(57)【要約】  酸素を濃縮するための方法及びシステムは、酸素富化ガスの供給を発生させるように構成された酸素濃縮サブシステム、酸素富化ガスを患者の気道への供給のための吸器回路に送るように構成された酸素供給サブシステム、及び酸素濃縮サブシステム及び酸素供給サブシステムのための唯一の電源として機能するように構成された１又は複数のバッテリを含み、比ＲＯＷが：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／酸素濃縮器システムの全重量として決定され、Ｏ２出力は、酸素濃縮器システムの最大連続酸素出力であり、比ＲＯＷは約０．１９ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素濃縮器システムであって：
酸素富化ガスの供給を発生させるために吸着を実行するように構成された酸素濃縮サブシステム；
前記酸素濃縮サブシステムからの酸素富化ガスを患者の気道への供給のための吸器回路に送るように構成された酸素供給サブシステム；
前記酸素濃縮システムのための唯一の電源として機能するように構成された１又は複数のバッテリ；及び
前記酸素濃縮サブシステム、前記酸素供給サブシステム、及び前記１又は複数のバッテリを収容するように構成されたハウジング、を有し、
比ＲＯＷが：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／前記ハウジング内に収容された前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記Ｏ２出力は前記酸素濃縮器システムの最大連続酸素出力であり、前記比ＲＯＷは約０．１９ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい、
酸素濃縮器システム。
【請求項２】
前記酸素濃縮器システムは、約１０ｌｂｓ未満の全重量を有する、
請求項１に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項３】
前記酸素濃縮器システムは、最大連続酸素出力の動作状態の間、前記１又は複数のバッテリが前記酸素濃縮器システムへの前記唯一の電源として機能するとき、約１．５時間より大きい１回充電電池寿命を有する、
請求項１に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項４】
前記酸素濃縮器システムは、約６４０立方インチ未満の全体積を有する、
請求項１に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項５】
比ＲＯＤが：ＲＯＤ＝（Ｏ２出力×継続時間）として決定され、前記継続時間は、最大連続酸素出力の動作状態の間の前記１又は複数のバッテリの１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤは約１１０リットル以上である、
請求項１に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項６】
比ＲＯＤＷが：ＲＯＤＷ＝（Ｏ２出力×継続時間）／前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記継続時間は、最大連続酸素出力の動作状態の間の前記１又は複数のバッテリの１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤＷは約０．２２（ｌｐｍ−ｈｒ）／ｌｂｓ以上である、
請求項１に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項７】
酸素濃縮器システムを使用して酸素を濃縮する方法であって：
周囲の空気から圧縮空気の供給を生成するステップ；
前記圧縮空気の供給から酸素富化ガスの供給を生成するステップ；及び
前記酸素富化ガスの生成された供給からの酸素富化ガスを患者の気道への供給のための吸器回路に送るステップ、を有し、
比ＲＯＷが：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記Ｏ２出力は、前記吸器回路に送られる最大連続酸素であり、前記比ＲＯＷは約０．１９ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい、
方法。
【請求項８】
前記酸素濃縮器システムは、約１０ｌｂｓ未満の全重量を有する、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記酸素濃縮器システム内に１又は複数のバッテリを組み込むステップ、及び
単に前記１又は複数のバッテリを通じて前記前記酸素濃縮器システムに電力を供給するステップ、をさらに有し、
１回充電電池寿命は、最大連続酸素出力の動作状態の間、前記１又は複数のバッテリが前記酸素濃縮器システムへの前記唯一の電源として機能するとき、約１．５時間より大きい、
請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記酸素濃縮器システムは、約６４０立方インチ未満の全体積を有する、
請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
比ＲＯＤが：ＲＯＤ＝（Ｏ２出力×継続時間）として決定され、前記継続時間は、最大連続酸素出力の動作状態の間の前記１又は複数のバッテリの１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤは約１１０リットル以上である、
請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
比ＲＯＤＷが：ＲＯＤＷ＝（Ｏ２出力×継続時間）／前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記継続時間は、最大連続酸素出力の動作状態の間の前記１又は複数のバッテリの１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤＷは約０．２２（ｌｐｍ−ｈｒ）／ｌｂｓ以上である、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
酸素を濃縮するように構成された酸素濃縮器システムであって：
酸素富化ガスの供給を生成するための吸着を実行するための酸素濃縮手段；
前記酸素濃縮手段からの酸素富化ガスを患者の気道への供給のために送るための酸素供給手段；
前記酸素濃縮手段及び前記酸素供給手段に携帯用電源を供給するための電源供給手段；及び
前記酸素濃縮手段、前記酸素供給手段及び前記電源供給手段を収容するように構成されたハウジング手段、を含み、
比ＲＯＷが：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／前記ハウジング手段内の前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記Ｏ２出力は、前記酸素濃縮器システムの最大連続酸素出力であり、前記比ＲＯＷは約０．１９ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい、
酸素濃縮器システム。
【請求項１４】
前記酸素濃縮器システムは、約１０ｌｂｓ未満の全重量を有する、
請求項１３に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項１５】
前記電源手段の１回充電動作寿命は、前記酸素濃縮器システムは、最大連続酸素出力の動作状態の間、前記電源手段が前記酸素濃縮器システムへの前記唯一の電源として機能するとき、約１．５時間より大きい、
請求項１３に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項１６】
前記酸素濃縮器システムは、約６４０立方インチ未満の全体積を有する、
請求項１３に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項１７】
比ＲＯＤが：ＲＯＤ＝（Ｏ２出力×継続時間）として決定され、前記継続時間は、最大連続酸素出力の動作状態の間の前記電源手段の１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤは約１１０リットル以上である、
請求項１５に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項１８】
比ＲＯＤＷが：ＲＯＤＷ＝（Ｏ２出力×継続時間）／前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記継続時間は、最大連続酸素出力の動作状態の間の前記電源手段の１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤＷは約０．２２（ｌｐｍ−ｈｒ）／ｌｂｓ以上である、
請求項１５に記載の酸素濃縮器システム。
【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特許仮出願第６１／５３３，８７４号の優先権を米国特許法第１１９条（ｅ）項の下で主張し、該仮出願の内容は、本出願において参照により援用される。
【０００２】
本開示は、酸素を供給するためのシステム及び方法、特に、空気からの吸着によって酸素を濃縮するための携帯用で効率的な装置及びこのような装置を使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
肺病を患う患者は、自身の快適性及び／又は生活を質を向上させるために、しばしば追加の酸素を必要とする。例えば、患者に酸素を供給する病院又は他の施設の酸素供給ライン等、固定酸素供給源が利用可能である。若干の移動性を許容するために、純粋及び／又は濃縮酸素ボンベが提供されることができ、患者は、それらを携行する又は、例えばカートで引いていく等、それらを持っていくことができる。しかし、このようなボンベは、体積に制限があり、大きく且つ重いので、患者の移動性を制限する。
【０００４】
追加の酸素を供給するために周囲の空気から酸素を濃縮する携帯型装置が提案されている。例えば、特許文献１乃至７は、周囲の空気から窒素を分離し、タンク内に貯蔵され得る又は患者に直接供給され得る濃縮酸素流を供給する携帯用酸素濃縮器を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，５３１，８０７号
【特許文献２】米国特許第６，５２０，１７６号
【特許文献３】米国特許第６，７６４，５３４号
【特許文献４】米国特許第７，３６８，００５号
【特許文献５】米国特許第７，４０２，１９３号
【特許文献６】米国特許第７，７９４，５２２号
【特許文献７】米国特許第７，８３７，７６１号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１又は複数の実施形態の目的は、酸素濃縮器システムを提供することであり、酸素濃縮器システムは、酸素富化ガスの流れを発生させるために吸着を実行するように構成された酸素濃縮サブシステム；酸素濃縮サブシステムからの酸素富化ガスを患者の気道への供給のための吸器回路に送るように構成された酸素供給サブシステム；酸素濃縮システムのための唯一の電源として機能するように構成された１又は複数のバッテリ、及び酸素濃縮サブシステム、酸素供給サブシステム、及び１又は複数のバッテリを収容するように構成されたハウジングを含み、比ＲＯＷが：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／ハウジング内に収容された酸素濃縮器システムの全重量として決定され、Ｏ２出力は、酸素濃縮器システムの最大連続酸素出力であり、比ＲＯＷは約０．１８ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい。
【０００７】
１又は複数の実施形態の他の目的は、酸素濃縮器システムを使用する酸素を濃縮する方法を提供することである。方法は、周囲の空気から圧縮空気の供給を生成するステップ；圧縮空気の供給から酸素富化ガスの供給を生成するステップ；及び酸素富化ガスの生成された供給からの酸素富化ガスを患者の気道への供給のための吸器回路に送るステップ、を含み、比ＲＯＷが：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／酸素濃縮器システムの全重量として決定され、Ｏ２出力は、吸器回路に送られる最大連続酸素であり、比ＲＯＷは約０．１８ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい。
【０００８】
１又は複数の実施形態の他の態様は、酸素を濃縮するように構成された酸素濃縮器システムを提供することであり、酸素濃縮器システムは、酸素富化ガスの供給を生成するための酸素濃縮手段；酸素濃縮手段からの酸素富化ガスを患者の気道への供給のために送るための酸素供給手段；酸素濃縮手段及び酸素供給手段に携帯用電源を供給するための電源供給手段、及び酸素濃縮手段、酸素供給手段及び電源供給手段を収容するように構成されたハウジング手段、を含み、比ＲＯＷが：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／ハウジング手段内の酸素濃縮器システムの全重量として決定され、Ｏ２出力は、酸素濃縮器システムの最大連続酸素出力であり、比ＲＯＷは約０．１８ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい。
【０００９】
本実施形態のこれら及び他の目的、特徴、及び特性、並びに動作の方法及び構造の関連する要素の機能及び部品の組み合わせ及び製造の経済性は、添付の図面を参照して以下の記載及び添付の請求項を検討すると、より明らかになり、全ての図面は、この明細書の一部を形成し、同様の参照番号は、様々な図において対応する部分を示す。しかしながら、図面は例示及び説明のみを目的とするものであり、いかなる限定の定義として意図されるものではないことが、明らかに理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の実施形態による酸素濃縮器システム（分りやすさのために、コンプレッサ、空気入口フィルタ、シーブベッド、リザーバ及びコントローラは示されていない）の側面断面である。
【図２】図２は、本開示の実施形態による酸素濃縮器システムを概略的に示す。
【図３】図３は、本開示の実施形態による一体に形成された上方（酸素）及び下方（空気）マニホールドを持つ酸素濃縮器システムの支持部材（又は中央シャシー）の後面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の実施形態による支持部材の第１の側面の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本開示の実施形態による一体に形成されたマニホールド及びそれらそれぞれのカバー部材を持つ支持部材の第２の側面の斜視図である。
【図５】図５は、本開示の実施形態による、そこに取り付けられる空気制御バルブを持つ支持部材の第２の側面の他の斜視図である。
【図６】図６は、本開示の実施形態による、そこに取り付けられるチェックバルブを持つ支持部材の第２の側面の部分的な斜視図である。
【図７】図７は、本開示の実施形態による、そこに取り付けられる酸素側バランスバルブを持つ支持部材の第１の側面の斜視図を示す。
【図８】図８は、本開示の実施形態による、そこに取り付けられる空気入口フィルタを持つ支持部材の第１の側面の他の斜視図を示す。
【図９】図９は、本開示の実施形態による、そこに取り付けられるコンプレッサを持つ支持部材の第１の側面の他の斜視図を示す。
【図１０】図１０は、本開示の実施形態による、コンプレッサへの配管及びコンプレッサから支持部材に取り付けられる空気マニホールドへの配管を持つ支持部材の第１の側面の他の斜視図を示す。
【図１１】図１１は、本開示の実施形態による、そこに取り付けられる出口空気フィルタ及びマフラを持つ支持部材の第１の側面の他の斜視図を示す。
【図１２】図１２は、本開示の実施形態による、そこに取り付けられるノイズシールドを持つ支持部材の第１の側面の他の斜視図を示す。
【図１３】図１３は、本開示の実施形態による、そこに取り付けられるシーブベッドを持つ支持部材の第１の側面の他の斜視図を示す。
【図１４】図１４は、本開示の実施形態による、酸素濃縮器システムのハウジング部材及びそこに配置されるリザーバ、バルブ、及びコントローラを持つ支持部材の斜視図である。
【図１５】図１５は、本開示の実施形態による、酸素濃縮器システムのハウジング部材及び支持部材の他の斜視図である。
【図１６】図１６は、本開示の実施形態による酸素を濃縮する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで使用されるように、単数形は、文脈がそうでないと明確に示さない限り、複数を含む。ここで使用されるように、２以上の部分又は構成要素が「結合される」という文は、部分が直接的に若しくは間接的に、即ち連結が生じる限りにおいて１以上の中間部分又は部品を介して、接続される又は一緒に動作することを意味する。ここで使用されるように、「直接結合される」とは、２つの要素が互いに直接的に接触することを意味する。ここで使用されるように、「固定的に結合される」又は「固定される」とは、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、１つのものとして動くように結合されていることを意味する。
【００１２】
ここで使用されるように、単語“単一の”は、構成要素が単一部分又はユニットとして作られることを意味する。すなわち、別々に作られた後で１つのユニットとして一緒に結合される部品を含む構成要素は、“単一の”構成要素又はボディではない。ここで採用されるように、２以上の部品又は構成要素が互いに“係合する”という文は、それらの部品が互いに対して直接的に或いは１以上の中間部品若しくは中間構成要素を通じて力を及ぼすことを意味する。ここで採用されるように、用語“数”は、１又は１より大きい整数（すなわち複数）を意味する。
【００１３】
ここで使用される、例えば、頂部、底、左、右、上、下、前、後、及びそれらの派生語であり、それらに限定されない方向を示す表現は、図に示す複数の要素の位置決めに関するものであり、請求項に明示的に記載されない限り、請求項を限定するものではない。
【００１４】
図１−４Ｂは、酸素濃縮器システム１０の例示的な実施形態を示す。酸素濃縮器システム１０は、酸素富化ガスの供給を生成するように吸着を実行するように構成された酸素濃縮サブシステム１３、酸素濃縮サブシステムからの酸素富化ガスを患者の気道への供給のための吸器回路に送るように構成された酸素供給サブシステム１１、バッテリ区画３６１に設けられる、１又は複数のバッテリ３６１Ａ、及び酸素濃縮サブシステム１３、酸素供給サブシステム１１、及び１又は複数のバッテリ３６１Ａを収容するように構成されたハウジングを含み得る。図１の１つの構成要素としてのバッテリ３６１Ａの図は、限定する例として意図されるものではない。
【００１５】
酸素濃縮サブシステム１３は、コンプレッサ１４、シーブベッド（ｓｉｅｖｅ  ｂｅｄ）１２が酸素富化ガスを発生するように、空気から窒素を吸着するように構成され、第１のポート３２及び第２のポート３４を有する、１又は複数のシーブベッド１２、及び／又は他の構成要素の１又は複数を含み得る。コンプレッサ１４は、１又は複数のシーブベッド１２の第１のポート３２に加圧空気を供給するように構成され得る。酸素供給サブシステム１１は、１又は複数のシーブベッド１２から出る酸素富化ガスを蓄えるように構成されたリザーバ１８、ハウジング５９内に配置されるとともにコンプレッサ１４、シーブベッド１２及び、存在する場合、リザーバ１８を支持するように構成された、中央シャシー又は背を形成し得る、支持部材２５０、その中でコンプレッサ１４と１又は複数のシーブベッド１２の第１のポート３２との間を連通する入口空気通路６４−６８を少なくとも部分的に定める複数のチャネル６７を提供する空気マニホールド１６、及びその中で酸素富化ガスをユーザに供給するための通路１０８を少なくとも部分的に定める複数のチャネル６７を提供する酸素供給マニホールド１０２の１又は複数を含み得る。空気マニホールド１６及び酸素供給マニホールド１０２は、支持部材２５０と一体に形成され得る。酸素濃縮器システムのユーザは、ここでは、患者と区別しないで称され得る。
【００１６】
任意選択で、酸素濃縮器システム１０は、１又は複数の追加的な構成要素、例えば、１又は複数のチェックバルブ、フィルタ、センサ、追加的な電源（図示せず）及び／又は他の構成要素を含むことができ、少なくともこれらの幾つかは、以下に詳述されるように、コントローラ２２（及び／又は、１又は複数の追加的なコントローラ、図示せず）に結合され得る。用語「空気流」、「空気」又は「ガス」は、関連する特定の流体が、周囲の空気、加圧された窒素、濃縮された酸素、及び同様のものであり得るとしても、ここでは総称的に使用され得ることが理解される。
【００１７】
図１に示されるように、酸素濃縮器システム１０のハウジング５９は、酸素濃縮器システム１０の外側の構造的な表面を定め得る複数の壁６１を含む。複数の壁６１は、１組の側壁６３（図１４及び１５）、前壁６５、上壁７１、底壁６９、及び後壁６７を含み得る。複数の壁６１は、酸素濃縮器１０の体積を定め得る。酸素濃縮器システム１０は、酸素濃縮器システム１０が輸送されることを可能にするために、少なくとも壁６１の１つ（例えば、上壁７１）に接続されたキャリングハンドル７３を含み得る。
【００１８】
１つの実施形態では、ハウジング５９は、その中に中空内部７５を定めるように、互いに共同する少なくとも２つの接合ハウジング部材５９Ａ及び５９Ｂから形成され得る。ハウジング５９の中空内部７５は、支持部材２５０、１又は複数のシーブベッド１２、リザーバ１８、コンプレッサ１４及び酸素濃縮器システム１０の他の構成要素を収容し得る。第１の接合ハウジング部材５９Ａは、前壁６５、少なくとも側壁６３の一部、底壁６９、上壁７１、及びキャリングハンドル７３を含む一方、第２の接合ハウジング部材５９Ｂは、後壁６７、少なくとも側壁６３の一部、底壁６９、上壁７１、及びキャリングハンドル７３を含む。第１の接合ハウジング部材５９Ａ及び第２の接合ハウジング部材５９Ｂは、例えば、留め具を使用する等、任意の既知の取付機構を使用して互いに接続され得る。他の実施形態では、支持部材２５０（そこに取り付けられる酸素濃縮器システム１０の構成要素を持つ）は、最初に接合ハウジング部材５９Ｂ及び接合ハウジング部材５９Ｂの組立体に接続され、支持部材２５０はその後接合ハウジング部材５９Ａに接続される。
【００１９】
１つの実施形態では、側壁６３及び／又は底壁６９は、酸素濃縮器システム１０の中空内部７５と連通し得る、１又は複数の入口開口１６０（図１４及び１５）を含み得る。入口開口１６０は、周囲の空気が容易に入口開口１６０を通過することを可能にするが、大きい物がそこを通ることを防ぐように構成される。
【００２０】
図１、３−５、１４−１５を参照すると、中央シャシー又は背を形成し得る、支持部材２５０は、コンプレッサ１４、シーブベッド１２、リザーバ１８及び／又は酸素濃縮器システム１０の他の構成要素の１又は複数を支持するように構成され得る。そこに取り付けられたコンプレッサ１４、シーブベッド１２、リザーバ１８及び／又は酸素濃縮器システム１０の他の構成要素を持つ支持部材２５０は、ハウジング５９の中空内部７５の中心に配置され得る。
【００２１】
支持部材２５０は、例えば、プラスチック、ＡＢＳ、ポリカーボネート又は複合材料等、任意のエンジニアリンググレードの材料から形成され得る。支持部材２５０は、射出成型等によって形成され得る。他の実施形態では、支持部材２５０は、アルミニウム材料又は機械加工又は鋳造に適する任意の材料から作られ得る。支持部材２５０、又は酸素濃縮器システム１０の任意の他の構成要素を作るために使用される材料は、酸素濃縮器システム１０の全重量を実質的に変更し得ることが留意される。このような重量の変化は今度は全重量を含む酸素濃縮器システム１０の任意の特徴的な比を変更する。
【００２２】
図３−５、１４−１５を参照すると、そこに取り付けられたコンプレッサ１４、シーブベッド１２、リザーバ１８及び／又は酸素濃縮器システム１０の他の構成要素（例えば、コントローラ２２、バルブ等）を持つ支持部材２５０は、最初に、例えば、留め具を使用して接合ハウジング部材５９Ａに取付けられ得る。支持部材２５０を接合ハウジング部材５９Ａに取付けるために、留め具が取付部材３９３の貫通孔３９１に差し込まれ得る。次に、支持部材２５０（及びそこに取付けられる酸素濃縮器システム１０の構成要素）とともに接合ハウジング部材５９Ａは、留め具を使用して接合ハウジング部材５９Ｂに取付けられ得る。接合ハウジング部材５９Ａを接合ハウジング部材５９Ｂに取付けるために、留め具は支持部材２５０の取付部材４１９の貫通孔４１７に差し込まれ得る。孔３９１を持つ取付部材３９３は図４Ａに示される一方、孔４１７を持つ取付部材４１９は図４Ｂに示される。１つの実施形態では、取付部材３９３及び取付部材４１９は、支持部材と一体に形成又は成型される。
【００２３】
酸素濃縮器システム１０の支持部材２５０は、第１の側面２５１及び第２の側面２５３を有する。支持部材２５０の第１の側面２５１は図４Ａ及び７−１３に示される一方、支持部材の第２の側面２５３は図３及び４Ｂに示される。コンプレッサ１４及びシーブベッド１２は、支持部材２５０の第１の側面２５１に配置され得る一方、リザーバ１８及び空気制御バルブ２０の１又は複数は支持部材２５０の第２の側面２５３に配置され得る。
【００２４】
図３及び４Ｂに示されるように、空気マニホールド１６が支持部材２５０の下方部分３７１に一体に形成され得るとともに、酸素供給マニホールド１０２が支持部材２５０の上方部分３７１に一体に形成され得る。空気マニホールド１６及び酸素供給マニホールド１０２を一体に形成することは、空気圧マニホールドに加えて付随する配管、バルブ等として典型的に使用される分離し且つ別々の構成要素の少なくとも幾つかの必要性を取り除き得る。空気圧マニホールドを一体に形成することは、酸素濃縮器システム１０の全重量及び／又は全体積の一方又は両方を減らし得る。１つの実施形態では、空気マニホールド１６及び酸素供給マニホールド１０２は、支持部材２５０の第２の側面２５３に一体に形成される。
【００２５】
以下に記載されるように、空気マニホールド１６は、空気が１又は複数のシーブベッド１２に入るための入口空気通路６４及び６６を含み得るとともに、窒素が１又複数のシーブベッド１２から大気に放出されるための出口通路６８を含む。酸素供給マニホールド１０２は、１又複数のシーブベッド１２の第２のポート３４からリザーバ１８への酸素富化ガスのための通路１０８を含み得る。酸素供給マニホールド１０２はまた、通路１０８及び酸素富化ガスをユーザに供給するためのリザーバ１８から吸器回路１１への酸素富化ガスのための通路１０９を含み得る。幾つかの実施形態では、酸素濃縮器システム１０は、リザーバを含まなくてもよく、したがって、酸素富化ガスをユーザに供給するために１又複数のシーブベッドから吸器回路１１に酸素富化ガスを送ってもよい。幾つかの実施形態では、吸器回路１１は、鼻カニューレを有し得る。
【００２６】
図４Ａは支持部材２５０の第１の側面２５１の斜視図を示す。第１の側面２５１の凹部１５９が、その中に入口空気フィルタ１６２（図８に示されるとともに図８に関して説明される）を受けるように構成される。ブラケット部材１６５（図９に示されるとともに図９に関して説明される）が支持部材２５０にコンプレッサ１４を位置決めするために使用され得る。ブラケット部材１６５は、例えば、支持部材２５０の取付部材３９５の貫通孔に差し込まれる留め具を使用して、支持部材２５０に取付けられ得る。１つの実施形態では、取付部材３９５は、支持部材２５０と一体に形成又は成型される。
【００２７】
コンプレッサ１４からの圧縮された空気は、第１の圧縮空気通路部材４０７を通って空気マニホールド１６のコンプレッサ出口通路６４に入り得る。すなわち、そこを通る開口４０９を持つ第１の圧縮空気通路部材４０７は、圧縮された空気を、コンプレッサ出口端部１４Ｄから（図１０に示されるとともに図１０に関して説明されるように、通路部材１４Ａ−Ｃを通って）空気間にホールと１６のコンプレッサ出口通路６４に導く又は案内するように構成される。幾つかの実施形態では、第１の圧縮空気通路部材４０７は、支持部材２５０と一体に形成又は成型され得る。
【００２８】
１又は複数のシーブベッド１２は、支持部材２５０の取付部材３９７の貫通孔に差し込まれる留め具を使用して支持部材２５０の側面２５１に取付けられ得る。
【００２９】
空気マニホールド１６のシーブベッド入口通路６６からの圧縮空気は、第２の圧縮空気通路部材４０３を通って１又は複数のシーブベッド１２の第１のポート３２に入り得る。すなわち、そこを通る開口４０５を持つ第２の圧縮空気通路部材４０３は、空気マニホールド１６のシーブベッド入口通路６６から１又は複数のシーブベッド１２に導く又は案内するように構成される。
【００３０】
１又は複数のシーブベッド１２の第２のポート３４からの酸素は、酸素通路部材３９９を通って酸素供給マニホールド１０２に入り得る。すなわち、そこを通る開口４０１を持つ酸素通路部材３９９は、１又は複数のシーブベッド１２の第２のポート３４からの酸素を酸素供給マニホールド１０２に導く又は案内するように構成される。幾つかの実施形態では、酸素通路部材３９９及び／又は第２の圧縮空気通路部材４０３のセットは、支持部材２５０と一体に形成又は成型され得る。
【００３１】
支持部材２５０の第１の側面２５１はまた、マフラ３７７（図１１）、空気フィルタ１２４（図１１）及び酸素側バランスバルブ８３（図７）を受けるように及びマフラ３７７、空気フィルタ１２４及び酸素側バランスバルブ８３を支持部材２５０に取り付けるように構成される、マフラ取付部分４１１、空気フィルタ取付部分４１３、及び酸素側バランスバルブ取付部分４１５を含み得る。マフラ３７７、空気フィルタ１２４及び酸素側バランスバルブ８３の構造及び動作は以下の説明から明らかになるであろう。
【００３２】
図４Ｂは、支持部材２５０の第２の側面２５３の斜視図を示す。空気マニホールド１６（図２、３及び４Ｂに示される）は、その中の複数の通路６６−６８を画定し得る。空気マニホールド１６は、少なくとも部分的にコンプレッサ出口通路６４、シーブベッド入口通路６６、及び排出通路６８を画定するチャネル６７を含み得る。
【００３３】
酸素供給マニホールド１０２は、１又は複数のシーブベッド１２から、存在する場合、リザーバ１８へ、及び／又は次に酸素濃縮器システム１０のユーザへの供給のための呼吸回路１１１へ、酸素及び／又は酸素富化ガスを提供するために設けられ得る。酸素供給マニホールド１０２は、酸素及び／又は酸素富化ガスを患者に供給することに関連する構成要素との連通のための通路１０８、１０９（図２）を少なくとも部分的に画定するチャネル６７を含み得る。１つの実施形態では、空気マニホールド１６及び酸素供給マニホールド１０２のチャネル６７は、支持部材２５０と一体に形成又は成型され得る。
【００３４】
空気マニホールド１６及び酸素供給マニホールド１０２は、例えば、プラスチック、ＡＢＳ、ポリカーボネート又は複合材料等、任意のエンジニアリンググレードの材料から形成され得る。空気マニホールド１６及び酸素供給マニホールド１０２は、射出成型等によって形成され得る。空気マニホールド１６及び酸素供給マニホールド１０２、又は酸素濃縮器１０の任意の他の構成要素のための材料の選択は、酸素濃縮器システム１０の全重量を実質的に変更し得ることが留意される。このような重量の変化は今度は全重量を含む酸素濃縮器システム１０の任意の特徴的な比を変更する。
【００３５】
支持部材２５０の第２の側面２５３の取付け部材４２３が、取付部材２５０の第２の側面２５３に、存在する場合リザーバ１８を支持する及び／又は取り付けるように構成され得る。１つの実施形態では、マウント、ストラップ又は支持部（図示せず）がリザーバ１８を酸素濃縮器システム１０に固定するために使用され得る。例えば、このようなマウント、ストラップ又は支持部は、リザーバ１８を酸素濃縮器システム１０に固定するために取付け部材４２３の孔４２５を貫通し得る。
【００３６】
支持部材２５０の第２の側面２５３の取付け部材４２７が、支持部材２５０の第２の側面２５３にコントローラ２２を支持すること及び取り付けることの両方を行うように構成される。１つの実施形態では、取付部材４２７及び４２３は、支持部材２５０と一体形成又は成型され得る。
【００３７】
支持部材２５０の第２の側面２５３は、管状通路部材（図示せず）貫通することを可能にする切り欠き部を含み得る。例えば、管状通路部材は、以下に詳述するように、空気フィルタ１２４からの酸素を過圧リリーフバルブ１２１に案内又は導くように構成される。
【００３８】
第２の側面２５３の凹部４２１が、その中に排気ファン（図示せず）を受け入れるように構成される。排気ファンは、排出空気（一般的に濃縮された窒素）を、例えば、電子装置を冷却するために、排出通路６８からコントローラ２２又は酸素濃縮器システム１０内の他の電子装置に、向けるように構成される。
【００３９】
１つの実施形態では、取付部材３９３、３９５、３９７、４１９、４２３及び４２７、第１の圧縮空気通路部材４０７、酸素通路部材３９９、及び第２の圧縮空気通路部材４０３は、全て支持部材２５０の残りと同じ材料で形成される。幾つかの実施形態では、空気マニホールド１６及び酸素供給マニホールド１０２は、支持部材２５０の残りと同じ材料で形成される。
【００４０】
酸素濃縮器システム１０は、空気マニホールド１６の通路６４−６８を画定するために空気マニホールド１６の複数のチャネル６７と協働するように構成された空気マニホールドカバー部材４３１を含み得る。すなわち、空気マニホールドカバー部材４３１は、通路６４−６８を画定するために支持部材２５０の（空気マニホールドカバー部材４３１の）チャネル６７と組み合うように構成され得る。１つの実施形態では、図５に示されるとともに説明されるように、空気マニホールドカバー部材４３１の上面４３３が、その上での空気制御バルブ２０のセットを支持するように構成され得る。
【００４１】
酸素濃縮器システム１０は、通路１０８を画定するために酸素供給マニホールド１０２の複数のチャネル６７と協働するように構成された酸素供給マニホールドカバー部材４３５を含み得る。すなわち、酸素供給マニホールドカバー部材４３５は、通路１０８を画定するために支持部材２５０の（酸素供給マニホールド１０２の）チャネル６７と組み合うように構成され得る。幾つかの実施形態では、図６に示されるとともに説明されるように、酸素供給マニホールドカバー部材４３５の上面４３７が、その中に１組のチェックバルブ１１０（図６）を受けるように構成され得る。
【００４２】
幾つかの実施形態では、空気マニホールドカバー部材４３１及び酸素供給マニホールドカバー部材４３５は、支持部材２５０の残りと同じ材料で形成され得る。
【００４３】
図２及び５に示されるように、一組の空気制御バルブ２０は、空気マニホールド１６内の通路６４−６８を通る１又は複数の流路を作り出し得る。空気制御バルブ２０は、空気マニホールド１６と流体連通し得る。コントローラ２２は、空気マニホールド１６を通る空気流を制御するために、空気制御バルブ２０を選択的に開閉するための空気制御バルブに結合され得る。すなわち、空気制御バルブ２０は、例えば、コンプレッサ出口通路６４からシーブベッド入口通路６６への及び／又はシーブベッド入口通路６６から排出通路６８への、流路を提供するように選択的に開閉され得る。例えば、供給空気制御バルブ２０ＡＳが開くとき、流路が、コンプレッサ１４から、コンプレッサ出口通路６４及び空気制御バルブ２０ＡＳを通って、シーブベッド１２Ａに画定され得る。排出空気制御バルブ２０ＢＥが開くとき、流路が、シーブベッド１２Ｂから、シーブベッド入口通路６６Ｂ及び空気制御バルブ２０ＢＥを通り、そして排出通路６８に画定され得る。上述のように、空気制御バルブ２０のセットは、留め具を使用して空気マニホールドカバー部材４３１の上面４３３に取付けられる。
【００４４】
図２及び６は、チェックバルブ１１０を示す。チェックバルブ１１０は、単純に圧力作動式バルブであり得る。チェックバルブ１１０は、単純に、例えば従来の傘型バルブ等、バルブを挟んだ圧力差に応じて一方向に開く、バネ付勢式バルブであり得る。酸素供給マニホールド１０２がシーブベッド１２及びリザーバ１８に取付けられる又はシーブベッド１２及びリザーバ１８に隣接するとき、チェックバルブ１１０は、１又は複数のシーブベッド１２から酸素供給通路１０８への一方向流路を提供する。幾つかの実施形態では、酸素供給通路１０８は、開口１１２（図２）を経由してリザーバ１８と直接且つ連続的に連通し得る。
【００４５】
１つの実施形態では、チェックバルブ１１０は、酸素供給マニホールドカバー部材４３５の上面４３７に形成されたスペース４３９に受け入れられるチェックディスク１１３及びチェックディスク１１３に対してカバーする関係で配置されるチェックバルブカバー１１５を含み得る。チェックバルブ１１０は、留め具を使用して酸素供給マニホールドカバー部材４３５の上面４３７に取付けられ得る。チェックバルブ１１０は、酸素供給マニホールド１０２と流体連通し得る。チェックバルブ１１０はまた、酸素供給マニホールドカバー部材４３５の上面４３７の溝４４９の端部４４７とシール係合して構成されるＯリング４５１を含み得る。
【００４６】
図２及び６に示されるように、酸素濃縮器システム１０は、パージオリフィス８１（図５及び６）を含み得る。このパージオリフィス８１は、１又は複数のシーブベッド１２の第２のポート３４の間を直接連通する通路を提供し得る。任意選択で、Ｏリング４５３が、酸素供給マニホールドカバー部材４３５の上面４３７の溝４５７の端部４５５とシール係合して構成され得る。幾つかの実施形態では、パージオリフィス８１は、連続的に開いたままであることができ、したがって酸素が、例えば、一方のシーブベッド１２はチャージング（充填）であり、他方はパージングである、一方のシーブベッド１２から他方へ通過するための通路を提供する。図２に示されるように、図示された実施形態では、パージオリフィス８１は、チェックバルブ１１０の上流に配置され得る。酸素濃縮器システム１０に含まれ得る例示的なパージオリフィスの追加的な情報は、特許文献６に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【００４７】
図２及び６は、酸素供給バルブ１９を示す。酸素供給バルブ１９は、存在する場合、供給ライン２１を経由して、リザーバ１８と連通する比例弁であり得る。コントローラ２２は、限定されるものではないが圧力センサ１２０又は１２２、酸素センサ１１８及び／又はフローセンサ２３を含む、センサからの入力を受信する。コントローラは、いつ酸素供給バルブ１９が完全に開くかを、完全に閉じられるかを、又は部分的に開くかを並びに酸素供給バルブ１９がセンサからの受信された入力に基づいて開く程度を制御するように構成される。１つの実施形態では、酸素供給バルブ１９は調整可能な絞りである。例えば、酸素供給バルブ１９は、例えば、Ｆｅｓｔｏ製圧電バルブ（部品又はモデル番号：ＶＥＭＲ−Ｂ−６−１３−Ｄ６−Ｗ４−２２Ｘ５−Ｒ５）等、圧電バルブである。圧電バルブは一般的に、低消費電力であり、したがって、酸素濃縮器システム１０のバッテリ寿命を延ばす。酸素濃縮器システム１０に使用される電気及び／又は電子機能及び／又はオプションが、酸素濃縮器システム１０の電力使用量、したがってバッテリ寿命を実施的に変更することが留意される。このような変更は今度は電力使用量及び／又はバッテリ寿命を含む酸素濃縮器システム１０の任意の特徴的な比を変更する。
【００４８】
フローセンサ２３は、供給ライン２１に付随し、供給ライン２１を通過する酸素の瞬間質量流量を測定し且つ酸素供給バルブ１９にフィードバックを提供するように構成される。１つの実施形態では、フローセンサ２３は、例えば、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ製フローセンサ（部品又はモデル番号：ＡＷＭ  ９２１００Ｖ）又はＦｅｓｔｏ製フローセンサ（部品又はモデル番号：１２３８８４１）等、質量流量センサである。
【００４９】
図２及び７は、酸素側バランスバルブ８３を示す。酸素側バランスバルブ８３は、例えば、シーブベッド１２Ａ及びシーブベッド１２Ｂの、ベッド圧力をバランスさせるように構成され得る。１又は複数のシーブベッド１２の圧力サイクル中、シーブベッド１２Ａの圧力は、シーブベッド１２Ｂの圧力より高くなる場合があり、ベッドがバランスされていないことを示す。そのような場合、酸素側バランスバルブ８３は、例えば、コンプレッサ１４が、圧縮空気をシーブベッド１２Ｂに供給するように、シーブベッド１２Ａからシーブベッド１２Ｂに切り替える前に、シーブベッド１２Ａからある圧力を解放するとともに圧力をシーブベッド１２Ｂに供給するように作動され得る（開かれ得る）。ある圧力をシーブベッド１２Ａからシーブベッド１２Ｂに移すことは、コンプレッサが圧縮空気をシーブベッド１２Ｂに供給し始めるとき、シーブベッド１２Ｂが（ゼロ圧力よりむしろ）ある中間の圧力にあることを可能にする。酸素側バランスバルブ８３はシーブベッド１２Ｂが（ゼロ圧力よりむしろ）ある中間の圧力にあることを可能にするので、酸素側バランスバルブ８３は、例えば、酸素濃縮器システム１０の電力消費を減らすように、効率を最大化する。酸素濃縮器システム１０に使用される電気及び／又は電子機能及び／又はオプションが、酸素濃縮器システム１０の電力使用量、したがってバッテリ寿命を実施的に変更することが留意される。このような変更は今度は電力使用量及び／又はバッテリ寿命を含む酸素濃縮器システム１０の任意の特徴的な比を変更する。
【００５０】
支持部材２５０の側面２５１の酸素側バランスバルブ取付部分４１５が、酸素側バランスバルブ８３を支持部材２５０に受ける及び取付けるように構成される。酸素側バランスバルブ８３は、酸素供給マニホールド１０２と流体連通し得る。
【００５１】
入口空気フィルタ１６２が、周囲の空気がコンプレッサ１４に入る前に、入口開口１６０（図１４及び１５）に引き込まれる周囲の空気からほこり又は他の粒子を除去するために設けられ得る。図８に支援されるように、入口空気フィルタ１６２は、支持部材２５０の第１の側面２５１の凹部１５９に配置され得るとともに、留め具等、任意の取付け機構で支持部材の第１の側面２５１に取付けられ得る。
【００５２】
コンプレッサ１４は、周囲の空気を酸素濃縮器システム１０に引き込むことができるとともに１又は複数のシーブベッド１２への供給のために空気を１又は複数の所望の圧力に圧縮することができる任意の装置であり得る。１つの実施形態では、コンプレッサ１４は、モータ、モータに結合されるカム組立体、カム組立体に結合される駆動シャフト又はロッド、及び駆動シャフトに結合される複数のダイアフラム組立体又はヘッドを含む、多頭の装置である。酸素濃縮器システム１０に含まれ得る例示的なコンプレッサの追加的な情報は、特許文献６に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【００５３】
図１９に示されるように、コンプレッサ１４は、ブラケット部材１６５を使用して支持部材２５０の第１の側面２５１に配置され得る。任意選択で、取付インサート（例えば、発泡体）１７１が、コンプレッサ１４のための適切な十分な支持及び減衰を提供するようにブラケット１６５とともに使用され得る。取付インサート１７１Ａはまた、コンプレッサ１４のための適切な十分な支持及びノイズの減衰を提供するためにコンプレッサ１４と側面２５１との間に置かれ得る。コンプレッサ１４は、複数のバネ１６７を有するバネロック組立体１６９を使用して支持部材２５０の第１の側面２５１に固定され得る。
【００５４】
図１０は、コンプレッサ入口通路６２を示す。通路部材６２Ａ−６２Ｃが、入口フィルタ１６２の出口端部６２Ｄからコンプレッサ１４の入口（図示せず）にフィルターを通った空気を導く又は案内するように構成される。通路部材６２Ａ−６２Ｃは、互いに、入口フィルタ１６２の出口端部６２Ｄに及びコンプレッサ１４の入口に接続され得るので、空気は、入口フィルタ１６２の出口端部６２Ｄから、連続的に通路部材６２Ａ−６２Ｃを通ってコンプレッサの入口に移動する。通路部材６２Ａ−６２Ｃは、結束バンド４６３、Ｔ継手４５９、クランプ４１及び／又は任意の他の接続機構を使用して、互いに、入口フィルタ１６２の出口端部６２Ｄに及びコンプレッサ１４の入口に接続される。矢印（図１０）は、通路部材６２Ａ−６２Ｃを通る流れの方向を示す。
【００５５】
図１０はまた、圧縮空気を、コンプレッサ１４の出口端部１４Ｄから空気マニホールド１６に配置されたコンプレッサ出口通路６４に導くように構成された通路部材１４Ａ−Ｃを示す。通路部材１４Ａ−Ｃ及び４０７は、互いに及びコンプレッサ１４の出口端部１４Ｄに接続され得るので、圧縮空気は、コンプレッサ１４の出口端部１４Ｄから、連続的に通路部材１４Ａ−Ｃ及び４０７を通って空気マニホールド１６の（支持部材２５０の第２の側面に配置された）コンプレッサ出口通路６４に移動する。矢印（図１０及び１１）は、通路部材１４Ａ−１４Ｃ及び４０７を通る流れの方向を示す。１つの実施形態では、通路部材１４Ａ及び６２Ｂは、スペース効率のために曲がった形状を有する。酸素濃縮器システム１０に使用されるスペース効率に関する特徴及び／又はオプションは、酸素濃縮器システム１０の全体積を実施的に変更することが留意される。このような変更は今度は全体積を含む酸素濃縮器システム１０の任意の特徴的な比を変更する。
【００５６】
図１１は、支持部材の第１の側面２５１に取付けられたマフラ３７７を示す。バッフル３７９を持つマフラ３７７は、コンプレッサ１４のノイズを弱めるように構成され得る。酸素濃縮器システム１０の作動中に発生する音に関連している機能及び／又はオプションは、酸素濃縮器システム１０のノイズレベルを実施的に変更することが留意される。
【００５７】
図１１に示されるように、空気フィルタ１２４は、酸素供給マニホールド１０２に又は酸素供給マニホールド１０２に隣接して取付けられ得るとともに、ユーザに供給される酸素から望ましくない粒子を除去するための従来のフィルタ材１２５を含み得る。空気フィルタ１２４は、留め具等、任意の取付け機構を使用して支持部材２５０の第１の側面２５１に取付けられ得る。酸素センサ１１８（図１４及び１５）から供給される酸素は、空気フィルタ１２４を通過し、ユーザに供給され得る。
【００５８】
また、コンプレッサ１４のノイズレベルを減らすために、音響シールド１７７（図１２及び１３に示される）が、コンプレッサ１４によって発生するノイズを吸収するためにコンプレッサ１４の周りに形成され得る。音響シールド１７７は、留め具を使用して第１の側面２５１に取付けられる。図１２に示されるように、コンプレッサ１４、入力空気フィルタ１６２及び音響シールド１７７は、支持部材２５０の側面２５１に配置される。１つの実施形態では、音響シールド１７７は、（軽量）ポリプロピレン材料から作られる。他の実施形態では、音響シールド１７７は、他のプラスチック又は複合材料から作られる。
【００５９】
１又は複数のシーブベッド１２は、空気から窒素を吸収するように構成され得る。各シーブベッド１２は、第１のポート３２及び第２のポート３４を含む、例えば細長い中空円筒形状の、外側ケーシング３０を含み得る。外側ケーシング３０は、実質的な剛性材料、例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン（“ＡＢＳ”）、ポリカーボネート、及び同様のもの等のプラスチック、アルミニウム等の金属、又は複合材料、から形成され得る。外側ケーシング３０は、空間的な、性能の、及び／又は構造的な基準に依存し得る任意の所望の形状を有し得る。例えば、外側ケーシング３０は、丸い円筒形状、楕円、正方形、長方形、又は他の正多角形又は非正多角形形状の断面を有し得る。
【００６０】
１又は複数のシーブベッド１２は、支持部材２５０の取付け部材３９７の貫通孔に差し込まれる留め具を使用して支持部材２５０の第１の側面２５１に取付けられ得る。１つの実施形態では、１又は複数のシーブベッド１２は、音響シールド１７７の両側部で支持部材２５０に取付けられ得る。各シーブベッド１２は、その上部及び底部の両方で支持部材２５０に取付けられ得る。
【００６１】
１又は複数のシーブベッド１２の第２のポート３４からの酸素は、酸素通路部材３９９の開口４０１を通って酸素供給マニホールド１０２に入り得る。空気マニホールド１６のシーブベッド入口通路６６からの圧縮空気は、第２の圧縮空気通路部材４０３の開口４０５を通って１又は複数のシーブベッド１２の第１のポート３２に入り得る。
【００６２】
外側ケーシング３０は、加圧下で供給される空気から窒素を吸着することができる１又は複数のシーブベッド１２を提供するために、濾過媒体又はシーブ材料３６で少なくとも部分的に満たされ得る。シーブ材料３６をケーシング３０内に保持するために、１又は複数のシーブベッド１２は、ケーシング３０の第１及び第２のポート３２、３４のそれぞれに隣接したディスク又はプレート（図示せず）を含み得る。プレートは、プレートの間且つケーシング３０内に所望の体積を定めるように互いから離間され得る。プレートは、プレートを通る空気流を許容するそこを通る１又は複数の開口又は細孔（図示せず）を含み得る。概して、１又は複数のシーブベッド１２は、シーブ材料３６に実質的な空洞が無いように、例えば、シーブ材料３６はプレートの間に実質的に詰め込まれるように、満たされ得る。酸素濃縮器システム１０に含まれ得る例示的なプレートの追加的な情報は、特許文献６に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【００６３】
シーブ材料３６は、加圧された周囲の空気から窒素を吸着することができる１又は複数の既知の材料を含むことができ、したがって酸素がシーブベッド１２から取り出されるあるいは排気されることを可能にする。使用され得る例示的なシーブ材料は、合成ゼオライト、ＬｉＸ、及び同様のもの、例えば、ＵＯＰ  Ｏｘｙｓｉｖ  ５、５Ａ、Ｏｘｙｓｉｖ  ＭＤＸ、又はＺｅｏｃｈｅｍ  Ｚ１０−０６等、を含む。シーブベッド１２内にシーブ材料３６の多数の層を設けることが望ましい場合がある。例えば、異なる特性を持つシーブ材料を第１のポート３２と第２のポート３４との間の層に設けることが望ましい場合がある。
【００６４】
２つのシーブベッド１２が図１に示されているが、１又は複数のシーブベッドが、例えば、所望の重量、性能効率、及び同等のもの等に応じて、設けられ得ることが理解されるであろう。１又は複数のシーブベッド１２に使用される材料、並びに使用されるシーブベッドの数は、実質的に、酸素濃縮器システム１０の全重量を変化させ得ることが留意される。このような重量の変化は今度は全重量を含む酸素濃縮器システム１０の任意の特徴的な比を変化させる。酸素濃縮器システム１０に含まれ得る例示的なシーブベッド及び／又はシーブ材料の追加的な情報は、米国特許第４，８５９，２１７号及び特許文献６に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【００６５】
存在する場合、リザーバ１８は、１又は複数のシーブベッド１２の第２のポート３４と連通し得る。リザーバ１８は、１又は複数のシーブベッド１２の第２のポート３４から出る酸素富化ガスを蓄えるための細長い管状ケーシングを含み得る。リザーバ１８のケーシングは、ここに記載される酸素濃縮器システム１０の他の構成要素と同様、実質的な剛性材料、例えば、ＡＢＳ、ポリカーボネート、及び同様のもの等のプラスチック、アルミニウム等の金属、又は複合材料、から形成され得る。
【００６６】
更なる代替では、酸素濃縮器システム１０は、多数のリザーバ（図示せず）を含み得る。この多数のリザーバは、酸素濃縮器システム１０内の１又は複数の場所に設けられ得る、例えば、スペースが利用可能であるが、酸素濃縮器システム１０の全体の寸法及び／又は全体の体積を最小化する、異なる場所に配置され得る。リザーバは、１又は複数のフレキシブル管（図示せず）を経由して及び／又は、酸素がリザーバに供給される及びリザーバから引き出されることを可能にするように、酸素供給マニホールド１６を経由して、互いに接続され得る。任意選択で、この代替では、１又は複数のバルブが、リザーバへの及びリザーバからの酸素の流れを制御するために設けられ得る。
【００６７】
追加的に又は代替的に、酸素濃縮器システム１０は、１又は複数のフレキシブルリザーバ、例えば、酸素がそこに又はそこから供給されるとき膨張又は収縮し得るバッグ又は他の容器、を含み得る。リザーバは、それらが膨張するとき所定の形状を有し得る又は酸素濃縮器システム１０内の利用可能なスペースを満たすように弾性的に膨張し得る。任意選択で、１又は複数の硬質リザーバが設けられることができ、この１又は複数の硬質リザーバは、例えば、酸素濃縮器システム１０内のスペース及び／又は体積を節約するために、１又は複数のフレキシブルリザーバ（図示せず）と連通する。さらなる代替では、１又は複数のリザーバは、別々の構成要素としてというよりむしろ、空気マニホールド１６及び酸素供給マニホールド１０２の一方又は両方の部分として設けられ得るので、酸素濃縮器システム１０内のスペース及び／又は体積をさらに節約する。
【００６８】
図２及び１４に示されるように、酸素センサ１１８がまた、酸素供給マニホールド１０２に及び／又は酸素供給マニホールド１０２の下に取付けられ得る。酸素センサ１１８は、そこを通過する酸素の純度を測定することができる、例えば、酸素センサ１１８を通過するガスの音速を測定する超音波センサ、ＫａｎｓａｓのＤｏｕｇｌａｓ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ｏｆ  Ｓｈａｗｎｅｅによって作られるようなものである。代替的には、差音素センサ１１８は、セラミック又は副流センサであり得る。
【００６９】
酸素センサ１１８は、プロセッサ２５に結合され得るとともに、プロセッサ２５によって処理され得るとともに酸素濃縮器システム１０の動作を変更するためにコントローラ２２によって使用され得る純度に比例する電気信号を発生し得る。酸素センサ１１８の精度は、そこを通る空気流によって影響され得るので、例えば酸素供給バルブ１９が閉じられるとき等、流動状態にない間、純度信号をサンプリングすることが望ましい場合がある。
【００７０】
図２及び１４に示されるように、酸素濃縮器システム１０はまた、吸入センサ１２２のための保護装置として機能するように供給ライン２１に空気圧式に結合される過圧リリーフバルブ１２１を含み得る。過圧リリーフバルブ１２１は、酸素濃縮器システム１０からのパルス及び連続流供給の両方のために使用されることになる単一の供給ラインの使用を可能にする。複数のモードの動作のための単一の供給ラインの使用は、複数のモードの動作をサポートするために典型的に使用される別々の分離した構成要素の少なくとも幾つかの必要性を不要にすることができ、これは、酸素濃縮器システム１０の全重量及び／又は体積を減らし得る。過圧リリーフバルブ１２１は、吸入センサ１２２の動作保証圧力より下のレベルにセットされ得る。供給回路が、配管折れ又は他の状態に起因して、この保証圧力を超えようとする場合、過圧リリーフバルブ１２１は、開くように及び吸入センサ１２２が損傷を受けるレベルより下に供給回路の圧力を保持するように構成される。酸素濃縮器システム１０に含まれ得る例示的な過圧リリーフバルブは、２０１１年９月１３日に出願された米国特許仮出願第６１／５３３，９１２号に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【００７１】
図２及び１４に示されるように、圧力センサ１２０はまた、圧力センサ１２０のポートが通路１０８、１０９の間、その結果酸素供給バルブ１９を隔てた圧力差を測定し得るように、酸素供給マニホールド１０２に及び／又は酸素供給マニホールド１０２の下に取付けられ得る。任意選択で、圧力センサ１２０は、リザーバ圧力を得るために使用され得る。例えば、酸素供給バルブ１９が閉じられるとき、酸素供給バルブ１９の上流の圧力は、実質的にリザーバ１８内の圧力に対応し得る。
【００７２】
圧力センサ１２０は、例えば、酸素供給バルブ１９を隔てた圧力差を決定するためにプロセッサ２５によって処理され得る信号を提供するために、プロセッサ２５に結合され得る。コントローラ２２は、酸素濃縮器システム１０から供給されている酸素の流量又は供給されている酸素の他のパラメータを決定するために、この圧力差を使用し得る。コントローラ２２は、酸素供給バルブ１９が、結果として生じる流量に基づいて、例えば、１又は複数のフィードバックパラメータに基づいて、開かれる、周波数及び／又は継続時間を変更し得る。
【００７３】
図２に示されるように、酸素濃縮器システム１０は、例えば、サーミスタ、熱電対、又は任意の他の温度センサ等、酸素ガス温度センサ１３１、及び例えば、Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ製気圧センサ（部品又はモデル番号：ＭＰＸＭ２１０２Ａ）等のローカル圧力センサ１３３を含み得る。酸素ガス温度センサ１３１は、供給ライン２１を通過する酸素の温度を測定するように構成される一方、ローカル圧力センサ１３３は、局所的な周囲の圧力を測定するように構成される。
【００７４】
測定された酸素温度及び測定された局所的な周囲の圧力はプロセッサ２５に送られる。プロセッサ２５は、体積流量測定値を得るために、フローセンサ２３から得られた質量流量測定値とともに、温度センサ１３１からのこの酸素温度測定値及びローカル圧力センサ１３３からの局所的な周囲の圧力測定値を使用するように構成される。
【００７５】
図示された実施形態では、図４に示されるように、酸素ガス温度センサ１３１及びローカル圧力センサ１３３は、フローセンサ２３の上流に配置される。他の実施形態では、酸素ガス温度センサ１３１及びローカル圧力センサ１３３は、フローセンサ２３の下流（であるが依然として近傍）に配置されてもよい。
【００７６】
圧力センサ１２２は、酸素供給マニホールド１０２に結合され得る。圧力センサ１２２は、絶対圧力を測定することができる圧電抵抗式圧力センサであり得る。圧力センサ１２２は、いつユーザが吸入を開始したかを検出するために使用され得る圧力測定値を提供する。使用され得る例示的なトランスデューサは、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｍｉｃｒｏｓｗｉｔｃｈ  ２４ＰＣ０１ＳＭＴ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ、Ｓｅｎｓｙｍ  ＳＸ０１、Ｍｏｔｏｒｏｌａ  ＭＯＸ、又はＡｌｌ  Ｓｅｎｓｏｒｓによって作られた他のものを含む。圧力センサ１２２は、酸素濃縮器システム１０の最大限のシステム圧力に曝され得るので、最大限のシステム圧力を超えるような圧力センサ１２２の過圧等級が望ましい。圧力センサ１２２は、圧力センサ１２２によって検出された圧力に比例する信号を提供するためにプロセッサ２５に結合され得る。酸素濃縮器システム１０に含まれ得る例示的な圧力センサの追加的な情報は、特許文献６に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【００７７】
酸素供給マニホールド１０２及び上述のそこに取付けられた構成要素ではなく、他の構成及び／又は構成要素がユーザに酸素を供給するために提供され得ることが理解されるであろう。加えて、構成要素、例えば、酸素供給バルブ１９、圧力センサ１２０、１２２、１３３、フローセンサ２３、酸素センサ１１８、酸素ガス温度センサ１３１及び空気フィルタ１２４が、（酸素供給マニホールド１０２を通って流れる酸素に対して）特定の順序で記載されているが、これらの構成要素の順序は、必要に応じて、変更され得る。
【００７８】
コントローラ２２は、酸素濃縮器システム１０の動作の１又は複数の態様を制御する１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み得る。コントローラ２２は、酸素濃縮器システム１０の１又は複数の構成要素、例えば、コンプレッサ１４、空気制御バルブ２０、及び／又は酸素供給バルブ１９に結合され得る。コントローラ２２はまた、酸素濃縮器システム１０の１又は複数の検出構成要素、例えば、プロセッサ２５を介して圧力センサ１２０、１２２、酸素ガス温度センサ１３１、ローカル圧力センサ１３３、フローセンサ２３及び／又は酸素センサ１１８に結合され得る。構成要素は、コントローラ２２と構成要素との間で信号を受信する及び／又は送信することができる１又は複数の電線又は他の電気導線によって結合され得る。
【００７９】
コントローラ２２はまた、ユーザインターフェース３２０に結合され得る。このユーザインターフェース３２０は、１又は複数のディスプレイ及び／又は入力装置を含み得る。ユーザインターフェース３２０は、酸素濃縮器システム１０に取付けられ得るタッチスクリーンディスプレイであり得る。ユーザインターフェース３２０は、酸素濃縮器システム１０の動作に関連するパラメータに関する情報を表示し得る及び／又は、例えば、酸素濃縮器システム１０をオン及びオフにする、投与量設定又は所望の流量に変更する等、ユーザがパラメータを変更することを可能にし得る。酸素濃縮器システム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、ダイアル、ボタン、及び同様のものを含み得る。ユーザインターフェース３２０は、他の構成要素と同様に、１又は複数の電線又は他の電気導線（簡易化のために図示せず）によってコントローラ２２に結合され得る。
【００８０】
コントローラ２２は、そこに複数の電気構成要素を含む単一の電気回路基板を含み得る。これらの構成要素は、回路基板に取り付けられる１又は複数のプロセッサ、メモリ、スイッチ、ファン及び充電装置等（図示せず）を含み得る。コントローラ２２が、携帯用酸素濃縮装置１０の異なる形態の動作を制御する多数のサブコントローラとして提供され得ることが理解されるであろう。例えば、第１のサブコントローラは、コンプレッサ１４の動作及び空気制御バルブ２０の開閉の順序を、例えば、１又は複数のシーブベッド１２を所望の方法で充填又はパージするために、制御し得る。酸素濃縮器システム１０に含まれ得る例示的な第１のサブコントローラの追加的な情報は、特許文献６に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【００８１】
第２のサブコントローラは、例えば、圧力センサ１２０から、フローセンサから２３、酸素温度センサ１３１から及びローカル圧力センサ１３３から受信した圧力信号に基づいて、リザーバ１８からユーザに酸素を供給するために、酸素供給バルブ１９の動作を制御し得る。第２のサブコントローラはまた、ユーザ及び／又はユーザインターフェース３２０上の表示情報からの入力指令を受信し得る。更に、サブコントローラ又はコントローラ２２の他の構成要素は、後述するように、所望の方法で情報を共有する。したがって、コントローラ２２は、機能が他の構成要素と交換され得る１又は複数の構成要素を含み、コントローラ２２は、本明細書に記載された特定の例に限定されるべきではない。
【００８２】
酸素濃縮器システム１０は、コントローラ２２、プロセッサ２５、コンプレッサ１４、空気制御バルブ２０及び／又は酸素供給バルブ２３に連結される、１又は複数のバッテリを含み得る。例えば、１又は複数のバッテリが提供されることができ、１又は複数のバッテリは、酸素濃縮器システム１０に取付けられ得る又は別の方法で固定され得る。１つの実施形態では、１又は複数のバッテリ３６１Ａ（図１）は、バッテリ構成要素３６１（図１）に設けられ得る。マウント、ストラップ又は支持部（図示せず）がバッテリを酸素濃縮器システム１０に固定するために使用され得る。酸素濃縮器システム１０に含まれ得る例示的なバッテリの追加的な情報は、特許文献６に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【００８３】
コントローラ２２は、酸素濃縮器システム１０内で１又は複数のバッテリ３６１Ａから他の構成要素への配電を制御し得る。例えば、コントローラ２２は、１又は複数のバッテリ３６１Ａの一方からその電力が所定レベルに減少するまで、電力を引き出し、そこでコントローラ２２は、１又は複数のバッテリ３６１Ａの他方に自動的に切り替え得る。
【００８４】
任意選択で、酸素濃縮器システム１０は、壁面コンセント等の従来の交流電源又は自動車のシガーライタソケット、ソーラパネル装置等（図示せず）の携帯用の交流電源若しくは直流電源等の外部電源のようなアダプタを含み得る。酸素濃縮器システム１０によって使用され得るようなこのような外部電気エネルギを変換するのに必要な任意の変圧器又は他の構成要素（図示せず）が、酸素濃縮器システム１０内に設けられ、酸素濃縮器システム１０を外部電力源又は外部装置自体に電線で接続し得る。
【００８５】
任意選択で、コントローラ２２は、従来の方法で１又は複数のバッテリ３６１Ａを再充電するために、ある電気エネルギを外部エネルギ源から１又は複数のバッテリ３６１Ａに戻るように導き得る。コントローラ２２はまた、酸素濃縮器システム１０の電気エネルギの状態を、例えば、自動的に又はユーザインターフェース３２０を介して指令を受けたとき、１又は複数のバッテリ３６１Ａの電力レベル、酸素濃縮器システム１０が外部電源に接続されているか否か等を、表示し得る。コントローラ２２は、１又は複数のこれらの機能を実行するための１又は複数の専用構成要素を含み得る。酸素濃縮器システム１０のコントローラ２２に含まれ得る例示的なバッテリ管理集積回路は、特許文献６に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【００８６】
酸素濃縮器システム１０のプロセッサ２５は、受信された信号に基づいて所定期間に渡る供給ラインの酸素富化ガスの流量、所定期間に渡る供給ラインの酸素富化ガスの体積又は両方を決定するために、酸素濃縮器システム１０の１又は複数の検出構成要素、例えば、フローセンサ２３、酸素ガス温度センサ１３１、ローカル圧力センサ１３３及び／又は圧力センサ１２０からの信号を受信するように構成され得る。
【００８７】
酸素濃縮器システム１０はまた、全ての入力／出力設定に対して比例して入口空気フィルタ１６２の入口ポートのサイズ又は形状を動的に変化させるように構成された動的ノイズ制御を含み得る。例えば、必要とされる空気の体積が高くなるほど、入口ポートのサイズが大きくなり、その逆も同じである。酸素濃縮器システム１０に含まれ得る例示的な動的ノイズ制御は、２０１１年９月１３日に出願された米国特許仮出願第６１／５３３，８６４号に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【００８８】
酸素濃縮器システム１０の基本的な動作が次に記載される。一般的に、酸素濃縮器システム１０の動作は、１又は複数のシーブベッド１２内での吸着によって周囲の空気から酸素を濃縮すること、及び、例えばリザーバ１８から、ユーザに濃縮酸素を供給することの２つの態様を有する。酸素濃縮器システム１０の各態様は、他から独立して動作し得る又は、それらは、例えば、１又は複数の関連するパラメータに基づいて、相互に関連付られ得る。
【００８９】
酸素濃縮器システム１０は、酸素濃縮器システム１０の効率又は他の性能特性を増大するために、以下に記載されるもののような１又は複数の任意の方法を使用して動作し得る。例えば、圧力及び／又はフローセンサの測定値に基づいて、酸素濃縮器システム１０の動作状態が、出力流量及び／又は圧力を増大し、電力消費を減少させるように等、調整され得る。
【００９０】
周囲の空気を受け入れること、周囲の空気をフィルタリングすること、周囲の空気を圧縮すること、及び圧縮された空気を空気マニホールド１６に供給することの態様が、図２、１０及び１５を参照して記載される。
【００９１】
図１５に示されるように、周囲の空気は、低壁６９に配置された１又は複数の入口開口１６０（図１４及び１５）を通ってハウジング５９の中空内部７５に入り得る。上述のように、入口開口１６０は、周囲の空気が入口開口１６０を容易に通過することを可能にするが、大きい物がそこを通過することを防ぐように構成される
図２及び１０を参照すると、中空内部７５の周囲の空気は、入口空気フィルタ１６２の開口（例えば側部３３３に配置される）を通って入口空気フィルタ１６２に入り得る。入口空気フィルタ１６２は、周囲の空気がコンプレッサ１４に入る前に、入口開口１６０に引き込まれる周囲の空気からほこり又は他の粒子を除去するために、コンプレッサ１４の入口ポートの前に設けられ得る。
【００９２】
ろ過された空気は、入口フィルタ１６２の出口端部６２Ｄから、引き続いて、通路部材６２Ａ−６２Ｃを通って、コンプレッサ１４の入口に移動する。矢印（図１０）は、通路部材６２Ａ−６２Ｃを通るろ過された空気の流れ方向を示す。
【００９３】
コンプレッサ１４に入るろ過された空気はその中で圧縮される。圧縮された空気は、コンプレッサ１４の出口端部１４Ｄから、引き続いて、通路部材１４Ａ−Ｃ及び４０７を通って、空気マニホールド１６のコンプレッサ出口通路６４に移動する。矢印（図１０及び１１）は、通路部材１４Ａ−Ｃ及び４０７を通る流れ方向を示す。圧縮された空気は、圧縮空気通路部材４０７を通って空気マニホールド１６のコンプレッサ出口通路６４に入り得る。
【００９４】
図２、４Ａ、４Ｂ及び５を参照すると、空気制御バルブ２０は、空気マニホールド１６内で通路６４−６８を通る１又は複数の流路を作るように構成され得る。上述のように、空気制御バルブ２０は、例えば、コンプレッサ出口通路６４からシーブベッド入口通路６６へ及び／又はシーブベッド入口通路６６から出口通路６８への、流路を提供するように選択的に開閉され得る。
【００９５】
シーブベッド入口通路６６内の圧縮空気は、第２の圧縮空気通路部材４０３を経由して１又は複数のシーブベッド１２の第１のポート３２に案内又は導かれる。１又は複数のシーブベッド１２内の吸着による周囲空気から酸素を濃縮することの態様は、特許文献６に詳細に説明され、この全開示が参照により明示的に援用される。出口通路６８は、１又は複数のシーブベッド１２から窒素を抜くために１又は複数のシーブベッド１２と連通する。
【００９６】
１又は複数のシーブベッド１２の第２のポート３４からの濃縮された酸素は、酸素通路部材３９９を経由して酸素供給マニホールド１０２に入り得る。酸素供給マニホールド１０２のチェックバルブ１１０は、１又は複数のシーブベッド１２の第２のポート３４から酸素供給通路１０８への１方向流路を提供する。濃縮された酸素は、酸素供給マニホールド１０２の通路１０８を経由してリザーバ１８に供給され得る。
【００９７】
少なくともリザーバ１８を含む実施形態において、リザーバ１８に蓄えられた濃縮された酸素を用いて、酸素濃縮器システム１０は、濃縮された酸素をユーザに供給するために使用され得る。上述のように、コントローラ２２は、リザーバ１８から酸素濃縮器システム１０のユーザに酸素を供給するように酸素供給バルブ１９を開閉するために酸素供給バルブ１９に結合され得る。
【００９８】
１つの実施形態では、コントローラ２２は、所定の「パルス」に対して酸素供給バルブ１９を周期的に開き得る。パルス供給の間、酸素の「ボーラス（ｂｏｌｕｓ）」がユーザに供給される、すなわち、酸素供給バルブ１９が所定のパルス持続時間開かれ、そしてその後、次のボーラスが供給されるようになるまで閉じられる。代替的には、コントローラ２２は、連続的な供給のために酸素供給バルブ１９を開き得る、例えば、ユーザへの流量を調整するように酸素供給バルブ１９を絞る。更なる代替では、コントローラ２２は、周期的に開き得るとともに、ボーラス供給の量を変化させるために所定時間酸素供給バルブ１９を絞り得る。
【００９９】
フローセンサ２３及び／又は圧力センサ１２０を使用してリザーバ１８からユーザに酸素富化ガスを供給するために酸素供給バルブ１９の開閉を制御することに態様は、２０１１年９月１３日に出願された米国特許仮出願第６１／５３３，８７１号に見ることができ、この全開示が参照により明示的に援用される。
【０１００】
酸素濃縮器システム１０の構成要素及び特徴は、様々な動作のモードにおいて性能及び効率を保持しながら、全重量及び／又は体積を減らすように構成される。酸素濃縮器システム１０のＯ２の出力が、唯一の電源としての１又は複数のバッテリ３６１Ａの所与の構成を使用する酸素濃縮器システムの最大連続酸素出力として決定される。例えば、１つのバッテリを使用するＯ２の出力は、約１．８ｌｐｍより大きくなり得る、約２．０ｌｐｍより大きくなり得る、約２．２ｌｐｍ、約１．８６ｌｐｍ、及び／又は他の値より大きくなり得る。比ＲＯＷは：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／酸素濃縮器システムの全重量として決定され得る。酸素濃縮器システム１０の全重量は、唯一の電源としての１又は複数のバッテリ３６１Ａの所与の構成に依存し得る。例えば、１つのバッテリを使用する全重量は、約９．０ｌｂｓ、約１０．０ｌｂｓ、約１０．５ｌｂｓ、及び／又は他の重量より小さくなり得る。２つのバッテリを使用する全重量は、約１１．０ｌｂｓ、約１１．５ｌｂｓ、約１２ｌｂｓ、及び／又は他の重量より小さくなり得る。
【０１０１】
酸素濃縮器システム１０は、２つのバッテリ構成に対して、比ＲＯＷが約０．１６ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい、約０．１８ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい、約０．２ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい、約０．２２ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい、及び／又は他の比であるように、構成され得る。酸素濃縮器システム１０は、１つのバッテリ構成に対して、比ＲＯＷが約０．１７ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい、約０．１９ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい、約０．２１ｌｐｍ／ｌｂｓより大きい、又は約０．２４ｌｐｍ／ｌｂｓより大きいように、構成され得る。
【０１０２】
酸素濃縮器システム１０は、全体積が、約６２５立方インチより小さい、約６４０立方インチより小さい、約６７５、約６３６立方インチ、及び／又は他の値より小さいように構成され得る。幾つかの実施形態では、酸素濃縮器システム１０の立体形状の寸法は、１１．２９インチ×１０．７４インチ×６．７４インチ（すなわち、高さ×幅×厚さ）であり得る。比ＲＯＶは：ＲＯＶ＝（Ｏ２出力）／全体積として決定され得る。酸素濃縮器システムに対するＲＯＶは、約２．９×１０−３ｌｐｍ／立法インチ以上、約３．２×１０−３ｌｐｍ／立法インチ以上、約３．４×１０−３ｌｐｍ／立法インチ以上、約３．０×１０−３ｌｐｍ／立法インチ以上、及び／又は他の比であり得る。
【０１０３】
唯一の電源として１つのバッテリの１充電を使用する最大連続酸素出力の動作状態下で作動する酸素濃縮器システム１０の最大継続時間は、酸素濃縮器システム１０のシングルバッテリバッテリ寿命と称され得る。幾つかの実施形態では、酸素濃縮器システム１０は、１２０ＶのＡＣコンセントに差し込まれたとき、バッテリが４時間未満で完全に充電されるように構成される。唯一の電源として２つのバッテリの１充電を使用する最大連続酸素出力の動作状態下で作動する酸素濃縮器システム１０の最大継続時間は、酸素濃縮器システム１０のデュアルバッテリバッテリ寿命と称され得る。酸素濃縮器システム１０は、シングルバッテリシステムが約３０分より大きい、約４５分より大きい、約１時間より大きい、及び／又は他の継続時間である一方、デュアルバッテリシステムは約１時間より大きい、約１．５時間より大きい、約２時間より大きい、及び／又は他の継続時間であるように、構成され得る。
【０１０４】
比ＲＯＤは：ＲＯＤ＝（Ｏ２出力×継続時間）として決定され得る。継続時間は、酸素濃縮器システム１０のバッテリ寿命（駆動時間）である。酸素濃縮器システム１０は、ＲＯＤが、シングルバッテリ構成に対して、約１．０（ｌｐｍ−ｈｒ）又は５６ｌより大きい、約１．５（ｌｐｍ−ｈｒ）又は９０ｌより大きい、約１．８（ｌｐｍ−ｈｒ）又は１１０ｌより大きい、約２．２（ｌｐｍ−ｈｒ）又は１３０ｌより大きい、及び／又は他の比であるように構成され得る。酸素濃縮器システム１０は、ＲＯＤが、デュアルバッテリ構成に対して、約１．８（ｌｐｍ−ｈｒ）又は１１０ｌより大きい、約３．０（ｌｐｍ−ｈｒ）、約３．６（ｌｐｍ−ｈｒ）又は２２０ｌより大きい、約４．４（ｌｐｍ−ｈｒ）、及び／又は他の比であるように構成され得る。
【０１０５】
比ＲＯＤＷは：ＲＯＤＷ＝（Ｏ２出力×継続時間）／全重量として決定され得る。継続時間は、酸素濃縮器システム１０のバッテリ寿命（駆動時間）である。酸素濃縮器システム１０は、ＲＯＤＷが、シングルバッテリ構成に対して、約０．１（ｌｐｍ−ｈｒ／ｌｂｓ）又は５．６ｌ／ｌｂｓより大きい、約０．１５（ｌｐｍ−ｈｒ／ｌｂｓ）又は９ｌ／ｌｂｓより大きい、約０．２２（ｌｐｍ−ｈｒ／ｌｂｓ）又は１３ｌ／ｌｂｓより大きい、及び／又は他の比であるように構成され得る。酸素濃縮器システム１０は、ＲＯＤＷが、デュアルバッテリ構成に対して、約０．１６（ｌｐｍ−ｈｒ／ｌｂｓ）又は９．７ｌ／ｌｂｓより大きい、約０．２２（ｌｐｍ−ｈｒ／ｌｂｓ）又は１３ｌ／ｌｂｓより大きい、約０．２８（ｌｐｍ−ｈｒ／ｌｂｓ）又は１７ｌ／ｌｂｓより大きい、約０．３８（ｌｐｍ−ｈｒ／ｌｂｓ）又は２３ｌ／ｌｂｓより大きい、及び／又は他の比であるように構成され得る。
【０１０６】
比ＲＯＤＶは：ＲＯＤＶ＝（Ｏ２出力×継続時間）／全体積として決定され得る。酸素濃縮器システム１０は、ＲＯＤＶが、シングルバッテリ構成に対して、約２．４×１０−３（ｌｐｍ−ｈｒ／立法インチ）又は０．１４ｌ／立法インチより大きい、約２．７×１０−３（ｌｐｍ−ｈｒ／立法インチ）より大きい、約３．０×１０−３（ｌｐｍ−ｈｒ／立法インチ）より大きい、約１．５×１０−３（ｌｐｍ−ｈｒ／立法インチ）より大きい、及び／又は他の比であるように構成され得る。酸素濃縮器システム１０は、ＲＯＤＶが、デュアルバッテリ構成に対して、約４．５×１０−３（ｌｐｍ−ｈｒ／立法インチ）又は０．２７ｌ／立法インチより大きい、約５．３×１０−３（ｌｐｍ−ｈｒ／立法インチ）より大きい、約５．８×１０−３（ｌｐｍ−ｈｒ／立法インチ）より大きい、約２．９×１０−３（ｌｐｍ−ｈｒ／立法インチ）より大きい、及び／又は他の比であるように構成され得る。
【０１０７】
本開示はまた、酸素濃縮器システムの製造方法を提供する。方法は、コンプレッサ１４、シーブベッド１２及びリザーバ１８の１又は複数を支持するように構成される支持部材２５０を形成するステップ、空気マニホールド１６を支持部材２５０の下部に一体に形成するステップ、及び酸素供給マニホールド１０２を支持部材２５０の上部に一体に形成するステップを含む。方法はさらに、第１の圧縮空気通路部材４０７、第２の圧縮空気通路部材４０３及び酸素通路部材３３９を支持部材２５０に一体に形成するステップ及び取付部材３９３、３９５、３９７、４１９及び４２７を支持部材２５０に一体に形成するステップを含み得る。
【０１０８】
方法はまた、コンプレッサ１４及び１又は複数のシーブベッド１２を支持部材２５０の第１の側面２５１に取付けるステップ、リザーバ１８を支持部材２５０の第２の側面２５３に取付けるステップ、空気マニホールドカバー部材４３１を支持部材２５０の空気マニホールド１６に取付けるステップ、及び酸素供給マニホールドカバー部材４３５を支持部材２５０の酸素供給マニホールド１０２に取付けるステップを含み得る。酸素濃縮器システム１０の他の構成要素を取り付けるステップは、限定されるものではないが、バルブ、コントローラ、プロセッサ、センサ、音響シールド、マフラ、配管又は通路部材、及びフィルタの支持部材２５０への取付けを含む。
【０１０９】
そこに取付けられる酸素濃縮器システム１０の構成要素を持つ支持部材２５０は、２つの接合ハウジング部材５９Ａ及び５９Ｂの一方に接続される。一方のハウジング部材及び支持部材２５０は次に、接合ハウジング部材５９Ａ及び５９Ｂの他方に接続され得る。
【０１１０】
図１６は、酸素濃縮器システムを使用する酸素を濃縮する方法１６００を示す。以下に示される方法１６００の動作は、例証となることを目的とするものである。幾つかの実施形態では、記載されていない１又は複数の追加的な動作とともに、及び／又は説明された１又は複数の動作なしに実現され得る。さらに、方法１６００の動作が図１６に示される及び以下に説明される順番は、限定することを意図されるものではない。幾つかの実施形態では、方法１６００は、１又は複数の処理デバイス（例えば、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されたデジタル回路、情報を処理するように設計されたアナログ回路、状態機械、及び／又は情報を電子的に処理するための他の機構）に実装され得る。１又は複数の処理デバイスは、電子記憶媒体に電子的に記憶された命令に応じて方法１６００の動作の幾つか又は全てを実行する１又は複数のデバイスを含み得る。１又は複数の処理デバイスは、ハードウェア、ファームウェア、及び／又はソフトウェアを通じて方法１６００の動作の１又は複数の実行のために特に設計されるように構成された１又は複数のデバイスを含み得る。
【０１１１】
動作１６０２において、圧縮空気の供給が、周囲の空気から発生する。１つの実施形態では、動作１６０２は、コンプレッサ１４（図２に示されるとともに上述される）と同様の又は実質的に同じコンプレッサを使用して実行される。
【０１１２】
動作１６０４において、酸素富化ガスの供給が、圧縮空気の供給から発生する。１つの実施形態では、動作１６０４は、１又は複数のシーブベッド１２（図２に示されるとともに上述される）と同様の又は実質的に同じ１又は複数のシーブベッドによって実行される。
【０１１３】
動作１６０４において、酸素富化ガスは、酸素富化ガスの発生した供給から患者の気道への供給のための呼吸回路に送られる。酸素濃縮器システムの比ＲＯＷは：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／酸素濃縮器システムの全重量として決定され、Ｏ２出力は、吸器回路に送られる最大連続酸素である。１つの実施形態では、動作１６０６は、酸素供給サブシステム１１（図３に示されるとともに上述される）と同様の又は実質的に同じ酸素供給サブシステムによって実行される。
【０１１４】
請求項において、括弧の間に置かれるいずれの参照符号も請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。単語「有する」又は「含む」は請求項に挙げられたもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。幾つかの手段を列挙する装置クレームにおいて、これらの手段の幾つかは、ハードウェアの全く同じアイテムによって具体化され得る。要素の前の単語１つの（“ａ”又は“ａｎ”）は、複数のこのような要素の存在を除外しない。幾つかの手段を列挙するいずれの装置クレームにおいても、これらの手段の幾つかは、ハードウェアの全く同じアイテムによって具体化され得る。ある要素が相互に異なる従属請求項に挙げられ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。
【０１１５】
実施形態が現在最も実用的かつ好適と見なされるものに基づいて説明目的のために詳細に説明されたが、このような詳細は単にその目的のためであり、如何なる限定を課すものでもなく、反対に、開示は添付の請求の範囲の精神及び範囲内にある変更及び均等の構成を含むことを目的とすることが理解されるべきである。例えば、可能な範囲で、任意の実施形態の１又は複数の特徴が、任意の他の実施形態の１又は複数の特徴と組み合わされることが考えられることが理解されるべきである。
【図１】
2014526303.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年3月14日(2014.3.14)
【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】
酸素濃縮器システムであって：
酸素富化ガスの供給を発生させるために吸着を実行するように構成された酸素濃縮サブシステム；
前記酸素濃縮サブシステムからの酸素富化ガスを患者の気道への供給のための吸器回路に送るように構成された酸素供給サブシステム；
前記酸素濃縮システムのための唯一の電源として機能するように構成された１又は複数のバッテリであって、１００％酸素等価ガスの最大連続流の動作状態の間、約１．５時間より大きい１回充電電池寿命を有する、１又は複数のバッテリ；及び
前記酸素濃縮サブシステム、前記酸素供給サブシステム、及び前記１又は複数のバッテリを収容するように構成されたハウジング、を有し、
比ＲＯＷが：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／前記ハウジング内に収容された前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記Ｏ２出力は前記酸素濃縮器システムの１００％酸素等価ガスの最大連続流であり、前記比ＲＯＷは約０．１９ｌｐｍ／ｌｂｓ、又は約０．４２ｌｐｍ／ｋｇより大きい、
酸素濃縮器システム。
【請求項２】
前記酸素濃縮器システムは、約１０ｌｂｓ、又は約４．５４ｋｇ未満の全重量を有する、
請求項１に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項３】
前記酸素供給サブシステムは、酸素富化ガスを送るように構成された圧電バルブを含み、前記圧電バルブは低消費電力であり、前記酸素濃縮サブシステムは、２つのシーブベッド及び前記２つのシーブベッドの間で圧力を解放するように構成された酸素側バランスバルブを有し、前記酸素濃縮器システムは、１００％酸素等価ガスの最大連続流の動作状態の間、前記１又は複数のバッテリが前記酸素濃縮器システムへの前記唯一の電源として機能するとき、約２時間より大きい１回充電電池寿命を有する、
請求項１に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項４】
前記酸素濃縮サブシステムは、１又は複数のシーブベッド及び空気を前記１又は複数のシーブベッドに送る複数の空気入口通路を提供するように構成された空気マニホールドを含み、前記酸素供給サブシステムは、前記患者の前記軌道への酸素富化ガスの供給のための１又は複数の通路を提供するように構成された酸素供給マニホールドを含み、前記空気マニホールド及び前記酸素供給マニホールドは支持部材と一体に形成され、前記酸素濃縮器システムは、約６４０立方インチ、又は約１０．５リットル未満の全体積を有する、
請求項１に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項５】
比ＲＯＤが：ＲＯＤ＝（Ｏ２出力×継続時間）として決定され、前記継続時間は、１００％酸素等価ガスの最大連続流の動作状態の間の前記１又は複数のバッテリの１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤは約１１０リットル以上である、
請求項１に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項６】
比ＲＯＤＷが：ＲＯＤＷ＝（Ｏ２出力×継続時間）／前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記継続時間は、１００％酸素等価ガスの最大連続流の動作状態の間の前記１又は複数のバッテリの１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤＷは約０．２２（ｌｐｍ−ｈｒ）／ｌｂｓ、又は０．４８（ｌｐｍ−ｈｒ）／ｋｇ以上である、
請求項１に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項７】
酸素濃縮器システムを使用して酸素を濃縮する方法であって：
周囲の空気から圧縮空気の供給を生成するステップ；
前記圧縮空気の供給から酸素富化ガスの供給を生成するステップ；
前記酸素濃縮器システム内に１又は複数のバッテリを組み込むステップ；
単に前記１又は複数のバッテリを通じて前記前記酸素濃縮器システムに電力を供給するステップであって、に前記１又は複数のバッテリの１回充電電池寿命が、１００％酸素等価ガス最大連続流の動作状態の間、前記１又は複数のバッテリが前記酸素濃縮器システムへの前記唯一の電源として機能するとき、約１．５時間より大きい、ステップ；及び
前記酸素富化ガスの生成された供給からの酸素富化ガスを患者の気道への供給のための吸器回路に送るステップ、を有し、
比ＲＯＷが：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記Ｏ２出力は、前記吸器回路に送られる１００％酸素等価ガスの最大連続流であり、前記比ＲＯＷは約０．１９ｌｐｍ／ｌｂｓ、又は約０．４２ｌｐｍ／ｋｇより大きい、
方法。
【請求項８】
前記酸素濃縮器システムは、約１０ｌｂｓ、又は約４．５４ｋｇ未満の全重量を有する、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
１回充電電池寿命は、１００％酸素等価ガスの最大連続流の動作状態の間、前記１又は複数のバッテリが前記酸素濃縮器システムへの前記唯一の電源として機能するとき、約２時間より大きい、
請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記酸素濃縮器システムは、約６４０立方インチ、又は約１０．５リットル未満の全体積を有する、
請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
比ＲＯＤが：ＲＯＤ＝（Ｏ２出力×継続時間）として決定され、前記継続時間は、１００％酸素等価ガスの最大連続流の動作状態の間の前記１又は複数のバッテリの１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤは約１１０リットル以上である、
請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
比ＲＯＤＷが：ＲＯＤＷ＝（Ｏ２出力×継続時間）／前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記継続時間は、１００％酸素等価ガスの最大連続流の動作状態の間の前記１又は複数のバッテリの１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤＷは約０．２２（ｌｐｍ−ｈｒ）／ｌｂｓ、又は０．４８（ｌｐｍ−ｈｒ）／ｋｇ以上である、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
酸素を濃縮するように構成された酸素濃縮器システムであって：
酸素富化ガスの供給を生成するための吸着を実行するための酸素濃縮手段；
前記酸素濃縮手段からの酸素富化ガスを患者の気道への供給のために送るための酸素供給手段；
前記酸素濃縮手段及び前記酸素供給手段に携帯用電源を供給するための電源供給手段であって、前記電源供給手段の１回充電動作寿命が、１００％酸素等価ガス最大連続流の動作状態の間、前記１又は複数のバッテリが前記酸素濃縮器システムへの前記唯一の電源として機能するとき、約１．５時間より大きい、電源供給手段；及び
前記酸素濃縮手段、前記酸素供給手段及び前記電源供給手段を収容するように構成されたハウジング手段、を含み、
比ＲＯＷが：ＲＯＷ＝（Ｏ２出力）／前記ハウジング手段内の前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記Ｏ２出力は、前記酸素濃縮器システムの１００％酸素等価ガスの最大連続流であり、前記比ＲＯＷは約０．１９ｌｐｍ／ｌｂｓ、又は約０．４２ｌｐｍ／ｋｇより大きい、
酸素濃縮器システム。
【請求項１４】
前記酸素濃縮器システムは、約１０ｌｂｓ、又は約４．５４ｋｇ未満の全重量を有する、
請求項１３に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項１５】
前記酸素供給手段は、酸素富化ガスを送るように構成された圧電バルブを含み、前記圧電バルブは低消費電力であり、前記酸素濃縮手段は、２つのシーブベッド及び前記２つのシーブベッドの間で圧力を解放するように構成された酸素側バランスバルブを有し、前記電源手段の１回充電動作寿命は、前記酸素濃縮器システムは、１００％酸素等価ガスの最大連続流の動作状態の間、前記電源手段が前記酸素濃縮器システムへの前記唯一の電源として機能するとき、約２時間より大きい、
請求項１３に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項１６】
前記酸素濃縮手段は、１又は複数のシーブベッド及び空気を前記１又は複数のシーブベッドに送る複数の空気入口通路を提供するように構成された空気マニホールドを含み、前記酸素供給手段は、前記患者の前記軌道への酸素富化ガスの供給のための１又は複数の通路を提供するように構成された酸素供給マニホールドを含み、前記空気マニホールド及び前記酸素供給マニホールドは支持部材と一体に形成され、前記酸素濃縮器システムは、約６４０立方インチ、又は約１０．５リットル未満の全体積を有する、
請求項１３に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項１７】
比ＲＯＤが：ＲＯＤ＝（Ｏ２出力×継続時間）として決定され、前記継続時間は、１００％酸素等価ガスの最大連続流の動作状態の間の前記電源手段の１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤは約１１０リットル以上である、
請求項１５に記載の酸素濃縮器システム。
【請求項１８】
比ＲＯＤＷが：ＲＯＤＷ＝（Ｏ２出力×継続時間）／前記酸素濃縮器システムの全重量として決定され、前記継続時間は、１００％酸素等価ガスの最大連続流の動作状態の間の前記電源手段の１回充電に対する前記酸素濃縮器システムの動作寿命であり、前記酸素濃縮器システムに関する前記比ＲＯＤＷは約０．２２（ｌｐｍ−ｈｒ）／ｌｂｓ、又は０．４８（ｌｐｍ−ｈｒ）／ｋｇ以上である、
請求項１５に記載の酸素濃縮器システム。
【国際調査報告】
2014526303.tif 000019
2014526303.tif 000020