に加えて、該
酸素富化気体の流量を調節するための流Ｑ別として前記
した如き流量計を備えたものである。その酸素富化気体
発生手段は、空気より、も酸素濃度の高められた酸素富
化空気又は主としてＴｉｉ素からなる気体等の発生手段
を言う。その具体例としては、吸着型酸素富化器、膜型
酸索富化器等の空気中から酸素富化空気を得る酸素富化
器、酸素ボンベ及び液体酸素から酸素ガスを１！７る手
段等の１秤を用いたもの又はそれらを絹み合わせたもの
があげられる。この様に本発明で言う酸素富化気体とは
、酸素富化空気や酸素ガス等を意味する。

本発明の１つの好ましい態様の１つである吸着型酸素富
化器の具体例として、窒素ガスを選択的に吸着する吸着
剤を充填した吸着剤床を１基又は２塁以上、該吸着剤床
に加圧された大気を流入するためのコンプレッサ一手段
２及び該吸着剤床から酸素富化空気を取り出し出口に流
通せしめるための富化器内導管手段を具備したものであ
って、１塁又は２基以上の吸着床が１基で又は交互に加
圧−減圧のサイクルを繰り返すように運転される富化器
が挙げられる。また本発明の酸素富化器の好ましい態様
の他である成型酸素富化器の具体的構造を次に例示する
。即ち該富化器として、大気を取り入れるためのファン
手段、その大気が気体選択透過性膜の表面を通過し酸素
富化空気が透過するように構成された多数の膜セルから
なるモジュール、該膜セルにおける膜裏面側を大気より
も低い圧力に保ち、且つ酸素富化空気をモジュールより
取り出ずための真空ポンプ手段、及び取り出された酸Ｍ
富化空気を該富化器の出口に流通せしめる富化器内導管
手段を具備したものが挙げられる。かかる発生手段のう
ち、本発明の酸素富化気体供給装置用として吸着型酸素
富化器が最も適している。

本発明の酸素富化気体供給装置は、かかる酸素富化気体
発生手段と、その富化気体を使用１こ供するための供給
手段、及び前記の如き形式の該富化気体の流量計をηＶ
えたものである。かかる供給手段の形式はいかなるもの
であってもよく、その具体例としてＡ　Ｉ？内に細いチ
ューブの先端を挿入するのカニューラ形式やマスク形式
のものがあげられる。場合によっては単なるチューブ等
の導管手段であってもよい。かかる供給手段から供給さ
れる酸素富化気体の流量としては、その発生手段として
酸素富化器を用いた場合、下限が０．Ｉｆｌ／ｍｉｎ　
、更には０．５ρ／ｍｉｎ　、待に１旦７’　ｍ　ｊ　
ｎであることが好ましく、また上限としては１０１　／
ｍｉｎ　。

更には８Ｕ／ｍｉｎ、特に６１／ｍｉｎであることが望
ましい。

本発明における酸素富化気体口（給装置は、該気体の発
生手段が必要以上に加圧された富化気体を発生するもの
である場合には、その発生手段と該流量計の間に減圧手
段を設けることが望ましい。

特に圧力変動吸着型酸素富化器を用いた場合には、該流
量計の流入口側の圧力が変動しやすいので、その上流側
の導管手段に２個の減圧手段を直列に設けることが望ま
しい。また該流量計の気体流入口に連結した導管手段の
上流側に、特に好ましくはその直ぐ上流側にフィルタ一
手段を設けて該流量計における山道孔の目詰りを防止す
るのが良い。

かかるフィルタ一手段としては、細菌の侵入を防ぐ１能
も兼ねて除菌フィルターを用いてもよい。

〈発明の効果〉 本発明の流量計は、その製造法が簡単で且つ再現性も充
分確保された精度の高い流量計が容易に得られ、その使
用時において流量の設定が例えばワンタッチで簡単に行
なうことができ且つその流１の表示を目で確認しやすい
デジタルタイプにできる利点がある。また本発明の流量
計は、流路を絞った１通孔の部材の厚みが薄いことから
、目詰りが生じにくく、流量の高い再現性が得られる利
点もある。

また本発明の酸素富化気体供給装置は、上記の１１１点
をイ１した流量計を組み込むことによって、ワンタッチ
式なる簡！Ｊｉな操作で流：ｎ切換えが可能であり、そ
の流用表示を見安いデジタル形式にでき、さらには流Ｅ
−計に起因したトラブ°ルが少なくできる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の気体流１計の実施態様例を模式的に
断面図で示したものであり、第２図はその流量計に用い
られる多数の貫通孔を有した薄い板状部材を例示したも
のである。 特許出願人　　帝　　人　　株　　式　　会　　社　、
−−−代　　理　　人　　弁理士　　前　　１）　純　
　博　二　“゛、−

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体の流入口、流体の流出口、及び複数の独立し
   た貫通孔を有した薄い板状部材を備え、該貫通孔に該流
   体を流通せしめることにより流体の流量を調節するよう
   にしたことを特徴とする流量計。
2. （２）該板状部材の厚さが、０．０１〜１ｍｍである特
   許請求の範囲第１項記載の流量計。
3. （３）該複数の独立した貫通孔の各々が、流体の通過時
   において、異なった流動抵抗を持つものである特許請求
   の範囲第１項記載の流量計。
4. （４）該板状部材が、少なくとも該貫通孔に対応した部
   分に貫通した穴を有した支持体に取り付けられている特
   許請求の範囲第１項記載の流量計。
5. （５）該板状部材を該支持体と共に回転させることによ
   り、該貫通孔を介して該流体の流入口と流出口を流通せ
   しめるものである特許請求の範囲第１項記載の流量計。
6. （６）該貫通孔が、該板状部材をエッチングで加工する
   ことにより設けられたものである特許請求の範囲第１項
   記載の流量計。
7. （７）流体の流入口、流体の流出口、及び複数の独立し
   た貫通孔を有した部材を備え、該貫通孔に該流体を流通
   せしめることにより流体の流量を調節するようにした流
   体流量計において、該流体の流入口又はそれに連結され
   た導管手段に、流体流量スパン調節手段を備えたもので
   あることを特徴とした流量計。
8. （８）空気よりも酸素濃度が高められた酸素富化気体の
   発生手段、該酸素富化気体を使用に供するための供給手
   段、及び該酸素富化気体の流量を調節するための流量計
   を備えた酸素富化気体供給装置において、該流量計が該
   酸素富化気体の流入口、該気体の流出口、及び複数の独
   立した貫通孔を有した薄い板状部材を備え、該貫通孔に
   該気体を流通せしめることにより該気体の流量を調節す
   るようにしたことを特徴とする酸素富化気体供給装置。
9. （９）該酸素富化気体の発生手段が、吸着型酸素富化器
   、膜型酸素富化器、酸素ボンベ、及び液体酸素を内蔵し
   た酸素発生器の少なくとも１種を用いたものである特許
   請求の範囲第８項記載の装置。
10. （１０）空気よりも酸素濃度が高められた酸素富化気体
    の発生手段、該酸素富化気体を使用に供するための供給
    手段、及び該酸素富化気体の流量を調節するための流量
    計を備えた酸素富化気体供給装置において、該流量計が
    該酸素富化気体の流入口、該気体の流出口、複数の独立
    した貫通孔を有した部材、及び該気体の流入口又はそれ
    に連結された導管手段に具備された該気体流量スパン調
    節手段を備え、該貫通孔に該気体を流通せしめることに
    より該気体の流量を調節するようにしたことを特徴とす
    る酸素富化気体供給装置。