(57)【要約】【課題】生成した水の処理が自動的に簡易に行なえる酸素富化機を提供することを目的とする。【解決手段】空気中の酸素を濃縮する酸素富化手段１５と、酸素富化手段１５で濃縮した酸素富化空気を吸引する吸引手段１０と、酸素富化手段１５で濃縮した酸素富化空気を酸素富化手段１５の外部へ吐出する吐出口７と、酸素富化手段１５と吐出口７とを接続する吐出口導管３と、吐出口導管３に設けた吐出口導管コック１１と、酸素富化手段１５から発生した水を排水する排水口１２と、排水口１２に設けた排水口コック１３と、酸素富化手段１５で生成した水の排水時に吐出口導管コック１１を閉じるとともに排水口コック１３を開いて排水を行なう制御手段１７とを備えたもので、自動排水することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の酸素を濃縮する酸素富化手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を前記酸素富化手段の外部へ吐出する吐出口と、前記酸素富化手段と前記吐出口とを接続する吐出口導管と、前記吐出口導管から分岐して形成され前記酸素富化手段で生成した水を排水する排水口と、前記排水口に設けた排水口開閉手段と、前記酸素富化手段で生成した水の排水時に前記排水口開閉手段を開いて排水を行なう制御手段とを備えた酸素富化機。
【請求項２】
空気中の酸素を濃縮する酸素富化手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を前記酸素富化手段の外部へ吐出する吐出口と、前記酸素富化手段と前記吐出口とを接続する吐出口導管と、前記吐出口導管から分岐して形成され前記酸素富化手段で生成した水を排水する排水口と、前記吐出口或いは排水口のいずれかを開口させる流路切替手段と、前記酸素富化手段で生成した水の排水時に前記流路切替手段を排水口側に切替えて排水を行なう制御手段とを備えた酸素富化機。
【請求項３】
空気中の酸素を濃縮する酸素富化手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を前記酸素富化手段の外部へ吐出する吐出口と、前記酸素富化手段と前記吐出口とを接続する吐出口導管と、前記吐出口導管に設けた吐出口導管コックと、前記吐出口導管と排水導管を介して接続し前記酸素富化手段で生成した水を排水する排水口と、前記排水口に設けた排水口コックと、前記酸素富化手段で生成した水の排水時に前記吐出口導管コックを閉じるとともに前記排水口コックを開いて排水を行なう制御手段とを備えた酸素富化機。
【請求項４】
酸素富化手段を通すかまたは通さずに外気を取り込む空気流路切換手段を備え、酸素富化手段で生成した水の排水時には、制御手段により酸素富化手段を通さずに外気を取り込むように前記空気流路切換手段を制御した請求項１〜３のいずれか１項記載の酸素富化機。
【請求項５】
酸素富化手段で生成した水の排水は、酸素富化空気の濃縮運転の終了時に行なう請求項１〜４のいずれか１項記載の酸素富化機。
【請求項６】
酸素富化手段で生成した水の排水は、酸素富化空気の濃縮運転の途中で行なう請求項１〜４のいずれか１項記載の酸素富化機。
【請求項７】
酸素富化手段で生成した水の排水は、酸素富化空気の濃縮運転の途中で所定の時間間隔毎に行なう請求項６に記載の酸素富化機。
【請求項８】
湿度検出用の湿度検出手段を備え、検出した湿度により、酸素富化空気の濃縮運転の途中で行なう排水時間間隔を制御する請求項６に記載の酸素富化機。
【請求項９】
排水導管に水位検出手段を設け、この水位検出手段による水検出により、酸素富化手段で生成した水の排水を行なう請求項６に記載の酸素富化機。
【請求項１０】
酸素富化手段で生成した水の排水は、酸素富化空気の濃縮運転の開始前に行なう請求項１〜４のいずれか１項記載の酸素富化機。
【請求項１１】
排水導管に水位検出手段を設け、酸素富化空気の濃縮運転の開始前における水位検出手段による水検出により、酸素富化手段で生成した水の排水を行なう請求項１０に記載の酸素富化機。
【請求項１２】
酸素富化空気の濃縮運転の終了時に排水動作の有無を記憶する記憶手段を設け、次の酸素富化空気の濃縮運転開始前に、前記記憶手段による排水動作の記憶無しの場合は、酸素富化手段で生成した水の排水を行なう請求項１〜４のいずれか１項記載の酸素富化機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素富化手段を用いて得られる、いわゆる酸素富化空気を使用者に提供する酸素富化機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の酸素富化機は、空気中の酸素を濃縮して酸素富化空気を発生させる酸素富化手段と、その酸素富化手段を内蔵した本体と、この本体に接続され使用者に富化酸素を供給する酸素吐出口とで基本的に構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２３４８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、酸素富化機では、酸素富化膜により酸素濃度を高めるとともに水蒸気も濃縮され水が生成される。前記従来の酸素富化機ではこの点について触れていないが、一般的には、水はドレンタンクに溜め、使用後に使用者によって手動で排水するものであった。ところが、酸素富化機を使用する使用者はさまざまであり、酸素富化機の取り扱いに不慣れな高齢者等では、排水が行なわれなかったりするケースが生じるという課題があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、生成した水の処理が自動的に簡易に行なえる酸素富化機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】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の酸素富化機は、空気中の酸素を濃縮する酸素富化手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を前記酸素富化手段の外部へ吐出する吐出口と、前記酸素富化手段と前記吐出口とを接続する吐出口導管と、前記吐出口導管から分岐して形成され前記酸素富化手段で生成した水を排水する排水口と、前記排水口に設けた排水口開閉手段と、前記酸素富化手段で生成した水の排水時に前記排水口開閉手段を開いて排水を行なう制御手段とを備えたものである。
【０００６】
これにより、酸素富化空気の濃縮運転時に生成した水の処理が、使用者にかかわらず、自動的に簡易に行なえる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の酸素富化機は、生成した水の処理が自動的に簡易に行なえるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、空気中の酸素を濃縮する酸素富化手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を前記酸素富化手段の外部へ吐出する吐出口と、前記酸素富化手段と前記吐出口とを接続する吐出口導管と、前記吐出口導管から分岐して形成され前記酸素富化手段で生成した水を排水する排水口と、前記排水口に設けた排水口開閉手段と、前記酸素富化手段で生成した水の排水時に前記排水口開閉手段を開いて排水を行なう制御手段とを備えたこう性としてあり、また第２の発明は、空気中の酸素を濃縮する酸素富化手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を前記酸素富化手段の外部へ吐出する吐出口と、前記酸素富化手段と前記吐出口とを接続する吐出口導管と、前記吐出口導管から分岐して形成され前記酸素富化手段で生成した水を排水する排水口と、前記吐出口或いは排水口のいずれかを開口させる流路切替手段と、前記酸素富化手段で生成した水の排水時に前記流路切替手段を排水口側に切替えて排水を行なう制御手段とを備えた構成としてあり、更に第３の発明は、空気中の酸素を濃縮する酸素富化手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を吸引する吸引手段と、前記酸素富化手段で濃縮した酸素富化空気を前記酸素富化手段の外部へ吐出する吐出口と、前記酸素富化手段と前記吐出口とを接続する吐出口導管と、前記吐出口導管に設けた吐出口導管コックと、前記吐出口導管と排水導管を介して接続し前記酸素富化手段で生成した水を排水する排水口と、前記排水口に設けた排水口コックと、前記酸素富化手段で生成した水の排水時に前記吐出口導管コックを閉じるとともに前記排水口コックを開いて排水を行なう制御手段とを備えた構成としてあり、酸素富化空気の濃縮運転時に生成した水の処理が、使用者にかかわらず、自動的に簡易に行なえる。
【０００９】
第４の発明は、特に、第１〜３の発明において、酸素富化手段を通すかまたは通さずに外気を取り込む空気流路切換手段を備え、酸素富化手段で生成した水の排水時には、制御手段により酸素富化手段を通さずに外気を取り込むように前記空気流路切換手段を制御したことにより、自動での排水とともに排水中に酸素富化膜での水の濃縮を防ぐことができる。
【００１０】
第５の発明は、特に、第１〜４の発明において、酸素富化手段で生成した水の排水は、酸素富化空気の濃縮運転の終了時に行なうことにより、酸素濃縮運転の終了時にまとめて自動排水をすることができる。
【００１１】
第６の発明は、特に、第１〜４の発明において、酸素富化手段で生成した水の排水は、酸素富化空気の濃縮運転の途中で行なうことにより、酸素富化空気の濃縮運転の最中に自動排水をすることができる。
【００１２】
第７の発明は、特に、第６の発明において、酸素富化手段で生成した水の排水は、酸素富化空気の濃縮運転の途中で所定の時間間隔毎に行なうことにより、酸素富化空気の濃縮運転の最中に定期的に自動排水をすることができる。
【００１３】
第８の発明は、特に、第６の発明において、湿度検出用の湿度検出手段を備え、検出した湿度により、酸素富化空気の濃縮運転の途中で行なう排水時間間隔を制御するものであり、排水量に応じた自動排水をすることができる。
【００１４】
第９の発明は、特に、第６の発明において、排水導管に水位検出手段を設け、この水位検出手段による水検出により、酸素富化手段で生成した水の排水を行なうものであり、水位検出手段で生成水量に応じた自動排水をすることができる。
【００１５】
第１０の発明は、特に、第１〜４の発明において、酸素富化手段で生成した水の排水は、酸素富化空気の濃縮運転の開始前に行なうことにより、前回の運転終了時に残った水を自動排水することができる。
【００１６】
第１１の発明は、特に、第１０の発明において、排水導管に水位検出手段を設け、酸素富化空気の濃縮運転の開始前における水位検出手段による水検出により、酸素富化手段で生成した水の排水を行なうものであり、前回の運転終了時に残った水量に応じて自動排水することができる。
【００１７】
第１２の発明は、特に、第１〜４の発明において、酸素富化空気の濃縮運転の終了時に排水動作の有無を記憶する記憶手段を設け、次の酸素富化空気の濃縮運転開始前に、前記記憶手段による排水動作の記憶無しの場合は、酸素富化手段で生成した水の排水を行なうことにより、前回の運転終了時に残った水を確実に自動排水することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
(実施の形態１)
図１、図２は、本発明の実施の形態１における酸素富化機を示すものである。
【００２０】
図１に示すように、装置本体１は、空気中の酸素を濃縮する酸素富化手段１５を内蔵しており、この酸素富化手段１５には、吐出口導管３を介して使用者の頭にセットされるヘッドセット６が接続されている。そのヘッドセット６には、酸素富化手段１５で得られた酸素富化空気を酸素富化手段１５の外部である使用者の口元に吐出する吐出口７が設けられている。
【００２１】
酸素富化手段１５で濃縮した酸素富化空気を吸引する吸引手段１０は、酸素富化手段１５で生成される酸素富化空気を、吐出口導管３を介して吸引し、ヘッドセット６を経て吐出口７から吐出させる。吸引手段１０には、酸素富化手段１５の酸素富化膜の通過圧損に対抗して酸素富化空気の流量を稼ぐために運転時の圧力が高いベローズポンプを用いている。
【００２２】
吐出口導管３の途中に設けた吐出口導管コック１１は、酸素富化空気の濃縮運転時に生成した水を排水する場合、吐出口導管３を閉じて水が吐出口７の方へ流れるのを防ぐものである。
【００２３】
前記吐出口導管３と排水導管１４を介して接続した排水口１２は、前記酸素富化手段１５で生成した水を排水するもので、排水口コック１３を設けている。排水口コック１３は排水を行なうときに開いて排水を行なう。
【００２４】
酸素富化空気に含まれる湿度を検出する湿度検出手段１６は、本実施の形態では、吐出口導管３に設けているが、これに限らず、外気、空気流路、排水導管１４、または酸素富化空気流路等の全部、またはこれらのいずれか１つに設けてもよい。
【００２５】
酸素富化手段１５で生成した水の自動排水を行なう制御手段１７は、吸引手段１０の駆動制御、湿度検出手段１６からの入力により吐出口導管コック１１、排水口コック１３の開閉の制御を行なうものである。すなわち、酸素富化手段１５で生成した水の排水時に吐出口導管コック１１を閉じるとともに排水口コック１３を開いて排水を行なうものであり、運転開始時は排水導管１４に溜まった水はなく、排水口コック１３は閉じているものである。
【００２６】
なお、蒸気説明から明らかなようにコック１１とコック１３は吐出口７と排水口１２への流路切替手段を構成しており、この実施の形態では夫々別々に設けたが、これらは一つにして例えば吐出導管３と排水導管１４との分岐部に設けても良いものである。
【００２７】
ここで、前記酸素富化手段１５には、有機高分子の平膜より構成された酸素富化膜ユニット（図示せず）が使用され、分子の種類により膜を通過する速度が異なる原理を応用したもので、空気中の窒素に比べ酸素をよく通すため、比較的酸素濃度の高い空気、いわゆる酸素富化空気が得られる。通常の空気において、酸素が占める割合は約２１％（窒素約７９％）であるが、本実施の形態における酸素富化手段１５の酸素富化膜ユニットを通過後の酸素富化空気においては、酸素が占める割合が約３０％（窒素約７０％）である。また、酸素富化膜ユニットは空気中に含まれる水分を通過させる特性があり、この水分は凝集して水となる。なお、酸素富化膜ユニットの性能により、酸素富化膜ユニットを通過後の酸素富化空気の酸素が占める割合が３０％以上となる場合もある。
【００２８】
図２は、本実施の形態における酸素富化機の全体構成を示しており、装置本体１の内部には、空気の酸素の濃度を高めるいわゆる酸素富化空気を発生する酸素富化手段１５を設けているものである。
【００２９】
以上のように構成された酸素富化機においてその動作を説明する。
【００３０】
電源スイッチ（図示せず）をオンすると、制御手段１７は吸引手段１０を駆動させる。吸引手段１０は酸素富化手段１５を通して空気を吸引するため、酸素富化空気が発生する。酸素富化空気には水分が含まれており、凝集して水となる。この水は吸引手段１０により吐出口導管３の方へ流れて行くが、重力により下向きに取り付けられている排水導管１４の方へ流れる。排水口コック１３が閉じられているので、水は排水導管１４に溜まって行く。なお、単一の流路切替手段を設ける場合にはこの流路切替手段の上流がわに駅溜まり部等を設ける等しておけばよい。
【００３１】
使用者による運転スイッチ（図示せず）のオフや、運転時間計時手段（図示せず）の運転終了時間により、酸素富化空気の発生運転を終了する。運転が終了すれば吸引手段１０をオフし、吐出口導管コック１１を閉じ、排水口コック１３を開くように制御手段１７が制御することで排水を行なうことができる。
【００３２】
なお、上記の制御において、排水時に吸引手段１０をオンしたままにすると、排水中も水が排水導管１４に流れる。ここで、吐出口導管コック１１を開いたままにすると、吐出口７の方へ水が流れることがあるが、排水ができるということでは同じである。
【００３３】
また、酸素富化空気の発生運転が長時間になる場合は、排水導管１４に溜まった水があふれ、吐出口導管３の方へ流れ出る恐れがあるので、酸素富化空気の運転の途中に所定の時間間隔で吐出口導管コック１１を閉じ、排水口コック１３を開くように制御することで、吐出口７の方へ水が流れることなく、排水を行なうことができる。
【００３４】
酸素富化空気に含まれる水分は、空気中の湿度に比例して多くなるので、湿度検出手段１６で検出した湿度に応じて、酸素富化空気の発生運転の途中に行なう排水の時間間隔を調整するように制御することで、排水導管１４に溜まった水量に応じて排水することができる。なお、湿度検出手段１６は酸素富化空気の流路であればどこに設けても良い。
【００３５】
以上のように、湿度検出手段１６で検出した湿度に応じて吸引手段１０、吐出口導管コック１１、排水口コック１３を制御することで、運転の途中や終了時に使用者は面倒な手動の排水作業（メンテナンス）なしで自動排水することができる。
【００３６】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における酸素富化機を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
図に示すように、酸素富化手段１５を通さずに外気を装置本体１内に取り込む空気取り入れ口１８と、空気流路切換手段１９とを備えている。空気流路切換手段１９は、空気取り入れ口１８による場合と、酸素富化手段１５を通す場合のいずれかの通路を選択することができるものである。また、排水導管１４に溜まった水の水位を検出する水位検出手段２０も備えている。第２の制御手段２１は、吸引手段１０の駆動制御、空気流路切換手段１９の空気流路の切り換え制御、水位検出手段２０からの入力により吐出口導管コック１１、排水口コック１３の開閉の制御をそれぞれ行なうものである。
【００３８】
なお、運転開始時は、酸素富化手段１５で濃縮した酸素富化空気が吸引手段１０の方へ連通されるように空気流路が設定されているものとする。
【００３９】
以上のように構成された酸素富化機においてその動作を説明する。
【００４０】
基本動作は実施の形態１と同様であるが、酸素富化空気の発生運転を終了すれば、空気取り入れ口１８からの空気が吸引手段１０の方へ連通されるように空気流路切換手段１９が空気流路を切り換え、吐出口導管コック１１を閉じ、排水口コック１３を開くように第２の制御手段２１が制御する。これにより、排水口１２から排水を行なうことができる。排水動作中は酸素富化手段１５を通過する水がないので、排水中にさらに水が増えることがなく、空気取り入れ口１８から取り入れた空気が排水導管１４に溜まった水を押し出す作用があるので、排水が速やかに行なうことができるという効果がある。
【００４１】
また、酸素富化空気の発生運転が長時間になる場合は、排水導管１４に溜まった水があふれ、吐出口導管３の方へ流れ出る恐れがあるので、排水導管１４に溜まった水が満杯になったことを水位検出手段２０で検出し、吐出口導管コック１１を閉じ、排水口コック１３を開くように制御することで、吐出口７の方へ水が流れることなく排水を行なうことができる。このように、排水導管１４に溜まった水量に応じて排水を行なうことにより、酸素富化空気の湿度により水が溜まる速さが変化する場合でも適時排水を行なうことができるという効果がある。
【００４２】
以上のように、水位検出手段２０で検出した水量に応じて空気流路切換手段１９、吐出口導管コック１１、排水口コック１３を制御することで、運転の途中や終了時に使用者は面倒な手動の排水作業（メンテナンス）なしで効率的に自動排水することができる。
【００４３】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における酸素富化機を示すものである。実施の形態１と同一要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図に示すように、酸素富化空気の濃縮運転の終了時に排水動作の有無を記憶する記憶手段２２を設け、次の酸素富化空気の濃縮運転開始前に、前記記憶手段２２による排水動作の記憶無しの場合は、酸素富化手段１５で生成した水の排水を行なうようにしたものである。なお、記憶手段２２の排水動作の有無を記憶するタイミングは、酸素富化空気の濃縮運転の終了時としているが、これは前回の運転終了直前からその少し前の所定時間内の排水有無を記憶するものも含まれるものである。また、第３の制御手段２３は、水位検出手段２０、記憶手段２２からの入力により、吸引手段１０の駆動制御と、排水口コック１３の開閉の制御を行なうものである。
【００４５】
以上のように構成された酸素富化機においてその動作を説明する。
【００４６】
電源スイッチ（図示せず）をオンすると、吸引手段１０を駆動する前に排水口コック１３を開いて排水を行ない、前回の運転終了時に残った水を自動排水することができる。そして、排水終了後に排水口コック１３を閉じてから吸引手段１０を駆動させ、酸素富化空気の発生運転を行なうので、酸素富化空気の発生運転開始前に確実に排水を行なうことができるという効果がある。
【００４７】
また、酸素富化空気の濃縮運転の開始前における水位検出手段２０による水検出により、酸素富化手段１５で生成した水の排水を行なうことにより、前回の運転終了時に残った水量に応じて自動排水することができる。また、水位検出手段２０による排水導管１４に溜まっている水の水位に応じて、酸素富化空気の発生運転開始前における排水動作の有無を選択する制御を行なうことで、排水を行なわない場合の酸素富化空気の発生運転開始時間を早めることができるという効果がある。また、水位検出手段２０を用いる制御方法より、自動的に簡易に排水導管１４の水を検出できるという効果がある。
【００４８】
さらに、酸素富化空気の濃縮運転の終了時、すなわち、運転終了直前からその少し前の所定時間内の排水動作有無を記憶することにより、次の酸素富化空気の濃縮運転開始前に、前記記憶手段２２による排水動作の記憶無しの場合は、酸素富化手段１５で生成した水の排水を行なうことにより、前回の運転終了時に残った水を確実に自動排水することができる。そして、酸素富化空気の発生運転開始前における排水動作の有無を選択する制御を行なうことで、排水を行なわない場合の酸素富化空気の発生運転開始時間を早めることができるという効果がある。
【００４９】
以上のように、水位検出手段２０で検出した水量や、前回運転終了前の排水有無に応じて排水口コック１３を制御することで、運転開始前に使用者は面倒な手動の排水作業（メンテナンス）なしで効率的に自動排水することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかる酸素富化機は、生成した水の処理が自動的に簡易に行なえるものであるので、酸素富化機として、極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１における酸素富化機の構成図
【図２】同酸素富化機の全体構成を示す概略図
【図３】本発明の実施の形態２における酸素富化機の構成図
【図４】本発明の実施の形態３における酸素富化機の構成図
【符号の説明】
【００５２】
１  装置本体
３  吐出口導管
６  ヘッドセット
７  吐出口
１０  吸引手段
１１  吐出口導管コック
１２  排水口
１３  排水口コック
１４  排水導管
１５  酸素富化手段
１６  湿度検出手段
１７  制御手段
１８  空気取り入れ口
１９  空気流路切換手段
２０  水位検出手段
２１  第２の制御手段
２２  記憶手段
２３  第３の制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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