(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高濃度酸素を貯留する酸素貯留部と、
前記酸素貯留部から送出された高濃度酸素を、使用者の呼吸に同調して酸素出口から放出する酸素供給部と、を備えた呼吸同調式の酸素濃縮器であって、
前記酸素供給部が、
使用者の呼吸に伴う圧力変動を検出する圧力センサと、
前記圧力センサによる検出結果に基づいて、高濃度酸素の供給流路を開閉する同調弁と、を備え、
前記同調弁が、前記酸素貯留部側に接続される第１ポート、前記酸素出口側に接続される第２ポート、前記圧力センサに接続される第３ポートを有し、前記第１ポートと前記第２ポートを結ぶ第１流路と、前記第２ポートと前記第３ポートを結ぶ第２流路のいずれか一方を開通可能で、前記第２流路を開通させている状態で前記圧力センサによって使用者の吸気が検出された場合に、前記第２流路を閉鎖して前記第１流路を開通させるように構成され、
前記圧力センサが、前記第２ポートから前記酸素出口に向かう流路に対して流量制限オリフィスを介して接続され、前記第１流路が開通されて使用者に高濃度酸素が供給されるときの圧力変動を検出可能となっていることを特徴とする酸素濃縮器。
【請求項２】
前記流量制限オリフィスのオリフィス径により、前記第２ポートから前記酸素出口に向かう流路における圧力が１／５０〜１／２００に減圧されて、前記圧力センサに印加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】
原料空気を導入する空気取入部と、
前記空気取入部を介して導入された前記原料空気から圧縮空気を生成する空気圧縮部と、
前記空気圧縮部で生成された圧縮空気から窒素を分離して高濃度酸素を生成し、前記酸素貯留部に送出するＰＳＡ部と、を備えることを特徴とする請求項１又は２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、空気を導入して高濃度の酸素を放出する酸素濃縮器に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸素濃縮器は主として、呼吸器疾患の患者が在宅で酸素を吸入する在宅酸素療法（ＨＯＴ：home oxygen therapy）において使用されるもので、ＰＳＡ式と酸素富化膜式が知られている。
図１は、一般的なＰＳＡ式の酸素濃縮器の概略構成を示す図である。図１に示すように、ＰＳＡ式の酸素濃縮器１は、空気取入部１０、空気圧縮部２０、ＰＳＡ部３０、酸素貯留部４０、及び酸素供給部５０を備えている。
【０００３】
酸素濃縮器１において、空気取入部１０から導入された原料空気は、空気圧縮部２０で圧縮されて圧縮空気となり、この圧縮空気がＰＳＡ部３０に送出される。
ＰＳＡ部３０は、酸素より窒素を早く吸着する性質を有するゼオライト等の吸着剤が充填された２本のシーブベッド（吸着塔）３３Ａ、３３Ｂを有している。シーブベッド３３Ａ、３３Ｂに圧縮空気が送り込まれて加圧状態になると、窒素及び水分が吸着されて酸素だけが通過し、高濃度酸素が生成される。一方、窒素を吸着したシーブベッド３３Ａ、３３Ｂが減圧状態（例えば大気圧）に戻されると、吸着していた窒素が脱離して放出され、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂの吸着能力が再生される。つまり、ＰＳＡ部３０において、２本のシーブベッド３３Ａ、３３Ｂで交互に加圧減圧を繰り返すことにより、連続して高濃度酸素を生成することができる。
【０００４】
ＰＳＡ部３０で生成された高濃度酸素は、一旦酸素貯留部４０の製品タンク４１に貯留された後、圧力調整部（圧力レギュレータ）４２により一定圧力に調整される。そして、高濃度酸素は酸素供給部５０から一定流量で放出され、当該酸素濃縮器１に接続された鼻カニューラや酸素マスク等を介して使用者（患者）の体内に供給される。
【０００５】
ところで、携帯型の酸素濃縮器においては、省電力化を実現して長時間にわたって連続運転できるように、使用者の呼吸に同調して高濃度酸素を供給する呼吸同調式の酸素濃縮器が提案されている（例えば特許文献１）。この呼吸同調式の酸素濃縮器では、酸素供給部５０に設けられた圧力センサにより使用者の呼吸に伴う圧力変動（吸気開始時の陰圧）を検出し、同調弁を“開”状態とすることにより、吸気検出後、瞬時（約０．１秒後）に一定量の高濃度酸素を供給する。
【０００６】
従来の酸素濃縮器における酸素供給部の一例を図２、３に示す。
図２では、同調弁５２として二方弁を用いた酸素供給部の構成を示している。図２に示す例では、同調弁５２のポートＰ２と酸素出口の間に圧力センサ５３が接続される。この場合、同調弁５２を開いたとき、ポートＰ１とポートＰ２を結ぶ流路が開通され、高濃度酸素が酸素出口から放出される。一方、同調弁５２を閉じたとき、ポートＰ１とポートＰ２を結ぶ流路が遮断され、使用者の呼吸に伴う圧力変動を圧力センサ５３によって検出可能となる。
【０００７】
図３では、同調弁５２として三方弁を用いた酸素供給部の構成を示している。図３に示す例では、同調弁５２のポートＰ３に圧力センサ５３が接続される。この場合、例えば、同調弁５２のバルブを開いたとき、ポートＰ１とポートＰ２を結ぶ流路が開通され、高濃度酸素が酸素出口から放出される。一方、同調弁５２のバルブを閉じたとき、ポートＰ２とポートＰ３を結ぶ流路が開通され、使用者の呼吸に伴う圧力変動を圧力センサ５３によって検出可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図２に示すように同調弁５２として二方弁を使用した場合、高濃度酸素の供給時（吸気時）に、高濃度酸素の高圧（例えば２００ｋＰａ程度）が圧力センサ５３に直接印加されることとなる。したがって、圧力センサ５３には、耐圧の高い（測定レンジの広い）センサを使用しなければならない。つまり、使用者の呼吸を検出するには測定レンジが±３ｋＰａ程度であれば十分であるにも関わらず、測定レンジの広い圧力センサを使用せざるを得ないため、呼吸検出の感度が低下してしまう。
【００１０】
一方、図３に示すように同調弁５２として三方弁を使用した場合、高濃度酸素の供給時に、高濃度酸素の供給流路から圧力センサ５３が遮断されるため、測定レンジの狭い高感度の圧力センサを使用することができる。しかしながら、圧力センサ５３では、図４に示すように吸気初期の陰圧を検出できるだけであり、その後の酸素供給時の圧力変動を検出することはできない。つまり、圧力センサ５３では、使用者の呼吸に応じて高濃度酸素が正常に供給されているか（同調弁５２から放出されているか）を検出することができないため、安全性の面で問題がある。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、使用者の呼吸に応じて高濃度酸素が正常に供給されているかを検出できる安全性の高い呼吸同調式の酸素濃縮器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】
【００１２】
本発明に係る酸素濃縮器は、高濃度酸素を貯留する酸素貯留部と、
前記酸素貯留部から送出された高濃度酸素を、使用者の呼吸に同調して酸素出口から放出する酸素供給部と、を備えた呼吸同調式の酸素濃縮器であって、
前記酸素供給部が、使用者の呼吸に伴う圧力変動を検出する圧力センサと、
前記圧力センサによる検出結果に基づいて、高濃度酸素の供給流路を開閉する同調弁と、を備え、
前記同調弁が、前記酸素貯留部側に接続される第１ポート、前記酸素出口側に接続される第２ポート、前記圧力センサに接続される第３ポートを有し、前記第１ポートと前記第２ポートを結ぶ第１流路と、前記第２ポートと前記第３ポートを結ぶ第２流路のいずれか一方を開通可能で、前記第２流路を開通させている状態で前記圧力センサによって使用者の吸気が検出された場合に、前記第２流路を閉鎖して前記第１流路を開通させるように構成され、
前記圧力センサが、前記第２ポートから前記酸素出口に向かう流路に対して流量制限オリフィスを介して接続され、前記第１流路が開通されて使用者に高濃度酸素が供給されるときの圧力変動を検出可能となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、呼吸検出用の圧力センサによって酸素供給時の圧力変動を検出することができるので、この圧力変動に基づいて高濃度酸素が同調弁から正常に放出されているか否かを判定することができる。また、高感度の圧力センサを使用することができるので、吸気時の圧力変動（圧力波形）に基づいて酸素濃縮器に接続されている鼻カニューラの閉塞程度を判定することもできる。したがって、安全に優れた酸素濃縮器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一般的なＰＳＡ式の酸素濃縮器の概略構成を示す図である。
【図２】従来の酸素濃縮器における酸素供給部の一例を示す図である。
【図３】従来の酸素濃縮器における酸素供給部の他の一例を示す図である。
【図４】従来の酸素濃縮器における呼吸検出用の圧力センサによって取得される圧力波形を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器の配管系統の概略構成を示す図である。
【図６】実施の形態に係る酸素濃縮器の制御系統の概略構成を示す図である。
【図７】実施の形態に係る酸素濃縮器における呼吸検出用の圧力センサによって取得される圧力波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図５は、本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器の配管系統の概略構成を示す図である。図５に示す酸素濃縮器１は、空気取入部１０、空気圧縮部２０、ＰＳＡ部３０、酸素貯留部４０、酸素供給部５０を備えたＰＳＡ式の酸素濃縮器である。
【００１６】
空気取入部１０は、原料空気となる外気を筐体内に取り入れる部分で、吸気フィルタ１１、ヘパフィルタ１２等を備えている。吸気フィルタ１１は、筐体に設けられた空気取入口１３を介して導入された原料空気からゴミや埃等の空中浮遊粒子を除去する。ヘパフィルタ１２は、吸気フィルタ１１により除去されなかった微細粒子を除去する。空気取入口１３から導入された原料空気は、吸気フィルタ１１、ヘパフィルタ１２によって濾過され、空気圧縮部２０に送出される。
【００１７】
空気圧縮部２０は、導入された原料空気を圧縮して圧縮空気を生成する、いわゆるコンプレッサである。空気圧縮部２０の下流には、温度上昇した圧縮空気を冷却するために放熱効果に優れた冷却パイプ２１が配管される。原料空気は空気圧縮部２０で圧縮されることにより温度上昇しており、そのままではＰＳＡ部３０における窒素の吸着効率が低下するため、冷却パイプ２１を通過させることにより原料空気を冷却するようになっている。
空気圧縮部２０で生成された圧縮空気は、冷却パイプ２１において冷却され、ＰＳＡ部３０に送出される。
なお、空気圧縮部２０の上流（ヘパフィルタ１２の下流）には、空気圧縮部２０の動作音に対して消音効果を発揮する膨張型消音器（サイレンサ）を配設するのが望ましい。
【００１８】
空気圧縮部２０及び冷却パイプ２１の近傍には、これらを冷却するための冷却ブロワ７０が配設される。冷却ブロワ７０は、筐体に設けられた吸気口（図示略）から外気を吸引し、空気圧縮部２０及び冷却パイプ２１に向けて送風する。送風された冷却風は、筐体に設けられた排気口（図示略）から排気される。なお、冷却ブロワ７０の吸気口として、前述の空気取入口１３を共用してもよい。
冷却ブロワ７０は、例えば筐体内部に設けられた温度センサ７１（図６参照）による検出結果（測定温度）に基づいて必要風量が設定され、一定風量となるように駆動モータの回転数が制御される（例えばインバータ制御）。
【００１９】
ＰＳＡ部３０は、空気圧縮部２０で生成された圧縮空気から窒素を分離して高濃度酸素を生成し、酸素貯留部４０に送出する部分で、流路切換部３１、排気サイレンサ３２、シーブベッド（吸着塔）３３Ａ、３３Ｂ、パージオリフィス３４、均圧弁３５、逆止弁３６、３６等を備えている。
【００２０】
流路切換部３１は、４つの切替弁ＳＶ１〜ＳＶ４を備えたマニホールド（多岐管）で構成され、空気圧縮部２０で生成された圧縮空気をシーブベッド３３Ａ、３３Ｂに交互に送出するとともに、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂを交互に大気圧に開放して窒素富化空気を排出させる。
具体的には、流路切換部３１では、切替弁ＳＶ１が“開”、切替弁ＳＶ２が“閉”とされることにより、空気圧縮部２０からシーブベッド３３Ａに向かう流路が開通される一方で、シーブベッド３３Ａから排気サイレンサ３２に向かう流路が閉鎖される。同時に、流路切換部３１では、切替弁ＳＶ３が“閉”、切替弁ＳＶ４が“開”とされることにより、空気圧縮部２０からシーブベッド３３Ｂに向かう流路が閉鎖される一方で、シーブベッド３３Ｂから排気サイレンサ３２に向かう流路が開通される。この場合、空気圧縮部２０で生成された圧縮空気がシーブベッド３３Ａに送出され、シーブベッド３３Ｂからは窒素富化空気が放出されて排気サイレンサ３２を介して排気されることとなる。
また、切替弁ＳＶ１〜ＳＶ４が上記と逆の状態となっている場合は、空気圧縮部２０で生成された圧縮空気がシーブベッド３３Ｂに送出され、シーブベッド３３Ａからは窒素富化空気が放出されて排気サイレンサ３２を介して排気されることとなる。切替弁ＳＶ１〜ＳＶ４の開閉状態は、例えば１０秒間隔で切り替えられる。
【００２１】
排気サイレンサ３２は、酸素濃縮器１の筐体に設けられた排気口（図示略）に接続され、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂから放出された窒素富化空気を筐体の外部に排出する際の排気音を消音する。
【００２２】
シーブベッド３３Ａ、３３Ｂは、流路切換部３１を介して送られてきた圧縮空気から窒素を分離し、高濃度酸素を生成する。シーブベッド３３Ａ、３３Ｂには、酸素より窒素を早く吸着する性質を有するゼオライト等の吸着剤が充填されている。ゼオライトとは、結晶中に微細孔をもつアルミノ珪酸塩（例えばアルカリ土類金属を含む結晶性含水アルミノ珪酸塩）からなる多孔質材料であり、市販されている各種のゼオライトを使用することができる。
【００２３】
シーブベッド３３Ａ、３３Ｂは、流路切換部３１によって空気圧縮部２０からの流路が開通されているとき、圧縮空気が送り込まれて加圧状態となる。このとき、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂでは、窒素及び水分が吸着され、酸素だけが通過するため、高濃度酸素が生成される（吸着工程）。
シーブベッド３３Ａ、３３Ｂで生成される高濃度酸素の濃度は、例えば９０％程度に調整される。また、ゼオライトは窒素のみならず水分をも吸着するので、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂで生成される高濃度酸素は極めて乾燥した状態となる（例えば湿度０．１〜０．２％）。
【００２４】
一方、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂは、流路切換部３１によって排気サイレンサ３２への流路が開通されているとき、大気圧に開放されて減圧状態となる。このとき、ゼオライトに吸着していた窒素及び水分が脱離され、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂから窒素富化空気が放出され、排気サイレンサ３２を介して排気される。これにより、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂの吸着能力が再生される（再生工程）。
【００２５】
シーブベッド３３Ａ、３３Ｂは、逆止弁３６、３６を介して酸素貯留部４０の製品タンク４１に接続されている。逆止弁３６、３６は、製品タンク４１に貯留された高濃度酸素がシーブベッド３３Ａ、３３Ｂに逆流するのを防止する。
【００２６】
また、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂの下流側は、パージオリフィス３４を有する配管で接続されている。一方のシーブベッド３３Ａ（又は３３Ｂ）で生成された高濃度酸素は、逆止弁３６を介して酸素貯留部４０に送出されるとともに、パージオリフィス３４を介して他方のシーブベッド３３Ｂ（又は３３Ａ）に送出される。生成された高濃度酸素の一部が他方のシーブベッド３３Ｂ（又は３３Ａ）に送り込まれることにより、当該シーブベッド３３Ｂ（又は３３Ａ）の再生工程が効率よく行われる。パージオリフィス３４のオリフィス径によって、それぞれの流路における高濃度酸素の流量が制御される。
【００２７】
また、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂの下流側は、均圧弁３５を有する配管で接続されている。再生工程にあるシーブベッド３３Ａ、３３Ｂを吸着工程に切り替える際、減圧（大気圧）下にそのまま圧縮空気を流入させると窒素の吸着効率が悪い。そのため、切換時に均圧弁３５が“開”とされ、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂの圧力が平均化される。
【００２８】
酸素貯留部４０は、ＰＳＡ部３０で生成された高濃度酸素を一時的に貯留しておく部分で、製品タンク４１、圧力調整部（圧力レギュレータ）４２、酸素センサ４３、及び圧力センサ４４等を備えている。
【００２９】
製品タンク４１は、シーブベッド３３Ａ、３３Ｂで生成された高濃度酸素を貯留するための容器である。シーブベッド３３Ａ、３３Ｂから送出された高濃度酸素を一旦製品タンク４１に貯留しておくことにより、高濃度酸素の濃度変動及び圧力変動が抑制されるので、使用者に安定した濃度および流量で高濃度酸素を供給できる。
【００３０】
圧力調整部４２は、供給する高濃度酸素の流量を制御するために、高濃度酸素の圧力を使用に適した一定圧に調整する。製品タンク４１に貯留されている高濃度酸素の圧力は、製品タンク４１への流入又は製品タンク４１からの流出がある限り少なからず変動する。この場合、正確な流量制御が困難となる上、酸素センサ４３による正確な濃度測定が困難となる。そのため、圧力調整部４２により高濃度酸素が一定圧に調整されるようになっている。
【００３１】
酸素センサ４３は、圧力調整部４２から送出された高濃度酸素の濃度を、所定の間隔（例えば２０分）又は連続して検出する。酸素センサ４３には、例えばジルコニア式や超音波式のセンサが好適である。測定対象となる高濃度酸素の圧力が変動していると正確な測定が困難となるため、一般には、酸素センサ４３は圧力調整部４２の下流に流量制限オリフィス４５を介して接続される。
【００３２】
圧力センサ４４は、製品タンク４１に貯留された高濃度酸素の圧力を検出する。圧力センサ４４による検出結果に基づいて、製品タンク４１に貯留された高濃度酸素の圧力が正常な範囲に保持されているかを確認できる。圧力センサ４４は、２００ｋＰａ程度の圧力を検出可能な測定レンジの比較的広いものであればよく、微少な圧力変動を検出できる程度の精度は要求されない。
【００３３】
酸素供給部５０は、酸素貯留部４０から送出された高濃度酸素を、使用者の呼吸に同調して酸素出口５５から放出する部分で、バクテリアフィルタ５１、同調弁５２、及び圧力センサ５３等を備えている。
【００３４】
バクテリアフィルタ５１は、使用者に清浄な高濃度酸素を供給するために、高濃度酸素に含まれる細菌類を捕集して除菌する。
【００３５】
同調弁５２は、ポートＰ１〜Ｐ３を有する３方弁で構成され、使用者の呼吸に応じて開通する流路を切り替えるとともに、流路の開度を調整することで使用者に供給する高濃度酸素の流量を制御する。同調弁５２のポートＰ１にバクテリアフィルタ５１が接続され、ポートＰ２に酸素出口５５に接続され、ポートＰ３に圧力センサ５３が接続される。
例えば、同調弁５２が開いたとき、ポートＰ１とポートＰ２を結ぶ流路（第１流路）が開通され、高濃度酸素が酸素出口５５から放出される。一方、同調弁５２が閉じたとき、ポートＰ２とポートＰ３を結ぶ流路（第２流路）が開通され、使用者の呼吸に伴う圧力変動が圧力センサ５３によって検出可能となる。
【００３６】
圧力センサ５３は、使用者の呼吸を検出するためのセンサであり、同調弁５２のポートＰ３に接続されるとともに、同調弁５２の下流側（ポートＰ２と酸素出口５５を結ぶ流路）に流量制限オリフィス５４を介して接続されている。したがって、同調弁５２が“閉”となっている状態（第２流路が開通している状態）では使用者の呼吸に伴って変化する圧力を検出することができ、同調弁５２が“開”となっている状態（第１流路が開通している状態）では酸素供給に伴って変化する圧力を検出することができる。
【００３７】
ここで、流量制限オリフィス５４のオリフィス径は、ポートＰ２と酸素出口５５を結ぶ流路における圧力が１／５０〜１／２００に減圧される程度（例えばφ０．２ｍｍ）に設定される。
これにより、圧力が１／５０〜１／２００程度に減圧されて圧力センサ５３に印加されるので、圧力センサ５３として、測定レンジの狭い高精度なセンサを適用することができる。つまり、吸気時に同調弁５２が“閉”から“開”に切り替えられると、高圧の高濃度酸素が供給されることになるが、このとき圧力センサ５３に印加される圧力は流量制限オリフィス５４によって減圧されるため、高感度の圧力センサを使用しても不具合は生じない。そして、圧力センサ５３によって酸素供給時の圧力変動を検出できるため、同調弁５２から高濃度酸素が正常に放出されているか否かを検出することができる。
なお、使用者の呼吸に伴う微少な圧力変動を確実に検出するため、圧力センサ５３としては、測定レンジが±４ｋＰａのものが好適である。
【００３８】
酸素濃縮器１では、圧力センサ５３による検出結果に基づいて、同調弁５２の開閉状態が制御される。具体的には、同調弁５２が“閉”となっている状態で、圧力センサ５３により陰圧が検出されると、同調弁５２が瞬時に“開”とされ、高濃度酸素の供給が開始される。そして、所定時間（例えば０．０８秒）経過後、同調弁５２が“閉”とされることにより、所定量の高濃度酸素が放出される。酸素供給部５０から放出された高濃度酸素は、酸素出口５５に接続された鼻カニューラや酸素マスクを介して使用者に供給される。
なお、高濃度酸素は極めて乾燥した状態となっているので、酸素出口５５の上流に、高濃度酸素を加湿するための加湿部を配設してもよい。
【００３９】
図６は、本実施の形態に係る酸素濃縮器の制御系統の概略構成を示す図である。
図６に示すように、制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、ＲＡＭ（Random Access Memory）６２、ＲＯＭ（Read Only Memory）６３等を備えている。ＣＰＵ６１は、処理内容に応じたプログラムをＲＯＭ６３から読み出してＲＡＭ６２に展開し、展開したプログラムと協働して酸素濃縮器１の各ブロックの動作を制御する。
【００４０】
具体的に説明すると、制御部６０には、酸素貯留部４０の酸素センサ４３、酸素供給部５０の圧力センサ５３、筐体内部に設置される温度センサ７１、その他の各種センサからの検出信号が入力される。また、制御部６０には、操作ボタン等を有する操作部８１において、例えば使用者による供給流量の設定が行われた場合に、設定流量を指示する操作信号が入力される。
これらの入力信号に基づいて、制御部６０は、空気圧縮部２０や冷却ブロワ７０の駆動モータの回転数を制御したり、流路切換部３１の切替弁ＳＶ１〜ＳＶ４や同調弁５２の開閉状態や開度を制御したりする。このような制御により、酸素濃縮器１から設定流量で高濃度酸素が供給される。
【００４１】
また、制御部６０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などからなる表示部８２における表示に係る制御や、スピーカ８３からの音声出力に係る制御を行う。表示部８２及びスピーカ８３は、使用者に各種の情報を報知する際に用いられる。
図示を省略するが、酸素濃縮器１に無線ＬＡＮ（Local Area Network）やBluetooth（等力商標）等の通信ネットワークに接続可能なインターフェースを設け、外部機器との間で各種データを送受信できるようにしてもよい。
【００４２】
図７は、呼吸検出用の圧力センサ５３によって取得される圧力波形の一例を示す図である。
使用者の呼気時は、同調弁５２が“閉”（第２流路が開通）とされており、同調弁５２から酸素出口５５に向かう流路（酸素供給流路）における圧力変動が、圧力センサ５３で直接検出される（圧力センサ５３から流量制限オリフィス５４を介して酸素出口５５に向かう流路における圧力変動は無視できる）。このとき、図７に示すように、圧力変動はほとんどない。
【００４３】
その後、吸気が開始されると、図７に示すように一瞬陰圧になる。圧力センサ５３によって、この陰圧が検出されると、同調弁５２が所定時間“開”（第１流路が開通）とされ、所定量の高濃度酸素が放出される。したがって、図７に示すように圧力は急激に上昇する。なお、このときの酸素供給流路における圧力変動は、流量制限オリフィス５４を介して圧力センサ５３で検出される。同調弁５２が“閉”とされて高濃度酸素の放出が停止すると、圧力は急激に下降して基準圧に戻る。
【００４４】
ここで、圧力センサ５３によって検出された圧力変動のピークに基づいて、同調弁５２から所定量の高濃度酸素が放出されたか否かを判定できる。例えば、所定量の高濃度酸素が正常に放出されるときのピークに基づいて予め閾値（例えばピークの７０％程度）を設定しておき、圧力変動のピークが閾値を連続して（例えば連続５回）下回った場合に、同調弁５２から所定量の高濃度酸素が放出されていないと判定する。この場合、高濃度酸素の供給流路が詰まっている等の何らかの異常が発生していると判断できる。また、圧力変動のピークによって、高濃度酸素の供給量を推測することもできる。
【００４５】
また、吸気開始時の陰圧波形に基づいて、酸素濃縮器１に接続されている鼻カニューラ等の閉塞程度を判断することもできる。例えば、鼻カニューラのチューブが捻れたりしていると、呼吸に伴う圧力変動が酸素濃縮器１内に正常に反映されない。つまり、吸気開始時の陰圧波形に乱れが生じた場合に、鼻カニューラが閉塞されていると判断できる。
【００４６】
上述したように、酸素濃縮器１における動作異常が発生した場合や、鼻カニューラが閉塞している可能性がある場合は、表示部８２による表示やスピーカ８３からの音声で、何らかの異常が発生していることを使用者に報知するのが望ましい。これにより、使用者は、酸素濃縮器１に不具合が生じていることを察知できるので、早期に異常事態を解消することができる。
【００４７】
このように、本実施の形態に係る酸素濃縮器１は、酸素供給部（５０）が、使用者の呼吸に伴う圧力変動を検出する圧力センサ（５３）と、圧力センサ（５３）による検出結果に基づいて、高濃度酸素の供給流路を開閉する同調弁（５２）と、を備えている。
また、同調弁（５２）が、酸素貯留部（４０）側に接続される第１ポート（Ｐ１）、酸素出口（５５）側に接続される第２ポート（Ｐ２）、圧力センサ（５３）に接続される第３ポート（Ｐ３）を有し、第１ポート（Ｐ１）と第２ポート（Ｐ２）を結ぶ第１流路と、第２ポート（Ｐ２）と第３ポート（Ｐ３）を結ぶ第２流路のいずれか一方を開通可能で、第２流路を開通させている状態で圧力センサ（５３）によって使用者の吸気が検出された場合に、第１流路を閉鎖して第２流路を開通させるように構成されている。
そして、圧力センサ（５３）が、第２ポート（Ｐ２）から酸素出口（５５）に向かう流路に対して流量制限オリフィス（５４）を介して接続され、第２流路が開通されて使用者に高濃度酸素が供給されるときの圧力変動を検出可能となっている。
【００４８】
酸素濃縮器１では、呼吸検出用の圧力センサ５３によって酸素供給時の圧力変動を検出することができるので、この圧力変動に基づいて高濃度酸素が同調弁５２から正常に放出されているか否かを判定することができる。また、高感度の圧力センサ５３を使用することができるので、吸気時の圧力変動（圧力波形）に基づいて酸素濃縮器１に接続されている鼻カニューラの閉塞程度を判定することもできる。すなわち、酸素濃縮器１は、極めて安全性の高い酸素濃縮器である。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、ＰＳＡ部３０の流路切換部３１を２つの三方弁を用いた構成とすることもできる。その他、酸素濃縮器の基本的な酸素濃縮機能に係る構成は実施の形態で示した態様に限定されない。
また例えば、実施の形態ではＰＳＡ式の酸素濃縮器について説明したが、本発明は酸素貯留部として酸素ボンベを備えた酸素供給器にも適用することができる。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５１】
１  酸素濃縮器
１０  空気取入部
１１  吸気フィルタ
１２  ヘパフィルタ
１３  空気取入口
２０  空気圧縮部
２１  冷却パイプ
３０  ＰＳＡ部
３１  流路切換部
３２  排気サイレンサ
３３Ａ、３３Ｂ    シーブベッド
３４  パージオリフィス
３５  均圧弁
３６  逆止弁
４０  酸素貯留部
４１  製品タンク
４２  圧力調整部
４３  酸素センサ
４４  圧力センサ
４５  流量制限オリフィス
５０  酸素供給部
５１  バクテリアフィルタ
５２  同調弁
５３  圧力センサ
５４  流量制限オリフィス
５５  酸素出口
６０  制御部
６１  ＣＰＵ
６２  ＲＡＭ
６３  ＲＯＭ
７０  冷却ブロワ
７１  温度センサ
８１  操作部
８２  表示部
８３  スピーカ
ＳＶ１〜ＳＶ４  切替弁
【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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