TW201130529A - Oxygen concentrator - Google Patents

Description

201130529 六、發明說明： 【發明戶斤屬之技術領域3 發明領域 本發明係有關於一種使用相較於氧而優先地吸附氮之 吸附劑的壓力變動吸附型氧濃縮裝置，特別是有關於一種 可藉由遠距離操作進行所生成的氧濃縮氣體之流量設定的 氧濃縮裝置。 【先前技術3 發明背景 近年來，苦於氣喘、肺氣腫症、慢性支氣管炎等呼吸 器官系器官之疾病的患者有增加之傾向，作為其治療法， 最具效果之一者包括氧吸入療法。前述氧吸入療法係使患 者吸入氧氣或氧濃縮氣體。作為其供給源，已知的是氧濃 縮裝置、液態氧、氧氣高壓罐等，然而，若由使用時之便 利性或保養管理之容易度來看，則居家氧療法係以使用氧 濃縮裝置為主流。 氧濃縮裝置係將存在於空氣中約21%的氧分離、濃縮 並供給之裝置，且其包括：膜式氧濃縮裝置，係使用選擇 性地透過氧之膜者；及壓力變動吸附型氧濃縮裝置，係使 用可優先地吸附氮或氧之吸附劑者，然而，若由可取得90% 以上之高濃度氧之觀點來看，則壓力變動吸附型氧濃縮裝 置係構成主流。 壓力變動吸附型氧濃縮裝置可藉由交互地反覆進行以 下步驟而連續地生成高濃度氧濃縮氣體，即：加壓·吸附 201130529 步驟’係於填充有A型、13X型或Li-X型等之分子筛沸石作 為可相較於氧而選擇性地吸附氮之吸附劑的吸附筒中，供 給業已藉由壓縮機壓縮之空氣，藉此，於加壓條件下使氮 吸附於吸附劑，並取得未吸附之氧者；及減壓.脫附步驟， 係將月述吸附筒内之壓力減低至大氣壓或其以下，且藉由 沖洗業已吸附於吸附劑之氮而進行吸附劑之再生者。 由於此種氧濃縮裴置係由醫師供給如處方的氧，因 此，裝置之運轉開始.停止開關或氧流量設定開關之人機 用戶介面係匯集在氧濃縮裝置側。 先行技術文獻 專利文獻 專利文獻1日本專利公開公報特開平4_197268號公報 專利文獻2特開2008-136663號公報 【明内容】 發明概要 發明欲解決之課題 相對於此種氧濃縮裝置，於特開平4-197268號公報中 所揭示之技術係揭示—種可藉由遙控來實現氧濃縮裝置之 ON . OFF者。在處方為平均一分鐘之氧供給量為几以上之 高流量的重度呼吸器官疾病患者時，若自安靜時轉變成勞 動時’則由於會構成暫時地缺氧之狀態，因此，欲事先在 手邊變更設定流量以姆Λ条 θ e加乳供給流I之需求會增加。另一 方面，利用遙控來進行》罢 叮装置之ON.〇FF操作之需求反而較低。 作為解決此種需卡+ + 1 而衣之方法’於特開2008_136663號公報 201130529 中揭示有一種可變更設定流量之有線式或無線式之遙控。 然而，於有線式之情形時，必須沿著套管安裝遙控之配線， 在將套管拉長使用時，會無法使用前述有線式之遙控。又， 亦會產生套管與遙控配線纏住之問題。 該等問題可藉由使用無線式之遙控來解決。然而，於 文獻2中所揭示之技術中，不但患者無法確認目前的設定流 量，且在遙控操作時產生通信錯誤時，患者亦無法得知該 事態等，在安全面上並無因應對策。 用以欲解決課題之手段 發明人係提出以下發明作為前述問題之解決方法。 即，本發明係提供一種氧濃縮裝置，該氧濃縮裝置係可藉 由遠距離操作設定變更氧濃縮氣體之流量設定值者，又， 包含有：氧濃縮裝置本體，係具備以預定流量供給氧濃縮 氣體之流量設定機構，且前述氧濃縮氣體係分離空氣中的 氧所生成者；及遙控裝置，係用以遠距離操作該氧濃縮裝 置本體者；該氧濃縮裝置本體具備：雙向之通信機構A，係 於與該遙控裝置間收發有關流量設定值之資訊者；及控制 機構A，係控制該資訊之確認及流量設定者；該遙控裝置包 含有：確認按鈕，係用以得知該氧濃縮裝置本體目前所供 給的氧濃縮氣體之流量設定值者；流量設定變更按鈕，係 用以變更該氧濃縮裝置本體所供給的氧濃縮氣體之流量設 定值者；顯示部，係用以顯示該流量設定值者；及雙向之 通信機構B，係於與該氧濃縮裝置本體間收發有關流量設定 值之資訊者；該遙控裝置更具備控制機構B，且該控制機構 201130529 B係若遙控裝置未接收到目前氧濃縮裝置本體所供給的氧 濃縮氣體之流量設定值之資訊時，則不使流量設定變更按 鈕之操作有效。 又，本發明係提供一種氧濃縮裝置，其中該遙控裝置 之流量設定變更按紐係以階段方式變更設定流量值之按 鈕，且控制機構B係以下機構，即：將第丨階段之變更後之 流量設定資訊發送至氧濃縮裝置本體，且若該遙控裝置未 接收到變更後之氧濃縮裝置本體所供給的氧濃縮氣體之流 量設定值之資訊時，則進行不使流量設定變更按细朝下一 個階段之流量變更操作有效之控制。 又’本發明係提供一種氧濃縮裝置，其中該氧濃縮裝 置本體與該遙控裝置係具備個別之ID，同時該遙控裝置係 於按壓該確認按紐時’自遙控裝置將該1〇發送至氧濃縮裝 置本體，且該氧濃縮裝置本體係以下裝置，即：當所接收 到的ID資訊與氧濃縮裝置本體之仍彼此一致時，將目前氧 濃縮裝置本體所供給的氧濃縮氣體之流量設定值之資訊回 送至遙控機構，當ID彼此不一致時則通報錯誤，又，具備 在遙控裝置與氧濃縮裝置本體間之通信發生錯誤時，於該 遙控裝置之顯不部進行錯誤顯示之顯示機能及發出警報聲 之蜂鳴器，又，該遙控裝置與該氧濃縮裝置間之通信機構 係利用紅外線通信之雙向通信機構。 又，本發明係提供一種氧濃縮裴置，其中遙控裝置之 流量設定變更按鈕係設置於比遙控裝置之框體面低一段之 面，且按鈕表面位於比框體面更下方，又，該流量設定變 201130529 更按鈕係具備用以防止誤操作之外殼。 發明效果 若依據本發明，則可藉由利用遙控裝置之遠距離操 作，變更氧濃縮裝置本體所生成的氧濃縮氣體之流量，並 以氧濃縮裝置本體側目前的流量設定值為基準，以階段方 式進行流量變更，藉此，可將因通信錯誤而欲變更之流量 值與實際的供給流量差擔保在最小限度。又，即使在遙控 裝置與氧濃縮裝置本體之通信中產生錯誤時，患者亦可確 實地得知該事態，且可再度地嘗試通信等，能提供一種更 安全且便利的氧濃縮裝置。 圖式簡單說明 第1圖係顯示屬於本發明之氧濃縮裝置之實施態樣例 的壓力變動吸附型氧濃縮裝置之外觀圖，第2圖係顯示氧濃 縮裝置本體之模式圖。第3圖係屬於本發明之氧濃縮裝置之 實施態樣例的遙控裝置之外觀圖，並顯示打開外殼之狀 態，第4圖係顯示關上外殼之狀態之外觀圖。第5圖係顯示 遙控裝置之通信系統之方塊圖，第6圖係顯示使用遙控裝置 6遠距離操作氧濃縮裝置本體1之氧濃縮氣體的供給流量之 變更時的通信流程。 L實施方式3 用以實施發明之形態 使用圖式說明本發明之氧濃縮裝置之實施態樣例。 第1圖係屬於本發明之一實施形態的壓力變動吸附型 氧濃縮裝置之外觀圖，第2圖係氧濃縮裝置本體之概略裝置

S 7 201130529 構造圖。本發明之氧濃縮裝置具備：氧濃縮裝置本體1 ;及 遙控裝置6，係用以於遠距離進行設定流量之變更者。氧濃 縮裝置本體1係取入原料空氣，並藉由壓力變動吸附方法吸 附除去氮，且生成氧濃縮氣體，並以預定流量供給至使用 者。即便使用者位在遠離氧濃縮裝置本體1處，亦可藉由使 用遙控裝置6來進行氧濃縮氣體之供給流量之變更。 於第2圖中，1係表示氧濃縮裝置本體，3係表示為吸入 業經加濕之氧濃縮氣體之使用者的呼吸器官疾病患者。壓 力變動吸附型氧濃縮裝置本體1具備：經由在原料空氣取入 口所具備的空氣過濾器去除微細塵埃之Η E PA過濾器101、 吸氣消音器102、壓縮機103、流路切換閥104、吸附筒105、 逆止閥107、製品槽108、調壓閥109、流量設定機構110、 粒子過濾器111。藉此，可自業已取入自外部之原料空氣， 製造將氧分離的氧濃縮氣體。又，於氧濃縮裝置之框體内 會内建有：加濕器201，係用以將所生成的氧濃縮氣體加濕 者；控制機構401，係使用前述流量設定機構110之設定值 與氧濃度感測器301、流量感測器302之測定值，控制壓縮 機或流路切換閥104者；壓縮機殼501，係用以阻隔壓縮機 所產生的噪音者；及冷卻風扇502，係用以冷卻壓縮機者。 首先，取入自外部之原料空氣係自空氣取入口取入， 且該空氣取入口係具備用以去除塵埃等異物之外部空氣取 入過濾器101、吸氣消音器102。此時，在一般的空氣中含 有約21%的氧、77%的氮、0.8%的氬' 二氧化碳以外之氣體 則為1.2%。於前述裝置中，將作為呼吸用氣體所必須的氧 201130529 氣分離而取出。 對填充有相較於氧而選擇性地吸附氮由沸石所構成的 吸附劑之吸附筒，一面藉由流路切換閥104依序地切換作為 對象之吸附筒，一面藉由壓縮機103加壓、供給原料空氣， 並於吸附筒内選擇性地吸附除去包含於空氣中約77%的 氮，藉此，可自吸附筒取出未吸附的氧。 前述吸附筒係藉由填充有前述吸附劑之圓筒狀容器來 形成，通常會使用1筒式或2筒式以上之多筒式，然而，為 了連續且有效地自原料空氣製造氧濃縮氣體，宜使用多筒 式之吸附筒。又，除了使用搖動型空氣壓縮機作為前述壓 縮機外，有時亦會使用螺旋式、旋轉式、渦輪式等之旋轉 型空氣壓縮機。又，驅動該壓縮機之電動機的電源可為交 流或直流。 將未藉由前述吸附筒105吸附的氧氣作為主成分的氧 濃縮氣體係透過逆止閥107而流入製品槽108，且該逆止閥 107係設置成不會朝吸附筒逆流。 為了自新導入的原料空氣連續地吸附氮氣，必須自吸 附劑將氮脫附除去，因此，藉由流路切換閥之開關控制， 自藉由壓縮機來實現的加壓狀態將吸附筒切換成大氣壓狀 態或負壓狀態，並使在加壓條件下吸附的氮氣脫附而使吸 附劑再生。於該脫附步驟中，為了提高其脫附效率，亦可 連接2筒内之吸附步驟中的吸附筒之製品端與另一者之脫 附步驟中的吸附筒而進行沖洗，或者自製品槽將氧濃縮氣 體作成沖洗氣體而使其逆流至脫附步驟中的吸附筒。通 201130529 常’在使減附時，係、自吸附筒之最高壓狀態暫時地減壓 至大氣壓，且未吸附的氮等會排氣至外部大氣中。此時， 由於會產生巨大的氣流聲，因此，排氣Π係使躲排氣消 音器503。 自原料工氣所生成的氧濃縮氣體會儲存在製品槽 10 8儲存在β亥製αο槽之氧濃縮氣體係含有例如9㈣至9 $ 〇/❶ 之问/農度I 面藉由調壓閥1〇9或流量設定機構等 控制其供給流量錢力，-面供給至加濕H2G1，且業經加 濕：氧濃縮氣體係供給至患者。前述加濕器可使用以下加 濕器’即：藉由具有納菲薄膜或聚醯亞胺等之水分透過膜 的水分透賴触，自外衫氣取从分而供給至乾燥狀 態之乳濃縮氣體的無給水式加濕器；或是使用水作為加濕 源的氣泡式加濕器或表面蒸發式加濕器。 流量設定機構110係使用控制閥。藉由業已設置於氧濃 縮裝置的氧供給流量之掸減按鈕4的 ” 、 曰减按紐402之細作，進行利用控制 機構的控制閥之開度控制，且流量係、變更成預定流量。 又，除了在前述設置於氧濃縮裝置之增減按知搬外，藉由 兼具收發機能之接收機構403,接收業已發送自遙控裝置6 之流量設定信號，且根據前述流量設定信號，控制機構4〇1 係控制控制閥，並將氧供給流量變更成預定流量。利用遙 控裝置之流量控制與氧濃縮裝置本體側之流量控制可獨立 地控制，然而，亦可依需要進行優先順位或禁止一者之設 定變更控制之鎖定控制。 藉由檢測流量設定機構11 〇之設定值，並利用控制機構

10 201130529 401控制壓縮機1〇3之電動機之旋轉數，可控制朝吸附筒之 供給風量。當設定流量為低流量時，藉由降低旋轉數，可 抑制生成氧量，並減低損耗電力。 第3及4圖係顯示屬於本發明之一實施形態的壓力變動 吸附型氧濃縮裝置所具備的遙控裝置6。又，第5圖係顯示 遙控裝置6之通信系統之方塊圖，第ό圖係顯示使用遙控裝 置6遠距離操作氧濃縮裝置本體1之氧濃縮氣體的供給流量 之變更時的通信流程。 遙控裝置6之無線收發部610係設置於操作機構之前端 ’且藉由朝向業已設置於氧濃縮裝置本體正面之信號 部403操作，可進行雙向之通信。因信號之指向性而使 、工外線通信，且於遙控裝置側之收發部610係具備紅外線 發沐- 疋件610a及紅外線受光元件610b，同樣地，於氧濃縮 體側之收發部403亦具備紅外線發光元件及受光元 ’轉此，可進行雙向通信。 ^ 當使用者自安靜時轉變成勞動時，或者在氧吸入中變 及困難時，患者係按壓遙控裝置6之確認按鈕601，藉

’自遙控裝置6對氧濃縮裝置本體1發送用以確認個別ID 之仏說。藉此，於醫院等之醫療設施中’即使在使用複數 本發明之氧濃縮裝置時，亦可一對一地識別操作遙控裝 之患者與該患者所使用的氧濃縮裝置。於接收到發送自 检裝置6之信號的氧濃縮裝置本體1中，若個別ID—致’ 、】將起動中的氧濃縮裝置本體1之設定流量值回送至遙控 數置6側。 201130529 於該收發中發生通信錯誤時，藉由反覆收發至少3次， 可確實地進行收發。若即使如此亦發生通信錯誤，且雖然 已自遙控裝置發送個別ID，卻仍然未接收到設定流量值之 回送信號時，則於遙控裝置6之顯示器602中顯示通信錯誤。 若成功收發，則於顯示器602中顯示目前的設定流量 值。在加以確認後，患者係選擇設定流量之增或減，並按 下各自之按鈕603或按鈕604。遙控裝置6係對氧濃縮裝置本 體1發送設定流量之增或減之信號，並依此於氧濃縮裝置1 中進行設定流量之變更。若成功變更設定流量，則自氧濃 縮裝置1對遙控裝置6發送變更後之設定流量值，並於顯示 器602中顯示該值。若發生通信錯誤，且雖然已自遙控裝置 6發送設定流量之變更信號，卻仍然未接收到變更後之設定 流量值之回送信號時，則於遙控裝置6之顯示器602中顯示 通信錯誤。若通信成功時，則自蜂鳴器611用聲音發出嗶之 短音，於通信錯誤時則發出長音或連續音等，藉由併用聲 音信號，可更確實地確認通信狀態。 於一般電器中所使用的遙控裝置可於遙控裝置6側預 先設定欲變更之值，並將該資訊發送至本體側，藉此，利 用一次之操作進行設定變更。然而，本發明之氧濃縮裝置 係使用在氧吸入療法，特別是供給流量係依照醫師之處方 來決定，且會直接影響到治療效果，因此，必須注意流量 設定之變更。於本發明中，考慮當患者未察覺在遙控裝置 與氧濃縮裝置本體間之通信錯誤時之安全面，為了將欲變 更之流量值與實際的供給流量差擔保在最小限度，以階段

S 12 201130529 方式進行流量之增減，並採取一面確認流量顯示一面變更 之方式。 氧濃縮裝置之設定流量亦可於氧濃縮裝置本體側變 更，因此，當患者以過去在遙控裝置側所記憶的設定流量 值為基準而進行流量變更時，會有因患者本身的誤認而進 行處方變更之危險性，且亦有未進行必要的氧供給之可能 性。再者，於5L/分或10L/分之氧生成能力大的機器中，自 低流量值突然朝高流量值之設定變更亦具有會加大對機器 之負載等缺點，因此，於本發明之氧濃縮裝置中，在自遙 控裝置側進行流量設定之變更時，一定要確認目前在氧濃 縮裝置本體側所供給的氧濃縮氣體之流量，並以該值為基 準，每設定流量地，例如每0.5L/分或每1L/分，藉由增/減 按鈕603、604—段一段地進行流量變更，又，前述設定流 量係預先依照裝置來決定。若來自氧濃縮裝置本體側之變 更後之流量值無法回送至遙控裝置側，則藉由控制機構 B612控制成無法進行朝下一個階段之流量變更。 本發明之氧濃縮裝置所具備的遙控裝置6為了減少電 池之損耗，顯示器602亮燈之時間係設定為10秒，並構成不 接受此後之操作。欲再度地變更設定流量時，藉由按壓確 認按鈕601而使遙控裝置6再起動，可進行設定流量之變更 作業。 於本發明中，信號之收發係使用無線，然而，前述技 術亦可適用於有線式之遙控裝置。無線方式可使用紅外線 或電波。若由防止誤操作之觀點來看，則宜使用因無線信

S 13 201130529 號之指向性而必須自氣濃 紅外線。藉此，可—面觀看置1之正面操作遙控裝置6的 之顯示部，-面進行遠距離咖側之設定流量 濃縮裝料n雙方Mi赠，且可魏遙《置、氧 名二就寝中或孩童之祕劇而無謂地按下按 t _係具備防止誤操作外㈣5。於本實 施態樣例中，揭示滑動式夕々kia —式之外设，然而，亦可為⑽式等。 又，遙控裝置之操作相:4 '，特別是設定流量之變更按鈕 603、604係設置於自遙 徑裒置6之框體表面降低一段之面， 且即使於就財誤壓在使用者之身體下方，亦無法按下操 作按紐。 產業之可利用性 本發明之氧I縮裝置係作成醫療用氧濃縮裝置，並使用作 為對苦於氣喘、肺氣腫症 '慢性支氣管炎等呼吸器官系疾 病之患者的m療法肖之氧供給源。又，藉由作為本發 明特徵之i|控裝置’可於患者手邊確實地實施設定流量之 變更操作，又，在產生通信錯誤時，患者可得知該情形， 且可再度地嘗試通信，能利用作為便利且安全的氧濃縮裝置。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示屬於本發明之氧濃縮裝置之實施態樣例 的壓力變動吸附型氧濃縮裝置之外觀圖，第2圖係顯示氧濃 縮裝置本體之模式圖。第3圖係屬於本發明之氧濃縮裝置之 實施態樣例的遙控裝置之外觀圖，並顯示打開外殼之狀 態，第4圖係顯示關上外殼之狀態之外觀圖。第5圖係顯示 Θ 14 201130529 遙控裝置之通信系統之方塊圖，第6圖係顯示使用遙控裝置 6遠距離操作氧濃縮裝置本體1之氧濃縮氣體的供給流量之 變更時的通信流程。 【主要元件符號說明】 1.. .氧濃縮裝置本體 6.. .遙控裝置 101…HEPA過濾器 102.. .吸氣消音器 103.. .壓縮機 104…流路切換閥 105.··吸附筒 107.. .逆止閥 108.··製品槽 109.. .調壓閥 110.. .流量設定機構 111.. .粒子過濾器 201.. .加濕器 301.. .氧濃度感測器 302.. .流量感測器 401.. .控制機構 402.. .增減按鈕 403.. .接收機構(收發部) 501.. .壓縮機殼 502.. .冷卻風扇 503.. .氮排氣消音器 601.. .確§忍按在丑 602.. .顯示器 603，604...按鈕 605.. .防止誤操作外殼 610.. .收發部 610a...紅外線發光元件 610b...紅外線受光元件

612.. .控制機構B

S 15

Claims (1)

1. 201130529 七、申請專利範圍： 1. 一種氧濃縮裝置，係可藉由遠距離操作設定變更氧濃縮 氣體之流量設定值者，包含有： 氧濃縮裝置本體，係具備以預定流量供給氧濃縮氣 體之流量設定機構，且前述氧濃縮氣體係分離空氣中的 氧所生成者；及 遙控裝置，係用以遠距離操作該氧濃縮裝置本體者； 該氧濃縮裝置本體具備： 通信機構，係於與該遙控裝置間收發有關流量 設定值之資訊者；及 控制機構A，係控制該資訊之確認及流量設定者； 又，該遙控裝置包含有： 確認按紐，係用以得知該乳濃縮裝置本體目前 所供給的氧濃縮氣體之流量設定值者； 流量設定變更按鈕，係用以變更該氧濃縮裝置 本體所供給的氧濃縮氣體之流量設定值者； 顯示部，係用以顯示該流量設定值者；及 通信機構，係於與該氧濃縮裝置本體間收發有 關流量設定值之資訊者； 該遙控裝置更具備控制機構B，該控制機構B 係若遙控裝置未接收到目前氧濃縮裝置本體所供 給的氧濃縮氣體之流量設定值之資訊，則不使流量 設定變更按鈕之操作有效。 2. 如申請專利範圍第1項之氧濃縮裝置，其中該遙控裝置 16 201130529 之流$设定變更按鈕係以階段方式變更設定流量值之 按鈕，且控制機構B係以下機構，即：將第丨階段之變更 後之流量設定資訊發送至氧濃縮裝置本體，且若該遙控 裝置未接收到變更後之氣濃縮裝置本體所供給的氧濃 縮氣體之流1：設定值之資訊，舰行不使流量設定變更 按叙朝下-個階段之流量變更操作有效之控制。 3·如申凊專利|巳圍第1或2項之氧濃縮裝置，其中該氧濃縮 裝置本體與$遙控|置係具備個別之ID，且該遙控裝置 係於按下該確認按鈕時，自遙控裝置將該ID發送至氧濃 縮裝置本體，且該氧濃縮裝置本體係以下裝置，即：當 所接收到的ID貢訊與氧濃縮裝置本體之山彼此一致 時，將目前氧濃縮裝置本體所供給的氧濃縮氣體之流量 设定值之貧訊回送至遙控機構，當ID彼此不一致時則通 報錯誤。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任—項之氧濃縣置 ，其中 該遙控裝置係具備在遙控裝置與氧濃縮裝置本體間之 通b發生錯誤時，於該顯示部進行錯誤顯示之顯示機能 及發出警報聲之蜂鳴器。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之氧濃縮裝置，其中 该遙控裝置與該氧濃縮裝置間之通信機構係紅外線通 信機構。 6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之氧濃縮裝置，其中 該遙控裝置之流量設定變更按紐係設置於比遙控裝置 之框體面低一段之面，且按鈕表面位於比框體面更下方。 17 £