(57)【要約】【課題】酸素富化機を車に搭載した場合における空気経路での結露水の飛散防止と、水の逆流を阻止し、常に良好な酸素富化性能を維持する車載用酸素富化機を提供する。【解決手段】酸素富化手段２１と酸素吐出手段２２とで得られた酸素富化空気を使用者に供給するための空気経路９と酸素富化空気を車室内に吐出する酸素吐出口１０を設け、前記空気経路９に溜まった水を車室外に排出する排水路１３と、排水の切り換えを行う排水弁１４とを有している。これによって、排水弁１４を適宜開くことで、酸素富化動作により空気経路９に水分を多く含んだ酸素富化空気が供給され、空気経路９に水が結露した場合でも、水は空気経路から車室外に排出されるので、水が車室内にこぼれたり、酸素吐出手段２２や酸素富化手段２１の性能低下を防止することができる。さらに、車室内の酸素吐出口１０から水が飛散するのを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素富化手段と、前記酸素富化手段で得られた酸素富化空気を使用者に供給するための酸素吐出手段と、酸素富化空気を使用者に供給する空気経路と、車室内に酸素富化空気を吐出する酸素吐出口と、前記空気経路に溜まった水を車室外に排出する排水路と、前記排水路に排水弁とを備えた車載用酸素富化機。
【請求項２】
酸素富化手段の下流側の空気経路に水溜め手段を設け、前記水溜め手段に溜まった水を車室外に排出する構成とした請求項１に記載の車載用酸素富化機。
【請求項３】
空気経路にエアコンディショナーから排出される空気を導入可能に第２空気経路を接続した請求項１〜２のいずれか１項に記載の車載用酸素富化機。
【請求項４】
空気経路または第２空気経路の少なくとも１方に空気の流入を切り換える経路切換弁を設け、酸素吐出手段とエアコンディショナーと前記経路切換弁と排水弁を制御する動作制御部を備えた請求項３に記載の車載用酸素富化機。
【請求項５】
水溜め手段から空気経路への水の逆流を防止する逆流防止手段を設けた請求項２〜４のいずれか１項に記載の車載用酸素富化機。
【請求項６】
逆流防止手段を酸素富化手段と水溜め手段との間の空気経路に設けた請求項５に記載の車載用酸素富化機。
【請求項７】
水溜め手段は、その内部にトラップを設けた請求項２〜６のいずれか１項に記載の車載用酸素富化機。
【請求項８】
水溜め手段は、少なくとも酸素富化手段を内装した酸素富化機本体に設けた請求項２〜７のいずれか１項に記載の車載用酸素富化機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者に酸素富化空気を与える車載用酸素富化機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の酸素富化機として図４に示すように、酸素富化機本体１内に酸素富化手段２と、酸素富化手段２からの酸素富化空気を供給する酸素吐出手段３と、人の呼吸域に酸素富化空気を排出する排気部４と、酸素吐出手段３と排気部４とを結ぶ空気経路５と、空気経路５に配置した水溜め部６とで構成され、酸素富化空気を供給する際に、濃縮された空気中の水分を水溜め部で除去するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４―１３６２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、使用雰囲気中の湿度が高い場合には空気経路で結露したりして、酸素富化空気を排出する排気部から水滴が飛散する可能性があった。
【０００４】
また、酸素富化機に振動が加わった場合、これら結露水や水溜め部からの水が逆流し、酸素富化手段や酸素吐出手段（例えば、ポンプ）の性能を低下させる可能性があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、酸素富化空気の吐出口からの水滴の飛散防止と、振動が加わった場合や結露水が発生しても水の逆流を阻止し酸素富化手段や酸素吐出手段の性能低下をなくして、常に良好な酸素富化性能を維持する車載用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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の車載用酸素富化機は、酸素富化手段と、前記酸素富化手段で得られた酸素富化空気を使用者に供給するための酸素吐出手段と、酸素富化空気を使用者に供給する空気経路と、車室内に酸素富化空気を吐出する酸素吐出口と、前記空気経路に溜まった水を車室外に排出する排水路と、前記排水路に排水弁とを備えているものである。
【０００７】
これによって、排水弁を適宜開くことで、酸素富化動作により空気経路に水分を多く含んだ酸素富化空気が供給され、空気経路に水が結露した場合でも、水は空気経路から車室外に排出されるので、水が車室内にこぼれたり、また、水が逆流することによる酸素富化手段ならびに酸素吐出手段の性能低下を防止することができる。さらに、車室内の酸素吐出口から水が飛散するのを防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、酸素富化手段の下流側の経路で結露し、酸素富化空気の吐出口から水滴が飛散するのを防止でき、また空気経路に結露した水が酸素富化手段や酸素吐出手段に逆流して性能低下するのを防止することができるので、常に良好な酸素富化性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、酸素富化手段と、前記酸素富化手段で得られた酸素富化空気を使用者に供給するための酸素吐出手段と、酸素富化空気を使用者に供給する空気経路と、車室内に酸素富化空気を吐出する酸素吐出口と、前記空気経路に溜まった水を車室外に排出する排水路と、前記排水路に排水弁とを備えた車載用酸素富化機とすることにより、排水弁を適宜開くことで、酸素富化動作により空気経路に水分を多く含んだ酸素富化空気が供給され、空気経路に水が結露した場合でも、水は空気経路から車室外に排出されるので、水が車室内にこぼれたり、また水が逆流することによる酸素富化手段ならびに酸素吐出手段の性能低下を防止することができる。さらに、車室内の酸素吐出口から水が飛散するのを防止することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明において、酸素富化手段の下流側の空気経路に水溜め手段を設け、前記水溜め手段に溜まった水を車室外に排出する構成としたことにより、酸素吐出手段から送りだされる酸素富化空気を長時間動かし続けても、空気経路内に結露した水が溢れ、酸素吐出口から飛散したり、酸素吐出手段に水が逆流し故障することを防止することができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１〜第２のいずれか１つの発明において、空気経路にエアコンディショナーから排出される空気を導入可能に第２空気経路を接続したことにより、エアコンディショナーから送り出される低湿度の空気を空気経路内に送り込むことができるので、空気経路内の結露水を乾燥できるので、使用者に快適に使用していただくことができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第３の発明において、空気経路または第２空気経路の少なくとも１方に空気の流入を切り切り換える経路切換弁を設け、酸素吐出手段とエアコンディショナーと前記経路切換弁と排水弁を制御する動作制御部を備えたことにより、動作制御部で定期的にエアコンを動作させ排水弁と切換弁を開くことで、エアコンから送り出される空気を、第２空気経路を通じて空気経路に送り込むことができるので、車室内引き回された長い空気経路に溜まったなかなか排出されない結露水を排水路１３から車室外に排出できる。
【００１３】
また、エアコンの排気風により、酸素吐出手段で送り出した酸素富化空気の全量を酸素吐出口から吐出することができるので、使用者が効率的に酸素富化空気を吸引できる。
【００１４】
第５の発明は、特に、第２〜第４のいずれか１つの発明において、水溜め手段から空気経路への水の逆流を防止する逆流防止手段を設けたことにより、酸素富化機本体に振動が加わった場合でも、また、結露水が発生しても、逆流防止手段の作用により水の逆流を阻止し、酸素富化手段や酸素吐出手段の性能低下がなく、常に良好な酸素富化性能を維持することができる。
【００１５】
第６の発明は、特に、第５の発明において、逆流防止手段を酸素富化手段と水溜め手段との間の空気経路に設けたことにより、水溜め手段に溜まった水が酸素富化手段に逆流することがなくなるので、常に良好な酸素富化性能を維持することができる。
【００１６】
第７の発明は、特に、第２〜第６のいずれか１つの発明において、水溜め手段は、その内部にトラップを設けたことにより、水溜め手段に溜まった水滴が、使用者に飛散して不快感を与えることが無くなる。
【００１７】
第８の発明は、特に、第２〜第７のいずれか１つの発明において、水溜め手段は、少なくとも酸素富化手段を内装した酸素富化機本体に設けたことにより、水溜め手段内の水の喫水面が安定化するので、水溜め手段に溜まった水の逆流や、水滴の使用者への飛散をなくすことができる。
【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発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態）
図１、２は本発明の実施の形態における自動車に搭載された酸素富化機を示すものである。
【００２０】
図１において、７は酸素富化機本体８を搭載した自動車であり、酸素富化機本体８からは、酸素富化空気の経路となる空気経路９が接続されており、この先端部にはそれぞれ酸素吐出口１０が少なくとも１つ以上接続され、使用者である運転者および搭乗者に酸素富化空気が行き渡る様に配置されている（以下運転者および搭乗者を含めて、使用者と呼ぶ）。
【００２１】
また、酸素富化機本体８の下側には、酸素富化機本体８内で結露した水を排出する排水路１３と、排水の切り換えを行う排水弁１４が設置されている。
【００２２】
このような構成により、酸素富化機本体８を動作することで、各座席シート１５のそれぞれに着座した使用者は酸素富化空気を吸引することが可能となっている。
【００２３】
さらに、空気経路９には第２空気経路１８が接続されており、空気経路９にエアコンディショナー１９（以下、エアコンと呼ぶ）からの空気を空気経路９に送り込むことが可能な構成としている。第２空気経路１８には経路切換弁２０が備えられており、エアコン１９からの空気を空気経路９に送気することを切換可能にしている。
【００２４】
次に図２において、酸素富化機本体８の構成を説明する。
【００２５】
酸素富化機本体８は、酸素富化空気を発生させる酸素富化膜からなる酸素富化手段２１と、酸素富化手段２１で得られた酸素富化空気を使用者に供給するためのポンプなどからなる酸素吐出手段２２と、酸素富化空気を酸素吐出口１０から使用者に供給する空気経路９の途中に装備し酸素富化空気中の水分を除去する水溜め手段２３と、水溜め手段２３の上流側に設けて空気経路９への水の逆流を防止する逆止弁などからなる逆流防止手段２９とを備えている。この逆流防止手段２９は、図では空気経路９の途中に設けているが、その設置位置は限定されるものではない。また、逆流防止手段２９は、逆止弁の代わりに空気経路９を水が逆流しにくい形状に変更した構成としてもよい。
【００２６】
また、空気経路９に溜まった水を排出するため、外気を直接、酸素吐出手段２２に送り込む空気経路２６には、外気切換弁２５と、別の空気経路２４があり、外気取り入れ方向にはフィルター２７が配置されている。また、酸素富化手段２１での酸素富化効率を向上させるため、酸素富化手段２１の表面に外気を送るファン２８が設けてある。
【００２７】
そして、前記水溜め手段２３は、図３に示すように、水溜め本体３０とこれに着脱可能な蓋３１とで構成されており、酸素富化機本体８に対して係止部３３により着脱可能に取り付けることが可能な構成となっている。また、水溜め手段２３内において空気経路９は酸素吐出手段２２側と酸素吐出口１０側に分断されていて、酸素吐出口１０側の空気経路９の端部はトラップ３２で覆われている。このトラップ３２は、図に示すように、側面方向の壁を除去し、トラップ３２内に水が溜まることがないようになっており、さらに、トラップ３２底に傾斜を持たせることで仮に水がトラップ３２内に溜まった場合でも容易に排出することができるようになっている。なお、トラップ３２は水溜め手段２３に内設したが水溜め手段２３と独立して配置してもよい。
【００２８】
酸素富化機本体８の動作は、自動車７の車室内に設けた動作制御部（図示せず）により制御されている。
【００２９】
以上のように構成された酸素富化機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３０】
使用者が車室内で酸素富化空気を吸引するとき、動作制御部（図示せず）で動作を指定する。この信号を受け、酸素富化機本体８の各要素部品が動作を開始する。この動作を順に説明する。
【００３１】
まず、酸素吐出手段２２とファン２８が動作を開始する。酸素吐出手段２２が動作を開始することで、酸素富化手段２１に陰圧が発生し、外側の空気を吸い込む力が発生する。
【００３２】
酸素富化手段２１は、物質毎に透過速度が異なる。この現象を利用して酸素富化空気を発生させる。すなわち、酸素富化手段２１を構成する酸素富化膜として、空気中の窒素よりも酸素の透過性が高い膜を採用することにより酸素富化が可能になる。また、このとき酸素富化手段２１の外側の酸素が希薄な状態になり、酸素濃縮の効率が低下する。これを打開するためには酸素富化手段２１の外側に大量の空気を送り込む必要がある。
【００３３】
そこで、ファン２８を駆動し酸素富化手段２１の外側に新鮮な空気を常に送りこむことで酸素富化効率を維持している（以下、酸素富化運転と呼ぶ）。酸素富化運転を続けると、空気中の水分も濃縮される。この水分が濃縮されると空気経路９で結露水が発生する。結露水は空気の流れとともに押し流され酸素吐出口１０から飛び出すことになるが、空気経路９の途中には水溜め手段２３があるので、ここで結露水が分離される。
【００３４】
したがって、酸素吐出口１０から水が飛び出し使用者に不快感をいだかせることがない。さらに、空気経路９の結露水をパージ運転で排除することで使用者に水が飛び出さないようにしている。具体的には、外気切換弁２５を切り換え、酸素吐出手段２２で直接外部の空気を吸い込み、空気経路２６、２４、９に高流量の空気を通過させることで、空気経路９内の結露水を除去している。この構成では、必ず結露水は水溜め手段２３に溜まる。なお、空気経路２６の入口にはフィルター２７があるので、空気経路９に送り込まれる空気は衛生的である。
【００３５】
そして自動車に酸素富化機を搭載した場合、自動車が動くと、酸素富化機本体８は振動する。振動すると、水溜め手段２３内の水の水面が上下し、水面の位置によっては、空気経路９の上流側または下流側に水が入り込む。酸素富化機を運転中には上流側に水が入り込むことはないが、酸素吐出手段２２を停止している場合には、上流側にも水が流れ込む可能性がある。上流側の酸素吐出手段２２に水が流れ込むと、内部の金属部に腐食が発生する可能性がある。酸素吐出手段２２が腐食すると吸引する圧力が低下するので、酸素富化効率が低下する。そこで、水溜め手段２３の上流側、すなわち、酸素吐出手段２２と水溜め手段２３の間の空気経路９に逆流防止手段２９を備えることで、酸素吐出手段２２への水の逆流を抑えることができ、常に良好な酸素富化性能を維持することができる。
【００３６】
また、空気経路９の水溜め手段２３よりも上流側に逆流防止手段２９を設けることは、酸素吐出手段２２と逆流防止手段２９の間はそれぞれの閉止性能により密閉に近い状態になる。このような状態になると、酸素吐出手段２２を停止した場合でも空気経路９に溜まった水滴は酸素吐出手段２２側に流れ落ちにくくなる。よって、酸素吐出手段２２への水の逆流を防止することができる。また、逆流防止手段２９は流路径が空気経路９よりも細いので、酸素吐出手段２２を動作したときに逆流防止手段２９に付着または近傍に存在する水を払拭しやすい。
【００３７】
なお、逆流防止手段２９は、酸素富化手段２１と水溜め手段２３との間の空気経路２４に設けることもできるものであり、この場合、水溜め手段２３に溜まった水が酸素富化手段２１に逆流することがなくなり、常に良好な酸素富化性能を維持することができる。また、逆流防止手段２９は、水溜め手段２３内に設けることもできるものであり、この場合、水溜め手段２３に溜まった水の逆流を水溜め手段２３内部で阻止することができる。
【００３８】
また、振動により水溜め手段２３内の水が下流側の空気経路９にも侵入する可能性があるが、これは水溜め手段２３内のトラップ３２で抑えている。このトラップ３２が存在することにより、水溜め手段２３に溜まった水の水面が上下した場合でも下流側の空気経路９への水の侵入を抑制することができるので、使用者に飛散して不快感を与えることがなくなる。なお、本実施の形態では、既述したようにトラップ３２に水が溜まることがないようになっており、仮に水が溜まった場合でも容易に排出することができるようになっている。
【００３９】
また、本実施の形態では、水溜め手段２３は酸素富化機本体８に設けている。通常は、空気経路９に結露した水を溜めることができれば問題ないが、水溜め手段２３が容易に動く構成であれば水の飛び散りも多くなる。そこで、酸素富化機本体８に水溜め手段２３を固定する構成としている。これによって、水溜め手段２３内の水の水面が安定化するので、水溜め手段２３に溜まった水の逆流や、水滴の使用者への飛散をなくすことができる。
【００４０】
また、水溜め手段２３は、酸素富化機本体８に対して着脱可能な構成としたことにより、水溜め手段２３内に溜まった水の排出が容易となる。そして、水溜め手段２３は、水溜め本体３０とこれに着脱可能な蓋３１とで構成したことにより、使用者が容易にメンテナンスでき、衛生性を向上することができる。
【００４１】
また、車室内へ酸素富化空気を送り出す空気経路９は長くなる場合が多い。具体的には、天井部に吐出部１０を少なくとも１つ以上設置すると、空気経路９に溜まった結露水はなかなか排出されない。そこで、空気経路９にエアコン１９の吹き出し経路である第２経路１８を接続している。
【００４２】
エアコン１９に設けた動作制御部（図示せず）で定期的にエアコン１９を動作すると共に、排水弁１４と経路切換弁２０を制御して開くことで、エアコン１９から送り出される空気を第２経路１８を通じて空気経路９に送り込むことができるので、排水路１３から車室外に水を排出できる。
【００４３】
なお、エアコン１９から噴出する空気は、温度の調節も可能であるが、これと同時に、湿度を低下することもできる。すなわち、湿度の低い空気を空気経路９に送りこむことができるので、空気経路９内に結露水が少量残った場合でも、乾燥除去でき、空気経路９からの水の飛散を防止できる。
【００４４】
また、本実施例では、酸素富化機本体８を車室内に配置する構成としたが、トランクルームを有する車両であればトランクルーム内に配置しても良い。そして、車室内全体の酸素濃度も上昇させたい場合は、車室外部の空気と接触可能に酸素富化手段２１を配置しても良い。この場合、自動車の走行時に酸素富化手段２１の外側（下流側）に空気の流動が発生するので、ファン２８をなくすことができる。
【００４５】
さらに、エアコン１９を介して外気を酸素富化手段２１に送る構成でも同様の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように本発明にかかる車載用酸素富化機は、酸素富化手段の下流側経路で結露した水が酸素吐出口から飛散するのを防止でき、かつ結露水を車室外に排出できるので、使用者に対して、不快感を与えることが無く、またお手入れの手間を省くことができる。
【００４７】
さらに、結露水の逆流による酸素富化手段や酸素吐出手段の性能低下がなく、常に良好な酸素富化性能を維持することができるので、車載用、運輸用、業務用の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態における自動車に搭載した車載用酸素富化機の構成図
【図２】本発明の実施の形態における車載用酸素富化機の構成図
【図３】本発明の実施の形態における水溜め部の構成図
【図４】従来の酸素富化機の構成図
【符号の説明】
【００４９】
８  酸素富化機本体
９  空気経路
１０  酸素吐出口
１３  排水路
１４  排水弁
１８  第２空気経路
１９  エアコンディショナー（エアコン）
２０  経路切換弁
２１  酸素富化手段
２２  酸素吐出手段
２３  水溜め手段
２９  逆流防止手段
３０  水溜め本体
３１  蓋
３２  トラップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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