(57)【要約】【課題】酸素濃縮気体の吐出流量を把握することが可能な構成を、より小規模に実現する。【解決手段】酸素濃縮装置１は、酸素濃縮部１０と、タンク１２と、検出部１６と、算出部２６とを備える。酸素濃縮部１０は、酸素濃縮気体を生成し、自身と吐出口３２との間に設けられた流路４２へと酸素濃縮気体を供給する。タンク１２は、流路４２に介在し、酸素濃縮部１０から供給される酸素濃縮気体を貯留する。検出部１６は、タンク１２内の圧力と大気圧との差を検出する。算出部２６は、タンク１２と吐出口３２との間で酸素濃縮気体が流れるように流路４２が通じた状態での検出部１６の検出結果に基づき、吐出口３２から吐出される酸素濃縮気体の吐出流量を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取込口から取り込んだ空気中の酸素を濃縮して酸素濃縮気体を吐出口から吐出する酸素濃縮装置であって、
前記酸素濃縮気体を生成し、自身と前記吐出口との間に設けられた流路へ前記酸素濃縮気体を供給する酸素濃縮部と、
前記流路に介在し、前記酸素濃縮部から供給される前記酸素濃縮気体を貯留するタンクと、
前記タンク内の圧力と大気圧との差を検出する検出部と、
前記タンクの内部と前記吐出口との間で前記酸素濃縮気体が流れるように前記流路が通じた状態での前記検出部の検出結果に基づき、前記吐出口から吐出される前記酸素濃縮気体の流量である吐出流量を算出する算出部と
を備える
酸素濃縮装置。
【請求項２】
前記算出部は、予め定められた微小時間毎の前記吐出流量を算出し、前記微小時間毎の算出値を積算した積算流量を算出する
請求項１に記載の酸素濃縮装置。
【請求項３】
前記流路における前記タンクよりも下流側の下流側流路に設けられ、前記タンクから前記吐出口へと前記酸素濃縮気体が流れることを遮断する閉塞状態と前記タンクから前記吐出口へと前記酸素濃縮気体が流れることを許容する開放状態とに切り替わる電磁弁と、
使用者の吸気を検知する吸気検知部と、
前記吸気検知部が前記使用者の前記吸気を検知したことに基づいて前記電磁弁を前記開放状態とし、前記電磁弁を前記開放状態としてからの前記積算流量が目標流量に達した場合に前記電磁弁を前記閉塞状態とする制御部と
を備える請求項２に記載の酸素濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は酸素濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、空気中の酸素を濃縮して酸素濃縮気体を吐出させる酸素濃縮装置が開示されている。この酸素濃縮装置は、吐出する酸素濃縮気体の流量を検知する流量計を備え、流量計の検知結果に基づいて吐出流量を調整する機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４４５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１が開示する酸素濃縮装置は、酸素濃縮気体の吐出流量を把握するために既存の流量計を用いる必要があるため、流量計の具備に伴う問題（例えば、重量の増加、電力消費の増大、設置スペースの低減などの問題）が懸念される。
【０００５】
本発明は、上述した課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、酸素濃縮気体の吐出流量を把握することが可能な構成を、より小規模に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つである酸素濃縮装置は、
取込口から取り込んだ空気中の酸素を濃縮して酸素濃縮気体を吐出口から吐出する酸素濃縮装置であって、
前記酸素濃縮気体を生成し、自身と前記吐出口との間に設けられた流路へ前記酸素濃縮気体を供給する酸素濃縮部と、
前記流路に介在し、前記酸素濃縮部から供給される前記酸素濃縮気体を貯留するタンクと、
前記タンク内の圧力と大気圧との差を検出する検出部と、
前記タンクと前記吐出口との間で前記酸素濃縮気体が流れるように前記流路が通じた状態での前記検出部の検出結果に基づき、前記吐出口から吐出される前記酸素濃縮気体の吐出流量を算出する算出部と
を備える。
【０００７】
上記の酸素濃縮装置では、タンク内で気体の流れが非常に小さくなる現象を利用し、タンク内の圧力と大気圧との差に基づいて、吐出口から吐出される酸素濃縮気体の吐出流量を算出することができる。この構成によれば、既存の大掛かりな流量計を設けなくても酸素濃縮気体の吐出流量を算出することができるため、酸素濃縮気体の吐出流量を把握することが可能な構成を、より小規模に実現することができる。
【０００８】
上記算出部は、予め定められた微小時間毎の吐出流量を算出し、微小時間毎の算出値を積算した積算流量を算出してもよい。このように微小時間毎に区切って酸素濃縮気体の吐出流量を算出すれば、各時期（各微小時間）での吐出流量をより正確に算出し得る。そして、このように得られる微小時間毎の算出値を積算して積算流量を算出すれば、ある程度の期間において吐出された総量（積算流量）をより正確に算出することができる。
【０００９】
上記酸素濃縮装置は、電磁弁と、使用者の吸気を検知する吸気検知部と、制御部とを備えるようにしてもよい。電磁弁は、流路におけるタンクよりも下流側の下流側流路に設けられ、タンクから吐出口へと酸素濃縮気体が流れることを遮断する閉塞状態とタンクから吐出口へと酸素濃縮気体が流れることを許容する開放状態とに切り替わるように構成されていてもよい。制御部は、吸気検知部が使用者の吸気を検知したことに基づいて電磁弁を開放状態とし、電磁弁を開放状態としてからの積算流量が目標流量に達した場合に電磁弁を閉塞状態とするように動作してもよい。
この構成によれば、使用者の吸気が発生したことに基づいて酸素濃縮気体の吐出を開始し、酸素濃縮気体の吐出流量が目標流量に達した場合に酸素濃縮気体の吐出を終了するように動作させることができる。よって、１回の吸気が発生する毎に所望の流量を吐出するように制御することができ、このような制御が可能な構成をより小規模に実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、酸素濃縮気体の吐出流量を把握することが可能な構成を、より小規模に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態の酸素濃縮装置の機能ブロックを例示する説明図である。
【図２】図２は、図１の酸素濃縮装置が行う電磁弁制御処理を例示するフローチャートである。
【図３】図３は、使用者の呼吸に伴って変化する微差圧検知部の出力値と、電磁弁の状態と、微小時間毎の吐出流量との関係を例示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．第１実施形態
１−１．酸素濃縮装置１の構成
第１実施形態の酸素濃縮装置１は、図１に示すように、取込口３０から取り込んだ空気から酸素を濃縮して酸素濃縮気体を吐出口３２から吐出させる装置であり、例えば電池を駆動源として作動する携帯型の機器として構成されている。酸素濃縮装置１は、図示しないカニューラが吐出口３２に接続可能とされており、吐出口３２から吐出された酸素濃縮気体は、カニューラを介して使用者に供給される。
【００１３】
酸素濃縮装置１は、図１に示すように、酸素濃縮部１０と、タンク１２と、電磁弁１４と、検出部１６と、微差圧検知部１８と、吸気検知部２０と、温度検知部２２と、制御部２４とを備える。
【００１４】
酸素濃縮装置１は、空気を取り込む取込口３０と、酸素濃縮気体を吐出する吐出口３２と、を備える。更に、酸素濃縮装置１は、取込口３０から酸素濃縮部１０へと気体を流す経路である供給路４１と、酸素濃縮部１０から吐出口３２へと酸素濃縮気体を流す経路である流路４２と、を備える。流路４２において、酸素濃縮部１０の下流側にタンク１２が介在し、タンク１２の下流側に電磁弁１４が介在し、電磁弁１４の下流側に吐出口３２が設けられている。流路４２は、タンク１２よりも上流側に設けられた上流側流路４２Ａと、タンク１２よりも下流側に設けられた下流側流路４２Ｂとを備える。
【００１５】
酸素濃縮部１０は、取込口３０側から取り込んだ空気中の酸素を濃縮することで酸素濃縮気体を生成し、自身と吐出口３２との間に設けられた流路４２へと酸素濃縮気体を供給する部分である。酸素濃縮部１０は、例えば酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着剤が筒内に配置された吸着筒を有している。吸着剤は、例えば加圧されると空気中の窒素を酸素に優先して吸着し、減圧されると吸着した窒素を放出して吸着剤の再生を行うゼオライト系の窒素吸着剤である。酸素濃縮部１０は、例えば吸着筒よりも取込口３０側にコンプレッサを有しており、コンプレッサから吸着筒の筒内に圧縮空気を導入することで、吸着剤に窒素を吸着させ、酸素濃縮気体を吐出口３２側に排出する動作を行い得る。酸素濃縮部１０の動作は、制御部２４によって制御される。
【００１６】
タンク１２は、流路４２に介在し、酸素濃縮部１０から供給される酸素濃縮気体を貯留する部分である。タンク１２は、タンク１２内の断面積（より具体的には、タンク１２を流路４２の伸長方向と直交する平面で切断した切断面におけるタンク１２の内側の断面積）が、下流側流路４２Ｂの断面積（より具体的には、下流側流路４２Ｂを下流側流路４２Ｂの伸長方向と直交する平面で切断した切断面における下流側流路４２Ｂの内側の断面積）と比較して、非常に大きくなるように形成されている。このため、タンク１２から下流側流路４２Ｂへと酸素濃縮気体が供給されている状況下においても、タンク１２内での気体の流れは非常に小さくなる。
【００１７】
電磁弁１４は、下流側流路４２Ｂに設けられ、タンク１２から吐出口３２へと酸素濃縮気体が流れることを許容する開放状態と、タンク１２から吐出口３２へと酸素濃縮気体が流れることを遮断する閉塞状態とに切り替わる弁である。電磁弁１４は、制御部２４から与えられる制御信号によって制御されるものであり、例えば駆動電力が与えられていない状態では閉塞状態とされ、駆動電力が与えられている状態で開放状態とされる。
【００１８】
検出部１６は、タンク１２内の圧力と大気圧との差を検出する部分であり、例えば大気圧との差圧であるゲージ圧を検出するゲージ圧センサとして構成されている。検出部１６は、タンク１２に接続されており、タンク１２内の圧力と大気圧との差を検出するとともに、タンク１２内の圧力と大気圧との差を示す情報を制御部２４に向けて出力し得る。
【００１９】
微差圧検知部１８は、例えば公知の微差圧センサとして構成されており、電磁弁１４よりも吐出口３２側の流路４２に接続されている。微差圧検知部１８は、電磁弁１４よりも吐出口３２側の流路４２内における圧力と大気圧との差を検知するとともに、電磁弁１４よりも吐出口３２側の流路４２内における圧力と大気圧との差を示す情報を制御部２４に向けて出力し得る。また、微差圧検知部１８は、電磁弁１４よりも吐出口３２側の流路４２内に正圧（即ち、大気圧よりも高い圧力）がかかった場合に所定の基準電圧値よりも低い電圧値となり、電磁弁１４よりも吐出口３２側の流路４２内に負圧（即ち、大気圧よりも低い圧力）がかかった場合に所定の基準電圧値よりも高い電圧値となる信号を制御部２４に向けて出力する。
【００２０】
吸気検知部２０は、カニューラを介した使用者の吸気を検知する部分であり、例えば微差圧検知部１８と制御部２４とを備えて構成される。制御部２４は、微差圧検知部１８から取得した情報に基づき、使用者が吸気を行っているか否かを判断し得る。より具体的には、制御部２４は、微差圧検知部１８の出力値が閾値（例えば１１．８Ｐａに相当）以下の状態では使用者が吸気を行っていないと判断し、微差圧検知部１８の出力値が閾値を超えた状態では使用者が吸気を行っていると判断する。なお、閾値は基準電圧値よりも大きい値である。
【００２１】
温度検知部２２は、酸素濃縮装置１内の雰囲気温度を検知する部分であり、例えば公知の温度センサとして構成されている。温度検知部２２は、酸素濃縮装置１内に配置され、自身が検知した温度を示す情報を制御部２４に向けて出力し得る。
【００２２】
制御部２４は、例えばマイクロコンピュータを備えて構成されており、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリなどを有する。制御部２４は、検出部１６、微差圧検知部１８、および温度検知部２２の各々と電気的に接続されており、各々が検出または検知した値を示す情報を取得し得る。
【００２３】
また、制御部２４は、酸素濃縮装置１の電源がＯＮの状態において、酸素濃縮部１０が酸素濃縮気体を生成するように制御する酸素濃縮気体生成処理を行い得る。制御部２４は、酸素濃縮気体生成処理において、酸素濃縮部１０のコンプレッサが吸着筒に圧縮空気を送るように制御することで、酸素濃縮部１０に酸素濃縮気体を生成させる。制御部２４は、酸素濃縮気体生成処理において、タンク１２内の圧力が第１基準値未満である場合に酸素濃縮気体を生成するように酸素濃縮部１０の動作を制御し、タンク１２内の圧力が第２基準値に達した場合に酸素濃縮気体の生成を停止させる。
【００２４】
また、制御部２４は、電磁弁１４に制御信号を与えることで、電磁弁１４を開放状態と閉塞状態とに切り替え得る。制御部２４は、酸素濃縮装置１の電源がＯＮの状態において、使用者が吸気を行っていない状態では電磁弁１４を閉塞状態とし、使用者が吸気を開始したことに基づき電磁弁１４を開放状態とする。制御部２４は、電磁弁１４を開放状態に切り替えた後、使用者が吸気を終了した場合、または電磁弁１４を開放状態に切り替えてからの酸素濃縮気体の吐出流量の総量が所定の目標流量に達した場合に、電磁弁１４を閉塞状態とする。
【００２５】
制御部２４は、算出部２６を備える。算出部２６は、タンク１２と吐出口３２との間で酸素濃縮気体が流れるように流路４２が通じた状態での検出部１６の検出結果に基づき、吐出口３２から吐出される酸素濃縮気体の流量である吐出流量を算出し得る。「タンク１２と吐出口３２との間で酸素濃縮気体が流れるように流路４２が通じた状態」とは、「タンク１２から吐出口３２までの経路において流れの遮断がない状態」をいい、具体的には、電磁弁１４が開いた状態（即ち、電磁弁１４の開放状態）が該当する。
【００２６】
算出部２６は、タンク１２内で気体の流れが非常に小さくなる現象を利用し、タンク１２内の圧力と大気圧との差に基づいて、タンク１２と吐出口３２との間における気体の流量を算出し得る。また、算出部２６は、予め定められた微小時間ｄＭ毎の酸素濃縮気体の吐出流量を算出し、微小時間ｄＭ毎の算出値を積算した積算流量Ｓを算出し得る。制御部２４は、吸気検知部２０が使用者の吸気を検知したことに基づき電磁弁１４を開放状態とし、電磁弁１４を開放状態としてからの積算流量Ｓが目標流量に達した場合に電磁弁１４を閉塞状態とする。
【００２７】
１−２．酸素濃縮装置１の動作
酸素濃縮装置１は、所定の開始条件が成立した場合（例えば、電源がオンの状態となった場合）に、上述した酸素濃縮気体生成処理を行いつつ、図２に例示する電磁弁制御処理を繰り返し行う。
【００２８】
酸素濃縮装置１は、電磁弁制御処理において、まず電磁弁１４を閉塞状態に制御する（ステップＳ１０）。具体的には、酸素濃縮装置１は、電磁弁１４に駆動電力を供給しないようにする。これにより、電磁弁１４は閉塞状態となり、吐出口３２から酸素濃縮気体が吐出されない状態となる。
【００２９】
酸素濃縮装置１は、電磁弁１４を閉塞状態にした後、予め設定された流量設定値を読み込む（ステップＳ１１）。ここで流量設定値とは、所定時間ＴＳ（例えば１分間）当たりの酸素濃縮気体の吐出流量の目標値として設定される値である。酸素濃縮装置１は、例えば複数の流量値を予め記憶しており、使用者によっていずれかの流量値を選択する選択操作が行われるまでは初期値を流量設定値として設定し、使用者の選択操作によっていずれかの流量値が選択された場合には選択された流量値を流量設定値として設定する。なお、使用者の選択操作によって設定された流量設定値は、酸素濃縮装置１の電源がオフとされた場合に初期値にリセットされるようにしてもよいし、リセットされないようにしてもよい。酸素濃縮装置１は、このようにして設定された流量設定値を読み込む。
【００３０】
酸素濃縮装置１は、流量設定値を読み込んだ後、使用者の吸気を検知したか否かを判断する（ステップＳ１２）。即ち、酸素濃縮装置１は、微差圧検知部１８の出力値が閾値を超えたか否かを判断する。酸素濃縮装置１は、吸気を検知していない場合、即ち微差圧検知部１８の出力値が閾値を超えていない場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１２に戻る。即ち、酸素濃縮装置１は、吸気を検知するまで、吸気を検知したか否かの判断を繰り返す。酸素濃縮装置１は、吸気を検知した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、即ち微差圧検知部１８の出力値が閾値を超えた場合には、図３に示すように、電磁弁１４に駆動電力を供給して、電磁弁１４を開放状態に制御する（ステップＳ１３）。これにより、タンク１２から吐出口３２への酸素濃縮気体の流れが許容され、タンク１２内の酸素濃縮気体が吐出口３２から吐出される。
【００３１】
酸素濃縮装置１は、電磁弁１４を開放状態とした後、目標流量を算出する（ステップＳ１４）。ここで目標流量とは、１回の呼吸（例えば１回の吸気）当たりの酸素濃縮気体の吐出流量の目標値である。目標流量は、例えば以下の式（１）に基づいて算出する。
目標流量＝流量設定値／所定時間ＴＳ当たりの呼吸回数・・・式（１）
【００３２】
所定時間ＴＳ（例えば１分間）当たりの呼吸回数（例えば所定時間ＴＳ当たりの吸気回数）は、例えば以下の式（２）に基づいて算出する。
所定時間ＴＳ当たりの呼吸回数＝所定時間ＴＳ／呼吸の時間間隔の直近所定回数分の平均値・・・式（２）
【００３３】
呼吸（例えば吸気）の時間間隔の直近所定回数分の平均値は、例えば、吸気の開始タイミングから次の吸気の開始タイミングまでの時間を計測する動作を繰り返すとともに計測値を順次記憶し、直近所定回数分（例えば直近４回分）の計測値の平均値を求めることで算出される。なお、直近所定回数分の計測値が記憶されるまでは、予め記憶しておいた初期値（例えば１５）を、「所定時間ＴＳ当たりの呼吸回数」として用いることができる。
【００３４】
酸素濃縮装置１は、目標流量を算出した後、積算流量Ｓを０に設定する（ステップＳ１５）。ここで積算流量Ｓとは、算出部２６が微小時間ｄＭ毎に算出した酸素濃縮気体の吐出流量の積算値のことである。酸素濃縮装置１は、積算流量Ｓを０に設定することで、電磁弁１４が開放状態になってからの積算流量Ｓを算出することが可能となる。
【００３５】
酸素濃縮装置１は、積算流量Ｓを０に設定した後、図３に示すように、微小時間ｄＭ（例えば１ミリ秒）の吐出流量である区間流量ｄＳを算出する（ステップＳ１６）。酸素濃縮装置１は、タンク１２内の圧力と大気圧との差に基づき、区間流量ｄＳを算出する。
【００３６】
酸素濃縮装置１は、例えば以下の式（３）に基づき、区間流量ｄＳを算出する。
ｄＳ＝Ａ×α×Ｖ２×ｄＭ・・・式（３）
Ａは、吐出口３２の断面積である。
αは、吐出口３２の形状に起因する係数である。αは、ｄＳの算出精度を高めるために有効な係数であり、省略することも可能である。
Ｖ２は、吐出口３２から吐出される酸素濃縮気体の流速である。
【００３７】
酸素濃縮装置１は、例えばベルヌーイの定理を利用した以下の式（４）を用いることで、流速Ｖ２を求めることができる。
Ｐ１／（ρ×ｇ）＋（Ｖ１）２／（２×ｇ）＋Ｈ１＝Ｐ２／（ρ×ｇ）＋（Ｖ２）２／（２×ｇ）＋Ｈ２・・・式（４）
Ｐ１は、タンク１２内の圧力である。
ρは、温度に依存した気体の比体積である。ρ＝１．２９３／（１＋０．００３６７×Ｔ）。Ｔは、酸素濃縮装置１内の雰囲気温度であり、例えば温度検知部２２が検知した温度とする。
ｇは、重力加速度である。
Ｖ１は、タンク１２内の酸素濃縮気体の流速である。
Ｈ１は、基準位置からのタンク１２の高さである。
Ｐ２は、吐出口３２内の圧力であり、大気圧と同等の圧力である。
Ｈ２は、基準位置からの吐出口３２の高さである。
【００３８】
上述したようにタンク１２内は気体の流れが非常に小さくなるので、Ｖ１は０とみなすことができる。
また、Ｈ１＝Ｈ２とする。
この場合、式（４）から以下の式（５）が導き出される。
【数１】
2020175050.tif 000003
「Ｐ１−Ｐ２」は、タンク１２内の圧力と吐出口３２内の圧力（即ち、大気圧）との差を意味するので、Ｖ２は、タンク１２内の圧力と大気圧との差に基づいて算出される。
【００３９】
なお、積算流量Ｓは、区間流量ｄＳを積算した値であるため、以下の式（６）に基づいて算出される。
Ｓ＝ΣｄＳ＝Ａ×α×∫（Ｖ２）ｄｔ・・・式（６）
【００４０】
酸素濃縮装置１は、区間流量ｄＳを算出した後、積算流量Ｓに区間流量ｄＳを加算する（ステップＳ１７）。そして、酸素濃縮装置１は、積算流量Ｓが目標流量に達したか否かを判断する（ステップＳ１８）。酸素濃縮装置１は、積算流量Ｓが目標流量に達していないと判断した場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、吸気が終了したか否かを判断する（ステップＳ１９）。例えば、酸素濃縮装置１は、微差圧検知部１８の出力値が閾値未満であるか否かを判定し、閾値以上である場合に吸気が終了していないと判断する一方、閾値未満である場合に吸気が終了したと判断する。
【００４１】
酸素濃縮装置１は、吸気が終了していないと判断した場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、ステップＳ１６の処理に戻る。即ち、酸素濃縮装置１は、図３に示すように、積算流量Ｓが目標流量に達するか、吸気が終了するまでステップＳ１６からステップＳ１９までの処理を、微小時間ｄＭ毎に繰り返すことで、区間流量ｄＳを繰り返し算出し、区間流量ｄＳを算出する毎に積算流量Ｓに加算する。
【００４２】
酸素濃縮装置１は、積算流量Ｓが目標流量に達した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、電磁弁１４への駆動電力の供給を停止させて、電磁弁１４を閉塞状態に制御する（ステップＳ２０）。これにより、電磁弁１４の開放状態となってからの吐出流量の総量が目標流量に達したところでタンク１２から吐出口３２への酸素濃縮気体の流れが遮断され、酸素濃縮気体の吐出が停止される。酸素濃縮装置１は、電磁弁１４を閉塞状態に制御した後、電磁弁制御処理を終了する。
【００４３】
また、酸素濃縮装置１は、積算流量Ｓが目標流量に達する前に吸気が終了したと判断した場合にも（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、電磁弁１４への駆動電力の供給を停止させて、電磁弁１４を閉塞状態に制御する（ステップＳ２０）。これにより、タンク１２から吐出口３２への酸素濃縮気体の流れが遮断され、酸素濃縮気体の吐出が停止される。酸素濃縮装置１は、電磁弁１４を閉塞状態に制御した後、電磁弁制御処理を終了する。
【００４４】
酸素濃縮装置１は、電磁弁制御処理を終了した後、すぐに電磁弁制御処理を再開する。これにより、酸素濃縮装置１は、使用者の吸気に応じて酸素濃縮気体の吐出を開始し、目標流量の酸素濃縮気体を吐出したときに酸素濃縮気体の吐出を停止する動作を繰り返し行う。
【００４５】
１−３．酸素濃縮装置１の作用及び効果
酸素濃縮装置１は、取込口３０から取り込んだ空気中の酸素を濃縮して酸素濃縮気体を吐出口３２から吐出する装置である。酸素濃縮装置１は、酸素濃縮部１０と、タンク１２と、検出部１６と、算出部２６とを備える。酸素濃縮部１０は、酸素濃縮気体を生成し、自身と吐出口３２との間に設けられた流路４２へと酸素濃縮気体を供給する。タンク１２は、流路４２に介在し、酸素濃縮部１０から供給される酸素濃縮気体を貯留する。検出部１６は、タンク１２内の圧力と大気圧との差を検出する。算出部２６は、タンク１２と吐出口３２との間で酸素濃縮気体が流れるように流路４２が通じた状態での検出部１６の検出結果に基づき、吐出口３２から吐出される酸素濃縮気体の吐出流量を算出する。
【００４６】
上記の酸素濃縮装置１では、タンク１２内で気体の流れが非常に小さくなる現象を利用し、タンク１２内の圧力と大気圧との差に基づいて、吐出口３２から吐出される酸素濃縮気体の吐出流量を算出することができる。この構成によれば、既存の大掛かりな流量計を設けなくても酸素濃縮気体の吐出流量を算出することができるため、酸素濃縮気体の吐出流量を把握することが可能な構成を、より小規模に実現することができる。
【００４７】
上記算出部２６は、予め定められた微小時間ｄＭ毎の酸素濃縮気体の吐出流量を算出し、微小時間ｄＭ毎の算出値を積算した積算流量Ｓを算出する。このように微小時間ｄＭ毎に区切って酸素濃縮気体の吐出流量を算出すれば、各時期（各微小時間ｄＭ）での吐出流量をより正確に算出し得る。そして、このように得られる微小時間ｄＭ毎の算出値を積算して積算流量Ｓを算出すれば、ある程度の期間において吐出された総量（積算流量Ｓ）をより正確に算出することができる。
【００４８】
上記酸素濃縮装置１は、電磁弁１４と、使用者の吸気を検知する吸気検知部２０と、制御部２４とを備える。電磁弁１４は、流路４２におけるタンク１２よりも下流側の下流側流路４２Ｂに設けられ、タンク１２から吐出口３２へと酸素濃縮気体が流れることを遮断する閉塞状態とタンク１２から吐出口３２へと酸素濃縮気体が流れることを許容する開放状態とに切り替わるように構成されている。制御部２４は、吸気検知部２０が使用者の吸気を検知したことに基づいて電磁弁１４を開放状態とし、電磁弁１４を開放状態としてからの積算流量Ｓが目標流量に達した場合に電磁弁１４を閉塞状態とするように動作する。
この構成によれば、使用者の吸気が発生したことに基づいて酸素濃縮気体の吐出を開始し、酸素濃縮気体の吐出流量が目標流量に達した場合に酸素濃縮気体の吐出を終了するように動作させることができる。よって、１回の呼気が発生する毎に所望の流量を吐出するように制御することができ、このような制御が可能な構成をより小規模に実現することができる。
【００４９】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した実施形態や後述する実施形態の様々な特徴は、矛盾しない組み合わせであればどのように組み合わせてもよい。
【００５０】
第１実施形態では、検出部をゲージ圧センサとしたが、タンク内の圧力と大気圧との差を検出し得る構成であれば別の構成を採用してもよい。例えば、検出部は、タンク内の絶対圧を検出するセンサと、大気圧の絶対圧を検出するセンサとを有する構成とし、各センサの検出値の差を例えば制御部によって算出することで、タンク内の圧力と大気圧との差を検出するようにしてもよい。
【００５１】
第１実施形態では、流量設定値の設定方法として、酸素濃縮装置１が予め記憶しておいた複数の流量値の中から選択された流量値を流量設定値とする方法を採用したが、別の方法を採用してもよい。例えば、使用者が任意の流量値を入力可能な構成とし、入力された流量値を流量設定値として設定するようにしてもよい。
【００５２】
第１実施形態では、所定時間当たりの呼吸回数の算出方法として、呼吸（例えば吸気）の時間間隔の直近所定回数分の平均値を用いる方法を採用したが、別の方法を採用してもよい。例えば、所定時間における呼吸回数（例えば吸気回数）を計測し、その計測値を「所定時間当たりの呼吸回数」としてもよい。
【００５３】
第１実施形態では、使用者の呼吸に応じて開放状態と閉塞状態とに切り替わる電磁弁を設ける構成としたが、電磁弁を設けない構成としてもよい。この場合、例えば微小時間ｄＭにおける吐出流量が目標の流量となるように酸素濃縮部の動作を調整するフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…酸素濃縮装置
１０…酸素濃縮部
１２…タンク
１４…電磁弁
１６…検出部
２０…吸気検知部
２４…制御部
２６…算出部
３０…取込口
３２…吐出口
４２…流路
４２Ｂ…下流側流路
【図１】
2020175050.tif 000004
【図２】
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【図３】
2020175050.tif 000006