(57)【要約】【課題】酸素富化空気の酸素吹出口からの到達距離を長くして、使用者が装着したり顔を移動させる必要が無く、また、酸素吹出口を移動させる必要がない酸素富化装置を提供する。【解決手段】空気中の酸素濃度を高める酸素富化手段１１と、酸素富化手段１１で生成された酸素富化空気を送風する酸素送風路１２と、酸素送風路１２に連通した酸素吹出通路１３を有し、酸素吹出通路１３の先端の酸素吹出口１４より酸素富化空気を吹出す。酸素吹出通路１３は第１の径を有する第１の通路１３１と第１の径より大きい第２の径を有する第２の通路１３２を有し、第２の通路１３２が酸素吹出口１４に連通している。また、アシスト空気を発生するアシスト空気発生器１５と、アシスト空気発生器１５で発生されたアシスト空気を送風する空気送風路１６と、空気送風路１６に連通した空気吹出口１９を有し、空気吹出口１９を酸素富化空気の酸素吹出口１４の周囲に配置する。【選択図】        図１
2006116021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段で生成された酸素富化空気を送風する酸素送風路と、前記酸素送風路に連通して先端の酸素吹出口より前記酸素富化空気を吹出す酸素吹出通路とを備えた酸素富化装置であって、前記酸素吹出通路が第１の径を有する第１の通路と前記第１の径より大きい第２の径を有する第２の通路を有し、前記第２の通路が前記酸素吹出口に連通していることを特徴とする酸素富化装置。
【請求項２】
前記第２の通路を流れる前記酸素富化空気のレイノルズ数を１３００より大きく２５００より小さくなるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の酸素富化装置。
【請求項３】
前記酸素吹出通路または前記酸素送風路に前記酸素富化空気の脈動を除去する酸素整流室を形成したことを特徴とする請求項１に記載の酸素富化装置。
【請求項４】
前記第２の通路内に前記酸素富化空気流の乱れを除去する整流材を配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の酸素富化装置。
【請求項５】
前記酸素送風路または前記酸素吹出通路に酸素冷却手段を配置したことを特徴とする請求項１に記載の酸素富化装置。
【請求項６】
前記酸素富化空気に対するアシスト空気を発生するアシスト空気発生手段と、前記アシスト空気発生手段で発生された前記アシスト空気を送風する空気送風路と、前記空気送風路に連通した空気吹出口とを有し、前記空気吹出口を前記酸素吹出口の周囲に配置したことを特徴とする請求項１に記載の酸素富化装置。
【請求項７】
前記アシスト空気の流速を前記酸素富化空気の流速の１．３倍以下に設定したことを特徴とする請求項６に記載の酸素富化装置。
【請求項８】
前記酸素富化空気の流速を１としたときに前記アシスト空気の流速を０．８から１．２の間に設定したことを特徴とする請求項７に記載の酸素富化装置。
【請求項９】
前記酸素吹出口と前記空気吹出口との隔壁の先端に曲面またはテーパを形成したことを特徴とする請求項６に記載の酸素富化装置。
【請求項１０】
前記空気送風路と前記空気吹出口との間に前記アシスト空気の脈動を除去する空気整流室を形成したことを特徴とする請求項６に記載の酸素富化装置。
【請求項１１】
前記空気吹出口に前記アシスト空気流の乱れを除去する整流材を配置したことを特徴とする請求項６に記載の酸素富化装置。
【請求項１２】
前記空気送風路に空気冷却手段を配置したことを特徴とする請求項６に記載の酸素富化装置。
【請求項１３】
前記酸素吹出口および前記空気吹出口が形成されている面を凹面としたことを特徴とする請求項６に記載の酸素富化装置。
【請求項１４】
前記酸素吹出口付近または前記空気吹出口付近に発光素子を配置したことを特徴とする請求項１または請求項６に記載の酸素富化装置。
【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酸素富化空気を使用者に提供する酸素富化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気中の酸素濃度よりも高い酸素濃度を有する空気（酸素富化空気）を呼吸することにより、心身をリラックスあるいはリフレッシュさせ、また勉強や仕事により疲労した脳をリフレッシュさせることが知られている。この酸素濃度の高い酸素富化空気を通常の空気から簡便に得られる手段として酸素富化装置が知られている。たとえば、酸素濃縮モジュールで生成した酸素濃縮空気を真空ポンプにより人体の口の部分に位置する酸素吹出口に供給する構成（特許文献１参照）や、酸素富化空気を使用者に供給する供給口の形状を略円錐型形状にし、円錐状の底面を使用者に向ける構成（特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平３−６３０６７号公報（特許請求の範囲、第２頁下右欄第３行〜第１４行、第１図など）
【特許文献２】特開２００４−１３６１９５号公報（（０００７）、（０００８）、（００２６）図１〜図６など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１における構成は、酸素濃縮モジュールからの送風量が小さいので、酸素吹出口から出た酸素富化空気が周囲の空気を巻き込んで拡散混合してしまうため、酸素吹出口を人体の口の部分に位置するようにヘッドセットを用いる必要がある。したがって、使用時に頭にヘッドセットを装着しなければならず、違和感や不快感がある。
特許文献２における構成は、酸素富化空気を供給する供給口の形状を略円錐型形状としているので酸素富化空気を使用者に無駄なく供給することができるが、供給口の形状が略円錐型形状であると、酸素富化空気が供給口の外に出た後拡散するので酸素富化空気の到達距離が短くなってしまう。このため、使用者は酸素富化空気の吹出口の近くに顔を持っていったり、吹出口を使用者の顔の方向へ移動させたりする必要がある。したがって、吸入時に常に酸素富化空気の吹出口の位置を意識して顔を移動させるか、または吹出口を移動させなければならない。
【０００４】
そこで本発明は、酸素富化空気の酸素吹出口からの到達距離を長くして、使用者がヘッドセットを装着し、または顔を移動させる必要が無く、また、酸素吹出口を移動させる必要がない酸素富化装置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】
請求項１記載の本発明の酸素富化装置は、酸素濃度を高める酸素富化手段と、前記酸素富化手段で生成された酸素富化空気を送風する酸素送風路と、前記酸素送風路に連通して先端の酸素吹出口より前記酸素富化空気を吹出す酸素吹出通路とを備えた酸素富化装置であって、前記酸素吹出通路が第１の径を有する第１の通路と前記第１の径より大きい第２の径を有する第２の通路を有し、前記第２の通路が前記酸素吹出口に連通していることを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の酸素富化装置において、前記第２の通路を流れる前記酸素富化空気のレイノルズ数を１３００より大きく２５００より小さくなるように設定したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載の酸素富化装置において、前記酸素吹出通路または前記酸素送風路に前記酸素富化空気の脈動を除去する酸素整流室を形成したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載の酸素富化装置において、前記第２の通路内に前記酸素富化空気流の乱れを除去する整流材を配置したことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１に記載の酸素富化装置において、前記酸素送風路または前記酸素吹出通路に酸素冷却手段を配置したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載の酸素富化装置において、前記酸素富化空気に対するアシスト空気を発生するアシスト空気発生手段と、前記アシスト空気発生手段で発生された前記アシスト空気を送風する空気送風路と、前記空気送風路に連通した空気吹出口とを有し、前記空気吹出口を前記酸素吹出口の周囲に配置したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の酸素富化装置において、前記アシスト空気の流速を前記酸素富化空気の流速の１．３倍以下に設定されたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の酸素富化装置において、前記酸素富化空気の流速を１としたときに前記アシスト空気の流速を０．８から１．２の間に設定したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項６に記載の酸素富化装置において、前記酸素吹出口と前記空気吹出口との隔壁の先端に曲面またはテーパを形成したことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項６に記載の酸素富化装置において、前記空気送風路と前記空気吹出口との間に前記アシスト空気の脈動を除去する空気整流室を形成したことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項６に記載の酸素富化装置において、前記空気吹出口に前記アシスト空気流の乱れを除去する整流材を配置したことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項６に記載の酸素富化装置において、前記空気送風路に空気冷却手段を配置したことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項６に記載の酸素富化装置において、前記酸素吹出口および前記空気吹出口が形成されている面を凹面としたことを特徴とする。
請求項１４記載の本発明は、請求項１または請求項６に記載の酸素富化装置において、前記酸素吹出口付近または前記空気吹出口付近に発光素子を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、酸素富化空気を径の小さい通路から径の大きい通路を通って吹出すようにしているので、酸素富化空気流は径の大きい通路で流速が遅くなって流れの乱れが少ない層流になる。したがって、酸素濃度が高い空気流に対して酸素濃度が低い空気の混合が少なくなり、酸素富化空気流の酸素吹出口からの到達距離が長くなるので、使用者の顔の近くに酸素富化装置を配置したり、酸素富化装置の方向に顔を移動させる必要が無い。この結果、机の上や天井など使用者の居る空間の所定位置に酸素富化装置を設置することにより自然体で快適に酸素濃度の高い空気を呼吸することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１の実施の形態による酸素富化装置は、酸素吹出通路が第１の径を有する第１の通路と第１の径より大きい第２の径を有する第２の通路を有し、第２の通路が酸素吹出口に連通しているものである。本実施の形態によれば、酸素富化空気を径の小さい第１の通路から径の大きい第２の通路を通って吹出すようにしているので、酸素富化空気流は径の大きい第１の通路で流速が遅くなって流れの乱れが少ない層流になる。したがって、酸素濃度が高い空気流に対する周囲の酸素濃度が低い空気の混合が少なくなり、酸素富化空気流の到達距離を長くすることができる。これにより、使用者の顔の近くに酸素富化装置を配置したり、酸素富化装置の方向に顔を移動させる必要がなくなり、使用者の居る空間の所定位置に酸素富化装置を設置することで自然体で快適に酸素濃度の高い空気を呼吸することができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による酸素富化装置において、第２の通路を流れる酸素富化空気のレイノルズ数を１３００より大きく２５００より小さくなるように設定したものである。本実施の形態によれば、酸素富化空気流が乱流になるのを防止することができるので、酸素濃度が高い空気流に対する酸素濃度が低い空気の混合が少なくなり、酸素富化空気流の到達距離を長くすることができる。
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態による酸素富化装置において、酸素吹出通路または酸素送風路に酸素富化空気の脈動を除去する酸素整流室を形成したものである。本実施の形態によれば、酸素富化手段のポンプで送られた空気のポンプによる脈動を除去して吹出通路を通過する空気流の乱れを抑えることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１または第２の実施の形態による酸素富化装置において、第２の通路内に酸素富化空気流の乱れを除去する整流材を配置したものである。本実施の形態によれば、酸素富化空気の酸素吹出口直前での空気流の乱れを抑えることができる。したがって、酸素富化空気の流速を上げた場合にその到達距離を長くすることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態による酸素富化装置において、酸素送風路または酸素吹出通路に酸素冷却手段を配置したものである。本実施の形態によれば、冷却された酸素富化空気が送風されるので爽快感が増すともに、酸素富化空気の比重が大きくなるので、酸素富化空気を上方から下方に吹出させる場合の到達距離を一層長くすることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態による酸素富化装置において、酸素富化空気に対するアシスト空気を発生するアシスト空気発生手段と、アシスト空気発生手段で発生されたアシスト空気を送風する空気送風路と、空気送風路に連通した空気吹出口とを有し、空気吹出口を酸素吹出口の周囲に配置したものである。本実施の形態によれば、酸素濃度の高い空気流の周囲をコーン状の通常酸素濃度のアシスト空気で囲んで吹出させるので、噴流空気全体の流量が増加してその運動量が大きくなり、その到達距離を一層長くすることができる。また、周囲の静止している空気は、まずアシスト空気と混合するため、中心の酸素濃度の高い空気流への周囲空気の巻き込みが防止され、酸素富化空気流の到達距離を一層長くすることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による酸素富化装置において、アシスト空気の流速を酸素富化空気の流速の１．３倍以下に設定したものである。本実施の形態によれば、酸素富化空気流の到達距離を長く維持することができる。
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による酸素富化装置において、酸素富化空気の流速を１としたときにアシスト空気の流速を０．８から１．２の間に設定したものである。本実施の形態によれば、酸素富化空気流の到達距離を一層長く維持することができる。
本発明の第９の実施の形態は、第６の実施の形態による酸素富化装置において、酸素吹出口と空気吹出口との隔壁の先端に曲面またはテーパを形成したものである。本実施の形態によれば、中心の酸素濃度の高い空気と周囲のコーン状の通常酸素濃度のアシスト空気との境界で渦が発生することを防止することができるので、酸素濃度の高い空気への周囲空気の混合を防止することができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第６の実施の形態による酸素富化装置において、空気送風路と空気吹出口との間にアシスト空気の脈動を除去する空気整流室を形成したものである。本実施の形態によれば、アシスト空気発生手段の送風ファンなどに起因する脈動を除去してアシスト空気流の乱れを抑えることができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第６の実施の形態による酸素富化装置において、空気吹出口にアシスト空気流の乱れを除去する整流材を配置したものである。本実施の形態によれば、アシスト空気の空気吹出口直前での空気流の乱れを抑えることができる。したがって、アシスト空気の流速を上げた場合にその到達距離を長くするとともに、周囲空気の巻き込みを防止することができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第６の実施の形態による酸素富化装置において、空気送風路に空気冷却手段を配置したものである。本実施の形態によれば、冷却されたアシスト空気が送風されるので爽快感が増すともに、アシスト空気の比重が大きくなるので、酸素富化空気およびアシスト空気を上方から下方に吹出させる場合に、酸素富化空気を含めてその到達距離を一層長くすることができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第６の実施の形態による酸素富化装置において、酸素吹出口および空気吹出口が形成されている面を凹面としたものである。本実施の形態によれば、中心の酸素富化空気へのアシスト空気の巻き込みを防止することができるので、酸素濃度の高い空気への通常酸素濃度のアシスト空気の混合が少なくなって、酸素富化空気の到達距離を長くすることができる。
本発明の第１４の実施の形態は、第１または第６の実施の形態による酸素富化装置において、酸素吹出口付近または空気吹出口付近に発光素子を配置したものである。本実施の形態によれば、酸素富化空気が吹出されている状態を目視で確認することができる。また、発光素子の発光色を選択することにより癒し、安静、警告など種々の演出効果を呈することができる。
【実施例１】
【０００８】
以下本発明の実施例について図面とともに詳細に説明する。
図１は本発明の実施例１による酸素富化装置１０の全体構成を示す概念図、図２は本発明の実施例１による酸素富化装置１０の酸素富化空気の酸素吹出口１４とアシスト空気の空気吹出口１９部分の拡大断面側面図である。酸素富化手段１１は真空ポンプにより酸素濃縮膜モジュールに負圧を与えて大気より酸素濃度が高い酸素富化空気を発生させる装置である。酸素富化手段１１には酸素富化手段１１で生成された酸素富化空気を送風する酸素送風路１２が連結され、酸素送風路１２には酸素吹出通路１３が連通している。酸素吹出通路１３は径が小さい第１の通路１３１と第１の通路１３１より大きい径を有する第２の通路１３２を有しており、第１の通路１３１と第２の通路１３２は段差または曲面１３３を持って連結されている。第２の通路１３２の先端は酸素富化空気を吹出す酸素吹出口１４に連通している。
アシスト空気発生器１５はファンなどを利用してアシスト空気流を発生し、空気送風路１６を介して空気整流室１７にアシスト空気を送風する。空気整流室１７はアシスト空気発生器１５の送風ファンなどに起因するアシスト空気流の脈動を緩和し、空気通路１８に乱れを抑えたアシスト空気流を供給する。空気通路１８は空気吹出口１９に連通している。
空気通路１８は、第２の通路１３２の周囲を囲むように配置されており、空気吹出口１９は酸素吹出口１４を囲んで配置されている。酸素吹出口１４と空気吹出口１９の隔壁２０は、図２に示すように先端２０ａに曲面またはテーパが形成されている。また、ノズル部材２１には、外部から見て凹面２２が形成され、この凹面２２に空気吹出口１９および酸素吹出口１４が形成されている。
【０００９】
つぎに動作を説明する。
酸素富化手段１１で生成された酸素富化空気は酸素送風路１２により酸素吹出通路１３に送風される。酸素吹出通路１３は、径が小さい第１の通路１３１と、第１の通路１３１より大きい径を有する第２の通路１３２とを有しているので、径が小さい第１の通路１３１を通過した酸素富化空気は、径の大きい第２の通路１３２に入ると流速が下がり、流れの乱れが小さくなって層流になるので到達距離が長くなる。層流になる条件はレイノルズ数で判定される。レイノルズ数Ｒｅは空気流の速度をｕ（ｍ／ｓｅｃ）、第２の通路１３２の径をｄ（ｍ）、空気流の動粘性係数をν（ｍ2／ｓｅｃ）とすると、Ｒｅ＝ｕ・ｄ／νで表される。一般にレイノルズ数Ｒｅが約２５００より大きくなると乱流になるので、レイノルズ数Ｒｅがそれより小さくなるように空気流の速度ｕおよび第２の通路１３２の径ｄを選定する。ただし、空気流の速度ｕが下がると空気流の貫徹力が弱まって到達距離が短くなるので、ある程度上げる必要があり、たとえば２〜８ｍ／ｓｅｃに選定することが好ましい。また、空気流を良好な層流に保つには、第２の通路１３２の長さもある程度長い方が好ましく、酸素吹出口１４から吹出される酸素富化空気の目標到達距離により異なるが、目標到達距離が３０ｃｍ〜１００ｃｍ程度である場合は１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度が適当である。なお、第２の通路１３２で層流になった酸素富化空気は、酸素吹出口１４から酸素富化空気２３として層流の状態で放出される。
【００１０】
一方、アシスト空気発生器１５で発生させたアシスト空気は空気送風路１６を通って空気整流室１７に送風される。空気整流室１７は空気送風路１６に対して容積が大きく、アシスト空気発生器１５の送風ファンなどに起因するアシスト空気流の脈動を緩和した後、空気通路１８に乱れを抑えたアシスト空気流を供給し、空気吹出口１９からアシスト空気を放出する。前述したように、空気通路１８は、酸素富化空気の第２の通路１３２の周囲を囲むように配置されており、空気吹出口１９は酸素富化空気の酸素吹出口１４を囲んで配置されているので、空気吹出口１９から吹出されたアシスト空気２４は酸素濃度が高い酸素富化空気２３をコーン状のアシスト空気２４で囲繞した噴流空気となって放出される。したがって、噴流全体の流量が大きくなって噴流空気の運動量が増加し、到達距離が長くなる。また、噴流空気にアシスト空気２４の周囲の静止している空気は、まず外側のアシスト空気２４と混合するため、中心の酸素濃度の高い酸素富化空気２３への周囲空気の巻き込みが防止され、酸素濃度の高い酸素富化空気２３の到達距離を一層長くすることができる。
ところで、図２で説明したように、酸素吹出口１４と空気吹出口１９の隔壁２０の先端２０ａには、曲面またはテーパが形成されている。したがって、中心の酸素濃度の高い酸素富化空気２３と周囲のコーン状の通常酸素濃度のアシスト空気２４との境界で渦が発生することを防止することができるので、酸素富化空気２３へのアシスト空気２４の混合を防止することができる。
また、空気通路１８を形成するノズル部材２１には、凹面２２を形成しているので、酸素富化空気２３へのアシスト空気２４の巻き込み、およびアシスト空気２４への外周に位置する空気の巻き込みを防止することができるので、酸素濃度の高い酸素富化空気２３への通常酸素濃度のアシスト空気２４の混合が少なくなり、酸素濃度の高い酸素富化空気２３の到達距離を一層長くすることができる。
【００１１】
図３は第２の通路１３２の径ｄを５ｍｍ、酸素富化空気の酸素濃度を約３０％としたときの、酸素富化空気の流速と到達距離との関係、および酸素富化空気の流速とレイノルズ数との関係を示す特性図である。図３から、酸素富化空気２３の流速が約４ｍ／ｓｅｃでは、到達距離は約３００ｍｍでレイノルズ数は約１３００である。酸素富化空気２３の到達距離は流速が約６ｍ／ｓｅｃで約３６０ｍｍの最大値になり、約８ｍ／ｓｅｃで約３００ｍｍになる。一方、レイノルズ数は、酸素富化空気２３の流速が増大するにつれて増加して酸素富化空気２３の流速が約８ｍ／ｓｅｃで約２５００になる。したがって、酸素富化空気２３の到達距離を３００ｍｍ以上とするには、酸素富化空気２３の流速を約４〜８ｍ／ｓｅｃとし、レイノルズ数が約１３００〜２５００であることが好ましい。
【００１２】
図４は酸素富化空気の流速を６ｍ／ｓｅｃ、酸素濃度を約３０％としたときの、アシスト空気２４の流速と酸素富化空気の到達距離との関係を示す特性図である。図４から、アシスト空気２４の流速が酸素富化空気の流速とほぼ等しいときに酸素富化空気２３の到達距離は約４６０ｍｍの最大値になり、アシスト空気２４の流速がそれより下がると酸素富化空気２３の到達距離は徐々に低下し、アシスト空気２４の流速がそれより上がると酸素富化空気２３の到達距離は急激に低下する。したがって、酸素富化空気２３の到達距離を最大到達距離である約４６０ｍｍの７０％である３２０ｍｍ以上にするためには、アシスト空気２４の流速が酸素富化空気の流速の１．３倍以下にすればよく、好ましくは、酸素富化空気の流速を１としたときにアシスト空気２４の流速を０．８から１．２の間に設定することが望ましい。
【００１３】
図５（ａ）〜５（ｃ）は酸素富化装置の使用態様を示す概念図である。図５（ａ）は酸素富化装置１０を使用者２６が勉強や仕事をしている机２７に設けた設置台２８に設置した例である。この例では、使用者２６と酸素富化装置１０との距離は数１０ｃｍ程度であり、図３、図４の例では酸素富化空気による酸素富化空気２３は３００〜４６０ｍｍあるので、使用者２６は顔を酸素富化装置１０に近づけなくても酸素富化装置１０からの酸素富化空気を十分に呼吸することができる。
図５（ｂ）は酸素富化装置１０を使用者２６が勉強や仕事をしている机２７の上に設置した例である。この例でも、使用者２６と酸素富化装置１０との距離は数１０ｃｍ程度であるので、使用者２６は顔を酸素富化装置１０に近づけなくても酸素富化装置１０からの酸素富化空気を十分に呼吸することができる。
図５（ｃ）は酸素富化装置１０を使用者２６の居室の天井９に設置した例である。この例では、使用者２６と酸素富化装置１０との距離は１ｍ〜１．５ｍ程度とやや長くなるので、酸素富化空気２３の到達距離を長くする必要がある。この場合は、天井設置型で酸素富化装置１０を携帯や移動させる必要がないので、酸素富化装置１０の酸素吹出通路１３および空気吹出口１９を大型に構成し、酸素富化手段１１およびアシスト空気発生器１５のパワーを大きくすればよい。
【実施例２】
【００１４】
図６は本発明の実施例２による酸素富化装置１０の構成を示す概念図である。図６において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、酸素吹出通路１３の上流側に酸素富化空気を整流する酸素整流室３０を設けた点である。
酸素富化手段１１には空気を送風する真空ポンプが使用されており、酸素富化手段１１で生成された酸素富化空気は真空ポンプにより脈動を有することがある。そこで、酸素吹出通路１３の上流側に容積の大きい酸素整流室３０を設け、この酸素整流室３０で酸素富化空気の脈動を緩和して酸素吹出通路１３に乱れを抑えた酸素富化空気流を供給する。
なお、酸素整流室３０は酸素富化空気を送風する酸素送風路１２の経路中に設けてもよい。
【実施例３】
【００１５】
図７（ａ）は本発明の実施例３による酸素富化装置１０の構成を示す概念図、図７（ｂ）、７（ｃ）、７（ｄ）は同装置に使用される整流材の平面図である。図７（ａ）において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、酸素吹出通路１３の径が大きい第２の通路１３２の内部に酸素富化空気流の乱れを除去する整流材３１を配置したものである。整流材３１としては、図７（ｂ）に示すように、整流隔壁を同心円状、図７（ｃ）に示すようにハニカム状、図７（ｄ）に示すように格子状に配置したものが使用される。第２の通路１３２を流れる酸素富化空気は、整流材３１の同心円状、ハニカム状あるいは格子状の整流隔壁により第２の通路１３２の長さ方向に沿って整流され、横方向や斜め方向の乱れが除去される。
本実施例によれば、酸素富化空気の酸素吹出口直前での空気流の乱れを抑えることができるので、酸素富化空気の到達距離、特に、酸素富化空気の流速を上げた場合の到達距離を一層長くすることができる。
【実施例４】
【００１６】
図８は本発明の実施例４による酸素富化装置１０の構成を示す概念図である。図８において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、酸素送風路１２にペルチェ素子などの酸素冷却手段３２を設けた点である。
酸素冷却手段３２は酸素富化手段１１で生成された酸素富化空気を冷却するので、酸素吹出口１４から冷却された酸素富化空気が吹出されて使用者の爽快感が増す。また、酸素富化空気の比重が大きくなるので、図５（ａ）、５（ｃ）のように酸素富化空気を上方から下方に吹出させる場合に酸素富化空気の到達距離を一層長くすることができる。
【実施例５】
【００１７】
図９（ａ）は本発明の実施例５による酸素富化装置１０の構成を示す概念図、図９（ｂ）、９（ｃ）、９（ｄ）は同装置に使用される整流材の平面図である。図９（ａ）において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、空気通路１８の内部に酸素富化空気流の乱れを除去する整流材３３を配置したものである。整流材３３としては、整流隔壁を図９（ｂ）に示すように、整流隔壁を放射状、図７（ｃ）に示すように格子状、図７（ｄ）に示すように同心円状に配置したものが使用される。空気通路１８を流れるアシスト空気は、整流材３３の整流隔壁により空気通路１８の長さ方向に沿って整流され、横方向や斜め方向の乱れが除去される。
本実施例によれば、アシスト空気の空気吹出口直前での空気流の乱れを抑えることができるので、アシスト空気の到達距離、特に、アシスト空気の流速を上げた場合の到達距離を一層長くすることができる。したがって、酸素富化空気の到達距離も長くすることができる。
【実施例６】
【００１８】
図１０は本発明の実施例６による酸素富化装置１０の構成を示す概念図である。図１０において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、アシスト空気発生器１５の空気送風路１６にペルチェ素子などの空気冷却手段３４を設けた点である。
空気冷却手段３４はアシスト空気発生器１５で発生された通常酸素濃度のアシスト空気を冷却するので、空気吹出口１９から冷却されたアシスト空気が吹出されて使用者の爽快感が増す。また、アシスト空気の比重が大きくなるので、図５（ａ）、５（ｃ）のように酸素富化空気を上方から下方に吹出させる場合にアシスト空気で囲繞した酸素富化空気の到達距離を一層長くすることができる。
【実施例７】
【００１９】
図１１は本発明の実施例７による酸素富化装置１０の構成を示す概念図である。図１１において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、酸素富化空気の酸素吹出口１４付近または空気吹出口１９付近に発光ダイオードなどの発光素子３５を配置した点である。
酸素富化空気は無色無臭であるため、酸素富化空気が吹出されている場合でも大気あるいは通常酸素濃度のアシスト空気との区別ができない。そこで、酸素富化空気が吹出されている場合に発光素子３５を点灯させることにより、酸素富化空気が吹出している状態を目視で確認することができる。発光素子３５の発光色は特に問わないが、発光色を選定することにより癒し、安静、警告など種々の演出効果を呈することができる。たとえば、発光色を青や緑にすると、勉強や仕事で疲労している目の疲労回復を早めることができる。また、青や緑は癒し効果を有しているので、脳の疲労回復を促進することもできる。また、発光色を赤にすると、使用者に何らかの警告を意識させることができる。たとえば、勉強や仕事を数時間集中して行うと脳や目が疲労するので、所定時間ごとに酸素富化装置を自動運転させて酸素富化空気を吹出すとともに、使用者に休憩を取ることを赤色発光で警告することができる。警告後は発光色を青や緑に切り換えれば疲労回復が促進される。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の酸素富化装置は、家庭や職場などで心身をリラックスあるいはリフレッシュさせたり、勉強や仕事により疲労した脳をリフレッシュさせるために大気中の酸素濃度より高い酸素濃度を有する酸素富化空気を使用者に呼吸させるための酸素発生装置や家庭用酸素バー、激しい運動後の酸素補給用酸素発生装置、高山や機密性の高い締め切った空間などの酸素濃度が希薄な環境で使用する携帯用酸素発生器や酸素バーなどに適用して有用である。また、家庭用エアコンやカーエアコンなどの空気調和装置における空気中の酸素濃度を高めるための酸素発生装置、慢性呼吸不全患者の酸素療法に使用される酸素ボンベなどに適用しても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１による酸素富化装置の全体構成を示す概念図
【図２】本発明の実施例１による酸素富化装置の酸素富化空気の酸素吹出口とアシスト空気の空気吹出口部分の拡大断面側面図
【図３】本発明の実施例１による酸素富化装置の酸素富化空気の流速と到達距離および酸素富化空気の流速とレイノルズ数の関係を示す特性図
【図４】本発明の実施例１による酸素富化装置のアシスト空気流速と酸素富化空気の到達距離の関係を示す特性図
【図５】本発明の実施例１による酸素富化装置の使用態様を示す概念図で、（ａ）は机に設けた設置台に設置した例、（ｂ）は机上に設置した例、（ｃ）は居室の天井に設置した例
【図６】本発明の実施例２による酸素富化装置の全体構成を示す概念図
【図７】本発明の実施例３による酸素富化装置の構成を示す概念図で、（ａ）は酸素富化装置の全体構成を示す概念図、（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は各々同装置に使用される整流材の平面図
【図８】本発明の実施例４による酸素富化装置の全体構成を示す概念図
【図９】本発明の実施例５による酸素富化装置の構成を示す概念図で、（ａ）は酸素富化装置の全体構成を示す概念図、（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は各々同装置に使用される整流材の平面図
【図１０】本発明の実施例６による酸素富化装置の全体構成を示す概念図
【図１１】本発明の実施例７による酸素富化装置の全体構成を示す概念図
【符号の説明】
【００２２】
１０  酸素富化装置
１１  酸素富化手段
１２  酸素送風路
１３  酸素吹出通路
１４  酸素吹出口
１５  アシスト空気発生器
１６  空気送風路
１７  空気整流室
１８  空気通路
１９  空気吹出口
２０  隔壁
２１  先端
２２  凹面
２３  酸素富化空気
２４  アシスト空気
３０  整流室
３１、３３  整流材
３２  酸素冷却手段
３４  空気冷却手段
３５  発光素子
１３１  第１の通路
１３２  第２の通路
１３３  段差または曲面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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