JPWO2014083593A1

JPWO2014083593A1 - 酸素濃縮装置

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Publication number: JPWO2014083593A1
Application number: JP2014549648A
Authority: JP
Inventors: 輝彦大内
Original assignee: Ikiken Co Ltd
Current assignee: Ikiken Co Ltd
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2017-01-05
Also published as: WO2014083593A1

Abstract

【課題】患者が鼻カニューラ等の酸素吸入用具を用いて酸素を吸入している際に火災や失火によりカニューラやチューブに着火した場合に、確実に着火を検知して使用上の安全性を確保することができる酸素濃縮装置を提供する。【解決手段】酸素濃縮装置（１０）は、カニューラ（２２）の適宜の位置に配置され、カニューラ（２２）に着火したことを検知する検知部である温度センサ（３２０）を有する検知部保持具である例えばカプラソケット（４００）と、検知部である温度センサ（３２０）からの信号を受信することで、カニューラ（２２）の着火を判別して濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断操作部（５００）を備える。【選択図】図５

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関する。

肺に疾病を抱える患者（患者）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、鼻マスク等の酸素吸入用具(以下、鼻カニューラと記載)のチューブを、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、鼻カニューラ等のチューブ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、鼻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失火によりカニューラやチューブに着火した場合に、確実に着火を検知して使用上の安全性を確保することができる酸素濃縮装置を提供することを目的とする。

本発明の酸素濃縮装置は、本体にカニューラを取り付けて、前記本体で生成される濃縮酸素を、前記カニューラを通じて患者に供給する酸素濃縮装置であって、前記カニューラの適宜の位置に装着されると起動して、前記カニューラに着火したことを検知する検知部と、前記検知部の信号を送信する通信部を有する検知部保持具と、前記検知部の前記通信部からの前記信号を受信することで、前記カニューラの着火を判別して、前記濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断操作部とを備えることを特徴とする。
上記構成によれば、検知部保持具を装着するだけで、酸素遮断操作部は検知部保持具の検知部からの信号を酸素遮断部が受信して、酸素遮断操作部がカニューラの着火を判別すると、酸素遮断操作部は濃縮酸素の供給を遮断する。これにより、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失火によりカニューラやチューブに着火した場合に、確実に着火を検知して使用上の安全性を確保することができる。

好ましくは、前記検知部保持具は、前記カニューラのチューブを前記本体側の酸素出口部に着脱可能に装着するソケットであり、前記ソケットは、前記ソケットを前記本体側の前記酸素出口部に装着したことを検知する装着検知センサと、前記装着検知センサにより前記ソケットの前記本体側前記酸素出口部への装着が検知されない状態で装置を起動しようとすると、警告を出す制御部とを有する。
上記構成によれば、火炎を検知する前記ソケットが装着されないままで、酸素濃縮装置を起動しようとすると、警告されることで、使用者に対して、常に安全な状態で装置を使用することを、促すことができる。
また、好ましくは、前記検知部保持具は、前記カニューラのチューブを前記本体側の酸素出口部に着脱可能に装着するソケットであり、前記ソケットは、前記ソケットを前記本体側の前記酸素出口部に装着したことを検知する装着検知センサと、前記装着検知センサにより前記ソケットの前記本体側前記酸素出口部への装着が検知されると起動を開始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、火炎を検知する前記ソケットが装着されないままで、酸素濃縮装置を起動しようとしても、制御部が起動不可能とするので、常に安全な状態で装置を使用することができる。
そして、検知部保持具を本体側の酸素出口部側に装着すると、検知部保持具の制御部の起動を開始するので、使用される電力消費量を極力削減することができる。

好ましくは、前記検知部保持具は、前記カニューラのチューブの適宜位置に着脱可能に装着される取り付け具であり、前記取り付け具は、前記取り付け具を前記チューブに装着したことを検知する装着検知センサと、前記装着検知センサにより前記取り付け具の前記チューブへの装着が検知されると起動を開始する制御部と、を有することを特徴とする。
上記構成によれば、検知部保持具である取り付け具をカニューラのチューブの適宜位置に装着するだけで、検知部保持具の制御部の起動を開始するので、使用される電力消費量を極力削減することができる。しかも、検知部保持具である取り付け具は、既存のカニューラのチューブに対して簡単に外付けすることができる。

好ましくは、前記酸素遮断操作部は、前記検知部からの信号を無線通信で受信することを特徴とする。
上記構成によれば、検知部から酸素遮断操作部への信号は、無線通通信により行うので、有線による信号の供給に比べて、検知部保持具と酸素遮断操作部との間において、通信用の配線の取り回しを無くすことができる。
好ましくは、前記検知部は、前記カニューラの温度を検出する温度センサであることを特徴とする。
上記構成によれば、温度センサがカニューラの温度を検出するだけで、火災や異常な過熱環境を検知することができる。

好ましくは、前記酸素遮断操作部は、前記カニューラの着火を報知する報知手段を有することを特徴とする。
上記構成によれば、酸素遮断操作部は、カニューラの着火と酸素の供給の遮断を、患者や酸素濃縮装置の管理者に対して報知することができる。

好ましくは、前記酸素遮断操作部は、前記カニューラに着火したことを検知すると、前記配管を押すことで前記配管の酸素流路を閉じて前記濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部を有することを特徴とする。
上記構成によれば、酸素遮断部は、濃縮酸素の供給を即座に遮断できるので、使用上の安全性を確保することができる。
好ましくは、前記酸素遮断操作部は、前記酸素吸入用具に着火したことを検知すると、供給経路に設けた弁を遮断することで前記配管の酸素流路を閉じて前記濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部を有することを特徴とする。

本発明によれば、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失火によりカニューラやチューブに着火した場合に、確実に着火を検知して使用上の安全性を確保することができる酸素濃縮装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態にかかる酸素濃縮装置の外観斜視図である。図１の酸素濃縮装置の操作パネルの概略平面図である。図１の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。図１の酸素濃縮装置の系統図である。図４の酸素濃縮装置の過熱検知ユニットの好ましい構成例を示す図である。カプラソケットの構成例と本体ケース内の酸素遮断操作部の構成例を示す図である。酸素遮断部の構造の一例を示す図である。カニューラのチューブの接続端部とカプラソケットと酸素出口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部の付近と、カプラソケットと、カニューラのチューブの接続端部を接続した状態を示す断面図である。本発明の第２実施形態にかかる酸素濃縮装置を示す外観斜視図である。図１０の酸素濃縮装置に配置される別のカプラソケットの構成例と本体ケース内の酸素遮断操作部の構成例を示す図である。本発明の第３実施形態にかかる酸素濃縮装置を示す外観斜視図である。図１２のカニューラのチューブの適宜の位置に、着脱可能に配置される取り付け具の構成例を示す図である。取り付け具と本体ケース内の酸素遮断操作部の構成例を示す図である。

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。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる酸素濃縮装置の外観斜視図、図２は、図１の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、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（本体の例）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。

図１に示すように、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、接続体としての例えば、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。このカプラソケット４００は、酸素出口部１５に形成された出口凹部１５Ｗに対して装着されることで、カプラソケット４００は酸素出口部１５に対して気密状態でしかも着脱自在に接続できる。また、図１に示すように、カプラソケット４００は、接続用の先端部４００Ｓを有しており、この先端部４００Ｓは、酸素吸入用のカニューラ２２のチューブ２３の接続端部２３Ｔに対して、着脱自在に接続できる。これにより、酸素出口部１５は、このカプラソケット４００を介して、カニューラ２２の接続端部２３Ｔに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。外出時等の移動時に使用するキャリア２５が、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、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、キャリア２５の下面の四隅には、樹脂製の自在キャスタが配置されている。

図２は、図１に示す操作パネル１３を拡大して示している。
図２に示す電源スイッチ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１４Ｂ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１５Ｂ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。

図２に示す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を有している。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いる。上方の酸素流量表示部１８が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の内部構成例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。図３に戻ると、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、箱型の二段式防音室３４が配置されるようになっている。

図３に示すように、ベース体４０には、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を有している。二段式防音室３４は、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、密閉箱３５に対して複数の固定ネジで固定するようにしている。このように固定ネジを用いて防音室蓋３９と防音室蓋３８を固定するために、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、真空成形されるポリエチ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。

図３の二段式防音室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（図４に示すＣＰＵ２００を含む基板）と、制御基板２０１（図４に示すモータ制御部２０１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の本体ケース１１内の系統図（配管図）である。
図４に示すように、系統図の各要素は本体ケース１１に配置されている。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２４ａ〜２４ｇ、２４Ｒ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）を一体化して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１００の内部に矢印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、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が配置されている。このコンプレッサ１０５は、圧縮手段１０５ａと減圧手段１０５ｂとを好ましくは一体構成したものであり、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、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が分岐して接続されている。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２４ｄに接続されている。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の下流側の配管２４e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、比例開度弁１１５の下流側には酸素流量センサ１１６が接続されている。この酸素流量センサ１１６の下流側の配管２４Ｒ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、配管２４Ｒは、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、カプラソケット４００と、カニューラ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である。

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、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２２７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１００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１００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いる。中央制御部２００は、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、患者が安静な状態にあって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に示す過熱検知ユニット６００について、図４と図５を参照して説明する。図４の酸素濃縮装置の過熱検知ユニットの好ましい構成例を示す図である。
図４に示すように、酸素濃縮装置１０には、過熱検知ユニット６００が配置されている。この過熱検知ユニット６００は、カニューラ２２のチューブ２３が着火した場合に、その着火による温度上昇により過熱を検知して火災を止めるための装置である。図５に示すように、過熱検知ユニット６００は、検知部３７０を有するカプラソケット４００と、本体ケース１１の内部に配置された酸素遮断操作部５００と、を有している。カプラソケット４００は、検知部３７０を保持するための検知部保持具の一例である。

図４に示す本体１１内に配置されている酸素出口部１５に近い位置にある配管２４Ｒは、濃縮された酸素を酸素出口部１５へ導くための酸素経路である。この配管２４Ｒの材質は、酸素遮断操作部５００の操作により機械的に押し潰すことで濃縮された酸素の供給を遮断することができるように、カニューラ２２のチューブ２３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。配管２４Ｒとカニューラ２２のチューブ２３は、通常の大気酸素濃度では燃えない、自己消化性の塩化ビニルが好ましい。もちろん、配管２４Ｒとカニューラ２２のチューブ２３は、難燃性のフッ素樹脂でもよい。

図６は、過熱検知ユニット６００の好ましい構成例を示しており、カプラソケット４００の構成例と本体ケース１１内の酸素遮断操作部５００の構成例を示している。
図５に示すカプラソケット４００は、検知部３７０を有している。この検知部３７０は、カニューラ２２の温度を測定した温度情報を、酸素遮断操作部５００側に無線で送信する機能を有している。検知部３７０は、制御部３１０と、温度センサ３２０と、通信部３２５と、バッテリ３１１と、装着検知センサ３９０を有している。
バッテリ３１１は、制御部３１０等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。温度センサ３２０は制御部３１０に電気的に接続されており、カニューラ２２の着火による温度上昇を検知して、温度検出信号ＴＳを制御部３１０に送る。この温度センサ３２０としては、例えばＣ−ＭＯＳ半導体センサ（バンドギャップ回路）を採用することができる。制御部３１０は、通信部３２５を通じてこの温度検出信号ＴＳを酸素遮断操作部５００に対して、無線で送信させるようになっている。

図５と図６に示す装着検知センサ３９０は、例えばオンオフスイッチ等の接触センサである。この装着検知センサ３９０が、図５に示すようにカプラソケット４００を酸素出口部１５に対して装着したことを検知すると、装着検知センサ３９０は制御部３１０に装着検知信号ＤＦを送る。
制御部３１０は、検知信号ＤＦを受け取らないうちに、使用者が装置の起動をしようとすると、警報ランプ６０３の点灯及び／または警報ブザー６０４の鳴動等により警告を出す。これにより、使用者に、常に酸素濃縮装置の安全な使用を促すことができる。
あるいは、これに替え、これに加えて、制御部３１０は、検知信号ＤＦを受け取らないうちに、使用者が装置の起動をしようとしても、その起動を阻止るようになっている。
これにより、カプラソケット４００の装着なしに酸素濃縮装置が運転されることがないので、常に安全な状態で装置の運転をすることができる。
また、制御部３１０は、温度センサ３２０から得られた温度情報を、酸素遮断操作部５００側に無線で送信する機能を起動させるようになっている。このようにすることで、制御部３１０は、カプラソケット４００を酸素出口部１５に対して装着するまでは起動しないので、バッテリ３１１の消耗を最小限にすることができる。
図５と図６の例では、カプラソケット４００に温度センサ３２０が配置されているが、この温度センサ３２０は、例えば先端部４００Ｓに配置されている。このため、温度センサ３２０は、カニューラ２２のチューブ２３に最も近い位置に配置されているので、カニューラ２２のチューブ２３の昇温による過熱状態を、チューブ２３の最も近い位置で速やかに検知することができる。

一方、図６に示すように、本体ケース１１内の酸素遮断操作部５００は、制御部６０２と、警報ランプ６０３と、警報ブザー６０４と、バッテリ６０５と、酸素遮断部３３０と、通信部３２８を有している。バッテリ６０５は、制御部６０２と酸素遮断部３３０等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。本体の電源制御回路２２６からの電源を使用しても構わない。制御部６０２は、警報ランプ６０３、警報ブザー６０４と、酸素遮断部３３０のそれぞれの動作を制御する。酸素遮断部３３０は、配管２４Ｒの途中部分を機械的に押し潰すことで配管２４Ｒの酸素経路３３３を閉鎖して、濃縮された酸素が図４に示す酸素出口部１５側に供給できないようする。
通信部３２１と通信部３２２としては、例えば小型で低消費電力の通信手段であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ４．０（登録商標）（短距離無線通信の規格）やＺｉｇＢｅｅ（家電向けに策定された無線通信規格）、あるいはＮＦＣ通信ユニット（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、１０数ｃｍの距離で行う小電力無線通信の国際規格）等を採用することができる。
すなわち、通信部３２１と通信部３２２は、対となって無線通信を確立ことができるもので、それぞれの通信部は、通信のための発振器やコイル、ならびに送受信アンテナ等を備えるものである。

図６の通信部３２８は、通信部３２５から温度センサ３２０からの温度検出信号ＴＳを受信する。通信部３２８が温度検出信号ＴＳを受信すると、この温度検出信号ＴＳは制御部６０２に送られる。制御部６０２が、温度検出信号ＴＳを受けて、チューブ２３の温度が一定温度以上昇温したと判断、例えば４０℃以上、好ましくは４０℃以上でしかも１℃/秒上昇になったと判断すると、制御部６０２は、酸素遮断部３３０を作動して配管２４Ｒの途中を機械的に潰して酸素経路３３３を直ちに閉塞する。これにより、図４に示す酸素出口部１５からの濃縮された酸素の供給を直ちに遮断することができる。制御部６０２は、この酸素の遮断とともに、例えば報知手段である警報ランプ６０３を点灯させ、警報ブザー６０４により警報音を発生することができる。

ここで、図６に示す酸素遮断部３３０の具体的な構造の一例を、図７を参照して説明する。図７は、酸素遮断部３３０の構造の一例を示している。
図７に示す酸素遮断部３３０は、制御部６０２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７（Ａ）と図７（Ｂ）に示すように、押圧部材３３２は、配管２４Ｒを直接機械的に固定部３３５側に押し付けて、配管２４Ｒを弾性変形させることで、配管２４Ｒの酸素経路３３３を閉塞する。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７（Ａ）では、配管２４Ｒの酸素経路３３３は確保されている。しかし、図７（Ｂ）では、制御部６０２は、通信部３２８から温度検出信号ＴＳを受けて、カニューラ２２のチューブ２３が着火したと判断した場合には、制御部６０２が駆動部３３１を制御してロッド３３４を直線移動する。このロッド３３４の移動により、押圧部材３３２は弾性変形可能な部分である配管２４Ｒを、押し当て部３３５に対して押し潰して、酸素経路３３３を直ちに閉塞できる。これにより、濃縮された酸素が、配管２４Ｒから酸素出口部１５へ供給できないので、カニューラ２２側への濃縮酸素の供給を即座に遮断できる。
なお、図７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。
経路の閉鎖はデマンド弁１１７の閉鎖でも可能である。

ここで、図８と図９を参照して、カプラソケット４００の構造例をさらに詳しく説明しておく。
図８は、カニューラ２２のチューブ２３の接続端部２３Ｔとカプラソケット４００と酸素出口部１５の構造例を示す斜視図である。図９は、酸素濃縮装置１０の酸素出口部１５の付近と、カプラソケット４００と、カニューラ２２のチューブ２３の接続端部２３Ｔを接続した状態を示す断面図である。
図９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、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、カプラソケット４００の脱着操作が容易に行える。

図９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８と図９に示すように、酸素出口部１５は、連結部材４２０を介して配管２４Ｒ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。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８に示すカプラソケット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、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。患者がこの押圧ボタン４００Ｎを押しながら、カプラソケット４００を上方向に引くことで、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、患者がこの押圧ボタン４００Ｎを押しながら、カプラソケット４００を逆方向に押すことで、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、上述した酸素濃縮装置１０を使用する際に、過熱検知を行って火災を検知した場合に濃縮酸素の供給を即座に停止する動作について説明する。
患者が、図１に示す酸素濃縮装置１０を用いて酸素の吸入を行う場合には、カニューラ２２の接続端部２３Ｔは、酸素濃縮装置１０の酸素出口部１５に対して、カプラソケット４００を用いて接続する。これにより、濃縮酸素は、酸素出口部１５からカプラソケット４００とカニューラ２２を通じて、患者に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２２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のチューブ２３が着火して、過熱によりカニューラ２２が高温状態になるおそれがある。カニューラ２２に火炎が発生してしまった場合には、患者の安全性を確保するために、酸素濃縮装置１０の本体ケース１１側では、濃縮酸素の供給を即座に遮断する必要がある。そこで、この濃縮酸素の供給の遮断動作について、以下に説明する。
患者が、例えば喫煙していて、たばこの火が図１に示すカニューラ２２のチューブ２３に万一引火した場合には、火炎はカニューラ２２のチューブ２３を経て酸素出口部１５に炎達して、空気中の酸素により燃焼または過熱するおそれがある。

この場合には、図６の通信部３２５は、温度センサ３２０からの温度検出信号ＴＳを、酸素遮断操作部５００の通信部３２８に対して送信して、通信部３２８が、通信部３２５から温度センサ３２０からの温度検出信号ＴＳを受信すると、この温度検出信号ＴＳは制御部６０２に送られる。
制御部６０２は、温度検出信号ＴＳを受けて、制御部６０２が、チューブ２３の温度が一定温度以上昇温したと判別、例えば４０℃以上になったと判別すると、制御部６０２は、酸素遮断部３３０を作動して配管２４Ｒの途中を機械的に潰して閉塞する。

これにより、酸素遮断部３３０は、図７（Ａ）から図７（Ｂ）に示すように、配管２４Ｒの途中を機械的に潰して閉塞する。このように酸素遮断部３３０が配管２４Ｒの途中を閉塞することにより酸素経路３３３を直ちに閉じることができる。従って、濃縮酸素が酸素出口部１５側へ供給されるのを即座に遮断することができる。すなわち、図７（Ａ）に示す配管２４Ｒの酸素経路３３３が開いた状態から、図７（Ｂ）に示すように制御部６０２が駆動部３３１を制御してロッド３３４を直線移動する。このロッド３３４の移動により、押圧部材３３２は弾性変形可能な部分である配管２４Ｒを、押し当て部３３５に対して機械的に押し潰して、酸素経路３３３を閉塞できる。これにより、濃縮された酸素が、配管２４Ｒから酸素出口部１５へ供給できないので、カニューラ２２側への濃縮酸素の供給を即座に遮断できる。

しかも、図６に示す制御部６０２は、この酸素の遮断動作とともに、報知手段である警報ランプ６０３を点灯させ、警報ブザー６０４により警報音を発生させて、患者や管理者に通知する。これにより、患者や管理者は、本体ケース１１側で、火災の発生と酸素の遮断動作が行われたことを確実に認識して対処することができる。
なお、図６に示す酸素遮断部３３０の構造を採用することにより、本体ケース１１内の配管２４Ｒ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。酸素遮断部３３０の構造は、図６（Ａ）に示すような構造だけではなく、例えばモータが回転カムを回転させることで配管２４Ｒを押して閉塞する構造を採用することもできる。

（第２実施形態）
次に、図１０と図１１を参照して、本発明の酸素濃縮装置の第２実施形態を説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態の酸素濃縮装置１０Ａを示す外観斜視図であり、図１１は、図１０の酸素濃縮装置１０Ａに配置される別のカプラソケット４００Ａの構成例と、本体ケース１１内の酸素遮断操作部５００の構成例を示している。図１１に示す過熱検知ユニット６００Ａは、カニューラ２２のチューブ２３が着火した場合に、その着火による過熱を検知して火災を止めるための装置である。過熱検知ユニット６００Ａは、検知部３７０を有するカプラソケット４００Ａと、本体ケース１１の内部に配置された酸素遮断操作部５００と、を有している。カプラソケット４００Ａは、検知部３７０を保持するための検知部保持具の例である。

図１１に示す別のカプラソケット４００Ａと、図６に示すカプラソケット４００とは、同じ構造のものである。図１１に示す検知部３７０は、図１０に示す別のカプラソケット４００Ａに配置するだけではなく、図１０に示すカプラソケット４００にも配置しても良い。図１１に示す検知部３７０の構造は、図４に示す検知部３７０と同じものである。また、図１１に示す本体ケース１１内の酸素遮断操作部５００の構造は、図４に示す本体ケース１１内の酸素遮断操作部５００の構造と同じである。
図１０に示すように、この別のカプラソケット４００Ａは、カニューラ２２のチューブ２３の接続端部２３Ｔを、別部材であるカプラプラグ４００Ｂを用いて、延長チューブ２３Ｃの接続端部２３Ｒに対して、着脱可能に接続している。しかも、延長チューブ２３Ｃの別の接続端部２３Ｓは、カプラソケット４００を用いて本体ケース１１の酸素出口部１５に対して着脱可能に接続できる。このように、別のカプラソケット４００Ａとカプラプラグ４００Ｂと延長チューブ２３Ｃを用いることで、カニューラ２２のチューブ２３だけを用いるのに比べて、必要に応じてカニューラ２２の長さを延長することができる。このため、患者は本体ケース１１から離れた位置でも酸素供給を受けることができる。

また、図１１に示すように、検知部３７０は、別のカプラソケット４００Ａに配置するのに代えて、カプラプラグ４００Ｂに配置することもできる。カプラプラグ４００Ｂは、検知部３７０を保持する検知部保持具の例である。図１０と図１１の酸素濃縮装置１０Ａの他の構成要素の構造と効果は、図６に示す酸素濃縮装置１０の対応する他の構成要素の構造と効果と実質的に同じであるので、その説明を用いることにする。
図１１に示す装着検知センサ３９０は、例えばオンオフスイッチ等の接触センサである。この装着検知センサ３９０が、このカプラソケット４００Ａ（あるいはカプラプラグ４００Ｂ）を例えばカプラプラグ４００Ｂに対して装着したことを検知して、制御部３１０に装着検知信号ＤＦを送る。これにより、制御部３１０は、起動をして、制御部３１０は、温度を測定した温度情報を、酸素遮断操作部５００の通信部３２８に無線で送信する機能を起動させるようになっている。このようにすることで、制御部３１０は、カプラソケット４００Ａ（あるいはカプラプラグ４００Ｂ）を装着するまでは起動しないので、バッテリ３１１の消耗を最小限にすることができる。

（第３実施形態）
次に、図１２から図１４を参照して、本発明の酸素濃縮装置の第３実施形態を説明する。
図１２は、本発明の酸素濃縮装置１０Ｂを示す外観斜視図であり、図１３は、図１２の酸素濃縮装置１０Ｂのカニューラ２２のチューブ２３の適宜の位置において、着脱可能に外付けにより装着できる取り付け具７００の構成例を示している。図１４は、取り付け具７００と本体ケース１１内の酸素遮断操作部５００の構成例を示している。
図１４に示すように、過熱検知ユニット６００Ｂは、ニューラ２２のチューブ２３が着火した場合に、その着火による過熱を検知して火災を止めるための装置である。過熱検知ユニット６００Ｂは、検知部３７０を有する取り付け具７００と、本体ケース１１の内部に配置された酸素遮断操作部５００と、を有している。

図１３（Ａ）に示すように、取り付け具７００は、チューブ２３の適宜の位置に対して、後付けあるいは外付けすることで着脱可能に装着できる構造を有している。取り付け具７００は、検知部３７０を保持する検知部保持具の例である。これにより、検知部３７０を有する取り付け具７００は、チューブ２３の適宜位置に後付けあるいは外付けにより装着できるので、装着位置が限定されずに自由に取り付けることができる。従って、検知部３７０を有する取り付け具７００は、患者により近い位置に装着できるので、カニューラ２２の過熱状態をさらに早く検知できる利点がある。
図１３に示すように、この取り付け具７００は、第１挟み部材７０１と第２挟み部材７０２と、連結軸７０３と、そしてスプリング７０４を有している。第１挟み部材７０１は、チューブ２３を挟むための半円筒部分７０１Ｂと操作部７０１Ｃを有し、第２挟み部材７０２は、チューブ２３を挟むための半円筒部分７０２Ｂと操作部７０２Ｃを有する。

操作部７０１Ｃと操作部７０２Ｃは、連結軸７０３により相対的に回転できるように連結されている。患者もしくは管理者が、操作部７０１Ｃと７０２Ｃをスプリング７０４の力に抗して近づくように押すことで、半円筒部分７０１Ｂ、７０２Ｂは、チューブ２３を挟むことができる。そして、患者もしくは管理者が、操作部７０１Ｃと７０２Ｃを離せば、スプリング７０４の力により、半円筒部分７０１Ｂ、７０２Ｂは、チューブ２３の外周面に保持することができる。これにより、取り付け具７００の検知部３７０の温度センサ３２０は、チューブ２３の適宜の位置においてチューブ２３の外周面の温度を直接検出することができる。

図１４に示す装着検知センサ３９０は、例えばオンオフスイッチ等の接触センサである。この装着検知センサ３９０が、取り付け具７００をチューブ２３の適宜位置に装着したことを検知して、制御部３１０に装着検知信号ＤＦを送る。これにより、制御部３１０は、起動をして、制御部３１０は、温度情報を、酸素遮断操作部５００の通信部３２８に無線で送信する機能を起動させる。このようにすることで、制御部３１０は、取り付け具７００を装着するまでは起動しないので、バッテリ３１１の消耗を最小限にすることができる。

なお、検知部３７０を備える取り付け具７００は、酸素供給経路であるチューブ２３の適所に装着できる。すなわち、「適所」とは、火炎検知に温度センサ３２０を利用する上で、温度センサ３２０の設置個所として好ましい箇所を意味している。この場合、検知部３７０を備える取り付け具７００を、チューブ２３上で、カニューラ２２に近い箇所に設けた場合には、患者の存在箇所に近くであれば、患者がタバコを吸って、その火がチューブ２３内の酸素に着火した場合を想定すると、タバコの火が存在することが想定される箇所の近傍に設けるのが好ましい。

ところで、上述した本発明の各実施形態では、図６、図１１そして図１４に示す通信部３２５と通信部３２８として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ４．０）やＺｉｇＢｅｅを使用する場合には、予めペアリングと呼ばれる機器同士の登録作業が必要になる。この登録作業は、次のようにして行う。
子機であるカプラソケットやカプラプラグあるいはクリップに対して、固有に割り振られたアドレスのような番号を使用し、本体ケース１１側では、この子機のアドレスを入力して、子機と本体ケース側とはお互いに通信認識することで、子機と本体ケースの登録作業を行うことができる。この登録作業を行うための固有アドレス入力手段としては、酸素濃縮装置の本体ケース１１のスイッチ類を兼用させて入力させる方法や、酸素濃縮装置にタブレット、コンピュータなどを接続して実施する方法がある。

一旦登録された子機は、起動時に、酸素濃縮装置から呼びかけることで、待機モードから復帰して、火災発生監視モードに入る。また、子機が本体ケース側からの呼びかけに答えないか、登録された個数が無い、カプラソケットやカプラプラグが接続されたとの応答が無いか、あるいはクリップが装着されたとの応答が無い場合には、カプラソケットやカプラプラグの未接続警報あるいはクリップの未装着警報を発生して、本体ケース１１側の動作は停止させる。全ての子機が応答して、カプラソケットやカプラプラグが接続されたとの応答あるいはクリップが装着されたとの応答が本体ケース１１側にあり、火災発生が無く、全ての条件を満たした場合にだけ、酸素濃縮装置は酸素供給を開始することになる。
これらによれば、カニューラ等の付け忘れ、延長チューブの接続忘れ、抜けなどによる酸素供給が出来ない状態を未然に防止することが出来る。酸素濃縮器は開放系に対し酸素を供給するため、接続忘れを検出することは通常では難しい。

本発明の実施形態の酸素濃縮装置１０，１０Ａ，１０Ｂは、カニューラ２２を通じて患者に濃縮酸素を供給する際に、本体ケース１１にカニューラ２２を取り付けて、本体ケース１１で生成される濃縮酸素を、カニューラ２２を通じて患者に供給する。酸素濃縮装置１０，１０Ａ，１０Ｂは、カニューラ２２の適宜の位置に装着されると起動して、カニューラ２２の適宜の位置に配置され、カニューラ２２に着火したことを検知する検知部である温度センサ３２０を有する検知部保持具である例えばカプラソケット４００（４００Ａ、カプラプラグ４００Ｂ、取り付け具７００）と、検知部からの信号を受信することで、カニューラの着火を判別して、濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断操作部５００を備える。これにより、カプラソケット４００（４００Ａ、カプラプラグ４００Ｂ、取り付け具７００）が、カニューラ２２の適宜の位置に装着されると起動して、検知部保持具の検知部からの信号を酸素遮断部が受信して、酸素遮断操作部がカニューラの着火を判別すると、酸素遮断操作部は濃縮酸素の供給を遮断する。これにより、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失火によりカニューラやチューブに着火した場合に、確実に着火を検知して使用上の安全性を確保することができる。

検知部保持具は、カニューラのチューブを本体側の酸素出口部に着脱可能に装着するソケットであり、ソケットは、ソケットを本体側の酸素出口部に装着したことを検知する装着検知センサ３９０と、装着検知センサ３９０によりソケットの本体側の酸素出口部１５への装着が検知されると起動を開始する制御部３１０を有する。これにより、検知部保持具を本体側の酸素出口部側に装着すると、検知部保持具の制御部の起動を開始するので、使用される電力消費量を極力削減することができる。

検知部保持具は、カニューラのチューブの適宜位置に着脱可能に装着される取り付け具７００であり、取り付け具７００は、取り付け具をチューブに装着したことを検知する装着検知センサ３９０と、装着検知センサ３９０により取り付け具のチューブへの装着が検知されると起動を開始する制御部３１０を有する。これにより、検知部保持具である取り付け具をカニューラのチューブの適宜位置に装着するだけで、検知部保持具の制御部の起動を開始するので、使用される電力消費量を極力削減することができる。しかも、検知部保持具である取り付け具は、既存のカニューラのチューブに対して簡単に外付けすることができる。

酸素遮断操作部５００は、検知部からの信号を無線通信で受信するので、検知部から酸素遮断操作部への信号は、小型で安価な無線通通信により行え、有線による信号の供給に比べて、検知部保持具と酸素遮断操作部との間において、通信用の配線の取り回しを無くすことができる。
この検知部は、カニューラ２２の温度を検出する温度センサ３２０であると、温度センサがカニューラの温度を検出するだけで、火災や異常な過熱環境を検知することができる。

酸素遮断操作部５００は、カニューラ２２の着火を報知する報知手段（６０３，６０４）を有するので、酸素遮断操作部は、カニューラの着火と酸素の供給の遮断を、患者や酸素濃縮装置の管理者に対して報知することができる。
酸素遮断操作部５００は、カニューラ２２に着火したことを検知すると、配管２４Ｒを押すことで配管２４Ｒの酸素経路３３３を閉じて濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部３３０を有する。これにより、制御部６０１（８０１）が火災発生を検出すると、配管２４Ｒの酸素経路３３３を閉じて濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部３３０を有するので、酸素遮断部３３０は、濃縮酸素の供給を即座に遮断でき、使用上の安全性を確保することができる。

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。例えば、警報ランプと警報ブザー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。本発明の各実施形態では、温度センサ３２０に代えて、炎センサを用いても良い。この炎センサとは、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。
また、本発明の各実施形態では、酸素遮断操作部５００は、本体ユニット１１に内蔵しているが、これに代えてあるいは追加して、すでに説明したカプラソケット４００、４００Ａと、ソケットの別の例であるカプラプラグ４００Ｂと、そして取り付け具７００、あるいは図示しない別のアダプタに配置するようにしても良い。
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（本体の例）、１５・・・酸素出口部、２２・・・カニューラ、２３・・・カニューラのチューブ、２３Ｔ・・・カニューラのチューブの接続端部、３１０・・・制御部、３２０・・・温度センサ、３２５・・・通信部、３２８・・・通信部、３３０・・・酸素遮断部、３３３・・・配管の酸素流路、３９０・・・装着検知センサ、４００，４００Ａ・・・カプラソケット（ソケット、検知部保持具の例）、４００Ｂ・・・カプラプラグ（検知部保持具の例）、５００・・・酸素遮断操作部、６００，６００Ａ，６００Ｂ・・・過熱検知ユニット、６０３・・・報知手段の一例である警報ランプ、６０４・・・報知手段の一例である警報ブザー、７００・・・取り付け具（検知部保持具の例）、

Claims

本体に酸素吸入用具を取り付けて、前記本体で生成される濃縮酸素を、前記酸素吸入用具を通じて患者に供給する酸素濃縮装置であって、
前記酸素吸入用具の適宜の位置に装着されると起動して、前記酸素吸入用具に着火したことを検知する検知部と、前記検知部の信号を送信する通信部を有する検知部保持具と、
前記検知部の前記通信部からの前記信号を受信することで、前記酸素吸入用具の着火を判別して、前記濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断操作部と
を備えることを特徴とする酸素濃縮装置。
前記検知部保持具は、前記酸素吸入用具のチューブを前記本体側の酸素出口部に着脱可能に装着するソケットであり、
前記ソケットは、
前記ソケットを前記本体側の前記酸素出口部に装着したことを検知する装着検知センサと、
前記装着検知センサにより前記ソケットの前記本体側前記酸素出口部への装着が検知されない状態で装置を起動しようとすると、警告を出す制御部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。
前記検知部保持具は、前記カニューラのチューブを前記本体側の酸素出口部に着脱可能に装着するソケットであり、
前記ソケットは、
前記ソケットを前記本体側の前記酸素出口部に装着したことを検知する装着検知センサと、
前記装着検知センサにより前記ソケットの前記本体側前記酸素出口部への装着が検知されると起動を開始する制御部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。
前記検知部保持具は、前記酸素吸入用具のチューブの適宜位置に着脱可能に装着される取り付け具であり、
前記取り付け具は、
前記取り付け具を前記チューブに装着したことを検知する装着検知センサと、
前記装着検知センサにより前記取り付け具の前記チューブへの装着が検知されると起動を開始する制御部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。
前記酸素遮断操作部は、前記検知部からの信号を無線通信で受信することを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。
前記検知部は、前記酸素吸入用具の温度を検出する温度センサであることを特徴とする請求項４に記載の酸素濃縮装置。
前記酸素遮断操作部は、前記酸素吸入用具の着火を報知する報知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。
前記酸素遮断操作部は、前記酸素吸入用具に着火したことを検知すると、前記配管を押すことで前記配管の酸素流路を閉じて前記濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の酸素濃縮装置。
前記酸素遮断操作部は、前記酸素吸入用具に着火したことを検知すると、供給経路に設けた弁を遮断することで前記配管の酸素流路を閉じて前記濃縮酸素の供給を遮断する酸素遮断部を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の酸素濃縮装置。