(57)【要約】【目的】  搭載するコンプレッサの小型化と、省電力化を同時に図ることのできる酸素濃縮装置を提供する。【構成】  圧力変動吸着型の酸素濃縮装置で、圧縮空気の供給用のコンプレッサに次のものを使用した。モーター２３の回転軸２３ａを挟む両側に、その回転軸と軸が垂直で、互いに対向するように一対以上のシリンダ２４，２５を配置した。各シリンダ内に設けたピストン２６，２７を回転軸２３ａの回転によって往復動させるのに、回転軸２３ａの一方の側に配置されたシリンダ２４が圧縮工程にあるときは、他方の側に配置されたシリンダ２５が吸気工程にあるようにした。シリンダ２４，２５を水平対向に配置したため、コンパクト化が図られる。同時圧縮とならないため、モーター２３の負荷の低減が図られるので、その低出力化が図られる。【選択図】     図６
2006095285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を充填した窒素吸着容器内に、コンプレッサによって圧縮空気を供給することによって高酸素濃度ガスを得る加圧工程と、窒素吸着容器内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで吸着剤の再生を行う減圧工程とを、交互に繰り返し行うことによって高酸素濃度ガスを得る方式の圧力変動吸着型の酸素濃縮装置において、
前記コンプレッサに、その駆動用のモーターの回転軸を挟む両側に、その回転軸とシリンダ自身の軸が垂直で、互いに対向するように一対以上のシリンダを配置すると共に、その各シリンダ内にピストンを往復動自在に設け、前記回転軸の回転によってそのピストンを往復動させるピストン駆動手段を有するレシプロ式加圧用コンプレッサを使用し、
しかも、前記回転軸の一方の側に配置されたシリンダが圧縮工程にあるときは、前記回転軸の他方の側に配置されたシリンダが吸気工程にあるようにされたピストン駆動手段を有するコンプレッサを使用したことを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項２】
前記コンプレッサを、そのモーターにおける回転軸が略鉛直で先端が上を向く配置として設けた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】
前記酸素濃縮装置は、その底部又は低部に、前記窒素吸着容器内から排気される窒素を酸素濃縮装置の外部に排気するための排気流路をなすとともにその排気音を消音するための消音ボックスを備えており、その消音ボックス内に、前記コンプレッサがその少なくとも一部を入り込ませた状態で配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸素濃縮装置。
【請求項４】
前記酸素濃縮装置は、その底部又は低部に、前記窒素吸着容器内から排気される窒素を酸素濃縮装置の外部に排気するための排気流路をなすとともにその排気音を消音するための消音ボックスを備えており、その消音ボックス内に、前記コンプレッサがその駆動用のモーターの少なくとも一部を入り込ませた状態で配置されていることを特徴とする請求項１又は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、酸素濃縮装置に関し、詳しくは慢性気管支炎等の呼吸器系器官の疾患の治療法として有効な酸素吸入療法に使用される酸素濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の酸素濃縮装置（酸素濃縮器ともいわれる。以下、単に装置ともいう）において空気中の酸素を分離、濃縮する酸素濃縮法としては、酸素を透過し窒素を選択的（優先的）に吸着する吸着剤（例えばゼオライト）を用いた、いわゆる吸着型酸素濃縮装置が広く使用されている。この酸素濃縮装置は、通常、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を充填した窒素吸着容器内（吸着筒）にコンプレッサで圧縮された空気を供給し、その内部に加圧状態で窒素を吸着させることにより、高酸素濃度ガス（酸素濃縮空気）を得る加圧工程（吸着工程）と、窒素吸着容器内の圧力を減じて吸着された窒素を外部に排気（放出）することで吸着剤の再生を行う減圧工程（再生工程）とを、交互に（順次）繰り返し行うことによって、高酸素濃度ガスが連続して生成（製造）されるように構成されている。そして、こうして生成された高圧の高酸素濃度ガスは、これを一時的に貯蔵するタンク（リザーバ）へ送り込まれ、レギュレータ及び流量設定器で、圧力、流量が調整され、加湿などの処理を施された後、患者に供給される。
【０００３】
このような装置において、窒素吸着容器内に圧縮空気を供給するには、コンプレッサ（電動機付空気加圧ポンプ）が使用されるのが普通である（特許文献１）。従来、このような酸素濃縮装置に使用されているコンプレッサは、レシプロ式加圧コンプレッサが広く採用されている。例えば、図１０及び図１１に示したコンプレッサ２２１のように、２気筒のものにおいては、両軸２３ａを有するモーター（図中、ダブルハッチングで示す）２３が使用され、その各回転軸２３ａ，２３ａに、それぞれコンロッド２２６ｂ，２２７ｂを介してピストン２２６，２２７を連結し、その各ピストン２２６，２２７を軸が上下を向くシリンダ２２４，２２５内に上向きに配置して往復動させるものがある。そして、このようなコンプレッサ２２１における両ピストン２２６，２２７は、一方が圧縮工程にあるときは、他方が吸気工程にあるように１８０度の位相差を与えて往復動が行われるように設定されている。
【０００４】
また、コンプレッサにおいては、いわゆる水平対向方式のレシプロ式加圧コンプレッサ（ポンプ）もある（特許文献２）。このものは、振動を打ち消しあうように、１対を成すシリンダにおけるピストンが、同時に圧縮工程（又は吸気工程）をするように往復駆動されるように構成されている。
【特許文献１】特開２００３−２４６６０７号公報
【特許文献２】特開２００１−２８０２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来のコンプレッサのうち、前者のもの（以下、縦型シリンダ式ともいう）は、モーター２３の両側に突出する回転軸２３ａ，２３ａの各々に、その軸と直角に上下にシリンダ２２４，２２５を上向きに配置している構造を有しているため、コンプレッサとしてみると、どうしてもその容積が大きくなるといった問題があった。一方で、上記した酸素濃縮装置は、在宅酸素療法患者が使用するものであるため、その小型化の要請が強い。他方、酸素濃縮装置における容積占有率の多くはコンプレッサによって占められており、したがって、従来のコンプレッサを使用した酸素濃縮装置においては、その小型化が図られないといった問題があった。
【０００６】
他方、従来のコンプレッサのうち、後者の水平対向方式のレシプロ式加圧コンプレッサ（以下、水平対向方式のもの）は、片軸のモーターを用い、その回転軸と軸が垂直で水平をなして互いに対向するようにシリンダを配置しているとともに、その１つの回転軸に２つのコンロッドを介してピストンを取り付け、各ピストンを各シリンダ内で往復動させるように構成されている。このため、上記した縦型式のものに比べると、モーターが片軸のものでよく、しかも、縦型シリンダ式のものと異なり、コンプレッサとしての容積の小型化が図られる。
【０００７】
しかし、後者の水平対向方式のものは、対向するシリンダにおける両ピストンの往復動の慣性力を互いに打ち消すことで振動の低減を図るものであるため、対を成す両ピストンの圧縮工程（又は吸気工程）が同時に行われるようになっており、そのために、モーターにかかる負荷がその圧縮工程において急激に大きくなる結果、コンプレッサの駆動に要する消費電力が大きくなるといった問題があった。すなわち、このような水平対向方式のシリンダを有するコンプレッサを使用した酸素濃縮装置では、在宅酸素療法患者の電気的負担が大きくなるといった問題があった。
【０００８】
すなわち、このような酸素濃縮装置は、在宅酸素療法患者が日夜を問わず毎日長期間にわたって使用するものであるとともに、酸素濃縮装置に要する消費電力の大部分はコンプレッサの駆動に要するものであり、したがって、その省電力化が強く要請されている。加えて、酸素濃縮装置は、上記にも示したように、コンプレッサがその内部容積の多くを占めているが、これが家庭内で使われるものであるという性格上、その小型化を図ることはきわめて重要である。
【０００９】
本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたもので、搭載するコンプレッサの小型化と、省電力化を同時に図ることのできる酸素濃縮装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的達成のために請求項１に記載の本発明は、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を充填した窒素吸着容器内に、コンプレッサによって圧縮空気を供給することによって高酸素濃度ガスを得る加圧工程と、窒素吸着容器内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで吸着剤の再生を行う減圧工程とを、交互に繰り返し行うことによって高酸素濃度ガスを得る方式の圧力変動吸着型の酸素濃縮装置において、
前記コンプレッサに、その駆動用のモーターの回転軸を挟む両側に、その回転軸とシリンダ自身の軸が垂直で、互いに対向するように一対以上のシリンダを配置すると共に、その各シリンダ内にピストンを往復動自在に設け、前記回転軸の回転によってそのピストンを往復動させるピストン駆動手段を有するレシプロ式加圧用コンプレッサを使用し、
しかも、前記回転軸の一方の側に配置されたシリンダが圧縮工程にあるときは、前記回転軸の他方の側に配置されたシリンダが吸気工程にあるようにされたピストン駆動手段を有するコンプレッサを使用したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、前記コンプレッサを、そのモーターにおける回転軸が略鉛直で先端が上を向く配置として設けたことを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置である。
【００１２】
請求項３に記載の本発明は、前記酸素濃縮装置は、その底部又は低部に、前記窒素吸着容器内から排気された窒素を酸素濃縮装置の外部に排気するための排気流路をなすとともにその排気音を消音するための消音ボックスを備えており、その消音ボックス内に、前記コンプレッサがその少なくとも一部を入り込ませた状態で配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸素濃縮装置である。
【００１３】
請求項４に記載の本発明は、前記酸素濃縮装置は、その底部又は低部に、前記窒素吸着容器内から排気された窒素を酸素濃縮装置の外部に排気するための排気流路をなすとともにその排気音を消音するための消音ボックスを備えており、その消音ボックス内に、前記コンプレッサがその駆動用のモーターの少なくとも一部を入り込ませた状態で配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸素濃縮装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に記載の酸素濃縮装置においては、上記したコンプレッサを使用したことにより、コンプレッサの体積を従来の縦型シリンダ式のものに比べて小さくできるため、酸素濃縮装置の小型化が図られるという特有の効果が得られる。
【００１５】
また、本発明の請求項１に記載の酸素濃縮装置に使用したコンプレッサは、対向するシリンダが、水平対向式往復動ポンプのように、対向するシリンダにおける圧縮工程（又は吸気工程）が同時に行われるものでなく、対向するシリンダにおいて、一方が圧縮工程で他方が吸気工程と、反対の工程が同時に行われるようにしたため、モーターの負荷が水平対向式往復動ポンプにおけるように、圧縮工程（又は吸気工程）が同時に行われるものと異なり、負荷が低減できるため、モーターの低出力化が図られるため、コンプレッサの消費電力の低減が図られる。これにより、酸素濃縮装置としての省電力化が図られる。
【００１６】
請求項２に記載の発明においては、前記コンプレッサを、そのモーターにおける回転軸が略鉛直で先端が上を向く配置として設けた。一方、従来の酸素濃縮装置では、窒素吸着容器（内）から排気される窒素（窒素を主成分とするガス）、及び装置内のコンプレッサ等の冷却用の送風空気を、相対的に上から下に流し、装置の底部（底面）側において排出を行わせることがある。そして、このような構成の装置では、装置の底部（又は低部）には、窒素及び冷却用の送風空気を外部に排気するための排気流路をなすとともにその排気音を消音するための消音ボックスが設けられる。このため、請求項２に記載の発明のように構成した場合には、そのモーターの一部又は部分或いは大部分を消音ボックス内に入り込ませる（臨ませる）ようにして配置することができるため、消音ボックスのスペースの有効利用ができるから、コンプレッサを配置するためのスペースの省スペース化が図られる。これにより、酸素濃縮装置のさらなる小型化が図られることが期待される。
【００１７】
すなわち、請求項３又は４に記載の発明のように、コンプレッサを、その消音ボックス内に、その少なくとも一部を入り込ませた状態で配置するか、或いは、その駆動用のモーターの少なくとも一部を入り込ませた状態で配置することにより、消音ボックスのスペースの有効利用ができるから、コンプレッサを配置するためのスペースの省スペース化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図７に基いて詳細に説明する。図１〜図３は、本発明に係る酸素濃縮装置１０１をなす外部ケース（筐体）１００及びその内部の要部の概略構成を示した図である。この外部ケース１００の内部には、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る吸着剤（例えばゼオライト）を充填した窒素吸着容器（図示せず）が２つ設けられており、この各窒素吸着容器には、外部ケース１００の下方寄り部位に設置されたコンプレッサ２１によって圧縮空気を供給することによって高酸素濃度ガスを得る加圧工程と、窒素吸着容器内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで吸着剤の再生を行う減圧工程とが、交互に繰り返し行われるとともに、それによって、高酸素濃度ガスが連続して生成されるように形成されている。
【００１９】
すなわち、本装置は、図４のブロック線図（回路図）に示したように、本形態の装置においては、２つ（２本）の窒素吸着容器（以下、単に容器ともいう）３１、３２が設けられている。そして、このような各窒素吸着容器３１、３２には、外部ケース１００の上方寄り部位に設けられた図示しない空気取入れ口から取り込んだ空気をコンプレッサ２１で圧縮し、窒素吸着容器３１、３２の加圧工程又は減圧工程のための各切換弁４１，４２，５１，５２を切換え制御することで、各窒素吸着容器３１，３２において、窒素の吸着による高濃度酸素ガスの生成と吸着剤の再生のための加圧、減圧を一定サイクルで交互に繰り返すことで高酸素濃度ガスを連続して生成、供給するように構成されている。なお、このように交互に生成された高酸素濃度ガスは、２つの窒素吸着容器３１，３２の２次側（図４上方）から配管を介して製品タンク７１に送り込み、そのタンク７１の２次側において酸素出口に至る間に設けられた、各種の機器、すなわち図示はしないがレギュレータ（流量調整弁）、バクテリアフィルタ、流量設定器、酸素センサ、圧力センサ及び加湿器等を介して、酸素出口から患者に供給されるように構成されている。
【００２０】
すなわち、本形態では、酸素よりも窒素を優先的に吸着し得る吸着剤を充填した窒素吸着容器３１、３２内に、コンプレッサ２１によって圧縮空気を供給することによって高酸素濃度ガスを得る加圧工程と、窒素吸着容器３１、３２内の圧力を減じることによって吸着された窒素を排気マフラ６０を介して排気することで吸着剤の再生を行う減圧工程とを、交互に繰り返し行うことによって高酸素濃度ガスを連続的に得るとともに、これを製品タンク７１に送り込んで、酸素出口から患者に供給されるように構成されている。なお、図４中の窒素吸着容器３１，３２の２次側において左右の配管が開閉弁８１、固定絞りを介して接続されているが、これは、一方の窒素吸着容器で加圧工程時に得られた高酸素濃度ガスの一部で他方の窒素吸着容器内の排気されるべき窒素をパージするためのものである。
【００２１】
このような本形態の酸素濃縮装置１０１においては、取り込んだ空気を圧縮して窒素吸着容器３１，３２に供給するコンプレッサ２１は、図１に示したように装置１０１の底部（最下部）又は低部に設けられ、内面に吸音材（例えばスポンジ）が貼り付けられた消音ボックス（空間）１０５の天井板１０６の上に配置されている。ただし、その天井板１０６には開口１０６ａが形成され、また消音ボックス（空間）１０５の底板１１１にも開口１１２が形成され、消音ボックス１０５の天井板１０６の上方において、窒素ガスの減圧工程でマフラ６０から排気される窒素を、この消音ボックス（空間）１０５内を通して装置１０１の外部にその下方から放出するように構成されている。この消音ボックス１０５の作用、効果については次にさらに詳述する。なお、本形態ではコンプレッサ２１がその駆動用のモーター２３における回転軸２３ａを略鉛直で、先端が上を向く配置として設けられている。そして、そのモーター２３の一部（回転軸２３ａと反対寄りの部分の一部）が開口１０６ａから消音ボックス１０５内に遊嵌状態で入り込まされた状態で、コンプレッサ２１はその天井板１０６の上に弾性的に支持されている。
【００２２】
消音ボックス１０５の作用ないし効果は次のようである。すなわち、このような酸素濃縮装置１０１においては、上記したように、窒素吸着容器３１、３２内の圧力を減じることによって吸着された窒素を外部に排気することで吸着剤の再生を行う減圧工程を、加圧工程と交互に繰り返し行うことになる。そして、この窒素の排気においては高圧ガス（本形態ではパージガスを含む）が窒素吸着容器３１、３２から吐き出されることから、その排気音が問題となる。一方、酸素濃縮装置は、在宅酸素療法患者が日夜を問わず使用するものであることから、その使用を妨げないような静寂性が要求される。このため、窒素吸着容器３１、３２の排気口には、上記もしたように排気マフラ６０を取付けているとともに、この排気マフラ６０は本形態では、酸素濃縮装置１０１をなすボックス１００内に配置されている。本形態において、排気マフラ６０は、例えば図１中に示したコンプレッサ２１の配置されている区画室１２１内に配置されている。他方、この排気マフラ６０から排気された窒素は、開口１０６ａから消音ボックス１０５内に入り込み、消音ボックス１０５の底板１１１に設けられた開口１１２から外部に放出されるように形成されている。なお、消音ボックス１０５は、排気マフラ６０から排気された窒素の排気音のみでなく、そのような排気を行わせるための出口を設けたことによる、装置内に設けられたコンプレッサー２１等の機器の運転時における騒音（発生音）を外部に漏出するのを防止する役割もしている。
【００２３】
また、本形態の酸素濃縮装置１０１内には、コンプレッサ等の冷却用の送風手段として送風機１３１がコンプレッサ２１の配置されている区画室１２１の天井板１２３に取付けられており、下向きに送風が行われるようにされている。これにより、外部ケース１００の上方寄り部位に設けられた図示しない空気取入れ口から取り込んだ空気を、装置１０１すなわち外部ケース１００内において送風空気として相対的に上から下に流してコンプレッサー２１を空冷し、装置１０１の底部（底面）からその排気を行わせるように構成されている。ただし、本形態の装置では、このような送風空気も、消音ボックス１０５内を通して、窒素とともに出口をなす開口１１２から外部に放出されるように構成されている。したがって、本形態の装置１０１では、消音ボックス１０５は、排気される窒素や冷却用の送風空気を外部に排気するための排気流路をなしている。因みに、消音ボックス１０５内には、図５の横断面図（図１のＢ−Ｂ線断面図）に示したように、その天井板１０６に形成された開口１０６ａに沿い、平面視、１側（図５下側）を開放するコ字状に形成された壁１１５が形成されている。一方で、出口をなす開口１１２が、消音ボックス１０５の底板１１１においてその壁１１５の開放側と反対側に設けられている。このため、排気流路は同図中に矢印で示したような流れが得られるように形成されている。
【００２４】
そして、このような酸素濃縮装置１０１に使用されているコンプレッサ２１は、次のように構成されている（図６、図７参照）。すなわち、コンプレッサ２１は、モーター（図中、ダブルハッチングで示す）２３の回転軸２３ａを挟む両側に、その回転軸２３ａとシリンダ２４，２５の軸が垂直で、この軸が水平をなして互いに対向するように本形態では一対のシリンダ２４，２５を配置している。そしてその各シリンダ２４，２５内にピストン２６，２７を往復動自在に設けて、１つの回転軸２３ａの回転によってそのピストン２６，２７を往復動させるピストン駆動手段を有するレシプロ式加圧用コンプレッサを使用している。そして、モーター２３の回転軸２３ａの一方の側に配置されたシリンダ２４が圧縮工程にあるときは、回転軸２３ａの他方の側に配置されたシリンダ２５が吸気工程にあるように、各ピストン２６、２７に連結されたコンロッド２６ｂ，２７ｂ等を含むピストン駆動手段が設けられている。これは、例えば、回転軸２３ａに、各ピストン２６、２７のストローク量の１／２の大きさだけ偏心させて設けられた軸部に、コンロッド２６ｂ、２７ｂの基端部をベアリングを介して回転自在に取り付けておけばよい。なお本形態では、ピストン２６、２７は、各コンロッドと一体となって動く、いわゆるピストン揺動型レシプロ式のものである。
【００２５】
すなわち、本形態では、一方のピストン（例えば図示左）２６が圧縮工程の上死点にあるとき、他方のピストン（例えば図示右）２７は吸気工程の下死点にあるように、各コンロッド２６ｂ，２７ｂと、モーター２３の回転軸２３ａがクランクで連結されている。なお、各コンロッド２６ｂ，２７ｂと、モーター２３の回転軸２３ａは、カバー（ケース）２８にて覆われている。また、このコンプレッサ２１は、そのモーター２３における回転軸２３ａが略鉛直で先端が上を向く配置として設けられている。
【００２６】
なお、このようなコンプレッサ２１の各シリンダ２４、２５には、それぞれヘッドカバー２９，３０が設けられ、その内部で吸気室と排気室に分割されており、それぞれの室に、図示はしないが、圧縮すべき空気の吸気管と圧縮した空気の供給管とが取り付けられている。また、コンプレッサ２１は、装置１０１をなす外部ケース１００の内側の下方の消音ボックス１０５の天井板１０６の上に、その下部の４箇所を振動減衰部材（振動吸収部材）であるゴムやコイルスプリング等の弾性部材を備えた支持部材１０７を介して支持されている。図１及び図３中の１０８は、移動用のキャスターである。
【００２７】
さて、このような本形態の酸素濃縮装置１０１におけるコンプレッサ２１は、モーター２３の回転軸２３ａを挟む両側に、その回転軸２３ａと、シリンダ２４，２５自身の軸が垂直で、互いに対向するように一対のシリンダ２４，２５を配置するように設けている。そして、その各シリンダ２４，２５内にピストン２６，２７を往復動自在に設け、モーター２３の回転軸２３ａの回転によってそのピストン２６，２７を往復動させるピストン駆動手段を有するレシプロ式加圧用コンプレッサである。このようなコンプレッサ２１では、両側に突出する回転軸を有するモーターを用いた縦型シリンダ式のコンプレッサと比べると、コンプレッサが占有する実容積を約３割〜４割低減できる。
【００２８】
これは、 従来の２気筒の縦型シリンダ式のコンプレッサでは、図１０及び図１１に示したように、モーター２３が両側に突出する回転軸２３ａのもののため、その各軸において、上下に軸を有するようにシリンダ２２４、２２５を配置する設計とすることになる。そのような設計においては、図示したような両側に突出する回転軸２３ａ及びコンロッド２２６ｂ，２２７ｂを覆うカバー２２８が両側に膨らみ出てしまのに対し、本形態のものでは、モーター２３が片軸であり、その１つの回転軸２３ａの両側の空間に、各シリンダ２４，２５を配置できるため、膨らみ出るカバー２８を小さくできる。すなわち、このような酸素濃縮装置１０１に使用されるコンプレッサ２１におけるシリンダは、例えば、ピストンの外径（シリンダ内径）は７３ｍｍであるのに対し、ピストンのストロークは２．５ｍｍと極めて小さい。したがって、このようなピストンをモーター本体と干渉しない位置に設ける設計となるとともに、そのコンロッドと、モーターの回転軸とをカバーする必要があるため、従来の２気筒の縦型シリンダ式のコンプレッサでは、多くの空間を占めることになる。
【００２９】
また、上記形態の装置１０１に使用したコンプレッサ２１は、対向するシリンダ２４、２５が水平に配置されているが、水平対向式往復動ポンプのように、対向するシリンダ２４、２５におけるピストンの圧縮工程が同時に行われるものでなく、対向するシリンダ２４、２５においては各ピストン２６、２７によって、圧縮工程とそれと反対の吸気工程とを同時に行われるようにされている。このため、圧縮工程におけるモーター２３の負荷が、水平対向式往復動ポンプにおけるように、同時に圧縮工程となるのとは全く異なるため、１圧縮工程におけるその負荷を半分とし得る。このため、モーター２３の低出力化が図られることから、コンプレッサの消費電力の低減が図られる。
【００３０】
ここで、上記した本形態のコンプレッサ２１を用いた酸素濃縮装置の実施例と、水平対向式往復動ポンプ（２気筒）で、２気筒同時に圧縮工程となる点のみ相違するコンプレッサを用いた酸素濃縮装置（比較例）とにおいて、消費電力の相違について比較してみた。結果は表１に示した通りである。ただし、シリンダの内径は７３ｍｍで、ピストンのストロークは２．５ｍｍと３．５ｍｍのものの２種類について比較した。なお、モーターは、ＤＣブラシレスモーターで、インバータ制御により回転数を可変できるものを用いて各発生酸素濃度が得られるように制御した。
【００３１】
【表１】
2006095285.tif 000003
【００３２】
表１に示したように、本形態のコンプレッサを用いた酸素濃縮装置の実施例においては、いずれのストロークにおいても、省電力化が図られた。これは、上記にも示したように、２気筒同時に圧縮工程となる水平対向方式のものでは、振動が打ち消し合われるものの、同時圧縮工程時において、モーターの負荷が極端に大きくなるためである。
【００３３】
なお、本形態では、コンプレッサを駆動するモーター２３を、その回転軸２３ａが上下方向でその先端が上向き配置としたため、図１に示したように、酸素濃縮装置１０１の底部に設けられた消音ボックス１０５にモーター２３の一部を臨ますことができる。すなわち、本形態では、上記もしたように、コンプレッサ２１をなすモーター２３の一部を消音ボックス１０５内に入り込ませた状態で配置している。このため、このような消音ボックス１０５のスペースの有効利用ができるから、コンプレッサ２１を配置するためのスペースの省スペース化が図られるため、この場合には、酸素濃縮装置１０１のさらなる小型化が図られる。なお、このような省スペース化のためには、モーター２３又はコンプレッサー２１自体のできるだけ多くの部位を消音ボックス１０５内に入り込ませるのが好ましい。したがって、窒素の排気及び空冷用空気の送気に支障のない範囲でなるべく多くのコンプレッサー部位を入り込ませるようにするとよい。
【００３４】
なお、上記した実施の形態では、モーター２３の一部を消音ボックス１０５内に入り込ませた状態でコンプレッサ２１を配置した場合を例示したが、本発明では、コンプレッサ２１の配置はこれに限定されるものではない。図８，９に示したように、上記した実施の形態とコンプレッサ２１の配置を上下を逆にし、コンプレッサー２１の一部を消音ボックス１０５内に入り込ませた状態として、そのコンプレッサ２１を配置してもよい。なお、このものは、支持部材１０７を消音ボックス１０５の底板１１１の上面に配置し、その上にコンプレッサ２１を上記形態とは上下を逆にして、カバー（ケース）２８の下面を弾性部材からなる支持部材１０７で支持した点が相違するだけであり、本質的相違はないため、同一の部位には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。本形態では、このようなコンプレッサ２１の配置により、コンプレッサ２１自身の上部中央にモーター２３が位置するため、モーター２３の両サイドに大きいスペースが確保される。また、このものにおいても省スペース化のためには、コンプレッサー２１のできるだけ多くの部位を消音ボックス１０５内に入り込ませるのが好ましい。
【００３５】
本発明は、上記した実施の形態のものに限定されるものではなく、適宜に、設計変更して具体化できる。例えば、シリンダの対数は、上記においては１対のもので具体化したが、その数はこれに限定されない。また、モーターの回転軸の向きは、上下としかつその先端が上向きとするのが、省スペース化の点では好ましいが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、その回転軸の向きが水平となるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の酸素濃縮装置をなす外部ケース（筐体）内の概略構成正面縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線破断平面図。
【図３】図１の要部破断側面図。
【図４】本発明の酸素濃縮装置の要部を説明するブロック線図（回路図）。
【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】図１の酸素濃縮装置に使用されているコンプレッサを説明する正面概念図。
【図７】図６の平面図（上面図）。
【図８】本発明の酸素濃縮装置の別形態の外部ケース（筐体）内の概略構成正面縦断面図。
【図９】図８の要部破断側面図。
【図１０】従来の２気筒の縦型シリンダ式のコンプレッサを説明する正面概念図。
【図１１】図１０の平面図（上面図）。
【符号の説明】
【００３７】
２１  コンプレッサ
２３  駆動用のモーター
２３ａ  回転軸
２４，２５  一対のシリンダ
２６，２７  ピストン
２６ｂ，２７ｂ  コンロッド
３１，３２  窒素吸着容器
１０１  酸素濃縮装置
１０５  消音ボックス
【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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