(57)【要約】  携帯用酸素濃縮器（１０）であって、当該酸素濃縮器は、酸素富化ガスを貯留するためのリザーバ（２６）と、リザーバから被験者に酸素富化ガスを送達するための供給ライン（４１）とを有する。酸素供給弁（３６）は、供給ラインを介してリザーバに連通する。センサ（４８）は、供給ラインを通じて流れるガスと連通し、被験者の呼吸特性に関する信号を生成する。制御装置（２１）は、制御装置が、被験者へのガスの連続的送達を行うために酸素供給弁を開くような第１モードと、制御装置が、センサの信号に応答して酸素供給弁を選択的に開閉して、パルス持続時間中にガスを送達するような第２モードとで作動する。リリーフ弁（４６）は、供給ラインに関連付けられており、供給ライン内の圧力を低下させるために、既定のしきい値を超えるような供給ライン内の圧力に応答して開く。
2014526333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯用酸素濃縮器であって、当該酸素濃縮器は：
酸素富化ガスを貯留するように構成されたリザーバと；
前記リザーバから被験者に前記酸素富化ガスを送達するように構成された供給ラインと；
前記供給ラインを介して前記リザーバに連通する酸素供給弁と；
前記供給ラインを通じて流れるガスと流体連通し、前記被験者の呼吸特性に関する情報を伝える出力信号を生成するように構成されたセンサと；
制御装置であって、１）前記制御装置が、前記供給ラインを通じて前記被験者へのガスの連続的送達を行うために前記酸素供給弁を開くような第１モードと、２）前記制御装置が、前記センサの出力信号に応答して前記酸素供給弁を選択的に開閉して、パルス持続時間中にガスを前記被験者に送達するような第２モードと、で作動するように構成されている、制御装置と；
前記供給ラインに関連付けられており、前記供給ライン内の圧力を低下させるために、既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して開くように構成されているリリーフ弁と；を備える、
携帯用酸素濃縮器。
【請求項２】
前記センサは、圧力変換器である、
請求項１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項３】
前記供給ラインに関連するカニューレバーブをさらに含んでおり、前記リリーフ弁は、前記カニューレバーブに取り付けられている、
請求項１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項４】
前記リリーフ弁は、前記既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して機械的に開くように構成されたポペットとスプリングとを備える、
請求項１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項５】
前記供給ラインに関連するカニューレバーブをさらに含んでおり、前記リリーフ弁は、前記カニューレバーブと前記センサとの間の前記供給ラインに接続されている、
請求項１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項６】
酸素を濃縮する方法であって、当該方法は：
携帯用装置を提供するステップであって、前記携帯用装置は、酸素富化ガスを貯留するように構成されたリザーバと、前記リザーバから被験者に前記酸素富化ガスを送達するように構成された供給ラインと、前記供給ラインを介してリザーバと連通する酸素供給弁と、前記供給ラインを通じて流れるガスと流体連通するセンサと、前記酸素供給弁の作動を制御する制御装置と、前記供給ラインに関連するリリーフ弁とを備える、提供するステップと；
前記センサを介して、前記被験者の呼吸特性に関連する情報を伝える出力信号を生成するステップと；
前記制御装置を介して、（ａ）前記制御装置が、前記被験者にガスの連続的送達を行うために前記酸素供給弁を開くような第１モードと、又は（ｂ）前記制御装置が、前記センサの出力信号に応答して前記酸素供給弁を選択的に開閉して、パルス持続時間中にガスを前記被験者に送達するような第２モードと、で作動するステップと；
前記供給ライン内の圧力を低下させるために、既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して前記リリーフ弁を開放するステップと；を含む、
方法。
【請求項７】
前記センサは、圧力変換器である、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記装置が、前記供給ラインに関連するカニューレバーブをさらに含んでおり、前記リリーフ弁は、前記カニューレバーブに取り付けられている、
請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記リリーフ弁は、前記既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して機械的に開くように構成されたポペットとスプリングとを備える、
請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記装置は、前記供給ラインに関連するカニューレバーブをさらに含んでおり、前記リリーフ弁が、前記カニューレバーブと前記センサとの間に接続されている、
請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
携帯用酸素濃縮器であって、当該携帯用酸素濃縮器は：
酸素富化ガスを貯留するための手段と；
前記リザーバから被験者に前記酸素富化ガスを供給するための手段と；
前記供給ラインを通じて流れる酸素富化ガスを通す又は阻止するための酸素弁手段と；
前記被験者の呼吸特性に関する情報を伝える、前記センサによって提供される出力信号を生成するための手段と；
（ａ）制御装置が、前記被験者へのガスの連続的送達を行うために前記酸素供給弁を開くような第１モードと、（ｂ）前記制御装置が、前記センサの出力信号に応答して前記酸素供給弁を選択的に開閉して、パルス持続時間中にガスを前記被験者に送達するような第２モードとにおいて、作動を制御するための制御手段と；
既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して前記供給ライン内の圧力を低下させるためのリリーフ弁手段と；を含む、
携帯用酸素濃縮器。
【請求項１２】
前記センサによって検出する手段は、圧力変換器である、
請求項１１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項１３】
カニューレに接続するための手段をさらに含んでおり、前記リリーフ弁手段は、前記カニューレに接続するための手段に取り付けられている、
請求項１１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項１４】
前記リリーフ弁手段は、前記既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して機械的に開くように構成されたポペットとスプリングとを備える、
請求項１１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項１５】
カニューレに接続するための手段をさらに含んでおり、前記リリーフ弁手段は、前記カニューレ及び前記センサを接続するための手段の間で前記供給ラインに接続される、
請求項１１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１１年９月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／５３３，９１２号の３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）に基づく優先権を主張するものであり、その内容が参照により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本開示は、酸素濃縮器に使用される酸素供給ライン内の圧力緩和に関する。
【背景技術】
【０００３】
酸素濃縮器は、補給酸素を提供して、被験者の生活の快適さ及び／又は質を向上させるために使用される。酸素濃縮器は、固定されてもよく、病院や他の施設での酸素を患者に供給する酸素ラインを含んでもよい。酸素濃縮器は、固定システムから切り離されて、外来患者に酸素を供給するような携帯性を有してもよい。
【０００４】
酸素濃縮は、典型的には、被験者の吸入の開始を判定するために、被験者の吸入によってカニューレラインに誘導された真空レベルを検出することができるような圧力変換器を含む。吸入の検出は、酸素がパルス持続時間に被験者に送達されるようなパルス送達モード中に、濃縮器の供給ライン／回路をトリガして酸素のボーラスを送達するように使用される。また、酸素が被験者に連続的に送達される連続送達モードも含むような濃縮器について、圧力センサは、連続送達モードの間に酸素濃縮器の全システム圧力に曝される。連続モード及びパルス送達モードの両方を有する高出力濃縮器は、一定のしきい値を超える圧力が生じるような供給ラインを有することがある。しかしながら、典型的な圧力変換器は、しきい値以上の圧力に連続的に曝されても可能なように構成されていない。これによって、供給ラインの空気圧回路を、パルス及び連続的流れ送達モードの両方を実現するような濃縮器の構成を制限している。
【発明の概要】
【０００５】
従って、本開示の１つ以上の実施形態の一態様は、酸素富化ガスを貯留するように構成されたリザーバと、リザーバから被験者に酸素富化ガスを送達するように構成された供給ラインとを含む携帯用酸素濃縮器を提供することである。濃縮器は、供給ラインを介してリザーバに連通する酸素供給弁と、供給ラインを通じて流れるガスと流体連通し、被験者の呼吸特性に関する情報を伝える出力信号を生成するように構成されたセンサと含む。濃縮器はさらに、１）制御装置が、供給ラインを通じて被験者へのガスの連続的送達を行うために酸素供給弁を開くような第１モードと、２）制御装置が、センサの出力信号に応答して酸素供給弁を選択的に開閉して、パルス持続時間中にガスを被験者に送達するような第２モードと、で作動するように構成された制御装置を含む。濃縮器はまた、供給ラインに関連付けられており、供給ライン内の圧力を低下させるために、既定のしきい値を超えるような供給ライン内の圧力に応答して開くように構成されたリリーフ弁を備える。
【０００６】
本開示の１つ以上の実施形態の別の態様は、酸素を濃縮する方法を提供することであって、当該方法は、携帯用装置を提供するステップであって、この携帯用装置は、酸素富化ガスを貯留するように構成されたリザーバと、リザーバから被験者に酸素富化ガスを送達するように構成された供給ラインと、供給ラインを介してリザーバと連通する酸素供給弁と、供給ラインを通じて流れるガスと流体連通するセンサと、酸素供給弁の作動を制御する制御装置と、供給ラインに関連するリリーフ弁とを備える、提供するステップを含む。この方法はまた、センサを介して、被験者の呼吸特性に関する情報を伝える出力信号を生成するステップと、制御装置を介して、（ａ）制御装置が、被験者にガスの連続的送達を行うために酸素供給弁を開くような第１モードと、又は（ｂ）制御装置が、センサの出力信号に応答して酸素供給弁を選択的に開閉して、パルス持続時間中にガスを被験者に送達するような第２のモードと、で作動するステップとを含む。この方法はさらに、供給ライン内の圧力を低下させるために、既定のしきい値を超えるような供給ライン内の圧力に応答してリリーフ弁を開放するステップを含む。
【０００７】
本開示の１つ以上の実施形態のさらに別の態様は、携帯用酸素濃縮器を提供することであって、当該携帯用酸素濃縮器は、酸素富化ガスを貯留するための手段と、リザーバから被験者に酸素富化ガスを送達するための手段とを含む。濃縮器はまた、供給ラインを通じて流れる酸素富化ガスを通す又は阻止するための酸素弁手段と、被験者の呼吸特性に関する情報を伝える出力信号を生成するための手段とを含む。出力信号の生成は、センサによって提供される。濃縮器は、（ａ）制御装置が、被験者へのガスの連続的送達を行うために酸素供給弁を開くような第１モードと、（ｂ）制御装置が、センサの出力信号に応答して酸素供給弁を選択的に開閉して、パルス持続時間中にガスを被験者に送達するような第２のモードとにおいて、作動を制御するための手段を含む。濃縮器はさらに、既定のしきい値を超えるような供給ライン内の圧力に応答して供給ライン内の圧力を低下させるためのリリーフ弁手段を含む。
【０００８】
本発明のこれらの目的及び他の目的、特徴、及び特性、並びに構造の関連する要素の動作及び機能、及び製造の部品及び経済性の組み合わせの方法は、添付図面を参照しながら本明細書の一部を形成する以下の添付の特許請求の範囲及び詳細な説明を考慮することにより明らかになるであろう。同様の参照符号は、様々な図面において対応する部品を指す。ただし、図面は、例示及び説明のみを目的としており、本発明の限定を規定するものとして意図されていないことを明確に理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１ａ】携帯用酸素濃縮器のハウジング部材と、携帯用酸素濃縮器の構成要素を支持する支持部材の一方の側との斜視図である。
【図１ｂ】本発明の実施形態に係る携帯用酸素濃縮器のハウジング部材と支持部材との別の斜視図である。
【図２】本開示の実施形態に係る携帯用酸素濃縮器を概略的に示す図である。
【図３】携帯用酸素濃縮器のカニューレ及びリリーフ弁の実施形態の断面図である。
【図４】携帯用酸素濃縮器のリリーフ弁の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書で用いられる場合に、「１つの(a,  an)」及び「その(the)」の単数形は、文脈が他に明確に指示しない限り、複数の参照を含む。本明細書で用いられる場合に、２つ以上の部品又は構成要素が「結合」されるという説明は、リンクが生じる限り、部品が、直接的に又は間接的に（すなわち１つ以上の中間部品又は構成要素を介して）のいずれかで一緒に接合又は作動することを意味する。本明細書で用いられる場合に、「直接的に結合する」は、２つの要素が互いに直接的に接触していることを意味する。本明細書で用いられる場合に、「固定的に結合する」又は「固定する」は、２つの構成要素が、互いに対して一定の向きを維持しながら一体物として移動するように結合されていることを意味する。
【００１１】
本明細書で用いられる場合に、用語「単一の」は、構成要素が単一の部品やユニットとして形成されることを意味する。つまり、別個に形成され、次にユニットとして一緒に結合される部分を含む構成要素は、「単一の」構成要素又は本体ではない。本明細書で用いられる場合に、２つ以上の部品又は構成要素が互いに「係合する」という説明は、部品が、直接的に又は１つ以上の中間部品や構成要素を介してのいずれかで互いに対して力を働かせることを意味するものとする。本明細書で用いられる場合に、用語「数」は、１つ又は１よりも大きい整数（すなわち、複数）を意味するものとする。
【００１２】
本明細書中で使用される方向性に関する語句、例えば、限定されるものではないが、上部、底部、左、右、上、下、前部、背部、及びこれらの派生語は、図面に示される要素の向きに関連しており、その図面中に明示的に記載されていない限り、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１３】
図１ａ及び図１ｂには、互いに協働して内部に中空内部１０２を規定するような２つの接合ハウジング部材１００Ａ，１００Ｂから形成されたハウジング１００を有する携帯用酸素濃縮器１０の実施形態が例示されている。ハウジング１００の中空内部１０２は、携帯用酸素濃縮器１０の構成要素を支持する支持部材１０８を収容することができる。携帯用酸素濃縮器１０は、壁の少なくとも一方に接続された取っ手１０４を含み、これによって携帯用酸素濃縮器１０を運ぶことができる。
【００１４】
ハウジング１００は、携帯用酸素濃縮器１０の内部１０２と連通する１つ以上の流入開口部１２を含んでもよい。流入開口部１２は、空気を流入開口部１２に容易に通過させるが、依然として大きな物体がその流入開口部を通過することを阻止するように構成されている。
【００１５】
図１ａ及び図１ｂに示されているように、携帯用酸素濃縮器１０は、支持部材（中央シャーシ又はスパイン）１０８を含む。携帯用酸素濃縮器１０の空気マニホールド１１０及び酸素供給マニホールド１１２が、支持部材１０８に一体に成形され又は一体に型成形される。マニホルド１１０，１１２は、後でより詳細に説明するように、濃縮器を通過する空気又は酸素の経路又は通路を含んでもよい。一体的に形成された空気マニホールド及び酸素供給マニホールドを含む例示的な中央シャーシ又はスパインに関する追加情報は、２０１１年９月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／５３３，９６２号に見出すことができ、この文献は、参照により本明細書に例示として組み入れられる。
【００１６】
マニホルド１１０，１１２は実質的に剛性であり、例えば、それによって装置１０の構造的完全性を提供する或いは高めることを企図する。空気マニホールドは、任意のエンジニアリング品質の材料、例えば、ＡＢＳ、ポリカーボネート等のプラスチックや、アルミニウム等の金属、又は複合材料等から形成することができる。空気マニホールドは、射出成形、鋳造、機械加工等により形成してもよい。
【００１７】
図２は、酸素発生システム１１と酸素供給システム１３とを備えた携帯用酸素濃縮器１０の実施形態の概略図である。空気は、外気等の空気供給源１２０から濃縮器１０の開口部１２を通じて濃縮器１０に入ることができる。開口部１２は、単一の開口部であってもよく、複数の開口部であってもよい。酸素発生システム１１は、流入ポート１２と圧縮機１６との間にインラインで設けられた流入フィルタ１４を含み、外気が圧縮機１６に入る前に、流入ポート１２内に引き込まれる外気から埃や他の粒子を除去する。濾過された空気を、フィルタ１４から圧縮機の通路１５を介して圧縮機１６の開口部２４に送ることができる。圧縮機１６は、所望の圧力レベルまで空気を圧縮又は加圧するように構成されている。いくつかの実施形態では、濃縮器１０は、圧縮機１６によって加圧することで、周囲空気等の空気供給源から空気を受け取る任意の流入口又は開口部である空気流入開口部から主に生じる高レベルのノイズを発することがある。
【００１８】
２０１１年９月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／５３３，８６４号に説明されており、この文献の全体が本明細書に組み入れられるような流入開口制限器（図示せず）は、特定の設定についてノイズ出力が最小となるように、全ての入力／出力設定に比例して流入開口部の大きさや形状又は他の特性を動的に変更するように提供されている。一実施形態では、流入開口部は、エアフィルタ１４のハウジングに形成されており、流入開口制限器は、流入開口部の特性を変更するために流入開口部に対して旋回することができ、それによって、空気がその流入開口部を通過し、流入開口部から出力される音響レベルを最小化する。
【００１９】
再び図２を参照すると、酸素発生システム１１は、ダイヤフラム弁２０を含む。４つのダイヤフラム弁（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）が本実施形態に示されているが、ダイヤフラム弁の数は、他の実施形態では変更できることを理解されたい。制御装置２１は、空気制御弁２０を選択的に開閉する空気制御弁２０に接続されており、この空気制御弁を通る気流を制御し、結果的に篩床の通路１９Ａ，１９Ｂを通して、篩床(sieve  bed)１８Ａ，１８Ｂへの気流を制御する。篩床の通路１９Ａ，１９Ｂは、空気マニホールド１１０内の経路によって少なくとも部分的に規定される。
【００２０】
空気制御弁２０を選択的に開閉させて、例えば、圧縮機１６から圧縮機の流出通路１７通じて篩床１８Ａ，１８Ｂに、及び／又は篩床１８Ａ，１８Ｂから排気通路２３Ａ，２３Ｂを通じて排気ポート２２Ａ，２２Ｂに流路を提供することができる。従って、給気制御弁２０Ｂが開いている場合に、流路は、圧縮機１６から圧縮機の通路１７を通じて、空気制御弁２０Ｂを通じて、篩床通路１９Ａを通じて、篩床１８Ａ内に規定される。排気制御弁２０Ｄが開いている場合に、流路は、篩床１８Ｂから篩床通路１９Ｂを通じて、空気制御弁２０Ｄを通じて、排気通路２３Ｂを通じて、排気口（複数可）２２Ａ，２２Ｂ内に規定される。
【００２１】
それぞれの弁２０に使用される例示的な二方弁は、アメリカ、インディアナ州のインディアナポリスのSMC  Corporationから入手可能なSMC  DXT弁である。この弁は「常開」として提供されている。圧力がパイロット弁を通じてダイヤフラムの上面側に加えられる場合に、ダイヤフラムがシート上に強制的に押し付けられ、流れを遮断することができる。常開又は常閉のいずれかのパイロット電磁弁を用いてもよい。ダイヤフラム弁自体は常開であるため、常開式電磁弁を使用することによって、常閉の全体的な作動を形成することができ、それは弁を開くために電気エネルギーの適用を必要とする。
【００２２】
図２に示される実施形態では、酸素発生システム１１は、加圧空気を被験者に送達する濃縮ガス成分に分離するように構成された分子篩物質を含む少なくとも１つの篩床(sieve  bed)１８Ａ，１８Ｂ（２つがこの実施形態に示されている）を含む。篩床１８Ａ，１８Ｂは、空気を受け取り且つ窒素を移動させるようにそれぞれ構成された第１ポート３９Ａ，３９Ｂと、篩床１８Ａ，１８Ｂの外部に酸素を移動させるようにそれぞれ構成された第２ポート４３Ａ，４３Ｂとを含む。篩材料は、加圧された外気から窒素を吸着する能力を有する一つ又は複数の公知の材料を含んでもよく、こうして、酸素が篩床１８Ａ，１８Ｂから抜き取られ、又は他に排出される。使用される例示的な篩材料は、合成ゼオライト、UOP  Oxysiv 5,  5a、Oxysiv  MDX、又はZeochem  Z10-06等のLiX等が挙げられる。２つの篩床１８Ａ，１８Ｂが図２に示されているが、１つ以上の篩床を、例えば所望の重量、性能効率等に依存して提供してもよいことが理解されるであろう。
【００２３】
篩床１８Ａ，１８Ｂをパージ又は排気してもよく、すなわち、一旦篩床１８Ａ，１８Ｂ内の圧力が、所定の限界値（又は所定時間後）に到達すると、第１の端部３９Ａ，３９Ｂを周囲圧力に曝すことができる。これによって、篩床１８Ａ，１８Ｂ内の圧縮窒素を、第１の端部３９Ａ，３９Ｂを通じてエスケープさせ、排気ポート２２Ａ，２２Ｂから出す。随意に、篩床１８Ａ，１８Ｂがパージされる場合に、例えば、チャージする篩床内の圧力が、パージの終了前に発生する可能性があるようなパージする篩床内の圧力よりも大きい場合に、（同時にチャージされることもある）他の篩床１８Ａ，１８Ｂからエスケープする酸素は、パージオリフィス３０を通過して篩床１８Ａ，１８Ｂをパージする第２ポート４３Ａ，４３Ｂ内に流入する。さらに又は代わりに、酸素は、篩床１８Ａ，１８Ｂの間に位置する逆止弁２８Ａ，２８Ｂを通過してもよく、例えば篩床１８Ａ，１８Ｂ及びリザーバ２６の相対的な圧力によって、パージオリフィス３０を通すことに加えて又は代わりに、逆止弁２８Ａ，２８Ｂを開ける。
【００２４】
酸素発生システム１１は、交互に「チャージ」や「パージ」されて濃縮酸素を生成するように篩床１８Ａ，１８Ｂを作動させるように構成されている。篩床１８Ａ又は１８Ｂがチャージ又は加圧される場合に、圧縮された外気は、圧縮機１６から篩床１８Ａ又は１８Ｂの第１の端部３９Ａ，３９Ｂ内に送出され、篩床１８Ａ，１８Ｂが加圧される場合に、篩材料に酸素よりも多くの窒素を吸着させる。窒素は篩材料によって実質的に吸着されるが、酸素は、篩床１８Ａ又は１８Ｂの第２の端部４３Ａ，４３Ｂを通じてエスケープし、ここで、酸素は、リザーバ２６に貯留されてもよく及び／又は被験者に送達されてもよい。
【００２５】
排気ポート２２Ａ，２２Ｂは、篩床１８Ａ，１８Ｂから排気（一般的には、濃縮窒素）を放出するように構成してもよい。一実施形態では、排気は、例えば電子機器を冷却するために、濃縮器１０内の制御装置２１又は他の電子機器に向けられてもよい。
【００２６】
図２にさらに示されるように、パージオリフィス３０を、篩床１８Ａ，１８Ｂの間に設けてもよい。パージオリフィス３０は、継続的に開いたままであってもよく、こうして、篩床１８Ａ，１８Ｂの一方から他方に酸素を通過させる通路を提供し、例えば、篩床１８Ａ，１８Ｂの一方がチャージされる間に、他方がパージされる。パージオリフィス３０は、篩床１８Ａ，１８Ｂの１つ又は複数の流れ又は他の性能基準に基づいて正確に決定された断面サイズを有してもよい。例えば、パージオリフィス３０のサイズが、篩床１８Ａ，１８Ｂをチャージ及びパージする間の所定の酸素流量を可能にするように選択される。なお、パージオリフィス３０を通じた流れが両方向で同じであることが一般的に望ましく、それによって、例えば実質的に対称である幾何学的形状を有するパージオリフィス３０を設けることにより、両方の篩床１８Ａ，１８Ｂを均等にパージしてもよい。
【００２７】
酸素発生システム１１は、効率を最大にする（例えば、消費電力を低減させる）ために、篩床１８Ａ及び篩床１８Ｂの篩床圧力をバランスさせるように構成された篩床１８Ａ，１８Ｂの間の酸素側バランス弁３２を含んでもよい。篩床１８Ａ，１８Ｂの圧力サイクル中に、篩床１８Ａの圧力は、篩床が釣り合っていないことを示す篩床１８Ｂの圧力よりも高くてもよい。このような例では、バランス弁３２は、篩床１８Ａからいくらかの圧力を軽減させてように操作（開放）されて、例えば、圧縮機１６が篩床１８Ａから篩床１８Ｂにスイッチを切り換えて圧縮空気を篩床１８Ｂに供給する前に、篩床１８Ｂに圧力を提供する。篩床１８Ａから篩床１８Ｂにいくらかの圧力を移動させることによって、圧縮機が圧縮空気を篩床１８Ｂに供給を開始するときに、篩床１８Ｂを（ゼロ圧力というよりも）いくらかの中間圧力にすることができる。
【００２８】
上述したように、逆止弁２８Ａ，２８Ｂを開いて、酸素がその逆止弁を通過することを可能にすることができる。逆止弁２８Ａ，２８Ｂは、酸素発生システム１１の篩床１８Ａ，１８Ｂから酸素供給通路２７Ａ，２７Ｂを通じて酸素供給システム１３のリザーバ２６内への一方向の流路を提供するような単なる圧力作動弁であってもよい。酸素供給通路２７Ａ，２７Ｂは、酸素マニホールド１１２内の経路によって少なくとも部分的に規定することができる。逆止弁２８Ａ，２８Ｂは、篩床１８Ａ，１８Ｂからリザーバ２６及び酸素供給通路２７Ａ，２７Ｂ内への酸素の一方向の流れを可能にするので、篩床１８Ａ，１８Ｂのいずれかの圧力がリザーバ２６内の圧力を超えた場合はいつでも、それぞれの逆止弁２７Ａ，２７Ｂを開けることができる。篩床１８Ａ，１８Ｂのいずれかの内部の圧力が、リザーバ２６の圧力と同じかそれよりも小さくなったときに、それぞれの逆止弁２８Ａ，２８Ｂを閉じることできる。
【００２９】
酸素供給システム１３は、酸素富化ガスを貯留するリザーバ２６と、被験者に酸素を送達するための被験者インターフェイス（例えば、カニューレ）に接続する接続部３４（例えば、カニューレ用バーブ(barb)）とを含む。代替実施形態では、濃縮器１０は、濃縮器内の１つ又は複数の箇所に設けることができる複数のリザーバ（図示せず）を含んでもよい。濃縮器１０は、１つ以上の可撓性リザーバ、例えば、酸素が内外に送達されるように膨張又は収縮するようなバッグ又は他の容器を含んでもよい。リザーバは、濃縮器１０内で使用可能なスペースを埋めるように膨張する、又はより弾性的に膨張するような所定の形状を有してもよい。随意に、例えば濃縮器１０内の空間を節約するために、１つ以上の可撓性のリザーバ（図示せず）と連通する１つ以上の硬質リザーバを設けてもよい。
【００３０】
一実施形態では、酸素供給システム１３は、比例酸素供給弁３６、流量センサ３８、局所圧力センサ３７、酸素ガス温度センサ４７、圧力センサ４０、酸素センサ４２、フィルタ４４、リリーフ弁４６、及びこれらに関連する圧力センサ４８を有する供給通路又はライン４１を含む。供給ライン４１は、被験者に酸素を送達するためにカニューレに接続するように構成された外部カニューレ・ライン（図示せず）も含む。これらの構成要素は、２０１１年９月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／５３３，８７１号に記載したものと同じタイプのものであってもよく、この文献は、その全体が本明細書に組み入れられる。この実施形態では、供給ライン４１は、連続モード及びパルス送達モードの間に被験者に酸素を供給するように使用される。
【００３１】
酸素供給弁３６は、リザーバ２６から酸素供給通路又はライン４１を通じて濃縮器１０外部の被験者への酸素の流れを制御するように構成されてもよい。選択的に開閉できる酸素供給弁は、制御装置２１に結合された電磁弁であってもよい。酸素供給弁３６に使用される例示的な弁は、比較的大きなオリフィスサイズを有するHargraves  Technology  Model  45Mであり、それにより酸素供給弁３６を通じた可能な流れを最大化することができる。あるいはまた、この例示的な弁は、Parker  Pneutronics  V  Squared  or  Series  11弁を用いてもよい。制御装置２１は、比例酸素供給弁３６が全開、全閉、又は部分的に開放、だけでなくセンサから受け取った入力に基づいて弁が開放される程度に制御するように構成されてもよい。酸素供給弁３６が開いているとき、酸素は、酸素供給通路４１を通じて且つ酸素供給弁３６を通じて被験者に流れてもよい。酸素供給弁３６は、制御装置２１によって変更できる所望の周波数で所望の持続時間に亘って開かれてもよく、こうしてパルス送達を提供する。あるいはまた、制御装置２１は、酸素供給弁３６を開いた状態に維持することができ、パルス化された送達よりもむしろ、連続的送達を提供してもよい。この代替形態では、制御装置は、酸素供給弁３６の絞りを調整することができ、被験者への体積流量を調整することができる。
【００３２】
圧力センサ４０は、例えばプロセッサ２３によって処理された信号を提供するプロセッサ２３に結合されており、酸素供給弁３６を横切る圧力差を判定してもよい。制御装置２１は、この圧力差を用いて、携帯用酸素濃縮器１０から送達される酸素の流量又は送達される酸素の他のパラメータを決定することができる。制御装置２１は、結果として生じる流量に基づいて、例えば１つ以上のフィードバックパラメータに基づいて酸素供給弁３６が開かれるように周波数及び／又は持続時間を変更することができる。
【００３３】
流量センサ３８は、プロセッサ２３にも結合されており、供給ライン４１を通過する酸素の瞬間的な質量流量を測定するとともに、比例酸素供給弁３６にフィードバックを提供するように構成されてもよい。一実施形態では、流量センサ３８は、質量流量センサである。質量流量センサ３８を介して閉ループ（フィードバック）制御による圧電比例弁３６の使用によって、携帯用酸素濃縮器１０が、連続流又はパルス流波形のいずれかで酸素を送達することを可能にする。この構成によって、携帯用酸素濃縮器１０が、単一の供給弁３６や回路を使用して、連続流及び、動的に制御可能な流れ及び送達時間のパルス流波形の両方を送達することを可能にする。
【００３４】
酸素ガス温度センサ４７は、供給ライン４１を通過する酸素の温度を測定するように構成されており、局所圧力センサ３７は、局所周囲圧力を測定するように構成されている。
【００３５】
測定された酸素の温度と測定された局所周囲圧力とが、プロセッサ２３に送られる。プロセッサ２３は、流量センサ３８から得られた質量流量測定値と共に温度センサ４７からのこの酸素温度測定値及び局所圧力センサー３７からの局所周囲圧力測定値を用いて、体積流量測定値を得るように構成されている。酸素ガス温度センサ４７及び局所圧力センサ３７を、流量センサ３８の上流側に配置してもよい。別の実施形態では、酸素ガス温度センサ４７及び局所圧力センサ３７を、流量センサ３８の下流側（さらに近傍）に配置してもよい。
【００３６】
酸素センサ４２は、プロセッサ２３に結合されており、制御装置２１によって処理されるとともに、濃縮器１０の作動を変更するために使用されるような、純度に比例する電気信号を生成する。酸素センサ４２の精度は、このセンサを通る気流によって影響されるので、例えば比例酸素供給弁３６が閉じられている場合に、流れがない状態の間に純度信号をサンプリングすることが望ましい。
【００３７】
携帯用酸素濃縮装置１０のプロセッサ２３は、携帯用酸素濃縮器１０の１つ以上の検知要素、例えば、流量センサ３８、圧力センサ４０、酸素センサ４２及び／又は圧力センサ４８からの信号を受け取って、所定の期間に亘って供給ライン内の酸素富化ガスの流れ、既定の期間に亘って供給ライン内の酸素富化ガスの体積、又は受信信号に基づいて両方を決定するように構成してもよい。
【００３８】
エアフィルタ４４は、被験者に送達される酸素から望ましくない粒子を除去するための任意の従来のフィルタ媒体を含んでもよい。エアフィルタを、リリーフ弁４６及び圧力センサ４８の下流側又は上流側のいずれかに設けることができる。
【００３９】
リリーフ弁４６は、酸素が被験者に連続的に供給される場合に、供給ライン４１内の圧力を低下させるために、既定のしきい値を超えるような供給ライン４１内の圧力に応答して圧力を軽減する（開く）ように構成されている。図２に示されるように、リリーフ弁４６は、カニューレバーブ３４とエアフィルタ４４との間に配置されているが、リリーフ弁３６が供給ライン４１を通じて流れるガスと連通する限り、リリーフ弁４６は、供給ライン４１上の他の場所に配置してもよいことを理解されたい。例えば、リリーフ弁３６を、カニューレバーブ３４につながる内部配管に接続してもよく、（図３に示されるように）、カニューレバーブ３４に取り付けてもよく、又は外部カニューレラインに接続してもよい。
【００４０】
図３に示される実施形態では、リリーフ弁４６を、カニューレバーブ３４内に配置してもよい。カニューレバーブ３４は、被験者に酸素を通すような外部カニューレライン又は任意の他の導管に接続されるように構成された接続部７２を含んでもよい。カニューレバーブ７４は、濃縮器１０に接続されるように構成された濃縮部７４を含んでもよい。通路７０を、カニューレバーブ７０に設けて、酸素がこのカニューレバーブを流れるようにしもよい。リリーフ弁４６は、通路７０を通じて流れる酸素を通すことができる。
【００４１】
図４は、常閉の機械式ポペット(poppet)弁の形態をとるリリーフ弁４６の実施形態を示している。リリーフ弁４６は、酸素が通過することを阻止する閉位置や、酸素が通過することを可能にする開位置があってもよい。リリーフ弁４６は、弁が閉位置にあるときに、弁３６に流入する酸素用の開口部８２を有するハウジング８１と、ハウジング８１の内部に配置されたスプリング７８と、弁３６を開閉するためのポペット８４と、ポペット８４に接続されてたステム(stem)８６と、ポペット８４と接触するシート８６と、を含むことができる。リリーフ弁４６は、弁４６が開位置にあるときに、供給ライン４１内の圧力を低下させるために、そのリリーフ弁を通過する酸素用の流出口（図示せず）を含んでもよい。スプリング７８は、ハウジング８１の開口部８２をシールするために、ポペット８４をシート７６に対して閉位置に通常押し付けて、弁４６に流入する酸素を阻止することができる。
【００４２】
酸素の圧力によって、シート７６から離れる方向にポペット８４を押すことができ、こうして、弁４６を開いた位置に移動させる。つまり、スプリング７８は、Ａ方向のポペット８４の移動に対抗しながら、酸素の圧力によってＡ方向にポペット８４を押すことができるように構成されている。シート７６は、このシート内に流入する酸素を阻止するために、ポペット８４がシート７６とシールを形成するようにエラストマー材料で造られてもよい。このようなばね力及び／又は弾性等のスプリングの特性は、弁４６が開いている場合の所望の既定のしきい値圧力に従って変化させてもよい。すなわち、供給ライン４１の圧力がしきい値を超えたときに、弁４６が開かれるような所望の既定のしきい値は、スプリングの力に関連している。スプリングの力は、例えば、フックの法則に基づいて変更することができる。
【００４３】
なお、リリーフ弁４６は、他の実施形態では、他の構成を有する、又は他の形態を取ることができることを理解されたい。リリーフ弁４６は、機械式弁であってもよいが、いくつかの実施形態では、制御装置２１によって作動される電子弁であってもよい。例えば、制御装置２１が、供給ライン４１内の圧力が特定のしきい値より上又はその特定のしきい値であると判断した場合に、リリーフ弁４６は、制御装置２１によって開かれるように構成された常閉パイロット電磁弁であってもよい。しかしながら、これらの例は限定することを意図するものではなく、リリーフ弁４６は、他の実施形態では他の構成を有することができることを理解されたい。
【００４４】
再び図２を参照すると、圧力センサ４８は、供給ライン４１を通じて流れるガスと流体連通することができ、パルス送達モード中に使用することができる。センサ４８は、被験者の呼吸特性に関する情報を伝える出力信号を生成するように構成されてもよい。例えば、圧力センサ４８は、供給ライン４１内の圧力を検知して、被験者の吸入を検出するように構成してもよい。被験者の呼吸速度は、例えば圧力センサ４８からの圧力測定値に基づいて制御装置２１によって判定される。圧力センサ４８は、被験者が吸入するときに、圧力の低下を検出することができる。
【００４５】
制御装置２１は、圧力センサ４８が圧力の低下を検出して呼吸速度を判定するために周波数を監視することができる。さらに、制御装置２１は、圧力センサ４８により検出された圧力差を用いてもよい。圧力センサ１２２は、供給ライン４１内の酸素の絶対圧力を測定することができる。この圧力測定値は、被験者が例えば供給ライン４１内で得られた圧力降下に基づいて吸入し始めているときに、検出するために使用されてもよく、この圧力降下は、被験者への酸素パルスを送達するトリガとすることができ、後でより詳細に説明する。圧力センサ４８は、濃縮器１０の全システム圧力に曝されているので、全システム圧力を超えるような圧力センサ４８の超過圧力分布が望ましい場合がある。
【００４６】
圧力センサ４８は、絶対圧力を測定することが可能な圧電抵抗圧力センサであってもよい。使用される例示的なトランスデューサは、Honeywell  Microswitch  24PC01SMTトランスデューサ、Sensym  SX01、Motorola  MOX、又はすべてのセンサによって製造された他のトランスデューサを含む。圧力センサ４８を、濃縮器１０の全システム圧力に曝すことができるので、圧力センサ４８の超過圧力分布が全システム圧力を超えることが望ましい。
【００４７】
制御装置２１は、携帯用酸素濃縮器１０の作動の１つ又は複数の態様を制御するような１つ又は複数のハードウェア構成要素及び／又はソフトウェアモジュールを含んでもよい。制御装置２１は、携帯用酸素濃縮器１０の１つ又は複数の構成要素、例えば、圧縮機１６、空気制御弁２０、及び／又は酸素供給弁３６に結合されてもよい。制御装置２１は、酸素濃縮器１０の１つ又は複数の構成要素、例えば、センサ、弁、又は他の構成要素に結合されてもよい。構成要素は、制御装置２１と構成要素との間で信号を送受信可能な１つ以上のワイヤ又は他の電気リード線によって結合されてもよい。
【００４８】
制御装置２１は、１つ又は複数のディスプレイ及び／又は入力装置を含むような被験者インターフェイス（図示せず）に結合されてもよい。携帯用酸素濃縮器１０に取り付けることができる被験者インターフェイスは、タッチスクリーン式ディスプレイであってもよい。被験者インターフェイスは、携帯用酸素濃縮器１０の作動に関連するパラメータ情報を表示する及び／又は被験者がパラメータを変更することを可能にする、例えば、携帯用酸素濃縮器１０のスイッチをオン又はオフにする、投与量設定又は所望の流量等を変更する。携帯用酸素濃縮器１０は、複数のディスプレイ及び／又は入力装置、例えば、オン／オフスイッチ、ダイヤル、ボタン等（図示せず）を含んでもよい。被験者インターフェイスは、他の構成要素と同様に、１つ以上のワイヤ及び／又は他の電気リード線（簡略化のため図示せず）によって制御装置２１に結合されてもよい。
【００４９】
制御装置２１は、複数の電気部品をその上に含む単一の電気回路基板を含んでもよい。これらの電気部品は、回路基板に実装された１つ以上のプロセッサ２３、メモリ、スイッチ、ファン、バッテリー充電器等（図示せず）を含んでもよい。なお、制御装置２１は、携帯用酸素濃縮器１０の作動の様々な態様を制御するような複数のサブ制御装置として提供されてもよいことを理解されたい。例えば、第１のサブ制御装置は、例えば所望の方法で篩床１２をチャージ及びパージするために、圧縮機１６の作動及び空気制御弁２０の開閉のシーケンスの動作等を制御することができる。携帯用酸素濃縮器１０に含まれるような、例示的な第１のサブ制御装置に関する追加情報は、米国特許第７，７９４，５２２号に見出すことができ、この文献は全体の開示が参照により本明細書に組み入れられる。
【００５０】
図２に示される実施形態では、酸素供給システム１３は、パルスで又は連続的に選択的に酸素を送達することができる供給ライン４１を含む。従って、濃縮器１０は、制御装置２１が、供給ライン４１を通じて被験者に酸素を連続的に送達するための酸素供給弁３６を開くような第１モード又は連続モードと、制御装置２１が、圧力センサ４８の出力信号に応答して弁３６を選択的に開閉して、パルス持続時間中にライン４１を介して被験者に酸素を送達するような第２モード又はパルス送達モードとを含む。
【００５１】
制御装置２１は、被験者が圧力センサ４８を介して吸入し始めるときを検出するようなイベントを検出した後で、酸素供給弁３６を開くことができる。イベントが検出される場合に、酸素供給弁３６を、所定のパルス持続時間に亘って開いてもよい。この実施形態では、パルス周波数又は間隔（酸素供給弁３６の連続的な開放の間の時間）は被験者の呼吸速度によって支配され、被験者の呼吸速度（又は他のイベント間隔）に対応する。被験者に送達される酸素の全体的な流量は、パルス持続時間及びパルス周波数に基づいている。
【００５２】
随意に、制御装置２１は、例えば被験者への酸素の送達を最大化するために、所定時間に亘って酸素供給弁３６の開放を遅延させることができ、又は圧力センサ４８を介して被験者の吸入を検出した後に遅延させることができる。例えば、この遅延は、吸入の「機能性(functional)」部分の間の酸素の送達を最大化するために使用されてもよい。吸入の機能性部分は、吸入酸素のほとんどが、単に、例えば肺内の解剖学的にデッドスペースを充填するために使用されるのではなく、肺によって血流に吸収される部分である。吸入の機能性部分は、各呼吸の略前半及び／又は最初の第６００ミリ秒（６００ｍｓ）であることが見出された。このように、初期の吸入の開始を検出し、吸入の機能性部分の間に酸素を送達するために酸素を迅速に送達開始することが特に有利となる。
【００５３】
一実施形態では、制御装置２１は、被験者が吸入を開始するときを判定するために圧力センサ４８からの信号をフィルタリングするハードウェア及び／又はソフトウェアを含むことができる。この代替形態では、制御装置２１は、例えば被験者が異なる呼吸法を行うことがあるため、酸素供給弁３６を適切にトリガするために十分に敏感である必要がある。一実施形態では、制御装置２１は、固定されている、すなわち被験者の呼吸速度と独立している、又は動的に調整されてもよいパルス周波数で開かれる。制御装置２１は、例えば、２つ以上の前の呼吸の平均値又は瞬間的な間隔又は周波数を監視することに基づいて、例えば吸入を見越して酸素供給弁３６を開くことができる。さらに別の代替形態では、制御装置２１は、これらのパラメータの組み合わせに基づいて酸素供給弁３６を開閉してもよい。
【００５４】
被験者の呼吸速度は、例えば圧力センサ４８からの圧力測定値に基づいて制御装置２１によって判定される。圧力センサ４８は、被験者が吸入するときの圧力の低下を検出することができる。制御装置２１は、圧力センサ４８が圧力の低下を検出して呼吸速度を判定するように周波数を監視することができる。さらに、制御装置２１は、圧力センサ４０によって検出された圧力差を用いてもよい。
【００５５】
パルス送達について、パルス持続時間は、被験者によって選択された投与量設定に基づいてもよい。この方法では、実質的に同一の酸素体積を、被験者に毎回送達することができ、酸素供給弁３６が開放されるたびに、特定の投与量設定で送達される。投与量設定は、被験者によって選択又は予め決定される。一実施形態では、投与量設定は、定量的及び／又は定性的な設定を含んでもよい。制御装置２１は、被験者が選択した定性的設定を、例えば装置１０の最大流れ容量に関連する所望の流量又はボーラスサイズに関連付けることができる。この設定は、装置１０が濃縮酸素を供給する範囲内のポイントに対応することができる。例えば、装置１０の最大流量（又は純酸素の等価流量）を用いてもよい。
【００５６】
あるいはまた、最大ボーラス体積を用いてもよい。定量的な設定では、実際の濃縮酸素の流量又は純粋な酸素の等価流量、又は所望のボーラス体積であるような所望の流量を被験者が選択することを可能にする。選択可能な流速又は体積も、定性的設定と同様に、装置１０の容量によって制限されてもよい。投与量設定が増加するにつれて、パルス持続時間は、各パルスの間に既定のボーラスを送達するために増加する。被験者の呼吸速度が実質的に一定のままであれば、パルス周波数は、実質的に一定のままでもよく、それによって、被験者に送達される全体的な流量が増加する。流速は、連続的送達中に被験者が選択した設定に基づいてもよい。
【００５７】
上述したように、圧力センサ４８は、カニューレライン４３内の酸素の圧力降下又は低下を検出する又は被験者の吸入によってカニューレライン４３に誘導された真空レベルを検出して、パルス送達モードの吸入の開始を判定するように構成されてもよい。一実施形態では、圧力センサ４８は、例えば、Ｈ２Ｏのオーダーで２．５４ｍｍ（０.１インチ）の真空レベルを検出するように較正することができる。圧力センサ４８は、装置１０の全システム圧力に曝されてもよい。携帯用酸素濃縮器１０が、１分あたりのリットル（ＬＰＭ）最大出力で、例えば１ＬＰＭ未満の低出力を生成するような実施形態では、濃縮器１０のリザーバ２６内の圧力を、一定のしきい値（例えば、１２ｐｓｉｇ）未満とすることができる。従って、圧力センサ４８は、実際の圧力レベルが供給弁３６によって制限される下流側の大きさに依存するようなしきい値（例えば、１２ｐｓｉｇの）未満の圧力に曝すことができ、供給弁３６が開いているときに、供給ライン４１上に背圧がもたらされる。
【００５８】
例えば１ＬＰＭ最大出力以上の高出力を有する酸素濃縮装置１０の実施形態では、濃縮器１０のリザーバ２６内の圧力は、実際のレベルが、実現されるＰＳＡ（圧力スイング吸着）プロセスのタイミングパラメータに依存するようなしきい値（例えば、１２ｐｓｉｇ）を超えることがある。すなわち、供給ライン４１内の圧力は、濃縮器１０が連続モードで作動しているときに、圧力センサ４８の作動限界を超えることがある。従って、リリーフ弁４６は、濃縮器が連続モードであるときに、供給ライン４１内の圧力を低下させるために、既定のしきい値を超えるような供給ライン４１内の圧力に応答して開くように構成されてもよい。既定のしきい値は、圧力センサ４８の作動耐圧又はそれ以下であってもよい。ただし、例えば一実施形態では、圧力センサ４８は、１０ｐｓｉｇの耐圧を有してもよい。このような実施形態では、許容範囲のマージンを提供するために、既定のしきい値を６ｐｓｉｇに設定してもよい。すなわち、このような実施形態では、リリーフ弁４６は、圧力が６ｐｓｉｇであるか又はこれを超えたときに開くように構成されてもよい。従って、リリーフ弁４６は、供給ライン４１内の圧力を低下させることができ、それによって、圧力が圧力センサ４８の作動耐圧以下となり、圧力センサ４８の電子機器を保護する。
【００５９】
供給ライン４１を介して被験者への酸素をパルス状に送達する間に、制御装置２１は、濃縮器１０の投与量設定及び圧力センサ４８によって生成される被験者の呼吸特性を示す出力信号に応じて供給弁３６を開閉してもよい。リリーフ弁４８は、パルス送達モードの間に、常閉されてもよい。供給ライン４１を介しての被験者への酸素の連続的送達する間に、制御装置２１は、供給弁３６を開位置に維持して、所定の流量で酸素を被験者に送達することができる。圧力センサ４８は、リザーバ２６内の圧力レベル又はその近傍にある圧力に連続的に曝されてもよい。また、外部カニューレラインがよじれている又は何らかの理由で過度に制限されている場合等のいくつかの状況において、圧力は、供給ライン４１内で増加することがある。従って、リリーフ弁４６は、供給ライン４１内の圧力を低下させるために開かれて、圧力センサ４８を保護する。
【００６０】
図３に示されるリリーフ弁の実施形態では、圧力は、スプリング７８の力に抗してポペット８４をＡ方向に上向きに押し上げ、シート７６から離れる方向に押し、こうして、酸素が開口部８２を通じてリリーフ弁４６に流入することが可能になり、次に酸素が周囲空気中へ排出される。圧力が十分に低下した後に、スプリング７８は、弁４６を閉じるために、ポペット８４を再びシート７６に対して付勢する。このように、リリーフ弁４６は、供給ライン４１内の圧力が既定のしきい値を超えたときに、圧力センサ４８を保護するために使用されてもよい。
【００６１】
携帯用酸素濃縮器１０は、制御装置２１、プロセッサ２３、圧縮機１６、空気制御弁２０、及び／又は酸素供給弁３６に接続された１つ以上の電源を含んでもよい。例えば、一対のバッテリ（図示せず）を、携帯用酸素濃縮器１０に装着又は固定するように設けてもよい。マウント、ストラップ又は支持体（図示せず）を用いて、バッテリを携帯用酸素濃縮器１０に固定してもよい。携帯用酸素濃縮器１０に含まれるような、例示的なバッテリに関する追加情報は、米国特許第７，７９４，５２２号に見出すことができ、この文献は、参照により全体の開示が本明細書に組み入れられる。制御装置２１によって、バッテリから携帯用酸素濃縮器１０内の他の構成要素への電力分配を制御することができる。例えば、制御装置２１は、バッテリの電力が所定のレベルに低減するまで、バッテリのうちの一方から電力を引き出すことができ、その状況が発生すると、制御装置２１は、他方のバッテリに自動的に切り替えることができる。
【００６２】
随意に、携帯用酸素濃縮器１０は、外部電源、例えば、壁コンセント等従来のＡＣ電源、又は自動車用ライターコンセント、ソーラーパネル装置等（図示せず）の携帯用ＡＣ又はＤＣ電源のようなアダプタを含むことができる。携帯用酸素濃縮器１０によって使用されるような外部電気エネルギーを変換するために必要な任意の変圧器又は他の構成要素（これも図示せず）を、携帯用酸素濃縮器１０内に、携帯用酸素濃縮器１０を外部電源に接続するケーブルに、又は外部デバイス自体に設けてもよい。
【００６３】
本明細書に説明される任意の通路は、空気又は他の流体が通過できるような、任意のタイプの導管、チューブ、又は他の構造或いはこれらの組み合わせであってもよいことを理解されたい。いくつかの実施形態では、通路は、２０１１年９月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／５３３，８７４号に説明されている支持部材１０８、空気マニホールド１１０、又は送達マニホルド１１２に組み込まれてもよく、この文献はその全体が本明細書に組み入れられる。
説明される携帯用酸素濃縮器１０の実施形態は、限定されることを意図したものではないことを理解されたい。携帯用酸素濃縮器１０は、さらに後述するように、例えば、１つ以上の逆止弁、フィルタ、センサ、電力源（図示せず）等の１つ以上の追加の構成要素、及び／又は少なくともいくつかが制御装置２１（及び／又は１つ又は複数の追加の制御装置、これも図示せず）に結合されるような他の構成要素を含んでもよい。関与する特定の流体が外気、加圧窒素、濃縮酸素等であっても、用語「気流」、「空気」、又は「ガス」が、総称的に本明細書で使用されていることを理解されたい。
【００６４】
請求項において、括弧内の参照符号は請求項を限定するものと解釈してはならない。単語「備える、有する、含む(comprising)」又は「備える、有する、含む(including)」は、請求項に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。いくつかの手段を列挙する装置クレームにおいて、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの全く同一のアイテムによって具体化することができる。要素に先行する単語「１つの(a),  (an)」は、複数のこのような要素の存在を排除するものではない。いくつかの手段を列挙する任意の装置クレームにおいて、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの全く同一のアイテムによって具体化することができる。特定の要素が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの要素が組み合わせて使用できないことを示すものではない。
【００６５】
本発明は、現在最も実用的且つ好ましい実施形態であると考えられる構成に基づいて例示の目的で詳細に説明しているが、そのような詳細は単に説明目的のためであり、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではないが、逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内にある修正及び均等な構成を網羅することを意図していることを理解されたい。例えば、本発明は、可能な限り、任意の実施形態の１つ以上の特徴が、他の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わせられることを企図していることを理解されたい。
【図１ａ】
2014526333.tif 000003
【図１ｂ】
2014526333.tif 000004
【図２】
2014526333.tif 000005
【図３】
2014526333.tif 000006
【図４】
2014526333.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月13日(2014.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯用酸素濃縮器であって、当該酸素濃縮器は：
酸素富化ガスを貯留するように構成されたリザーバと；
前記リザーバから被験者に前記酸素富化ガスを送達するように構成された供給ラインと；
前記供給ラインを介して前記リザーバに連通する酸素供給弁と；
前記供給ラインを通じて流れる前記酸素富化ガスと流体連通し、前記被験者の呼吸特性に関する情報を伝える出力信号を生成するように構成されたセンサと；
制御装置であって、１）前記制御装置が、前記供給ラインを通じて前記被験者への前記酸素富化ガスの連続的送達を行うために前記酸素供給弁を開くような第１モードと、２）前記制御装置が、前記センサの出力信号に応答して前記酸素供給弁を選択的に開閉して、パルスで前記酸素富化ガスを前記被験者に送達するような第２モードと、で作動するように構成されている、制御装置と；
前記供給ラインに関連付けられており、前記供給ライン内の圧力を低下させるために、既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して開く及び前記供給ラインの外部に前記酸素富化ガスを放出するように構成されているリリーフ弁と；を備える、
携帯用酸素濃縮器。
【請求項２】
前記センサは、圧力変換器である、
請求項１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項３】
前記供給ラインに関連するカニューレバーブをさらに含んでおり、前記リリーフ弁は、前記カニューレバーブに取り付けられている、
請求項１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項４】
前記リリーフ弁は、前記既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して機械的に開くように構成されたポペットとスプリングとを備える、
請求項１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項５】
前記供給ラインに関連するカニューレバーブをさらに含んでおり、前記リリーフ弁は、前記カニューレバーブと前記センサとの間の前記供給ラインに接続されている、
請求項１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項６】
酸素を濃縮する方法であって、当該方法は：
携帯用装置を提供するステップであって、前記携帯用装置は、酸素富化ガスを貯留するように構成されたリザーバと、前記リザーバから被験者に前記酸素富化ガスを送達するように構成された供給ラインと、前記供給ラインを介してリザーバと連通する酸素供給弁と、前記供給ラインを通じて流れる前記酸素富化ガスと流体連通するセンサと、前記酸素供給弁の作動を制御する制御装置と、前記供給ラインに関連するリリーフ弁とを備える、提供するステップと；
前記センサを介して、前記被験者の呼吸特性に関連する情報を伝える出力信号を生成するステップと；
前記制御装置を介して、（ａ）前記制御装置が、前記被験者に前記酸素富化ガスの連続的送達を行うために前記酸素供給弁を開くような第１モードと、又は（ｂ）前記制御装置が、前記センサの出力信号に応答して前記酸素供給弁を選択的に開閉して、パルスで前記酸素富化ガスを前記被験者に送達するような第２モードと、で作動するステップと；
前記供給ライン内の圧力を低下させるために、既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して前記リリーフ弁を開放する及び前記供給ラインの外部に前記酸素富化ガスを放出するステップと；を含む、
方法。
【請求項７】
前記センサは、圧力変換器である、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記装置が、前記供給ラインに関連するカニューレバーブをさらに含んでおり、前記リリーフ弁は、前記カニューレバーブに取り付けられている、
請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記リリーフ弁は、前記既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して機械的に開くように構成されたポペットとスプリングとを備える、
請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記装置は、前記供給ラインに関連するカニューレバーブをさらに含んでおり、前記リリーフ弁が、前記カニューレバーブと前記センサとの間に接続されている、
請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
携帯用酸素濃縮器であって、当該携帯用酸素濃縮器は：
酸素富化ガスを貯留するための手段と；
前記リザーバから被験者に前記酸素富化ガスを供給するための手段と；
前記供給ラインを通じて流れる酸素富化ガスを通す又は阻止するための酸素弁手段と；
前記被験者の呼吸特性に関する情報を伝える、前記センサによって提供される出力信号を生成するための手段と；
（ａ）制御装置が、前記被験者への前記酸素富化ガスの連続的送達を行うために前記酸素供給弁を開くような第１モードと、（ｂ）前記制御装置が、前記センサの出力信号に応答して前記酸素供給弁を選択的に開閉して、パルスで前記酸素富化ガスを前記被験者に送達するような第２モードとにおいて、作動を制御するための制御手段と；
既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して、前記供給ラインの外部に前記酸素富化ガスを放出することによって前記供給ライン内の圧力を低下させるためのリリーフ弁手段と；を含む、
携帯用酸素濃縮器。
【請求項１２】
前記センサによって検出する手段は、圧力変換器である、
請求項１１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項１３】
カニューレに接続するための手段をさらに含んでおり、前記リリーフ弁手段は、前記カニューレに接続するための手段に取り付けられている、
請求項１１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項１４】
前記リリーフ弁手段は、前記既定のしきい値を超えるような前記供給ライン内の圧力に応答して機械的に開くように構成されたポペットとスプリングとを備える、
請求項１１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【請求項１５】
カニューレに接続するための手段をさらに含んでおり、前記リリーフ弁手段は、前記カニューレ及び前記センサを接続するための手段の間で前記供給ラインに接続される、
請求項１１に記載の携帯用酸素濃縮器。
【国際調査報告】
2014526333.tif 000008
2014526333.tif 000009
2014526333.tif 000010
2014526333.tif 000011