(57)【要約】【課題】コンプレッサの動作音およびマニホールドの動作音を抑制することができる酸素濃縮器を提供すること。【解決手段】原料空気を圧縮するコンプレッサと、高圧の空気に対しては窒素の吸着を行い低圧の空気に対しては吸着した窒素の脱着を行うシーブベッド部３００と、シーブベッド部３００に接続し、コンプレッサにより圧縮された原料空気をシーブベッド部３００を通過させた後にシーブベッド部３００を開放する動作を繰り返すことによって、シーブベッド部３００に対して高濃度酸素の分離および窒素富化空気の放出を繰り返させるマニホールドとを有する酸素濃縮器であって、シーブベッド部３００は、外面に、マニホールドより伝達する振動に起因してシーブベッド部３００から発生する音を抑制する板状消音部材３２０を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料空気を圧縮するコンプレッサと、
高圧の空気に対しては窒素の吸着を行い低圧の空気に対しては吸着した窒素の脱着を行う吸着塔と、
前記吸着塔に接続し、前記コンプレッサにより圧縮された前記原料空気を前記吸着塔を通過させた後に前記吸着塔を開放する動作を繰り返すことによって、前記吸着塔に対して高濃度酸素の分離および窒素富化空気の放出を繰り返させるマニホールドと、
を有する酸素濃縮器であって、
前記吸着塔は、
外面に、前記マニホールドより伝達する振動に起因して前記吸着塔から発生する音を抑制する板状消音部材を有する、
酸素濃縮器。
【請求項２】
前記マニホールドより伝達する振動は、前記コンプレッサの運転および前記マニホールドの動作の少なくとも一方に起因する振動である、
請求項１記載の酸素濃縮器。
【請求項３】
前記板状消音部材は、前記吸着塔の外面のうち、少なくともマニホールドとの接続部分に近い部分を覆う、
請求項１記載の酸素濃縮器。
【請求項４】
前記板状消音部材は、前記吸着塔の外面と密着している、
請求項３記載の酸素濃縮器。
【請求項５】
前記板状消音部材は、多孔質素材から成る第１の層と、前記第１の層の外側に配置された高比重素材から成る第２の層とを少なくとも有する、
請求項４記載の酸素濃縮器。
【請求項６】
前記第１の層は、高分子繊維である、
請求項５記載の酸素濃縮器。
【請求項７】
前記第１の層は、更に高分子フィルムを備える、
請求項６記載の酸素濃縮器。
【請求項８】
前記吸着塔は、柱状の外形を有し、
前記板状消音部材は、柔軟性のある平面状の前記第１の層および前記第２の層を、前記吸着塔の側面に略巻き付けて配置される、
請求項５記載の酸素濃縮器。
【請求項９】
少なくとも前記吸着塔を覆う筐体、を更に有し、
前記吸着塔は、前記板状消音部材を介して前記筐体に固定される、
請求項１記載の酸素濃縮器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を導入して高濃度の酸素を放出する酸素濃縮器に関する。
【背景技術】
【０００２】
呼吸器疾患の患者が在宅で酸素を吸入する在宅酸素療法（ＨＯＴ：home oxygen therapy）において使用される酸素濃縮器の１つに、吸着型酸素濃縮器がある。
【０００３】
吸着型酸素濃縮器（ＰＳＡ：pressure swing adsorption、以下単に「酸素濃縮器」という）は、加圧空気に対して窒素を吸着し減圧空気に対して窒素を脱着する性質を持つ吸着剤（例えば、ゼオライト）が充填された、シーブベッド（吸着塔）を備えている。酸素濃縮器は、室内の空気を取り込んでコンプレッサにより圧縮し、この圧縮空気を加減圧の切替えを繰り返しながらシーブベッドに通過させることにより、圧縮空気から高濃度の酸素を分離する。そして、酸素濃縮器は、分離した高濃度酸素を、チューブを通して患者に供給する。
【０００４】
シーブベッドに対する空気の加減圧の切替えは、シーブベッドに接続されたマニホールドにより行われる。マニホールドは、コンプレッサにより圧縮された空気をシーブベッドを通過させた後にシーブベッドを開放する動作を繰り返す。この動作は、複数の切替弁の開閉動作による空気の流路切り替えによって実現される。すなわち、切替弁の開閉動作が繰り返されることにより、高濃度酸素の継続的な供給が可能となる。
【０００５】
酸素濃縮器からは、コンプレッサの運転による動作音と、マニホールドの切替弁の開閉動作による配管内の圧力変動に起因する動作音（弁音）が発生する。一方で、酸素濃縮器は、より確実かつ安全に高濃度酸素を患者に供給するために、患者のできるだけ近くに配置されることが望ましい。また、酸素濃縮器は、患者の就寝中も継続して使用される場合がある。したがって、酸素濃縮器は、至近距離で動作していても患者の安眠を妨げない程度の静音性が求められる。
【０００６】
そこで、酸素濃縮器の内部で発生した音の外部への漏洩を抑制する技術が、例えば特許文献１に記載されている。
【０００７】
特許文献１記載の酸素濃縮器は、コンプレッサやマニホールドを含むほぼ全体の部品を、遮蔽板と吸音材とを重合した筐体に収納している。これにより、酸素濃縮器の内部で発生した音の周囲への伝達を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００４−１８８１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、筐体の遮蔽板および吸音材の遮音性能および吸音性能を向上させても、音の外部への漏洩を十分に防ぐことは難しい。これは、酸素濃縮器の筐体には、いくつかの開口を設けなければならないためである。この開口は、例えば、高濃度酸素の原料となる原料空気をコンプレッサに取り入れるための吸気口、内部の発熱部品を冷却するための冷却用空気を筐体内部に取り入れるための吸気口、および冷却用空気を排出するための排気口等である。したがって、筐体内部で発生する、コンプレッサの運転に起因する音（以下単に「コンプレッサの動作音」という）や、マニホールドの動作に起因する音（以下単に「マニホールドの動作音」という）自体を抑制することが望ましい。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、コンプレッサの動作音およびマニホールドの動作音を抑制することができる酸素濃縮器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の酸素濃縮器は、原料空気を圧縮するコンプレッサと、高圧の空気に対しては窒素の吸着を行い低圧の空気に対しては吸着した窒素の脱着を行う吸着塔と、前記吸着塔に接続し、前記コンプレッサにより圧縮された前記原料空気を前記吸着塔を通過させた後に前記吸着塔を開放する動作を繰り返すことによって、前記吸着塔に対して高濃度酸素の分離および窒素富化空気の放出を繰り返させるマニホールドとを有する酸素濃縮器であって、前記吸着塔は、外面に、前記マニホールドより伝達する振動に起因して前記吸着塔から発生する音を抑制する板状消音部材を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、マニホールドより伝達する振動を放射する音源となる吸着塔に、マニホールドの動作に起因して吸着塔から発生する音を抑制する板状消音部材を有しているので、マニホールドの動作音を抑制することができる。また、マニホールドを介して吸着塔に伝達する振動、例えばコンプレッサの動作音も、同様に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器の構成を示す概略斜視図である。
【００１４】
図１において、酸素濃縮器１０は、酸素濃縮器筐体（以下適宜「筐体」と略記する）１００の内部に、風路ケース１０１、ヘパフィルタ１０２、吸気タンク１０３、コンプレッサ１０４、冷却パイプ１０５、冷却用ファン１０７、マニホールド１０８、第１および第２の切替弁１０９ａ、１０９ｂ、第１および第２のシーブベッド（吸着塔）１１０、１１１、製品タンク１１２、均圧弁１１３、パージオリフィス１１４、消音器１１５、圧力センサ１１６、レギュレータ１１７、止め弁１１８、酸素センサ１１９、バクテリアフィルタ１２０、流量制限オリフィス１２１、圧力センサ１２２、流量センサ１２３、加湿器１２４、および酸素出口１２５を配置している。
【００１５】
風路ケース１０１は、筐体１００に接して設けられており、筐体１００の外部の空気を、原料空気として筐体１００の内部に導入する。ヘパフィルタ１０２は、風路ケース１０１が導入した空気からゴミや埃等の空中浮遊粒子を除去する。
【００１６】
吸気タンク１０３は、ヘパフィルタ１０２で空中浮遊粒子が除去された原料空気を、後段のコンプレッサ１０４の吸気のために収容する。吸気タンク１０３は、いわゆる膨張型消音器として機能し、原料空気の吸気側に伝達するコンプレッサ１０４の動作音に対して、消音効果を発揮する。
【００１７】
コンプレッサ１０４は、吸気タンク１０３に収容された原料空気を圧縮して圧縮空気を生成する。冷却パイプ１０５は、コンプレッサ１０４で生成された圧縮空気をマニホールド１０８に送る。
【００１８】
冷却用ファン１０７は、筐体１００に設けられた開口から外気を筐体１００内部に吸引し、筐体１００に上記開口とは別に設けられた開口から排気する。冷却用ファン１０７により筐体１００内部に吸引された外気は、筐体１００内部を、コンプレッサ１０４を含む各種部品の熱を吸収しながら循環し、排気される。
【００１９】
マニホールド１０８は、コンプレッサ１０４からの圧縮空気を第１および第２のシーブベッド１１０、１１１に交互に切り替えて送り、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１からの窒素富化空気を交互に切り替えて消音器１１５に送るための多岐管である。マニホールド１０８は、三方弁である第１および第２の切替弁１０９ａ、１０９ｂを有する。マニホールド１０８は、第１および第２の切替弁１０９ａ、１０９ｂの状態を制御することにより、例えば８秒間隔で、圧縮空気および窒素富化空気のマニホールド１０８内の流路の切替えを行う。
【００２０】
具体的には、例えば、マニホールド１０８は、図１に示すように、第１の切替弁１０９ａを用いて、第１のシーブベッド１１０とコンプレッサ１０４との間の管路を開放し、第１のシーブベッド１１０と消音器１１５との間の管路を閉鎖する。同時に、マニホールド１０８は、第２の切替弁１０９ｂを用いて、第２のシーブベッド１１１とコンプレッサ１０４との間の管路を閉鎖し、第２のシーブベッド１１１と消音器１１５との間の管路を開放する。この場合、コンプレッサ１０４からの圧縮空気は矢印１０８Ａの方向で第１のシーブベッド１１０に送られ、消音器１１５には矢印１０８Ｂの方向で第２のシーブベッド１１１からの窒素富化空気が送られる。
【００２１】
また、マニホールド１０８は、第１の切替弁１０９ａを用いて、第１のシーブベッド１１０とコンプレッサ１０４との間の管路を閉鎖し、第１のシーブベッド１１０と消音器１１５との間の管路を開放する。同時に、マニホールド１０８は、第２の切替弁１０９ｂを用いて、第２のシーブベッド１１１とコンプレッサ１０４との間の管路を開放し、第２のシーブベッド１１１と消音器１１５との間の管路を閉鎖する。この場合、コンプレッサ１０４からの圧縮空気は第２のシーブベッド１１１に送られ、消音器１１５には第１のシーブベッド１１０からの窒素富化空気が送られる。
【００２２】
第１および第２のシーブベッド１１０、１１１は、マニホールド１０８を介して送られてきた圧縮空気から、高濃度酸素をそれぞれ分離する。この分離は、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１に充填されたゼオライトの働きにより実現される。ゼオライトは、加圧空気に対しては窒素および水分を吸着し、減圧空気に対しては吸着している窒素および水分を脱着する性質を有する吸着剤である。第１および第２のシーブベッド１１０、１１１は、コンプレッサ１０４と通じているとき、コンプレッサ１０４から送られてきた圧縮空気から高濃度酸素を分離して後段の製品タンク１１２に送る。そして、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１は、消音器１１５と通じているとき、圧縮空気から吸着した窒素および水分を多く含む窒素富化空気を消音器１１５に送る。
【００２３】
第１および第２のシーブベッド１１０、１１１から放出される高濃度酸素の酸素濃度は、吸脱着の繰り返し回数や吸脱着時間等を変更することにより、例えば４０％〜９０％程度の範囲で調整することができる。なお、ゼオライトは窒素のみならず水分をも吸着するので、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１から放出される高濃度酸素は極めて乾燥している（例えば、湿度０.１％〜０.２％）。第１および第２のシーブベッド１１０、１１１に充填されるゼオライトは、結晶中に微細孔を持つアルミノ珪酸塩（例えば、アルカリ土類金属を含む結晶性含水アルミノ珪酸塩）からなる多孔質材料であり、市販されている各種のゼオライトを使用することができる。
【００２４】
また、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１は、互いに固定されており、シーブベッド部３００を構成する。シーブベッド部３００は、外面に、マニホールド１０８より伝達する振動に起因して第１および第２のシーブベッド１１０、１１１から発生する音を低減する板状消音部材（図１では図示せず）を有している。この音には、マニホールド１０８から第１および第２のシーブベッド１１０、１１１への空気伝達音および固体伝達音が含まれる。シーブベッド部３００の構成については後述する。
【００２５】
なお、図示しないが、少なくとも第１および第２のシーブベッド１１０、１１１は、筒状板金により筐体１００に取り付けられる。
【００２６】
製品タンク１１２は、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１に、マニホールド１０８が接続する側とは反対側の部分で接続されており、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１により圧縮空気から分離して得られた高濃度酸素を収容する。製品タンク１１２は、例えば、一端が第１のシーブベッド１１０に、他端がシーブベッド１１１にそれぞれ連結された、コの字形状を有している。均圧弁１１３は、製品タンク１１２の両端部分の圧力をこれらが同一となるように調整する。パージオリフィス１１４は、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１の脱着の際の二次浄化を行うために、製品タンク１１２の両端部分の間で高濃度酸素を通過させる。
【００２７】
消音器１１５は、筐体１００に接して設けられた排気口１１５ａを有しており、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１からマニホールド１０８を介して送られてきた窒素富化空気を、排気口１１５ａから筐体１００の外部に排出する。
【００２８】
圧力センサ１１６は、製品タンク１１２からレギュレータ１１７に送られる高濃度酸素の圧力を検出する。レギュレータ１１７は、圧力センサ１１６の検出結果と予め設定された圧力とを比較してこれらが同一の値となるように、高濃度酸素の圧力のフィードバック制御を行う。
【００２９】
止め弁１１８は、閉鎖することにより、レギュレータ１１７から圧力調整されて送られる高濃度酸素の流れを止める。止め弁１１８は、例えば、高濃度酸素の供給を停止する操作が行われたとき、あるいは酸素濃縮器１０への電源供給が停止されたときに閉鎖して、機器内に残留した高濃度酸素の流出を止める。
【００３０】
酸素センサ１１９は、止め弁１１８からバクテリアフィルタ１２０に送られる高濃度酸素の酸素濃度を検出する。バクテリアフィルタ１２０は、細菌類を捕集することにより、流路を流れる高濃度酸素を除菌する。流量制限オリフィス１２１は、バクテリアフィルタ１２０を通って送られる高濃度酸素の流路を絞ることにより、高濃度酸素の流量を制限する。流量制限オリフィス１２１の絞り具合は、筐体１００に設けられた、例えばボタンやつまみを有する操作部（図示せず）の操作内容と連動して調整される。
【００３１】
圧力センサ１２２は、流量制限オリフィス１２１から流量センサ１２３に送られる高濃度酸素の圧力を検出する。流量センサ１２３は、流量制限オリフィス１２１を通って送られる高濃度酸素の流量を検出する。圧力センサ１２２で検出された高濃度酸素の圧力および流量センサ１２３で検出された高濃度酸素の流量を継続的にメモリ（図示せず）に記憶することによって、予めなされた設定の通りに高濃度酸素が処理されているか否かをモニタリングすることができる。
【００３２】
加湿器１２４は、流量センサ１２３を通って送られた高濃度酸素を加湿する。酸素出口１２５は、加湿器１２４で湿度が与えられた高濃度酸素を、患者に供給するために排気する。酸素出口１２５には、一端に酸素マスクや鼻腔カニューラが接続されたチューブ（図示せず）が取付けられ、このチューブを通じて高濃度酸素が患者に供給される。
【００３３】
また、酸素濃縮器１０は、ＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムを格納した記憶媒体としてのＲＯＭ（read only memory）、および作業用メモリとしてのＲＡＭ（random access memory）等を有する。ＣＰＵは、制御プログラムを実行することにより、コンプレッサ１０４やマニホールド１０８を含めた各部の動作を制御する。
【００３４】
このような酸素濃縮器１０によれば、コンプレッサ１０４の動作音およびマニホールド１０８の動作音を抑制した状態で、高濃度酸素を患者に供給することができる。
【００３５】
次に、板状消音部材を含むシーブベッド部３００の構造について説明する。
【００３６】
図２は、シーブベッド部３００の構造を示す斜視図である。
【００３７】
図２に示すように、シーブベッド部３００の第１および第２のシーブベッド１１０、１１１は、それぞれ、円柱状の外形を有し、上述のゼオライト（図示せず）を充填した筒部３１０を有する。筒部３１０の側面３１１の下端には、マニホールド１０８に接続されるマニホールド接続口３１２が設けられている。筒部３１０の上部には、製品タンク１１２に接続するためのタンク接続部３１４が設けられている。第１および第２のシーブベッド１１０、１１１は、それぞれの側面３１１を密接させ、筒部３１０の軸方向におけるマニホールド接続口３１２の位置が一致する状態で固定されている。
【００３８】
また、シーブベッド部３００は、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１から発生するコンプレッサ１０４の動作音およびマニホールド１０８の動作音を抑制する板状消音部材３２０を有する。板状消音部材３２０は、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１の側面３１１のうち、マニホールド接続口３１２に近い部分の全周を覆っている。また、板状消音部材３２０は、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１の側面３１１に密着している。
【００３９】
板状消音部材３２０は、多孔質素材から成る第１の層３２１と、第１の層３２１の外側に配置された高比重素材から成る第２の層３２２と、第１の層３２１および第２の層３２２を側面３１１に固定する固定部材（図示せず）とを有する。第１の層３２１および第２の層３２２は、加工性および筒部３１０への取り付けの作業性の観点から、適度な剛性および柔軟性を有した素材であることが望ましい。
【００４０】
このようなシーブベッド部３００によれば、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１から発生するコンプレッサ１０４の動作音およびマニホールド１０８の動作音を抑制することができる。
【００４１】
次に、シーブベッド部３００の各部の構成について、詳細に説明する。
【００４２】
筒部３１０は、アルミニウムを素材とする中空の円柱状部材である。筒部３１０の内部空洞には、窒素を吸着し、かつ酸素を透過させることが可能な状態でゼオライトが充填されている。
【００４３】
マニホールド接続口３１２は、筒部３１０の外部でマニホールド１０８側の配管と取り外し可能に接続するためのプラグである。マニホールド接続口３１２は、筒部３１０に直接に固定されている。
【００４４】
タンク接続部３１４は、筒部３１０の外部で製品タンク１１２側の配管と取り外し可能に接続するためのプラグを有する。
【００４５】
板状消音部材３２０の第１の層３２１は、細かい空気の隙間を有する多孔質素材から成る板状部材であり、高分子繊維、例えばポリエステル繊維からなる。第１の層３２１は、繊維の隙間にある空気の粘性抵抗により、所定の周波数の音のエネルギーを熱に変換し、その音を吸収する。なお、高分子繊維を採用する場合には、繊維の配向は、縦方向、横方向、ランダム配向のいずれでもよい。また、第１の層３２１の素材は、高分子繊維を不織布としたものや高分子繊維の不織布を圧縮成型したものでもよく、またスポンジ状のウレタン素材等、他の多孔質素材を採用してもよい。
【００４６】
また、第１の層３２１は、第１の層３２１の吸音性能に影響を与えずに所定の周波数の音に対して吸音効果を奏するフィルム層（図示せず）を有してもよい。フィルム層は、例えば、第１の層３２１に熱融着された高分子フィルムである。フィルム層は、より高い吸音効果を奏するために、第１の層３２１の筒部３１０側の表面に表面層として配置されたり、第１の層３２１の内部に内層として配置されたりすることが望ましい。
【００４７】
板状消音部材３２０の第２の層３２２は、高比重素材から成る板状部材である。高比重素材は、例えば、アスファルト粉末が練り込まれたゴム素材等の、高比重ゴムである。第２の層３２２は、所定の周波数の音に対し、その高比重による重さにより振動の伝達を防止し遮音を行う。
【００４８】
板状消音部材３２０の固定部材は、例えば、プラスチック素材から成るベルト部材と、ベルト部材を輪にした状態でその両端を締結する締結部材とから成る。
【００４９】
次に、マニホールド１０８からシーブベッド部３００に伝達する動作音の特徴と、シーブベッド部３００の構造と、板状消音部材３２０の消音効果と間の関係について説明する。
【００５０】
図３は、シーブベッド部３００に板状消音部材３２０を設けていないときの酸素濃縮器１０の騒音測定データを示す図である。
【００５１】
図３に示すデータにおいて高い騒音レベルを示す周波数成分のうち、マニホールド１０８の動作音に起因する騒音の主な原因となるのは、９５０Ｈｚ以下の周波数成分である。したがって、第１の層３２１は、例えば、９５０Ｈｚ以下の周波数領域において高い吸音率が認められる多孔質素材を用いる。なお、図３では、時間軸で１.３ｓｅｃに、マニホールド１０８の弁音４００が見られる。
【００５２】
マニホールド接続口３１２は、上述の通り、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１の筒部３１０に直接に固定されている。したがって、筒部３１０から放射されるマニホールド１０８の動作音には、配管内の圧縮空気または窒素富化空気を介して筒部３１０に伝達する空気伝達音の他に、配管、マニホールド接続口３１２、および筒部３１０を介して伝達した振動に起因する固体伝達音が含まれる。
【００５３】
固体伝達音は、主に、マニホールド接続口３１２からの振動が筒部３１０の表面に伝達し、筒部３１０の表面が面音源となって発生させる音である。したがって、板状消音部材３２０を、筒部３１０に密着させることにより、筒部３１０の板状消音部材３２０が密着する部分（以下「密着部分」という）に対して、板状消音部材３２０による制振効果を与え、固体伝達音を抑制することができる。
【００５４】
また、マニホールド１０８からの振動は、マニホールド接続口３１２から筒部３１０の各部へと伝播していく。したがって、上記密着部分を、図２に示すようにマニホールド接続口３１２により近い部分に配置することにより、筒部３１０の他の部分への振動を絶縁することができ、固体伝達音を効果的に抑制することができる。
【００５５】
また、板状消音部材３２０は、上記制振効果により除去しきれなかった固体伝達音や、空気伝達音に対しては、上記密着部分において、多孔質素材から成る第１の層３２１と、第１の層３２１の外側に配置された高比重素材から成る第２の層３２２を持つという構造により、消音効果および遮音効果を与えることができる。
【００５６】
例えば、第１の層３２１に伝播した音は、第１の層３２１内の空気粘性抵抗により吸音される。また、第１の層３２１を通過した音も、第２の層３２２の遮音効果により、その一部は第２の層３２２で反射して再び第１の層３２１に戻るため、更に高い吸音効果を得ることができる。
【００５７】
また、第１の層３２１による吸音効果とは別に、第１の層３２１の筒部３１０側の表面もしくは第１の層３２１の内部に内層としてフィルム層を配置することにより、複合構造体の多質点系の共振による吸音効果を得ることができる。共振周波数は、第１の層３２１および第２の層３２２それぞれの材料および厚さ、第１の層３２１と第２の層３２２との間の接着の有無、固定部材による締め付けの強さ等の設定により、調整可能である。また、第２の層３２２は、その質量に起因する制振効果によって、消音効果を発揮する。
【００５８】
更に、シーブベッド部３００は、板状消音部材３２０を介して、上記したシーブベッド部３００の外側の筒状板金により筐体１００に取り付けられている。より詳細には、シーブベッド部３００は、板状消音部材３２０と筒状板金内面との間の摩擦力により筒状板金に固定されている。そして、更に、この筒状板金は、ねじ止めにより筐体１００に固定されるようになっている。また、シーブベッド部３００の底部と筐体１００との間にも、板状消音部材３２０と同一素材から成る部材（図示せず）を配置している。すなわち、シーブベッド部３００全体が、消音部材を介してのみ、筐体１００と接する構成となっている。これにより、マニホールド１０８からの振動が、更にシーブベッド部３００を介して筐体１００に伝わるのを抑制することができる。
【００５９】
なお、酸素濃縮器１０の静音化の観点から最も適切な、板状消音部材３２０の位置、第１の層３２１および第２の層３２２の素材および厚さ、並びに固定部材による締め付けの強さ等は、例えば、シミュレーションまたは実験により求めることができる。
【００６０】
図４は、シーブベッド部３００に板状消音部材３２０を設けたときの酸素濃縮器１０の騒音測定データを示す図である。ここでは、第１の層３２１の厚さを１２ｍｍ、第２の層３２２の厚さを１ｍｍとしたときのデータである。
【００６１】
図３と図４との比較から明らかなように、板状消音部材３２０を設けることにより、１７Ｈｚ付近、３５Ｈｚ付近、２５０Ｈｚ付近、および９００Ｈｚ付近の周波数成分について、大きな騒音抑制効果を得ることができた。１７Ｈｚ付近、３５Ｈｚ付近、および２５０Ｈｚ付近の騒音は、主にコンプレッサ１０４の振動に起因するものであり、９００Ｈｚ付近の騒音は、主にマニホールド１０８の動作に起因するものである。また、時間軸で１.３ｓｅｃに、マニホールド１０８の弁音４００が見られるが、図３に比べてかなり抑制されている。
【００６２】
なお、板状消音部材３２０は、筒部３１０に接着されていてもよい。更に、第１の層３２１と第２の層３２２との間が接着されている場合には、固定部材を不要とすることができる。
【００６３】
第１および第２のシーブベッド１１０、１１１の筒部３１０は、マニホールド１０８に接続し、表面積が広く、かつ比較的薄いことから、コンプレッサ１０４の動作音およびマニホールド１０８の動作音を放射する主たる音源となる。したがって、本実施の形態のように、筒部３１０のマニホールド接続口３１２に近い部分に板状消音部材３２０を設けることにより、コンプレッサ１０４の動作音およびマニホールド１０８の動作音を効果的に抑制することができる。
【００６４】
以下、上述のように構成された酸素濃縮器１０の動作について説明する。
【００６５】
酸素濃縮器１０への電源供給が開始されると、所定のセルフチェックプログラムによって動作環境が整えられる。操作者（患者または介護者）により、筐体１００に設けられた操作部において酸素流量および酸素濃度が指定されると、流量制限オリフィス１２１は、その設定内容に応じて流路の断面積を調整する。
【００６６】
コンプレッサ１０４は、筐体１００の外部から、風路ケース１０１、ヘパフィルタ１０２、および吸気タンク１０３を介して、原料空気を導入し、導入した原料空気を圧縮して圧縮空気を生成する。このとき、ヘパフィルタ１０２は、通過する原料空気から空中浮遊粒子を除去する。
【００６７】
コンプレッサ１０４で生成された圧縮空気は、冷却パイプ１０５を介してマニホールド１０８に送られる。マニホールド１０８は、第１および第２の切替弁１０９ａ、１０９ｂの開閉状態の切替えにより、コンプレッサ１０４から送られた圧縮空気を第１および第２のシーブベッド１１０、１１１を交互に通過させるとともに、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１から窒素富化空気を交互に排気させる。第１および第２のシーブベッド１１０、１１１は、ゼオライトによる窒素の吸着と脱着とを交互に繰り返す。この結果、高濃度酸素が第１および第２のシーブベッド１１０、１１１から交互に製品タンク１１２に送られ続け、製品タンク１１２には、高濃度酸素が収容される。なお、ゼオライトは窒素だけでなく水分をも吸着するので、製品タンク１１２に収容される高濃度酸素は、水分がほとんど含まれていない乾燥した状態である。
【００６８】
一方、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１は、ゼオライトによる窒素の吸着と脱着との繰り返しの結果、窒素富化空気を、マニホールド１０８を介して、消音器１１５の排気口１１５ａから筐体１００の外部に排出し続ける。窒素富化空気の排気は、第１および第２の切替弁１０９ａ、１０９ｂの開閉切り替えごとに高い圧力で一気に行われる（例えば、１回の排気で数十リットル）。この排気に伴う音は比較的大きいため、消音器１１５により、この音の静音化を図っている。
【００６９】
また、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１に取り付けられた板状消音部材３２０は、上述の通り、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１から発生するコンプレッサ１０４の動作音およびマニホールド１０８の動作音を抑制する消音効果を有する。したがって、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１および板状消音部材３２０から成るシーブベッド部３００は、コンプレッサ１０４の運転およびマニホールド１０８の動作に起因して発生する音を抑制する。
【００７０】
製品タンク１１２に収容された高濃度酸素は、レギュレータ１１７、止め弁１１８、バクテリアフィルタ１２０、流量制限オリフィス１２１、流量センサ１２３、加湿器１２４、および酸素出口１２５を介して、筐体１００の外部に放出される。
【００７１】
レギュレータ１１７は、製品タンク１１２の直後に設けられた圧力センサ１１６の検出結果に基づいて、製品タンク１１２直後の高濃度酸素の圧力の調整を行う。バクテリアフィルタ１２０は、高濃度酸素を除菌する。流量制限オリフィス１２１は、高濃度酸素の流量を制限する。圧力センサ１２２および流量センサ１２３は、放出される高濃度酸素が設定通りに処理されているか否かをモニタリングする。このモニタリング結果は、メモリ（図示せず）に記録され。加湿器１２４は、酸素出口１２５の直前で、高濃度酸素を加湿し、高濃度酸素に患者が吸引するために最適な水分を与える。
【００７２】
酸素出口１２５から放出される高濃度酸素は、酸素出口１２５に接続されたチューブ（図示せず）およびチューブの他端に接続された酸素マスクや鼻腔カニューラを介して、患者に吸引される。
【００７３】
また、上記の高濃度酸素生成の動作が行われている間、冷却用ファン１０７は、外気を筐体１００内部に吸引して循環させ、排気する。冷却用ファン１０７が循環させる外気は、コンプレッサ１０４、冷却パイプ１０５、マニホールド１０８、および制御に用いられるＣＰＵ（図示せず）等の部品を冷却する。これにより、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１における窒素吸着効率等の装置性能が改善されるだけでなく、酸素濃縮器１０の各部の耐久性および酸素濃縮器１０の装置信頼性が向上する。
【００７４】
このように、酸素濃縮器１０は、コンプレッサ１０４の動作音およびマニホールド１０８の動作音を抑制した状態で、高濃度酸素を患者に継続的に供給することができる。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１の外面に、コンプレッサ１０４の動作やマニホールド１０８の動作に起因して発生する音を抑制する板状消音部材３２０を設けたので、コンプレッサ１０４の動作音およびマニホールド１０８の動作音を抑制することができる。
【００７６】
また、板状消音部材３２０は、第１および第２のシーブベッド１１０、１１１の外面のうち、マニホールド接続口３１２に近い部分を覆うように配置されているので、少ない材料で効率良く上記消音効果を得ることができる。
【００７７】
また、板状消音部材３２０は、柔軟性のある板状の部材であるため、巻いて固定するだけで取り付け可能であり、簡単に低コストで上記消音効果を得ることができるだけでなく、後付けでの取り付けも容易である。取り付け容易さは、板状消音部材３２０を巻く範囲をマニホールド接続口３１２に近い部分のみとすることにより、更に向上する。
【００７８】
また、板状消音部材３２０は、多孔質吸音素材の第１の層３２１と高比重素材の第２の層３２２との二層構造となっているため、より高い消音性能を得ることができる。
【００７９】
なお、板状消音部材３２０の形状および取り付け位置は、上記内容に限定されるものではない。例えば、板状消音部材３２０は、コの字状にして筒部３１０の側面３１１の一部を覆ったり、筒部３１０全体を覆ったり、または、筒部の底面を含むマニホールド接続口３１２の周囲を取り囲むように設けられてもよい。また、板状消音部材３２０の構成および素材も、上記内容に限定されるものではない。例えば、板状消音部材３２０を、多孔質素材のみ、または高比重素材のみとした場合でも、ある程度の消音効果を得ることは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器の構成を示す概略斜視図
【図２】本実施の形態におけるシーブベッド部の構造を示す斜視図
【図３】本実施の形態における板状消音部材を設けていないときの騒音測定データを示す図
【図４】本実施の形態における板状消音部材を設けたときの騒音測定データを示す図
【符号の説明】
【００８１】
１０  酸素濃縮器
１００  筐体
１０１  風路ケース
１０２  ヘパフィルタ
１０３  吸気タンク
１０４  コンプレッサ
１０５  冷却パイプ
１０７  冷却用ファン
１０８  マニホールド
１０９ａ、１０９ｂ  切替弁
１１０、１１１  シーブベッド
１１２  製品タンク
１１３  均圧弁
１１４  パージオリフィス
１１５  消音器
１１５ａ  排気口
１１６  圧力センサ
１１７  レギュレータ
１１８  止め弁
１１９  酸素センサ
１２０  バクテリアフィルタ
１２１  流量制限オリフィス
１２２  圧力センサ
１２３  流量センサ
１２４  加湿器
１２５  酸素出口
３００  シーブベッド部
３１０  筒部
３１１  側面
３１２  マニホールド接続口
３１４  タンク接続部
３２０  板状消音部材
３２１  第１の層
３２２  第２の層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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