(57)【要約】【課題】  在宅で長期間使用する医療機器である酸素濃縮装置において、吸気口に設けられた除塵フィルターを使用者が頻繁に清掃する必要のない酸素濃縮装置を提供する。【解決手段】  空気中から酸素を分離する酸素濃縮手段と、装置内部へ原料空気を供給する空気供給手段と、原料空気の塵埃を取り除くフィルター手段を具備した酸素濃縮装置であって、該フィルターを移動するフィルター移動手段を備えることを特徴とする酸素濃縮装置。  【選択図】  図１
2006262949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中から酸素を分離する酸素濃縮手段と、装置内部へ原料空気を供給する空気供給手段と、原料空気の塵埃を取り除くフィルター手段を具備した酸素濃縮装置において、該フィルター手段が原料空気の取入口にフィルターを備えると共に、フィルター清掃手段を備え、該フィルターを該取入口から該フィルター清掃手段に移動させるフィルター移動手段を備えることを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項２】
該フィルターがエンドレスのループ状に形成され、該フィルター移動手段が該フィルターを周回駆動する手段であることを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。
【請求項３】
該フィルター移動手段が、該取入口に設けられた定常位置と該清掃手段との間で該フィルターを往復駆動する手段であることを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。
【請求項４】
該フィルター清掃手段が、該フィルターに対して送風する手段と、該送風手段によって該フィルターから除去した塵埃を回収する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の酸素濃縮装置。
【請求項５】
該フィルター清掃手段が、該フィルターの表面を掃き出すブラシと、該ブラシによって該フィルターから除去した塵埃を回収する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の酸素濃縮装置。
【請求項６】
空気中から酸素を分離する酸素濃縮手段と、装置内部へ原料空気を供給する空気供給手段と、原料空気の塵埃を取り除くフィルター手段を具備した酸素濃縮装置において、該フィルター手段が原料空気の取入口にフィルターを備えると共に、該フィルターを該取入口から経時的に移動させるフィルター移動手段を備えることを特徴とする酸素濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中から酸素を分離する酸素濃縮手段を具備した酸素濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
慢性気管支炎等の呼吸器系疾患の効果的な治療法である酸素吸入療法に用いられる酸素濃縮装置としては、（１）窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を用いた吸着型酸素濃縮装置、（２）酸素選択透過膜を用いた膜分離型酸素濃縮装置、または、（３）酸素イオンを選択的に透過する固体電解質膜を利用して電気化学的に酸素を生成する装置、などがあるが、吸着型酸素濃縮装置が最も一般的に使われている。吸着型酸素濃縮装置としては、空気圧縮装置を用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置があり、通常、窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した吸着筒に、コンプレッサで圧縮した圧縮空気を導入して加圧状態で窒素を吸着させることにより酸素濃縮気体を得る吸着工程と、吸着筒の内圧を減少させて窒素を脱着させ吸着剤の再生を行う脱着工程を交互に行うことにより酸素濃縮気体を使用者に供給する酸素濃縮装置である。
【０００３】
このような酸素濃縮装置では原料である空気を装置内に取り込むための吸入口に、除塵を目的としたフィルターが設けられており、該フィルターは使用者によって取り外し可能な構造となっている（特許文献１）。
【０００４】
該フィルターに付着した塵埃を除去するために、使用者は定期的に該フィルターを取り外して、水洗いや掃除機での清掃を実施する必要がある。
【特許文献１】特開2004‐188118号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸素濃縮装置の内部には、コンプレッサを代表とする原料空気供給手段や、装置内部の空気を循環して冷却する手段である冷却ファン等の騒音発生源があるが、在宅で使用されることが多く、かつ夜間睡眠時にも使用する酸素濃縮装置では騒音が低いことが要求される。騒音を低減するために、酸素濃縮装置の空気の吸入口面積は必要最小限であることが要求され、それに伴って該吸入口に取り付けられる除塵フィルターの面積も小さくなっている。従って、該フィルターは目詰まりするまでの期間が短く、使用者は該フィルターを取り外しての清掃という面倒な作業を頻繁に行なう必要がある。
【０００６】
該フィルターの清掃が不十分で、塵埃が大量に付着した状態で装置を使用すると、原料空気の供給量が不十分となり、使用者に供給される製品ガスの酸素濃度が低下するという問題がある。さらに、該フィルターを通して酸素濃縮装置内に供給される原料空気は筐体内部の冷却という役割も持っているため、原料空気の供給低下はすなわち、筐体内部の冷却不足を引き起こし、筐体内部の高温化とそれに伴う性能の低下をもたらす、という問題もある。
【０００７】
また、原料空気の供給量の低下がもたらされた場合に、コンプレッサを代表とする原料空気供給手段の能力を増加させて供給量の低下を補う制御がなされている場合には、装置の消費電力が増加するという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記のようなフィルターの清掃を自動化し、使用者の手間を省くと共に清掃忘れに伴う機器性能低下を防止する機能を備えた医療用酸素濃縮装置を提供するものである。すなわち本発明は、空気中から酸素を分離する酸素濃縮手段と、装置内部へ原料空気を供給する空気供給手段と、原料空気の塵埃を取り除くフィルター手段を具備した酸素濃縮装置において、該フィルター手段が原料空気の取入口にフィルターを備えると共に、フィルター清掃手段を備え、該フィルターを該取入口から該フィルター清掃手段に移動させるフィルター移動手段を備えることを特徴とする酸素濃縮装置を提供するものである。
【０００９】
また本発明は、該フィルターがエンドレスのループ状に形成され、該フィルター移動手段が該フィルターを周回駆動する手段であることを特徴とする装置、或いは該フィルター移動手段が、該取入口に設けられた定常位置と該清掃手段との間で該フィルターを往復駆動する手段であることを特徴とする酸素濃縮装置を提供するものである。
【００１０】
また本発明は、該フィルター清掃手段が、該フィルターに対して送風する手段と、該送風手段によって該フィルターから除去した塵埃を回収する手段を備えることを特徴とする酸素濃縮装置、或いは、該フィルター清掃手段が、該フィルターの表面を掃き出すブラシと、該ブラシによって該フィルターから除去した塵埃を回収する手段を備えることを特徴とする酸素濃縮装置を提供するものである。
【００１１】
さらに本発明は、空気中から酸素を分離する酸素濃縮手段と、装置内部へ原料空気を供給する空気供給手段と、原料空気の塵埃を取り除くフィルター手段を具備した酸素濃縮装置において、該フィルター手段が原料空気の取入口にフィルターを備えると共に、該フィルターを該取入口から経時的に移動させるフィルター移動手段を備えることを特徴とする酸素濃縮装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の酸素濃縮装置は、使用者のフィルター清掃の負担を軽減することが可能であり、フィルターの清掃不足による装置の性能低下も予防することが可能である。特に慢性呼吸器疾患を患う高齢患者にとっては、日々の機器メンテナンスの実施を回避することが可能となり、患者コンプライアンスの向上に利するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明の実施可能な酸素濃縮装置の例として、酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した少なくとも1つの吸着筒と、該吸着筒へ原料空気を供給する空気供給手段を備えた、吸着型の酸素濃縮装置、例えば、酸素より窒素を選択的に吸着し得る吸着剤としてモレキュラーシーブゼオライト５Ａ、１３Ｘ、或いはリチウム系ゼオライトなどを吸着筒に充填し、空気圧縮装置によって作られた加圧空気を供給することで、酸素を取り出す圧力変動吸着型の酸素濃縮装置を説明する。
【００１４】
図6に本実施例の圧力変動型酸素濃縮装置のフローを示す概略構成図を示す。吸気消音器116を経由して取り込んだ空気をコンプレッサ105によって加圧して、酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤103を充填した吸着筒102に供給する。加圧された状態の吸着筒102の内部では窒素が選択的に吸着されるので、吸着されなかった酸素を吸着筒102より取り出し、製品タンク104に貯留した後、流量設定器110により酸素供給流量を設定し、鼻カニューラ112を介して使用者に供給する。
【００１５】
ここで吸着剤103は、１回の工程で吸着できる窒素の量が吸着剤103の量や種類によって決まっているため、吸着剤103に吸着される窒素の量が飽和する前に、流路切換弁109を切り換えて、コンプレッサ105により吸着筒102内部を減圧し、窒素を脱着させて吸着剤103を再生させる。また、流路切換弁109は、予め設定された時間によって切り換えられるように制御装置111によって制御される。なお、１工程中の吸脱着量を増やすべく、真空ポンプを用いて、脱着工程における吸着筒102内部の圧力を真空にしても良い。なお、流路切換弁109のパージ側には排気消音器115が設けられている。
【００１６】
コンプレッサ105は、コンプレッサ105を駆動させるためのコンプレッサ駆動モーター106を具備しており、コンプレッサ駆動モーター106は制御装置111によって設定された回転数で回転しコンプレッサ105を回転駆動させる。コンプレッサ圧縮機構部108は、コンプレッサ駆動モーター106によって得た回転力によって空気を圧縮するものであり、その圧縮方式によって様々な種類が存在する。酸素濃縮装置101に用いられるコンプレッサ105としては、往復運動式のピストンタイプや回転式のスクロールタイプなどが一般的によく用いられているが、大気中の空気を圧縮できるものであればどのタイプを用いても構わない。かかるコンプレッサはその供給空気導入口、及び圧縮排出口がそれぞれ少なくとも1つ以上あり、それぞれ吸着筒、もしくは装置内の適当な場所に接続されている。
【００１７】
本発明の実施可能な酸素濃縮装置の例として1筒式圧力変動吸着型酸素濃縮装置を示したが、多筒式圧力変動吸着型や酸素富化膜を用いた膜型、固体電解質を用いるものなど、各種酸素濃縮器に本発明は適用可能である。
【００１８】
［実施例１］
図１は本発明の酸素濃縮装置のフィルター手段を示す第１の実施態様の模式図、図2はそのフィルター駆動方法を説明するための図である。酸素濃縮装置の本体1の吸気口2から吸入された空気は、円筒状フレームの側面に配された除塵フィルター4で除塵された後に吸気ダクト3を通って装置内部に供給される。除塵フィルター4は円筒の中心を軸として回転し、表面に付着した空気中の塵埃は送風ファン5によって除去されて、塵埃回収箱6に回収される。除塵フィルター4は円筒状フレームの底面の中心に接続されたモーター7によって駆動される。
【００１９】
［実施例２］
図3および図4は、本発明の酸素濃縮装置に搭載するフィルター手段の第2の実施態様例であり、図3は除塵フィルターが定常位置にあるときの模式図、図4は除塵フィルターが清掃位置に移動中の図である。
【００２０】
酸素濃縮装置の本体1の吸気口2から吸入された空気は、除塵フィルター4を通って装置内部に供給され、空気中の塵埃は除塵フィルター4の表面に付着する。除塵フィルター4は歯車8と長方形のフレームに刻まれた溝によって移動し、表面に付着した塵埃はブラシ10によって除去されて、塵埃回収箱6に回収される。除塵フィルター4の移動中には装置は運転を停止し、除塵フィルター4は歯車8を逆回転させることにより清掃位置から定常位置に戻る。
【００２１】
上記の第1および第2の実施態様例では共に、塵埃回収箱6に回収された塵埃は定期的に取り除く必要があるが、在宅酸素濃縮装置は設置業者による定期的なメンテナンスが広く行なわれているので、塵埃回収箱6の容量をメンテナンス間隔の間の塵埃が収納可能な容量にすれば、使用者は除塵フィルター清掃に関わる作業を行なう必要がない。
【００２２】
［実施例３］
図5は本発明の酸素濃縮装置のフィルター手段の第3の実施態様例の模式図である。酸素濃縮装置の本体1の吸気口2から吸入された空気は、ループ状に形成された除塵フィルター4を通って装置内部に供給され、空気中の塵埃は除塵フィルター4の表面に付着する。除塵フィルター4は歯車8によって周回駆動されて、表面に付着した塵埃は排気ダクト12からの排気の風圧によって除去されて排気口11から装置外に排出される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の酸素濃縮装置に搭載したフィルター手段の第1の実施態様例の模式図である。
【図２】本発明の酸素濃縮装置のフィルター手段の第1の実施態様例のフィルター駆動方法を説明する模式図。
【図３】本発明の酸素濃縮装置に搭載したフィルター手段の第2の実施態様例の模式図（定常位置）。
【図４】本発明の酸素濃縮装置に搭載したフィルター手段の第2の実施態様例の模式図（清掃位置）。
【図５】本発明の酸素濃縮装置に搭載したフィルター手段の第3の実施態様例の模式図。
【図６】本発明の実施例の圧力変動型酸素濃縮装置のフローを示す概略構成図。
【符号の説明】
【００２４】
１    本体
２    吸気口
３    吸気ダクト
４    除塵フィルター
５    送風ファン
６    塵埃回収箱
７    モーター
８    歯車
９    ローラー
１０    ブラシ
１１    排気口
１２    排気ダクト  
１０１    酸素濃縮装置
１０２    吸着筒
１０３    吸着剤
１０４    製品タンク
１０５    コンプレッサ
１０６    コンプレッサ駆動モーター
１０７    冷却ファン
１０８    コンプレッサ圧縮機構部
１０９    流路切換弁
１１０    流量設定器
１１１    制御装置
１１２    鼻カニューラ
１１３    吸気口
１１４    排気口
１１５    排気消音器
１１６    吸気消音器
【図１】
2006262949.tif 000003
【図２】
2006262949.tif 000004
【図３】
2006262949.tif 000005
【図４】
2006262949.tif 000006
【図５】
2006262949.tif 000007
【図６】
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