(57)【要約】      （修正有）【課題】高濃度酸素の酸素濃度の変動が生じにくい酸素濃縮器の提供。【解決手段】高濃度酸素を酸素濃縮部から酸素タンクまで案内する複数の酸素案内流路１６０と、前記酸素案内流路内に各々設けられ、酸素タンクから複数の酸素濃縮部への高濃度酸素の逆流を防止する酸素案内流路逆止弁６０Ａ、６０Ｂと、それよりも下流側又は酸素タンクに一方が接続されると共に、他方が均圧流路開閉弁９０に接続される均圧流路１５０と、酸素案内流路におけるそれぞれの案内路逆止弁よりも上流側に一方が接続されると共に、他方が均圧流路開閉弁に接続される分配流路（図示省略）と、分配流路内に各々設けられ、酸素案内流路側から均圧流路開閉弁への高濃度酸素の流れを規制し、均圧流路から酸素案内流路側への高濃度酸素の流れを許容する、分配流路逆止弁７０Ａ、７０Ｂを備え、均圧流路開閉弁を開くことにより、均圧流路側から分配流路側に高濃度酸素が流れる酸素濃縮器１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高濃度の酸素を生成する複数の酸素濃縮部と、
使用者に送気される前記高濃度の酸素が貯留される酸素タンクと、
複数の前記酸素濃縮部の各々と、前記酸素タンクを接続し、前記高濃度の酸素を前記酸素濃縮部から前記酸素タンクまで案内する複数の酸素案内流路と、
複数の前記酸素案内流路内に各々設けられ、前記酸素タンクから複数の前記酸素濃縮部への前記高濃度の酸素の逆流を防止する複数の酸素案内流路逆止弁と、
複数の前記酸素案内流路における前記案内路逆止弁よりも下流側又は前記酸素タンクに一方が接続されると共に、他方が均圧流路開閉弁に接続される均圧流路と、
複数の前記酸素案内流路におけるそれぞれの前記案内路逆止弁よりも上流側に一方が接続されると共に、他方が前記均圧流路開閉弁に接続される複数の分配流路と、
複数の前記分配流路内に各々設けられ、前記酸素案内流路側から前記均圧流路開閉弁への前記高濃度酸素の流れを規制し、前記均圧流路から前記酸素案内流路側への前記高濃度酸素の流れを許容する、複数の分配流路逆止弁と
を備え、
前記均圧流路開閉弁を開くことにより、前記均圧流路側から前記分配流路側に前記高濃度の酸素が流れることを特徴とする酸素濃縮器。
【請求項２】
複数の前記分配流路は、
複数の前記酸素案内流路同士を繋げるバイパス流路と
前記均圧流路開閉弁に一方が接続されると共に、前記バイパス流路の途中の分岐点に他方が接続される共用流路と
を備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項３】
複数の前記酸素案内流路は、
前記酸素タンクに接続される主流路と、
前記酸素濃縮部の各々に一方が接続されると共に、前記主流路に他方が接続される複数の副流路とを有し、
複数の前記酸素案内流路逆止弁は、複数の前記副流路内にそれぞれ設けられ、更に前記主流路内における前記副流路との接続点よりも下流側に設けられ、前記酸素タンクから前記副流路への逆流を防止する主流路逆止弁を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の酸素濃縮器。
【請求項４】
複数の前記酸素濃縮部は、酸素濃縮触媒を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の酸素濃縮器。
【請求項５】
前記使用者に送気されるガス中の酸素分圧を検出する酸素分圧検出部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の酸素濃縮器。
【請求項６】
複数の前記酸素濃縮部の圧力を調整する圧力調整部と、
複数の前記酸素濃縮部を切り替える切り替え部と、
前記酸素分圧検出部で検出された前記酸素分圧に基づいて、前記切り替え部と前記均圧流路開閉弁を制御する制御部と
を備え、
前記圧力調整部は複数の前記酸素濃縮部の上流側に設けられ、前記切り替え部は前記圧力調整部と複数の前記酸素濃縮部の間に設けられることを特徴とする請求項５に記載の酸素濃縮器。
【請求項７】
前記制御部は、前記酸素分圧検出部で検出された前記酸素分圧が所定の値になったときに、前記均圧流路開閉弁を開の状態にすることで、少なくとも一つの前記酸素濃縮部が生成した前記高濃度酸素を、前記均圧流路と前記分配流路を介して、他の少なくとも一つの前記酸素濃縮部へ送気する制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の酸素濃縮器。
【請求項８】
前記制御部は、前記酸素濃縮部で、
前記高濃度の酸素を生成する酸素生成状態と、
一方の酸素濃縮部で生成した前記高濃度の酸素を、他方の前記酸素濃縮部へ送気してフラッシング状態と、
吸着した窒素や水分を脱離させる再生状態と、
前記酸素濃縮部の圧力を大気圧に戻す均圧状態と
を含むように制御を行うことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の酸素濃縮器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度の酸素を生成する酸素濃縮器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、肺に慢性的な炎症が生じ呼吸困難などの症状を呈するＣＯＰＤ（Ｃｈｒｏｎｉｃ  Ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｐｕｌｍｏｎａｒｙ  Ｄｉｓｅａｓｅ：慢性閉塞性肺疾患）の患者が世界的に増加している。ＣＯＰＤの患者だけではなく、一般に呼吸器不全で低酸素状態になると身体全体へ悪影響をおよぼす。このような低酸素状態を緩和して生活の質を改善するための治療として、高濃度の酸素を患者に供給する在宅酸素療法が知られている。在宅酸素療法では、空気中の窒素や水分を除去して酸素を濃縮することで高濃度の酸素を生成する酸素濃縮器と呼ばれる装置が利用されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５（Ａ）は、従来の酸素濃縮器３０１の構成を示す構成図である。酸素濃縮器３０１は、複数の酸素濃縮部３１０と、圧力調整部３３０と、複数の酸素濃縮部３１０Ａと酸素濃縮部３１０Ｂを切り替える切り替え部３２０と、使用者へ供給する高濃度酸素を貯留する酸素タンク３４０を備える。そして所定の時間間隔で酸素濃縮部３１０が酸素の生成動作と、酸素濃縮部３１０の再生動作を繰り返すために、バイアス流路３８０内に均圧流路開閉弁３７０を設けている。また酸素分圧検出部４１０で測定される主流路４００の酸素分圧（酸素濃度）を一定にするために、スプリング付き逆止弁３９０を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２８１４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし図５（Ａ）のように均圧流路開閉弁３７０において双方向にガスを流すために、そのガスの送気方向によって均圧流路開閉弁３７０における抵抗が異なる。具体的には第一ポート３７６からガスを供給して第二ポート３７８からガスを送気する場合（図５（Ｂ）参照）と、第二ポート３７８からガスを供給して第一ポート３７６からガスを送気する場合（図５（Ｃ）参照）とでは、流路抵抗が異なり、バイアス流路３８０を通して酸素濃縮部３１０を大気圧に戻す際の時間に差が生じる。そのため酸素分圧検出部４１０で検出される酸素の濃度は、変動することになる。例えば酸素濃縮部３１０Ａが酸素を生成して、酸素濃縮部３１０Ｂから窒素を排気して再生している状態Ａと、逆に酸素濃縮部３１０Ｂが酸素を生成して、酸素濃縮部３１０Ａから窒素を排気して再生している状態Ｂとの間で酸素濃度に差がでてしまうという課題が生じる（図５（Ｄ）参照）。  本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、使用者に供給される高濃度酸素の酸素濃度の変動が生じにくい酸素濃縮器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
酸素濃度の変動を抑えるために酸素分圧検出部の値を参照して、切り替え部と、均圧流路開閉弁等のフィードバック制御を行うことも考えられるが煩雑である。そこで本発明では、酸素濃縮部を再生させる際に大気圧に戻す際の流路の抵抗を、複数の酸素濃縮部について互いに等しくすることで、酸素濃度の変動を生じにくくする。
【０００７】
（１）本発明は、高濃度の酸素を生成する複数の酸素濃縮部と、使用者に送気される前記高濃度の酸素が貯留される酸素タンクと、複数の前記酸素濃縮部の各々と、前記酸素タンクを接続し、前記高濃度の酸素を前記酸素濃縮部から前記酸素タンクまで案内する複数の酸素案内流路と、複数の前記酸素案内流路内に各々設けられ、前記酸素タンクから複数の前記酸素濃縮部への前記高濃度の酸素の逆流を防止する複数の酸素案内流路逆止弁と、複数の前記酸素案内流路における前記案内路逆止弁よりも下流側又は前記酸素タンクに一方が接続されると共に、他方が均圧流路開閉弁に接続される均圧流路と、複数の前記酸素案内流路におけるそれぞれの前記案内路逆止弁よりも上流側に一方が接続されると共に、他方が前記均圧流路開閉弁に接続される複数の分配流路と、複数の前記分配流路内に各々設けられ、前記酸素案内流路側から前記均圧流路開閉弁への前記高濃度酸素の流れを規制し、前記均圧流路から前記酸素案内流路側への前記高濃度酸素の流れを許容する、複数の分配流路逆止弁とを備え、前記均圧流路開閉弁を開くことにより、前記均圧流路側から前記分配流路側に前記高濃度の酸素が流れることを特徴とする酸素濃縮器を提供する。
【０００８】
上記（１）に記載する発明によれば、複数の酸素濃縮部について、一方の酸素濃縮部が生成した酸素を、他方の酸素濃縮部へ送気して大気圧に戻すフラッシング状態において、常に酸素ガスが均圧流路開閉弁を同じ向きに流れる。したがって流路で受ける抵抗の変化が少なくなるので、各々の酸素濃縮部の再生時間に差が少なくなり、使用者に供給される高濃度酸素の酸素濃度の変動が生じにくいという優れた効果を奏する。
【０００９】
（２）本発明は、複数の前記分配流路が、複数の前記酸素案内流路同士を繋げるバイパス流路と前記均圧流路開閉弁に一方が接続されると共に、前記バイパス流路の途中の分岐点に他方が接続される共用流路とを備えて構成されることを特徴とする上記（１）に記載の酸素濃縮器を提供する。
【００１０】
上記（２）に記載する発明によれば、均圧流路と共用流路の間に、均圧流路開閉弁として安価な二方向の開閉弁を設けることで、使用者に供給される高濃度酸素の酸素濃度の変動が生じにくいという優れた効果を奏する。
【００１１】
（３）本発明は、複数の前記酸素案内流路が、前記酸素タンクに接続される主流路と、前記酸素濃縮部の各々に一方が接続されると共に、前記主流路に他方が接続される複数の副流路とを有し、複数の前記酸素案内流路逆止弁は、複数の前記副流路内にそれぞれ設けられ、更に前記主流路内における前記副流路との接続点よりも下流側に設けられ、前記酸素タンクから前記副流路への逆流を防止する主流路逆止弁を備えることを特徴とする上記（１）又は上記（２）に記載の酸素濃縮器を提供する。
【００１２】
上記（３）に記載する発明によれば、酸素案内流路が複数の酸素濃縮部の各々に接続される副流路と、接続点で接続されて酸素タンクに繋がる主流路を備え、副流路のそれぞれが酸素案内流路逆止弁を有し、主流路が主流路逆止弁を更に有するので、使用者に対して供給するガスについて酸素濃度の変動が少ないという優れた効果を奏する。
【００１３】
（４）本発明は、複数の前記酸素濃縮部が、酸素濃縮触媒を備えることを特徴とする上記（１）乃至上記（３）のうちのいずれかに記載の酸素濃縮器を提供する。
【００１４】
上記（４）に記載する発明によれば、酸素濃縮部の各々が酸素濃縮触媒を有するので、少なくとも一つの酸素濃縮部が酸素を生成している間に、他の酸素濃縮部から窒素などを脱離させる再生動作が可能になり、濃度変動の少ない高濃度酸素を連続して提供しうるという優れた効果を奏する。
【００１５】
（５）本発明は、前記使用者に送気されるガス中の酸素分圧を検出する酸素分圧検出部を備えることを特徴とする上記（１）乃至上記（４）のうちのいずれかに記載の酸素濃縮器を提供する。
【００１６】
上記（５）に記載する発明によれば、主流路逆止弁よりも下流側で酸素タンクの酸素分圧を検出できるので、濃度変動の少ない高濃度酸素を連続して提供しうるという優れた効果を奏する。
【００１７】
（６）本発明は、複数の前記酸素濃縮部の圧力を調整する圧力調整部と、複数の前記酸素濃縮部を切り替える切り替え部と、前記酸素分圧検出部で検出された前記酸素分圧に基づいて、前記切り替え部と前記均圧流路開閉弁を制御する制御部とを備え、前記圧力調整部は複数の前記酸素濃縮部の上流側に設けられ、前記切り替え部は前記圧力調整部と複数の前記酸素濃縮部の間に設けられることを特徴とする上記（５）に記載の酸素濃縮器を提供する。
【００１８】
上記（６）に記載する発明によれば、濃度変動の少ない高濃度酸素を連続して提供しうるという優れた効果を奏する。
【００１９】
（７）本発明は、前記制御部が、前記酸素分圧検出部で検出された前記酸素分圧が所定の値になったときに、前記均圧流路開閉弁を開の状態にすることで、少なくとも一つの前記酸素濃縮部が生成した前記高濃度酸素を、前記均圧流路と前記分配流路を介して、他の少なくとも一つの前記酸素濃縮部へ送気する制御を行うことを特徴とする上記（６）に記載の酸素濃縮器を提供する。
【００２０】
上記（７）に記載する発明によれば、一方の酸素濃縮部で生成した酸素を、他方の再生後の酸素濃縮部へ送気することで大気圧に戻して酸素濃縮を再開させることができるので、濃度変動の少ない高濃度酸素を連続して提供しうるという優れた効果を奏する。
【００２１】
（８）本発明は、前記制御部は、前記酸素濃縮部で、前記高濃度の酸素を生成する酸素生成状態と、一方の酸素濃縮部で生成した前記高濃度の酸素を、他方の前記酸素濃縮部へ送気してフラッシング状態と、吸着した窒素や水分を脱離させる再生状態と、前記酸素濃縮部の圧力を大気圧に戻す均圧状態とを含むように制御を行うことを特徴とする上記（６）又は上記（７）に記載の酸素濃縮器を提供する。
【００２２】
上記（８）に記載する発明によれば、複数の酸素濃縮部が各々、酸素生成状態と、フラッシング状態と、再生状態と、均圧状態を含む制御をおこなうので、交互に酸素生成と窒素脱離を繰り返すことができ、濃度変動の少ない高濃度酸素を連続して提供しうるという優れた効果を奏する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の請求項１〜８記載の酸素濃縮器によれば、連続して濃度変動の少ない高濃度酸素を提供しうるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る酸素濃縮器の構成を示す構成図である。
【図２】（Ａ）酸素濃縮部１０Ａから酸素濃縮部１０Ｂに、高濃度の酸素を送気して、再生後の酸素濃縮部１０Ｂを大気圧に戻すフラッシング動作、及び、均圧動作を説明する説明図である。（Ｂ）酸素濃縮部１０Ｂから酸素濃縮部１０Ａに、高濃度の酸素を送気して、再生後の酸素濃縮部１０Ａを大気圧に戻すフラッシング動作、及び、均圧動作を説明する説明図である。
【図３】２つの酸素濃縮部が、高濃度酸素の生成と酸素濃縮部の再生を交互に繰り返す動作を説明するフローチャートである。
【図４】（Ａ）２つある酸素濃縮部について、一方の酸素濃縮部における圧力の時間変化を示すグラフである。（Ｂ）他方の酸素濃縮部における圧力の時間変化を示すグラフである。
【図５】（Ａ）従来の酸素濃縮器の構成を示す構成図である。（Ｂ）開閉弁において図上左方のポートからガスを供給して、図上右方のポートからガスを送気する態様を説明する説明図である。（Ｃ）開閉弁において図上右方のポートからガスを供給して、図上左方のポートからガスを送気する態様を説明する説明図である。（Ｄ）酸素分圧の時間変動を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２６】
図１〜図４は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。なお、各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る酸素濃縮器１の構成を示す構成図である。酸素濃縮器１は、圧縮空気を生成する圧縮器（コンプレッサ）と、真空ポンプを備える圧力調整部３０と、高濃度の酸素を生成する２つの酸素濃縮部１０と、酸素濃縮部１０を切り替える切り替え部２０と、使用者に送気される前記高濃度の酸素が貯留される酸素タンク４０を備える。使用者は、酸素タンク４０に接続されるマスク５０から高濃度の酸素が供給される。
【００２８】
なお酸素濃縮部１０は、酸素濃縮塔とも呼ばれゼオライトなどの酸素濃縮触媒を備える。
【００２９】
圧力調整部３０と切り替え部２０は、圧縮ガス送気流路１１５と排気流路１１７により接続され、圧縮ガス送気流路１１５を介して圧縮空気が酸素濃縮部１０へ圧縮器から供給され、排気流路１１７を介して酸素濃縮部１０に吸着された窒素や水分が真空ポンプで排気される。切り替え部２０と酸素濃縮部１０はガス交換流路１１９で接続され、圧縮空気の送気と、吸着された窒素や水分の排気がなされる。複数の酸素濃縮部１０の各々と酸素タンク４０は、複数の酸素案内流路１６０によってそれぞれ接続される。酸素案内流路１６０は、酸素濃縮部１０の各々に接続される複数の副流路１２０と、酸素タンク４０における使用者と逆側に接続される主流路１５５とを備え、副流路１２０と主流路１５５は接続点８０において接続される。
【００３０】
具体的には、酸素案内流路１６０は、酸素タンク４０に接続される主流路１５５と、酸素濃縮部１０の各々に一方が接続されると共に、主流路１５５に他方が接続される複数の副流路１２０とを有し、複数の酸素案内流路逆止弁６０は、複数の副流路１２０内にそれぞれ設けられ、更に主流路１５５内における副流路１２０との接続点８０よりも下流側に設けられ、酸素タンク４０から副流路１２０への逆流を防止する主流路逆止弁６５を備える。
【００３１】
なお、酸素タンク４０より使用者側には、送気されるガスの酸素分圧を検出する酸素分圧検出部１００が設けられる。
【００３２】
酸素案内流路１６０におけるそれぞれの酸素案内流路逆止弁６０よりも上流側には、分配流路（図示省略）が接続される。具体的には、均圧流路１５０は、複数の酸素案内流路１６０における案内路逆止弁６０よりも下流側又は酸素タンク４０に一方が接続されると共に、他方が均圧流路開閉弁９０に接続される。また分配流路は複数の酸素案内流路１６０におけるそれぞれの案内路逆止弁６０よりも上流側に一方が接続されると共に、他方が均圧流路開閉弁９０に接続される。そして均圧流路開閉弁９０を開くことにより、均圧流路１５０側から分配流路側に高濃度の酸素が流れる。
【００３３】
具体的に分配流路は、複数の酸素案内流路１６０同士を繋げるバイパス流路１３０と均圧流路開閉弁９０に一方が接続されると共に、バイパス流路１３０の途中の分岐点７５に他方が接続される共用流路１４０とを備えて構成される。
【００３４】
均圧流路開閉弁９０としては、ポペット式電磁弁を用いてもよい。
【００３５】
複数の分配流路内にはそれぞれ、酸素案内流路１６０側から均圧流路１５０への高濃度酸素の流れを規制し、均圧流路１５５から酸素案内流路１６０側への高濃度酸素の流れを許容する、分配流路逆止弁７０が設けられる。具体的には、バイパス流路１３０における分岐点７５よりも副流路１２０Ａ側には分配流路逆止弁７０Ａが設けられ、バイパス流路１３０における分岐点７５よりも副流路１２０Ｂ側には分配流路逆止弁７０Ｂが設けられる。
【００３６】
なお酸素案内流路逆止弁６０と分配流路逆止弁７０は、いわゆるコンビネーションバルブを用いてもよい。コンビネーションバルブを用いることで、部品点数は減り、簡素な構造になるためコスト的にも有利になる。
【００３７】
また副流路１２０Ａと、分岐点７５から副流路１２０Ｂに接続されるバイパス流路１３０の流路の容量の合計、及び、これら副流路１２０Ａ側流路におけるガスの流れに対する抵抗は、副流路１２０Ｂと、分岐点７５から副流路１２０Ａに接続される酸素濃縮部１０Ａ側のバイパス流路１３０の流路の容量の合計、及び、これら副流路１２０Ｂ側流路におけるガスの流れに対する抵抗と、それぞれ略等しいことが望ましい。同様に酸素濃縮部１０Ａ内におけるガスの流れに対する抵抗と、酸素濃縮部１０Ｂ内におけるガスの流れに対する抵抗についても略等しいことが望ましい。所定の酸素濃度に到達できるまでの速度や、再生速度について、複数の酸素濃縮部１０について略等しくなることで、酸素濃度の変動を少なくし得るからである。
【００３８】
図２（Ａ）は、酸素濃縮部１０Ａから酸素濃縮部１０Ｂに、高濃度の酸素を送気して、再生後の酸素濃縮部１０Ｂを酸素で洗浄するフラッシング動作と、大気圧に戻す均圧動作を説明する説明図である。
【００３９】
酸素濃縮器１は、複数の酸素濃縮部１０の圧力を調整する圧力調整部３０と、複数の酸素濃縮部１０を切り替える切り替え部２０と、酸素分圧検出部１００で検出された酸素分圧に基づいて、切り替え部２０と均圧流路開閉弁９０等を制御する制御部とを備える。圧力調整部３０は複数の酸素濃縮部１０の上流側に設けられ、切り替え部２０は圧力調整部３０と複数の酸素濃縮部１０の間に設けられる。
【００４０】
制御部は、酸素分圧検出部１００で検出された酸素分圧が所定の値になったときに、均圧流路開閉弁９０を開の状態にすることで、少なくとも一つの酸素濃縮部１０が生成した高濃度酸素を、均圧流路９０と分配流路を介して、他の少なくとも一つの酸素濃縮部１０へ送気する制御を行う
【００４１】
具体的には、酸素濃縮部１０Ａは酸素を生成している状態にあり、酸素濃縮部１０Ｂは圧力調整部３０の真空ポンプによって排気流路１１７を介して真空引きされて窒素や水分を脱離させている状態にあるとする。酸素分圧検出部１００で検出された酸素分圧が所定の値になったならば、制御部（図示省略）は、均圧流路開閉弁９０を開状態にし、切り替え部２０により酸素濃縮部１０への圧縮空気の送気と酸素濃縮部１０Ｂの真空引きを停止させる。
【００４２】
酸素濃縮部１０Ａで生成されていた高濃度の酸素は、副流路１２０Ａを流れ、酸素案内流路逆止弁６０Ａを通って均圧流路１５０へと流れる。そして開状態の均圧流路開閉弁９０を通じて共用流路１４０へと流れる。ここで酸素案内流路逆止弁６０Ａの上流と、分配流路逆止弁７０Ａの分岐点７５側では圧力が等しい。そして酸素案内流路逆止弁６０Ｂの上流側と分配流路逆止弁７０Ｂの分岐点７５側では後者の圧力が低い。したがって共用流路１４０に到達した酸素は、分配流路逆止弁７０Ｂを通って酸素濃縮部１０Ｂへと流れ酸素濃縮部１０Ｂの洗浄（フラッシング動作）をおこない、酸素濃縮部１０Ｂの内部圧力を大気圧へと戻す（均圧動作）。
【００４３】
酸素濃縮部１０Ｂが大気圧に戻って窒素吸着が可能になり、高濃度の酸素が生成できるようになったならば、制御部は均圧流路開閉弁９０を閉状態とする。制御部が切り替え部２０を制御して、ガス交換流路１１９Ｂを介して圧力調整部３０の圧縮器から圧縮空気を酸素濃縮部１０Ｂに送気して高濃度の酸素の生成を開始する。同時に制御部は、圧力調整部３０の真空ポンプが酸素濃縮部１０Ａからガス交換流路１１９Ａを通じて吸着した窒素や水分を排気するように切り替え部２０の制御を行うことで酸素濃縮部１０Ａの再生動作を開始する。これらの制御を行うために、酸素濃縮器１には、酸素濃縮部１０Ａ内と酸素濃縮部１０Ｂ内の圧力をそれぞれ検出するための検出部を設けることが望ましい。
【００４４】
図２（Ｂ）は、酸素濃縮部１０Ｂから酸素濃縮部１０Ａに、高濃度の酸素を送気して、再生後の酸素濃縮部１０Ａを洗浄するフラッシング動作と、酸素濃縮部１０Ａを大気圧に戻す均圧動作等を説明する説明図である。ガスの流れ等や作用効果は、図２（Ａ）と同様なので説明は省略する。
【００４５】
なお制御部はＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから構成され、各種制御を実行する。ＣＰＵはいわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて様々な機能を実現する。ＲＡＭはＣＰＵの作業状態、記憶状態として使用され、ＲＯＭはＣＰＵで実行されるオペレーティングシステムやプログラムを記憶する。
【００４６】
次に、上記した実施の形態の動作を説明する。
【００４７】
図３は、酸素濃縮器１における２つの酸素濃縮部１０Ａ（図１参照）と酸素濃縮部１０Ｂ（図１参照）が、高濃度酸素の生成と酸素濃縮部の再生を交互に繰り返す動作を説明するフローチャートである。
【００４８】
まず酸素濃縮器１は、酸素濃縮部１０Ａにおいて高濃度酸素を生成させる。このために
制御部は圧力調整部３０と切り替え部２０を制御して酸素濃縮部１０Ａへ圧縮空気を送気する（ステップＳ１）。同時に制御部は、酸素濃縮部１０Ｂに吸着された窒素と水分を脱離させるべく圧力調整部３０と切り替え部２０を制御して酸素濃縮部１０Ｂの排気をおこなう（ステップＳ２）。
【００４９】
酸素分圧検出部１００（図１参照）において、主流路１５５の酸素分圧が所定の値になったならば（ステップＳ３のＹＥＳ側）、制御部は、均圧流路開閉弁９０を開状態にする（ステップＳ４）。酸素分圧検出部１００（図１参照）において、主流路１５５の酸素分圧が所定の値になっていないならば（ステップＳ３のＮＯ側）、酸素濃縮部１０Ａで酸素を生成し続ける（ステップＳ１に戻る）。
【００５０】
さて均圧流路開閉弁９０を開状態になると、酸素は酸素濃縮部１０Ａから、真空引きされた酸素濃縮部１０Ｂに導かれ、酸素濃縮部１０Ｂ内を酸素で洗浄（フラッシング）すると同時に、酸素濃縮部１０Ｂの内部の圧力を大気圧へと均圧化する。このとき酸素濃縮部１０Ａの圧力も下がって酸素濃縮部１０Ｂと同じ圧力となるので均圧化と呼ぶ。（ステップＳ５）。均圧化されたならば、制御部は均圧流路開閉弁９０を閉状態にして、圧力調整部３０と切り替え部２０を制御して酸素濃縮部１０Ｂにて高濃度酸素の生成を開始する（ステップＳ７）。同時に制御部は、酸素濃縮部１０Ａに吸着された窒素と水分を脱離させるべく圧力調整部３０と切り替え部２０を制御して酸素濃縮部１０Ａの真空排気をおこなう（ステップＳ８）。
【００５１】
酸素分圧検出部１００（図１参照）において、主流路１５５の酸素分圧が所定の値になったならば（ステップＳ９のＹＥＳ側）、制御部は、均圧流路開閉弁９０を開状態にする（ステップＳ１０）。酸素分圧検出部１００（図１参照）において、主流路１５５の酸素分圧が所定の値になっていないならば（ステップＳ９のＮＯ側）、酸素濃縮部１０Ａで酸素を生成し続ける（ステップＳ７に戻る）。
【００５２】
さて均圧流路開閉弁９０を開状態になると、酸素は酸素濃縮部１０Ｂから、真空引きされた酸素濃縮部１０Ａに導かれ、酸素濃縮部１０Ａ内を酸素で洗浄（フラッシング）すると同時に、酸素濃縮部１０Ａの内部の圧力を大気圧へと均圧化する。
【００５３】
そして酸素濃縮部１０Ａと酸素濃縮部１０Ｂが均圧化されたならば、制御部は均圧流路開閉弁９０を閉状態にして（ステップ１２）、圧力調整部３０と切り替え部２０を制御し酸素濃縮部１０Ａにて高濃度酸素の生成を開始する（ステップＳ１に戻る）。
【００５４】
酸素濃縮器１は、以下このような動作を、例えば数十秒周期でおこなうことで、連続して高濃度の酸素を生成することができる。
【００５５】
図４（Ａ）は、２つある酸素濃縮部１０のうち酸素濃縮部１０Ａについて、圧力の時間変化を示すグラフであり、図４（Ｂ）は、同時刻における酸素濃縮部１０Ｂにおける圧力の時間変化を示すグラフである。
【００５６】
まず酸素濃縮部１０Ａで酸素を生成していく、酸素生成状態２００（図４（Ａ）参照）では、酸素濃縮部１０Ａ内の圧力は上昇していく。酸素分圧検出部１００（図１参照）において酸素分圧が所定の値になったならば、制御部は、均圧流路開閉弁９０を開状態にすると同時に、切り替え部２０と圧力調整部３０を制御し、制御部は酸素濃縮器１を、酸素濃縮部１０Ａから酸素を酸素濃縮部１０Ｂへと送気し、酸素濃縮部１０Ｂ内を洗浄するフラッシング状態２１０（図４（Ａ）参照）に移行させる。酸素濃縮部１０Ａ内が大気圧に均圧化されたならば、均圧流路開閉弁９０は閉状態にされ、制御部は切り替え部２０と圧力調整部３０を制御して酸素濃縮部１０Ａ内の排気を始めさせて、再生状態２２０（図４（Ａ）参照）に移行する。このとき酸素濃縮部１０Ａ内から吸着された窒素や水分が排気され、酸素濃縮部１０Ａは再生される。
【００５７】
その後、酸素濃縮部１０Ｂが生成する酸素によって酸素分圧検出部１００において酸素分圧が所定の値になったならば（図４（Ｂ）の酸素生成状態２００）、制御部は、均圧流路開閉弁９０を開状態にすると同時に、切り替え部２０と圧力調整部３０を制御し、制御部は酸素濃縮器１を、酸素濃縮部１０Ｂから酸素を酸素濃縮部１０Ａへと送気し、酸素濃縮部１０Ａ内を洗浄するフラッシング状態２１０（図４（Ｂ）参照）に移行させる。
【００５８】
酸素濃縮器１は、以下このような圧力変化を、例えば数十秒周期でおこなうことで、連続して高濃度の酸素を生成することができる。
【００５９】
本発明の実施形態に懸かる酸素濃縮器１によれば、複数の酸素濃縮部１０について、例えば一方の酸素濃縮部１０Ａが生成した酸素を、他方の酸素濃縮部１０Ｂへ送気して大気圧に戻すフラッシング状態において、常に酸素ガスが均圧流路開閉弁を同じ向きに流れる。したがって流路で受ける抵抗に変化が少なくなるので、各々の酸素濃縮部１０の再生時間に差が少なくなり、使用者に供給される高濃度酸素の酸素濃度の変動が生じにくいという優れた効果を奏する。
【００６０】
本発明の実施形態に懸かる酸素濃縮器１によれば、均圧流路１５０と共用流路１４０の間に、均圧流路開閉弁９０として安価な二方向の開閉弁を設けることで、使用者に供給される高濃度酸素の酸素濃度の変動が生じにくいという優れた効果を奏する。
【００６１】
本発明の実施形態に懸かる酸素濃縮器１によれば、酸素案内流路１６０が複数の酸素濃縮部１０の各々に接続される副流路１２０と、接続点８０で接続されて酸素タンク４０に繋がる主流路１５５を備え、副流路１２０のそれぞれが酸素案内流路逆止弁６０を有し、主流路１５５が主流路逆止弁６５を更に有するので、使用者に対して供給するガスにおいて酸素濃度の変動が少ないという優れた効果を奏する。
【００６２】
本発明の実施形態に懸かる酸素濃縮器１によれば、酸素濃縮部１０の各々が酸素濃縮触媒を有するので、少なくとも一つの酸素濃縮部１０が酸素を生成している間に、他の酸素濃縮部１０から窒素などを脱離させる再生動作が可能であるになり、連続して濃度変動の少ない高濃度酸素を提供しうるという優れた効果を奏する。
【００６３】
本発明の実施形態に懸かる酸素濃縮器１によれば、主流路逆止弁６５よりも下流側で酸素タンク４０の酸素分圧を検出できるので、連続して濃度変動の少ない高濃度酸素を提供しうるという優れた効果を奏する。
【００６４】
本発明の実施形態に懸かる酸素濃縮器１によれば、例えば一方の酸素濃縮部１０Ａで生成した酸素を、他方の再生後の酸素濃縮部１０Ｂへ送気することで大気圧に戻して酸素濃縮を再開させることができるので、連続して濃度変動の少ない高濃度酸素を提供しうるという優れた効果を奏する。
【００６５】
本発明の実施形態に懸かる酸素濃縮器１によれば、複数の酸素濃縮部１００が各々、酸素生成状態２００と、フラッシング状態２１０と、再生状態２２０と、均圧状態２３０を含む制御をおこなうので、交互に酸素生成と窒素脱離を繰り返すことができ、連続して濃度変動の少ない高濃度酸素を提供しうるという優れた効果を奏する。
【００６６】
尚、本発明の酸素濃縮器は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６７】
例えば、変形実施例としては、酸素濃縮部１０を３つ以上設けても良い。この場合にはそれぞれの酸素濃縮部１０に対応する、ガス交換流路１１９と、副流路１２０と、酸素案内流路逆止弁６０と、分配流路逆止弁７０等が必要になってくることは言うまでもない。
【００６８】
またここではマスク５０で使用者に供給される酸素濃度の把握のために、酸素分圧検出部１００を用いたが、流量計や通常の圧力計を用いても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１    酸素濃縮器
１０    酸素濃縮部
２０    切り替え部
３０    圧力調整部
４０    酸素タンク
５０    マスク
６０    酸素案内流路逆止弁
６５    主流路逆止弁
７０    分配流路逆止弁
７５    分岐点
８０    接続点
９０    均圧流路開閉弁
１００    酸素分圧検出部
１１５    圧縮ガス送気流路
１１７    排気流路
１１９    ガス交換流路
１２０    副流路
１３０    バイパス流路
１４０    共用流路
１５０    均圧流路
１５５    主流路
１６０    酸素案内流路
２００    酸素生成状態
２１０    フラッシング状態
２２０    再生状態
２３０    均圧状態
３０１    酸素濃縮器
３１０    酸素濃縮部
３２０    切り替え部
３３０    圧力調整部
３４０    酸素タンク
３５０    マスク
３６０    逆止弁
３７０    均圧流路開閉弁
３７２    ソレノイド組立品
３７４    コア組立品
３７６    第一ポート
３７８    第二ポート
３８０    バイパス流路
３９０    スプリング付き逆止弁
４００    主流路
４１０    酸素分圧検出部
【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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