(57)【要約】【課題】酸素濃縮ガスの流量を高い精度で制御することができるだけでなく、安全性にも優れた酸素濃縮ガス供給装置を提供する。【解決手段】酸素濃縮ガス供給装置を、酸素濃縮ガス供給源１００と流量設定手段２０９と比例制御弁２０１と圧力検知手段２０３と流量検知手段２０４と弁開度制御手段２１１とを備えたものとして、圧力検知手段２０３によって検知された圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合には、比例制御弁の弁開度を制御しながら酸素濃縮ガスの供給を行う供給操作がなされ、圧力検知手段２０３によって検知された圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも高い場合には、比例制御弁を完全に閉じる遮断操作がなされるものとした。【選択図】図１
2008036349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素濃縮ガスを供給するための酸素濃縮ガス供給源と、
酸素濃縮ガス供給源から取り出す酸素濃縮ガスの流量を設定するための流量設定手段と、
酸素濃縮ガス供給源から取り出された酸素濃縮ガスの流量を制御するための比例制御弁と、
酸素濃縮ガス供給源から取り出された酸素濃縮ガスの圧力を検知するための圧力検知手段と、
酸素濃縮ガス供給源から取り出された酸素濃縮ガスの流量を検知するための流量検知手段と、
圧力検知手段によって検知された圧力ＰＤＥＴ及び流量検知手段によって検知された流量ＦＤＥＴに応じて比例制御弁の弁開度を制御するための弁開度制御手段とを備え、
圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合には、流量ＦＤＥＴが流量設定手段によって設定された流量ＦＳＥＴに近づくように比例制御弁の弁開度が制御され、
圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも高い場合には、比例制御弁を完全に閉じる遮断操作がなされることを特徴とする酸素濃縮ガス供給装置。
【請求項２】
圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合における比例制御弁の弁開度の制御が、ＰＷＭ制御及び／又はＰＩＤ制御によって行われる請求項１記載の酸素濃縮ガス供給装置。
【請求項３】
圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合には、
流量ＦＤＥＴが第一下限流量ＦＭＩＮ１よりも少なくなると比例制御弁の弁開度を大きくして流量ＦＤＥＴを流量ＦＳＥＴに近づける流量増大操作と、
流量ＦＤＥＴが第一上限流量ＦＭＡＸ１よりも多くなると比例制御弁の弁開度を小さくして流量ＦＤＥＴを流量ＦＳＥＴに近づける流量減少操作と
を切り替える連続供給方式によって比例制御弁の弁開度が制御される請求項１又は２記載の酸素濃縮ガス供給装置。
【請求項４】
使用者の呼吸状態を検知するための呼吸検知手段を備え、
圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合には、
呼吸検知手段によって検知された呼吸状態が呼気相になると比例制御弁を実質的に完全に閉じる呼気相操作と、
呼吸検知手段によって検知された呼吸状態が吸気相になった直後に酸素濃縮ガスの流量が流量ＦＳＥＴを上回るように比例制御弁の弁開度を大きくした後、酸素濃縮ガスの平均の流量が流量ＦＳＥＴに近づくように比例制御弁を操作する吸気相操作と
を切り替える呼吸同調供給方式によって比例制御弁の弁開度が制御される請求項１又は２記載の酸素濃縮ガス供給装置。
【請求項５】
酸素濃縮ガス供給源が、周囲の空気から酸素濃縮ガスを生成するものである請求項１〜４いずれか記載の酸素濃縮ガス供給装置。
【請求項６】
圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合における比例制御弁の制御方式を少なくとも連続供給方式と呼吸同調供給方式の中から選択するための弁制御方式設定手段を備え、
前記制御方式に呼吸同調供給方式が選択された場合には、連続供給方式が選択された場合よりも、酸素濃縮ガス供給源における酸素濃縮ガスの生成能力が低く設定される請求項５記載の酸素濃縮ガス供給装置。
【請求項７】
酸素濃縮ガス供給源から取り出された酸素濃縮ガスを加湿するための加湿手段を備え、
流量ＦＤＥＴが第二下限流量ＦＭＩＮ２（ただし、ＦＭＩＮ２＜ＦＭＩＮ１）よりも少ない場合には、加湿手段の装着状態を検知するための加湿手段チェック操作が行われる請求項１〜６いずれか記載の酸素濃縮ガス供給装置。
【請求項８】
前記加湿手段チェック操作が比例制御弁を間歇的に開閉させることによって行われ、
比例制御弁が間歇的に開閉されたにもかかわらず流量ＦＤＥＴが変化しない場合には、加湿手段装着異常警報が出力される請求項７記載の酸素濃縮ガス供給装置。
【請求項９】
使用者の血中酸素飽和度を検知するための血中酸素飽和度検知手段を備え、
血中酸素飽和度検知手段によって検知された血中酸素飽和度が上限飽和度よりも高くなる又は下限飽和度よりも低くなると、その度合いに応じて流量ＦＳＥＴが補正されるようにした請求項１〜８いずれか記載の酸素濃縮ガス供給装置。
【請求項１０】
流量設定手段が、押ボタンスイッチを操作することによって流量ＦＳＥＴを選択できるようにしたものである請求項１〜９いずれか記載の酸素濃縮ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素濃度が高められた酸素濃縮ガスを供給するための酸素濃縮ガス供給装置に関する。とくに、医療用酸素濃縮装置に好適に組み込むことのできる酸素濃縮ガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
肺気腫や気管支炎などの呼吸器系疾患を治療するのに有効な方法として酸素吸入療法が知られている。酸素吸入療法は、酸素濃度が高められた酸素濃縮ガスを患者に吸入させることによって、酸素不足に陥っている組織細胞に酸素を供給し、息苦しさなどの患者の感じる苦痛を緩和するものである。１９８５年からは、在宅での酸素吸入療法にも医療保険が適用されるようになり、在宅で酸素吸入療法を受ける患者が増えてきている。このような状況の中で、周囲の空気（原料空気）から酸素濃縮ガスを生成して患者に供給することのできる、圧力変動吸着分離法を用いた医療用酸素濃縮装置の需要は着実に伸びてきている。
【０００３】
圧力変動吸着分離法を用いた一般的な医療用酸素濃縮装置は、原料空気の酸素濃度を高めて酸素濃縮ガスを生成発生する酸素濃縮ガス生成発生手段と、酸素濃縮ガス生成手段で生成された酸素濃縮ガスを貯留するための貯留タンクと、貯留タンクから取り出す酸素濃縮ガスの流量を設定するための流量設定手段と、流量設定手段に設定された流量に応じて貯留タンクから取り出す酸素濃縮ガスの流量を制御するための流量制御手段とを備えたものとなっている（例えば、特許文献１）。患者は、流量設定手段に設定する流量を変更することによって、取り出す酸素濃縮ガスの流量を医師の処方に応じた値に調節することができるようになっている。
【０００４】
しかし、この圧力変動吸着分離法を用いた従来の医療用酸素濃縮装置において、流量制御手段は、径の異なる複数のオリフィスが設けられた仕切板となっており、該仕切板を回転させて酸素濃縮ガスを通過させるオリフィスを切り替えることによって酸素濃縮ガスの流量を制御するものとなっていた。このため、酸素濃縮ガスの流量を高い精度で制御することが困難であった。また、酸素濃縮ガスの流量を使用者の呼吸状態に応じて調整するなど、酸素濃縮ガス供給装置の高機能化も困難であった。さらに、医療用酸素濃縮装置に接続するチューブや該チューブに接続されたカニューラが折れたりすることによって酸素濃縮ガスの圧力が著しく上昇するのを防止するためなどには、減圧弁（流量調節弁）などを別個設ける必要があった。また、この減圧弁の温度特性の依存性が高く、定期的（季節の変わり目など）に再調節する必要性があったため、減圧弁の高精度化が要求され、価格が比較的高価になっていた。
【０００５】
ところで、特許文献２には、酸素濃縮手段と流量制御手段とを接続するガス流路に圧力測定手段と、該圧力測定手段からの情報に基づいて流量制御手段の上流の圧力を制御する圧力制御手段とが設けられた圧力変動吸着分離法を用いた医療用酸素濃縮装置が記載されている。これにより、機械式の調圧弁を用いることなく、酸素濃縮ガスの圧力の調整が可能になり、装置全体の小型・軽量化ができるとされている。しかし、この医療用酸素濃縮装置において、圧力制御手段は、測定した酸素濃縮ガスの圧力に移動平均処理を施していることからも伺えるように（［００２９］を参照）、必ずしも酸素濃縮ガスの圧力の突発的な異常を防止するためのものとはなっていなかった。したがって、この医療用酸素濃縮装置で酸素濃縮ガスの圧力の突発的な異常を防止するためには、やはり減圧弁などを別個設ける必要があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０５８４６９号公報
【特許文献２】特開２００５−０６６０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、酸素濃縮ガスの流量を高い精度で制御することのできる酸素濃縮ガス供給装置を提供するものである。また、酸素濃縮ガス供給源の下流側に接続されたガス流路に減圧弁を別途設けなくても、供給する酸素濃縮ガスの圧力の突発的な上昇を防止することのできる、安全な酸素濃縮ガス供給装置を提供することも本発明の目的である。さらに、高機能化が容易で、用途や目的に応じて複雑な動作を行わせることも可能な酸素濃縮ガス供給装置を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、
酸素濃縮ガスを供給するための酸素濃縮ガス供給源と、
酸素濃縮ガス供給源から取り出す酸素濃縮ガスの流量を設定するための流量設定手段と、
酸素濃縮ガス供給源から取り出された酸素濃縮ガスの流量を制御するための比例制御弁と、
酸素濃縮ガス供給源から取り出された酸素濃縮ガスの圧力を検知するための圧力検知手段と、
酸素濃縮ガス供給源から取り出された酸素濃縮ガスの流量を検知するための流量検知手段と、
圧力検知手段によって検知された圧力ＰＤＥＴ及び流量検知手段によって検知された流量ＦＤＥＴに応じて比例制御弁の弁開度を制御するための弁開度制御手段とを備え、
圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合には、流量ＦＤＥＴが流量設定手段によって設定された流量ＦＳＥＴに近づくように比例制御弁の弁開度が制御され、
圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも高い場合には、比例制御弁を完全に閉じる遮断操作がなされることを特徴とする酸素濃縮ガス供給装置
を提供することによって解決される。
【０００９】
比例制御弁は、全開状態から全閉状態となるまでその弁開度を無段階で制御することができるので、上記の構成を採用することによって、取り出す酸素濃縮ガスの流量を高い精度で制御することのできる酸素濃縮ガス供給装置を提供することが可能になる。また、減圧弁などを別途設けなくても、供給する酸素濃縮ガスの圧力の突発的な上昇を防止することのできる、安全な酸素濃縮ガス供給装置を提供することも可能になる。さらに、比例制御弁に複雑な動作を行わせることができるので、後述するように、酸素濃縮ガス供給装置をさらに高機能なものとすることも可能になる。
【００１０】
本発明の酸素濃縮ガス供給装置において、圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合における比例制御弁の弁開度の制御は、ＰＷＭ制御及び／又はＰＩＤ制御によって行うと好ましい。これにより、比例制御弁の性能を引き出し、貯留タンクから取り出された酸素濃縮ガスの流量をより高い精度で制御することが可能になる。ここで、ＰＷＭ制御（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌ）とは、比例制御弁に入力するパルス信号のデューティ比又は比例制御弁に供給する電圧のデューティ比を変化させることによって、比例制御弁の弁開度を制御することをいう。また、ＰＩＤ制御（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  ｐｌｕｓ  ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｐｌｕｓ  ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ）とは、目標値（流量ＦＳＥＴ）と現在値（流量ＦＤＥＴ）との差に比例した値に操作量（比例制御弁の弁開度）を逐次更新していく比例制御に、残留偏差（目標値と現在値との差を時間的に累積した値）が所定値以上になると操作量を変化させる積分制御と、目標値と現在値との差が急激に変化すると操作量を変化させる微分制御とを加えた制御のことをいう。
【００１１】
酸素濃縮ガス供給源は、酸素濃縮ガスや液体酸素が貯留された酸素ボンベなどであってもよいが、周囲の空気（原料空気）から酸素濃縮ガスを生成するものであると好ましい。これにより、周囲の空気からその場で酸素濃縮ガスを生成して使用者に供給することのできる酸素濃縮ガス供給装置（酸素濃縮装置）を提供することが可能になる。この種の酸素濃縮ガス供給装置は、酸素吸入療法に用いられる医療用酸素濃縮装置として好適に利用することができる。この場合、酸素濃縮ガスは、通常、カニューラや鼻マスクなどを介して使用者（患者）に供給される。
【００１２】
圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合における比例制御弁の制御方式は、酸素濃縮ガス供給装置の用途などによっても異なり、とくに限定されないが、
流量ＦＤＥＴが第一下限流量ＦＭＩＮ１よりも少なくなると比例制御弁の弁開度を大きくして流量ＦＤＥＴを流量ＦＳＥＴに近づける流量増大操作と、
流量ＦＤＥＴが第一上限流量ＦＭＡＸ１よりも多くなると比例制御弁の弁開度を小さくして流量ＦＤＥＴを流量ＦＳＥＴに近づける流量減少操作と
を切り替える連続供給方式によって比例制御弁の弁開度が制御されるようにすると好ましい。
これにより、酸素濃縮ガス供給源から取り出す酸素濃縮ガスの流量が第一下限流量ＦＭＩＮ１を大きく下回ったり、第一上限流量ＦＭＡＸ１を大きく上回ったりするのを防止することが可能になり、酸素濃縮ガスの流量を高い精度で制御することができる。この場合、前記ＰＷＭ制御や前記ＰＩＤ制御は、流量増大操作や流量減少操作で使用することができる。
【００１３】
また、本発明の酸素濃縮ガス供給装置に、使用者の呼吸状態（使用者が呼気相と吸気相のいずれにあるか）を検知するための呼吸検知手段を備え、
圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合には、
呼吸検知手段によって検知された呼吸状態が呼気相になると比例制御弁を実質的に完全に閉じる呼気相操作と、
呼吸検知手段によって検知された呼吸状態が吸気相になった直後に酸素濃縮ガスの流量が流量ＦＳＥＴを上回るように（通常、流量ＦＳＥＴの２〜５倍となるように）比例制御弁の弁開度を大きくした後、酸素濃縮ガスの平均の流量が流量ＦＳＥＴに近づくように比例制御弁を操作する吸気相操作と
を切り替える呼吸同調供給方式によって比例制御弁の弁開度が制御されるようにすることも好ましい。
これにより、使用者（患者）が呼吸を行うタイミングに同調させて酸素濃縮ガスを供給することが可能になり、酸素濃縮ガスの無駄な消費を抑えることができる。また、呼吸状態が吸気相になると酸素濃縮ガスの流量が一時的に流量ＦＳＥＴを上回るようにすることで、加湿手段におけるガス流路の流通抵抗を考慮したうえで、吸入した酸素濃縮ガスを使用者の肺胞に届きやすくすることも可能になる。これらの構成は、本発明の酸素濃縮ガス供給装置を医療用酸素濃縮装置として使用する場合に採用すると好適である。
【００１４】
本発明の酸素濃縮ガス供給装置において、圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合における比例制御弁の制御方式は、予め一義的に定められていてもよいが、使用者が複数の制御方式（例えば、連続供給方式と呼吸同調供給方式など）の中から選択できるようになっていると好ましい。これにより、使用者がその症状や昼夜などに応じて比例制御弁の制御方式を選択することが可能になる。
【００１５】
より具体的には、圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合における比例制御弁の制御方式を少なくとも連続供給方式と呼吸同調供給方式の中から選択するための弁制御方式設定手段を備え、前記制御方式に呼吸同調供給方式が選択された場合には、連続供給方式が選択された場合よりも、酸素濃縮ガス供給源における酸素濃縮ガスの生成能力が低く設定されるようになっていると好ましい。これにより、酸素濃縮ガス供給装置の消費電力を低減することが可能になる。圧力変動吸着分離法によって酸素濃縮ガスを生成する場合には、後述するコンプレッサの駆動電力を低く変更したり、吸着工程と再生工程が行われる吸着筒の切替圧力を低く変更したりすることなどによって、酸素濃縮ガスの生成能力を低くすることができる。
【００１６】
ところで、本発明の酸素濃縮ガス供給装置に、酸素濃縮ガス供給源から取り出された酸素濃縮ガスを加湿するための加湿手段を備えることも好ましい。これにより、酸素濃縮ガスを加湿してから使用者に供給することが可能になる。この構成は、本発明の酸素濃縮ガス供給装置を、圧力変動吸着分離法を用いた医療用酸素濃縮装置として使用する場合に好適に採用することができる。圧力変動吸着分離法によって生成された酸素濃縮ガスは、窒素だけでなく水分も吸着剤に吸着されるために、非常に乾燥しており、この酸素濃縮ガスをそのままの状態で長時間吸入すると、使用者が口や鼻の粘膜を痛めるおそれもあるからである。
【００１７】
加湿手段は、容器の中に水（製精水）を入れ、酸素濃縮ガスをくぐらせて加湿するバブリング方式のものが多く採用され、この種の加湿手段を使用する場合には、加湿手段の脱着作業を行う際などに、加湿手段の装着忘れや、蓋や容器の閉め忘れや、力の弱い高齢者による蓋の締め付けが不足することなどにより、その部分から酸素濃縮ガスが漏れるおそれもある。酸素濃縮ガスが漏れると、流量ＦＤＥＴが増加しないにもかかわらず、弁開度制御手段が流量ＦＤＥＴを流量ＦＳＥＴに近づける流量増大操作を比例制御弁が全開状態となるまで続け、酸素濃縮ガス供給源における酸素濃縮ガス生成能力が追いつかなくなり、酸素濃縮ガスの酸素濃度が低下するおそれもある。このため、本発明の酸素濃縮ガス供給装置に、上記のような加湿手段の異常を検知することができるような工夫を施しておくと好ましい。しかし、カニューラ折れなどと混同することなく加湿手段の異常を検知しようとすると、圧力ＰＤＥＴだけでなく、流量ＦＤＥＴも監視する必要がある。したがって、流量ＦＤＥＴが第二下限流量ＦＭＩＮ２（ただし、ＦＭＩＮ２＜ＦＭＩＮ１）よりも少なくなると、加湿手段の装着状態を検知するための加湿手段チェック操作が行われるようにしておくと好ましい。比例制御弁の制御方式として呼吸同調方式が選択されている場合には、呼気相操作の間は、加湿手段チェック操作を行わないようにしておくと、酸素濃縮ガス供給装置の誤動作を防止することができる。加湿手段チェック操作を行う場合には、加湿手段は、流量検知手段よりも上流側に配する必要がある。
【００１８】
加湿手段チェック操作は、加湿手段の装着状態を検知しうるのであればとくに限定されないが、比例制御弁を間歇的に開閉させることによって行われ、比例制御弁が間歇的に開閉されたにもかかわらず流量ＦＤＥＴが変化しない場合には、加湿手段装着異常警報が出力されるようにしておくと好ましい。これにより、光電センサなどを設けることなく、加湿手段の装着忘れや蓋の閉め忘れなどを容易に検知してその異常を使用者に知らせることができるようになる。
【００１９】
また、本発明の酸素濃縮ガス供給装置に、使用者の血中酸素飽和度を検知するための血中酸素飽和度検知手段を備え、血中酸素飽和度検知手段によって検知された血中酸素飽和度が上限飽和度よりも高くなる又は下限飽和度よりも低くなると、その度合いに応じて流量ＦＳＥＴが補正されるようにすることも好ましい。これにより、供給する酸素濃縮ガスの流量を使用者の血中酸素飽和度に応じてリアルタイムで変更することが可能になる。この構成は、本発明の酸素濃縮ガス供給装置を、医療用酸素濃縮装置として使用する場合に好適に採用することができる。上限飽和度及び下限飽和度は、流量設定手段に設定された流量ＦＳＥＴに応じた値に適宜変更されるようになっており、流量ＦＳＥＴを切り替えると、上限飽和度及び下限飽和度も切り替えられるようになっている。
【００２０】
さらに、本発明の酸素濃縮ガス供給装置において、流量設定手段は、貯留タンクから取り出す酸素濃縮ガスの流量を、つまみを回転操作することにより設定できるようにしたつまみ式のものであってもよいが、押ボタンスイッチを操作することによって流量ＦＳＥＴを選択できるようにしたものであると好ましい。これにより、指先が不自由な人であっても、貯留タンクから取り出す酸素濃縮ガスの流量ＦＳＥＴを容易に設定することができるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によって、酸素濃縮ガスの流量を高い精度で制御することのできる酸素濃縮ガス供給装置を提供することが可能になる。また、酸素濃縮ガス供給源の下流側に接続された流路に減圧弁を別途設けなくても、供給する酸素濃縮ガスの圧力の突発的な上昇を防止することのできる、安全な酸素濃縮ガス供給装置を提供することも可能になる。さらに、高機能化が容易で、用途や目的に応じて効率の良い複雑な動作を行わせることも可能な酸素濃縮ガス供給装置を提供することもできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
１．酸素濃縮ガス供給装置の概要
本発明の酸素濃縮ガス供給装置の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。図１は、本発明の酸素濃縮ガス供給装置の好適な実施態様を示したシステムフロー図である。図２は、本発明の酸素濃縮ガス供給装置における酸素濃縮ガス供給源１００の好適な実施態様を示したシステムフロー図である。
【００２３】
本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置は、図１に示すように、酸素供給ガスを供給するための酸素濃縮ガス供給源１００と、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出される酸素濃縮ガスに含まれる微細な塵を除去するためのバクテリアフィルタ２００と、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出される酸素濃縮ガスの流量を制御するための比例制御弁２０１と、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出される酸素濃縮ガスの酸素濃度を検知するための酸素濃度検知手段２０２と、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出される酸素濃縮ガスの圧力を検知するための圧力検知手段２０３と、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出された酸素濃縮ガスが逆流するのを防止するための逆止弁２０５と、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出された酸素濃縮ガスを加湿するための加湿手段２０６と、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出される酸素濃縮ガスの流量を検知するための流量検知手段２０４と、使用者の呼吸状態を検知するための呼吸検知手段２０７と、酸素濃縮ガスを装置外部に取り出すための酸素濃縮ガス取出口２０８とを備えたものとなっている。
【００２４】
酸素濃縮ガス供給源１００、バクテリアフィルタ２００、比例制御弁２０１、酸素濃度検知手段２０２、圧力検知手段２０３、流量検知手段２０４、逆止弁２０５、加湿手段２０６、呼吸検知手段２０７、酸素濃縮ガス取出口２０８の配置は、図１に示したものに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。例えば、呼吸検知手段２０７は、逆止弁２０５と加湿手段２０６との間のガス流路に配してもよいし、酸素濃縮ガス取出口２０８に接続されるガスチューブ（図示省略）や、該ガスチューブの先端に接続される鼻マスクやカニューラなどに配してもよい。また、図１では、加湿手段２０６を流量検知手段２０４よりも上流側に配しているが、後述する加湿手段チェック操作を行わない場合には、加湿手段２０６を流量検知手段２０４よりも下流側に配してもよい。
【００２５】
また、本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置には、上記の構成の他、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出す酸素濃縮ガスの流量を設定するための流量設定手段２０９と、使用者の血中酸素飽和度を検知するための血中酸素飽和度検知手段２１０と、圧力検知手段２０３によって検知された圧力ＰＤＥＴや流量検知手段２０４によって検知された流量ＦＤＥＴなどに応じて比例制御弁２０１の弁開度を制御するための弁開度制御手段２１１とが備えられている。弁開度制御手段２１１は、比例制御弁２０１、圧力検知手段２０２、流量検知手段２０４、呼吸検知手段２０７、流量設定手段２０９及び血中酸素飽和度検知手段２１０のそれぞれと互いに電気的に接続されおり、各種データや各種信号のやり取りをそれぞれの間で行うことができるようになっている。
【００２６】
２．酸素濃縮ガス供給源
酸素濃縮ガス供給源１００は、酸素濃縮ガスが予め貯留された酸素ボンベや、液体酸素が貯留された液体酸素ボンベなどであってもよいが、周囲の空気（原料空気）から酸素濃縮ガスを生成することができるものであると好ましい。これにより、酸素濃縮ガスや液体酸素などを酸素濃縮ガス供給源１００に予め貯留しておかなくても、酸素濃縮ガスを得ることが可能になる。酸素濃縮ガスを生成する方法としては、圧力変動吸着分離法、膜分離法、電気分解法などが例示されるが、本実施態様の酸素濃縮ガス供給源１００は、圧力変動吸着分離法を利用したものとなっており、酸素濃度の高い酸素濃縮ガスを効率的に生成することができるものとなっている。
【００２７】
酸素濃縮ガス供給源１００についてより具体的に説明する。この酸素濃縮ガス供給源１００は、図２に示すように、周辺にある空気（原料空気）を取り入れるための原料空気取入口１０１と、原料空気取入口１０１から取り入れられた原料空気を移送するためのコンプレッサ１０３と、原料空気に含まれる窒素を選択的に吸着しうる吸着剤が収容された吸着筒１１０，１１１と、吸着筒１１０，１１１で生成された酸素濃縮ガスを一時的に貯留するための貯留タンク１１７と、吸着筒１１０，１１１の原料空気導入端側（下端側）に接続される流路を切り換えるための電磁弁１０６，１０７，１０８，１０９とを備えたものとなっている。吸着筒１１０，１１１の酸素濃縮ガス導出端側（上端側）は、酸素濃縮ガスの逆流を防止するための逆止弁１１５，１１６を介して貯留タンク１１７と接続されている。貯留タンク１１７には、貯留タンク１１７の圧力を検知するための圧力検知手段１１８が接続されている。
【００２８】
また、原料空気取入口１０１には、原料空気に含まれる埃などを除去するためのフィルタが取り付けられており、原料空気取入口１０１とコンプレッサ１０３とを接続するガス流路には、コンプレッサ１０３で生じる原料空気の脈動音が原料空気取入口１０１から漏れるのを防ぐための消音タンク１０２が設けられている。さらに、コンプレッサ１０３と電磁弁１０６，１０７，１０８，１０９とを接続するガス流路には、コンプレッサ１０３から吸着筒１１０，１１１へ移送される原料空気の脈動音を軽減するための消音タンク１０４と、吸着筒１１０，１１１へ移送される原料空気の圧力を検知するための圧力検知手段１０５とが設けられている。
【００２９】
さらにまた、吸着筒１１０，１１１の酸素濃縮ガス導出端側（上端側）は、直列に配された電磁弁１１２とオリフィス１１３とを介して互いに接続されている。また、吸着筒１１０，１１１の酸素濃縮ガス導出端側（上端側）は、オリフィス１１４を介しても互いに接続されている。電磁弁１１２及びオリフィス１１３は、吸着筒１１０，１１１の上部均圧を行うためのものとなっており、オリフィス１１４は、吸着筒１１０，１１１のパージを行うためのものとなっている。一方、吸着筒１１０，１１１の原料空気導入端側（下端側）はそれぞれ、電磁弁１０７，１０９と消音タンク１１９とを介して排気ガス排出口１２０に接続されている。排気ガス排出口１２０には、消音のためのサイレンサが設けられている。
【００３０】
この酸素濃縮ガス供給源１００は、原料空気取入口１０１から取り入れた原料空気をコンプレッサ１０３で吸着筒１１０，１１１へと圧送し、吸着筒１１０，１１１の圧力を上昇させることによって、原料空気に含まれる窒素を吸着筒１１０，１１１に収容された吸着剤に吸着させ、吸着し難い酸素ガスが吸着筒の製品導出端から取り出される吸着工程と、吸着工程を終えた際に吸着筒１１０，１１１に残っているガスを排気ガス排出口１２０から排出し、吸着筒１１０，１１１の圧力を低下させることによって吸着剤に吸着されていた窒素を脱離させる再生工程とを交互に切り替えながら、酸素濃縮ガスを連続的に生成するものとなっている。吸着工程と再生工程は、電磁弁１０６，１０７，１０８，１０９や、電磁弁１１２の開閉状態を切り替えることによって行われ、吸着筒１１０と吸着筒１１１とで交互に繰り返し行われるようになっている。その他、上部均圧やパージなどの細かい動作については、圧力変動吸着分離法を用いた一般的な酸素濃縮装置と略同様であるために説明を割愛する。
【００３１】
３．比例制御弁
比例制御弁２０１は、酸素濃縮ガスを導入するための入力ポートと、酸素濃縮ガスを導出するための出力ポートと、酸素濃縮ガスを入力ポートから出力ポートまで案内するための弁内ガス流路と、弁内ガス流路を閉塞するための弁体と、電磁力によって弁体を移動させる電磁石とを備えたものとなっており、電磁石を構成するソレノイドに流す電流の大きさを変化させることによって弁体の位置を変化させ、弁開度を前記電流の大きさに比例した値に調節することができるものとなっている。ソレノイドに流す電流の大きさは、弁開度制御手段２１１で生成された信号ＳＩＧ１に基づいて直接的又は間接的に制御することができるようになっている。信号ＳＩＧ１には、通常、ＤＣ０〜２０ｍＡ、ＤＣ４〜２０ｍＡ、ＤＣ０〜５Ｖ、ＤＣ０〜１０Ｖなどのアナログ電気信号が用いられる。この比例制御弁２０１は、全開状態から前閉状態となるまで、その弁開度を無段階で調節することができるようになっており、それを通過する酸素濃縮ガスの流量を無段階で制御することが可能なものとなっている。圧力変動吸着分離法を用いた医療用酸素濃縮装置では、酸素濃縮ガスの流量を急激に変化させると、吸着筒１１０，１１１の内部にある原料ガスや酸素濃縮ガスの状態が乱れたことに起因して、数分〜数十分の間、酸素濃度が低下することがあるが、酸素濃縮ガスの取出流量を比例制御弁２０１によってゆっくりと変化させることにより、酸素濃縮ガスの酸素濃度の低下を防止することができる。
【００３２】
４．圧力検知手段
圧力検知手段２０３の種類は、酸素濃縮ガス供給装置の用途などによっても異なり、とくに限定されない。しかし、酸素濃縮ガス供給装置を医療用酸素濃縮装置として用いる場合には、通常、感圧素子にダイヤフラムを用いたダイヤフラム型の圧力センサが用いられる。ダイヤフラム型の圧力センサは、酸素濃縮ガスの圧力の異常を確実に検知できるばかりか、小型のものが多く、酸素濃縮ガス供給装置の小型化を容易にするためである。
【００３３】
ダイヤフラム型の圧力センサとしては、
（１）圧力が印加されたダイヤフラムのたわみを該ダイヤフラムの表面に設けたひずみゲージの電気抵抗の変化によって検出し、そのときの電気抵抗によってダイヤフラムに印加された圧力を検知するひずみゲージ式の圧力センサや、
（２）圧力が印加されたダイヤフラムのたわみを該ダイヤフラムの両側に配された一対の固定電極間の静電容量の変化又は該ダイヤフラムの周辺に配された固定電極とダイヤフラム間の静電容量の変化によって検出し、そのときの静電容量によってダイヤフラムに印加された圧力を検知する静電容量式の圧力センサや、
（３）圧力が印加されたダイヤフラムの剛性率の変化を該ダイヤフラムの共振周波数の変化又は該ダイヤフラムに接続した振動子の共振周波数の変化によって検出し、そのときの共振周波数によってダイヤフラムに印加された圧力を検知する振動式の圧力センサ
などが例示される。
【００３４】
圧力検知手段２０３は、酸素濃縮ガスの圧力が異常値に達したことを検知するためのものであり、酸素濃縮ガスの圧力の微小な変化を検知できなくてもよい。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置においては、必要な計測精度を得ることができ、量産が容易で価格が安く、小型化や取り扱いも容易な、シリコンダイヤフラム式（ゲージ式の１種）の圧力センサを圧力検知手段２０３として用いている。
【００３５】
５．流量検知手段
流量検知手段２０４は、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出された酸素濃縮ガスの流量を検知できるものであればとくに限定されず、熱式、超音波式、差圧式、渦式、面積式など、各種の流量センサのなかから、測定精度、レンジアビリティ、ガス流路の呼び径、外部振動の有無、応答性、寸法、価格などを考慮して適宜選択される。
【００３６】
とくに、酸素濃縮ガス供給装置を医療用酸素濃縮装置として用いる場合には、
（１）酸素濃縮ガスの流れの中に置かれた加熱体の単位時間に失う熱量が酸素濃縮ガスの流量（質量流量）に比例することを利用して酸素濃縮ガスの流量を検知する熱式の流量センサや、
（２）ガス流路を流れる酸素濃縮ガスに出射された超音波が受波器に到達する時間差が酸素濃縮ガスの流量（体積流量）に比例することを利用して酸素濃縮ガスの流量を検知する超音波式の流量センサ
を流量検知手段２０４として好適に用いることができる。
【００３７】
これらの流量センサは、コンプレッサなどによる外部振動が生じた場合であっても酸素濃縮ガスの流量を高い精度で測定できるだけでなく、レンジアビリティが高く、流量設定手段２０９によって酸素濃縮ガスの流量ＦＳＥＴが大幅に切り替えられた場合であっても酸素濃縮ガスの流量を確実に測定することができるためである。流量検知手段２０４によって検知された酸素濃縮ガスの流量ＦＤＥＴは、図１に示すように、弁開度制御手段２１１へと入力される。
【００３８】
６．呼吸検知手段
呼吸検知手段２０７の種類は、使用者の呼吸状態を検知できるものであればとくに限定されず、使用者の呼吸による酸素濃縮ガスの圧力の微小な変化を検知することのできる圧力センサや、使用者の呼吸による湿度の微小な変化を検知することのできる湿度センサや、使用者の呼吸による胸部や腹部の動きを検知することのできるセンサなどが例示される。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置においては、圧力センサを呼吸検知手段２０７として用いている。この場合、例えば、酸素濃縮ガス供給カニューラの内部圧力が上昇すると、使用者が空気を吐いている状態（呼気相）にあると判断することができるし、内部圧力が低下すると、使用者が空気を吸っている状態（吸気相）にあると判断することができる。
【００３９】
呼吸検知手段２０７として用いる圧力センサの種類もとくに限定されないが、圧力検知手段２０３と同様、感圧素子にダイヤフラムを用いたダイヤフラム型の圧力センサを好適に用いることができる。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置においては、使用者の呼吸による酸素濃縮ガスの圧力の微小な変化を高い精度で検知することのできる、シリコンダイヤフラム式の圧力センサを呼吸検知手段１０９として用いている。呼吸検知手段２０７で検知された酸素濃縮ガスの圧力は、図１に示すように、弁開度制御手段２１１へと入力される（信号ＳＩＧ２）。
【００４０】
７．流量設定手段
流量設定手段２０９は、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出す酸素濃縮ガスの流量を医師の処方に基づいた値に使用者が適宜調節するためのものとなっている。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置において、流量設定手段２０９は、押ボタンスイッチを操作することによって流量ＦＳＥＴを選択できるようにしたものとなっている。このため、つまみを回さなくてもボタンスイッチを押すだけで酸素濃縮ガス供給源１００から取り出す酸素濃縮ガスの流量を設定でき、指先が不自由な人でも容易に操作することのできるようになっている。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置において、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出す酸素濃縮ガスの流量は、０．２５Ｌ／ｍｉｎ、０．５Ｌ／ｍｉｎ、０．７５Ｌ／ｍｉｎ、１．０Ｌ／ｍｉｎ、１．５Ｌ／ｍｉｎ、２．０Ｌ／ｍｉｎ、２．５Ｌ／ｍｉｎ、３．０Ｌ／ｍｉｎの８段階で設定できるようになっている。流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴは、図１に示すように、弁開度制御手段２１１へと入力される。
【００４１】
８．血中酸素飽和度検知手段
血中酸素飽和度検知手段２１０は、酸素濃縮ガス供給装置を医療用酸素濃縮装置として使用する場合に採用すると好適である。血中酸素飽和度検知手段２１０は、使用者の血中酸素飽和度を検知できるものであればとくに限定されないが、通常、パルスオキシメータが用いられる。パルスオキシメータは、指や耳たぶなどの被測定部位に異なる波長の光を照射する発光手段と、被測定部位を透過した光を電気的信号に変換するための受光手段と、それぞれの光の振幅比から血中酸素飽和度を演算する血中酸素飽和度演算手段とを備えたものとなっている。パルスオキシメータは、酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）と還元ヘモグロビン（Ｈｂ）の吸光特性の違いを計測原理に利用したものとなっており、被測定部位を傷つけることなく、使用者の血中酸素飽和度をリアルタイムで検知することができるものとなっている。血中酸素飽和度検知手段２１０によって検知された使用者の血中酸素飽和度は、図１に示すように、弁開度制御手段２１１へと入力される（信号ＳＩＧ３）。
【００４２】
弁開度制御手段２１１は、使用者の血中酸素飽和度が入力されると、測定された血中酸素飽和度を、弁開度制御手段２１１のメモリ部に格納された標準の血中酸素飽和度（流量設定手段２０９に設定されている流量ＦＳＥＴに対応した標準の血中酸素飽和度）と比較する。測定された血中酸素飽和度が上限飽和度よりも高い場合には、流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴに減算処理が行われ、比例制御弁２０１を通過する酸素濃縮ガスの流量が少なくされる。一方、測定された血中酸素飽和度が下限飽和度よりも低い場合には、流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴに加算処理が行われ、比例制御弁２０１を通過する酸素濃縮ガスの流量が多くされる。このように、供給する酸素濃縮ガスの流量を使用者の血中酸素飽和度に応じてリアルタイムで変更することができるようになっている。流量ＦＳＥＴの加算量や減算量は、例えば、血中酸素飽和度が１％変化するごとに０．３Ｌ／ｍｉｎといった具合に、医師の処方に従って使用者が設定できるようになっている。
【００４３】
また、血中酸素飽和度検知手段２１０から弁開度制御手段２１１へ血中酸素飽和度が所定時間以上に亘って入力されないか、若しくは、血中酸素飽和度検知手段２１０によって血中酸素飽和度が正常に測定できなかった場合には、弁開度制御手段２１１は、比例制御弁２０１の弁開度を補正がなされる前の状態に自動的に復帰させるようになっている。
【００４４】
９．弁開度制御手段
弁開度制御手段２１１は、圧力検知手段２０３によって検知された圧力ＰＤＥＴや流量検知手段２０４によって検知された流量ＦＤＥＴなどの外部信号を入力するための入力部と、比例制御弁２０１の弁開度を制御する信号ＳＩＧ１を比例制御弁２０１に出力するための出力部と、第一上限圧力ＰＭＡＸ１、第一上限流量ＦＭＡＸ１、第一下限流量ＦＭＩＮ１及び第二下限流量ＦＭＩＮ２などのパラメータやこれらのパラメータに基づいて信号ＳＩＧ１を生成するプログラムを格納するためのメモリ部と、該プログラムを実行するための中央処理装置（ＣＰＵ）とを備えたものとなっている。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置においては、小型のプログラマブルコントローラを弁開度制御手段２１１として用いている。
【００４５】
弁開度制御手段２１１のメモリ部に格納された各パラメータのうち、第一上限圧力ＰＭＡＸ１は、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出された酸素濃縮ガスの圧力が正常な範囲にあることを判断するための上限閾値となっている。圧力検知手段２０３によって検知された圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１を超えると、酸素濃縮ガス取出口２０８に接続されたチューブが折れたなどの不具合が発生したと判断することができる。第一上限圧力ＰＭＡＸ１は、流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴの値などに応じて適宜変更されるようにしてもよいが、通常、定数である。第一上限圧力ＰＭＡＸ１の具体的な値は、酸素濃縮ガス供給装置の用途などによっても異なり、とくに限定されない。酸素濃縮ガス供給装置を医療用酸素濃縮装置として用いる場合には、通常、２０〜５０ｋＰａ程度の値が第一上限圧力ＰＭＡＸ１として設定される。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置において、第一上限圧力ＰＭＡＸ１は、３５ｋＰａに設定されている。
【００４６】
また、弁開度制御手段２１１のメモリ部に格納された各パラメータのうち、第一上限流量ＦＭＡＸ１は、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出された酸素濃縮ガスの流量が好適な範囲にあることを判断するための上限閾値となっている。第一上限流量ＦＭＡＸ１は、通常、流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴが切り替わると、流量ＦＳＥＴに応じた値に自動的に変更されるようになっている。第一上限流量ＦＭＡＸ１の具体的な値は、酸素濃縮ガス供給装置の用途などによっても異なり、とくに限定されない。酸素濃縮ガス供給装置を医療用酸素濃縮装置として利用する場合には、通常、流量ＦＤＥＴを０〜２０％増（１〜１．２倍）した値が第一上限流量ＦＭＡＸ１として設定される。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置においては、流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴを１０％増（１．１倍）した値が第一上限流量ＦＭＡＸ１として自動的に設定されるようになっている。
【００４７】
さらに、弁開度制御手段２１１のメモリ部に格納された各パラメータのうち、第一下限流量ＦＭＩＮ１は、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出された酸素濃縮ガスの流量が好適な範囲にあることを判断するための下限閾値となっている。第一下限流量ＦＭＩＮ１は、通常、流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴが切り替わると、流量ＦＳＥＴに応じた値に自動的に変更されるようになっている。第一下限流量ＦＭＩＮ１の具体的な値は、酸素濃縮ガス供給装置の用途などによっても異なり、とくに限定されない。酸素濃縮ガス供給装置を医療用酸素濃縮装置として利用する場合には、通常、流量ＦＤＥＴを０〜２０％減（０．８〜１倍）した値が第一下限流量ＦＭＩＮ１として設定される。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置においては、流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴを１０％減（０．９倍）した値が第一下限流量ＦＭＩＮ１として自動的に設定されるようになっている。
【００４８】
さらにまた、弁開度制御手段２１１のメモリ部に格納された各パラメータのうち、第二下限流量ＦＭＩＮ２は、酸素濃縮ガス供給装置の本体部に加湿手段２０６が正常に装着されていることを判断するための下限閾値となっている。第二下限流量ＦＭＩＮ２は、流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴの値などに応じて適宜変更されるようにしてもよいが、通常、定数である。第二下限流量ＦＭＩＮ２の具体的な値は、酸素濃縮ガス供給装置の用途などによっても異なり、とくに限定されない。酸素濃縮ガス供給装置を医療用酸素濃縮装置として用いる場合には、通常、０Ｌ／ｍｉｎ、又は流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴの半分以下程度の値が第二下限流量ＦＭｉｎ２として設定されるようになっている。
【００４９】
１０．加湿手段
圧力変動吸着分離法を用いて生成された酸素濃縮ガスは非常に乾燥しているため、そのまま長時間吸入すると、使用者の口や鼻の粘膜を痛めるおそれがある。このため、本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置においては、酸素濃縮ガス供給源１００と酸素濃縮ガス取出口２０８との間に加湿手段２０６を設けている。加湿手段２０６は、酸素濃縮ガス供給装置の本体から取り外すことができるようになっており、水分の補給や清掃などのメンテナンスを容易に行うことができるものとなっている。
【００５０】
１１．酸素濃縮ガス供給装置の動作
続いて、本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置の動作について説明する。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置は、圧力検知手段２０３に検知された圧力ＰＤＥＴが弁開度制御手段２１１のメモリ部に格納された第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合における比例制御弁２０１の制御方式を、図示省略の弁制御方式設定手段によって連続供給方式と呼吸同調供給方式との中から選択することができるようになっている。
【００５１】
まず、比例制御弁２０１の制御方式に連続供給方式が選択された場合の動作について説明する。図３は、比例制御弁２０１の制御方式に連続供給方式が選択された場合において、遮断操作、流量減少操作、流量増大操作、加湿手段チェック操作のそれぞれが開始される条件をグラフに示した図である。図４は、比例制御弁２０１の制御方式に連続供給方式が選択された場合において、弁開度制御手段２１１が行う処理をフローチャートに示した図である。
【００５２】
連続供給方式においては、図３に示すように、圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも高い場合には、比例制御弁２０１を完全に閉じる遮断操作が行われるようになっている。このため、酸素濃縮ガス供給源１００の下流側に接続されたガス流路における圧力の異常な上昇を速やかに検知して、酸素濃縮ガス供給源１００から該ガス流路への酸素濃縮ガスの流れを遮断することができるようになっている。この場合には、図示省略の警報手段や表示手段などを用いて酸素濃縮ガスの圧力の異常（もしくは流路が閉塞していること）を使用者に知らせるようにしてもよい。遮断操作は、圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低くなるまで続けられる。遮断操作が終了すると、比例制御弁２０１が再び開かれて、通常の操作が開始される。
【００５３】
一方、圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合には、流量ＦＤＥＴが第一下限流量ＦＭＩＮ１よりも少なくなると比例制御弁２０１の弁開度を大きくして流量ＦＤＥＴを流量ＦＳＥＴに近づける流量増大操作と、流量ＦＤＥＴが第一上限流量ＦＭＡＸ１よりも多くなると比例制御弁２０１の弁開度を小さくして流量ＦＤＥＴを流量ＦＳＥＴに近づける流量減少操作とが切り替えられるようになっている。本実施態様の酸素濃縮ガス供給装置において、流量増大操作及び流量減少操作は、ＰＷＭ制御及び／又はＰＩＤ制御によって行われるようになっており、酸素濃縮ガス供給源１００から取り出す酸素濃縮ガスの流量を、高い精度でかつ速やかに流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴに近づけることができるようになっている。
【００５４】
また、流量検知手段２０４によって検知された流量ＦＤＥＴが第二下限流量ＦＭＩＮ２を下回った場合には、図３に示すように、弁開度制御手段２１１は、加湿手段チェック操作を開始して比例制御弁２０１の間歇的な開閉（加湿手段チェック操作）を開始し、酸素濃縮ガス供給装置の本体部に加湿手段２０６が正常に装着されているかを判断するようになっている。本実施態様の酸素濃縮装置は、加湿手段チェック操作により加湿手段の装着状態に異常が検知されると、加湿手段装着異常警報が出力されるようになっており、加湿手段が正常に装着されていないことを使用者に知らせることができるようになっている。加湿手段装着異常警報は、図示省略の警報手段から出力されるようになっている。警報手段は、加湿手段装着異常警報を出力できる形態のものであればとくに限定されず、光を発するものや、音を発するものや、振動を発するものなどが例示される。
【００５５】
続いて、比例制御弁２０１の制御方式に呼吸同調供給方式が選択された場合の動作について説明する。図５は、比例制御弁２０１の制御方式に呼吸同調供給方式が選択された場合において、弁開度制御手段２１１が行う処理をフローチャートに示した図である。呼吸同調供給方式において、圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも高い場合には、連続供給方式の場合と同様、比例制御弁２０１を完全に閉じる遮断操作が行われるようになっている。
【００５６】
一方、圧力ＰＤＥＴが第一上限圧力ＰＭＡＸ１よりも低い場合には、呼吸検知手段２０７によって検知された使用者の呼吸状態が呼気相になると比例制御弁２０１を実質的に完全に閉じる呼気相操作と、呼吸検知手段２０７によって検知された使用者の呼吸状態が吸気相になると酸素濃縮ガスの流量が一時的に流量ＦＳＥＴを上回るように比例制御弁２０１の弁開度を大きくした後、酸素濃縮ガスの平均の流量が流量ＦＳＥＴに近づくように比例制御弁２０１を操作する吸気相操作とが切り替えられるようになっている。このため、使用者が実質的に吸入する酸素濃縮ガスの流量を流量設定手段２０９に設定された流量ＦＳＥＴにより高い精度で一致させることができるようになっている。この動作は、弁開度制御手段２１１に、例えば、図５のフローチャートに示される処理を行わせることによって実現することができる。
【００５７】
呼吸同調供給方式においても、連続供給方式と同様、流量検知手段２０４によって検知された流量ＦＤＥＴが第二下限流量ＦＭＩＮ２を下回った場合には、加湿手段チェック操作が行われるようになっている。
【００５８】
１１．酸素濃縮ガス供給装置の用途
本発明の酸素濃縮ガス供給装置は、酸素濃縮ガスを必要とする各種用途に用いることができる。なかでも、周囲の空気（原料空気）から酸素濃縮ガスを生成して供給する酸素濃縮装置に好適に組み込むことができる。とくに、酸素吸入療法を行うための医療用酸素濃縮装置に好適に組み込むことができる。また、ペットなどの動物に酸素濃縮ガスを吸入させるための動物用の酸素濃縮装置や、運動後の酸素補給や気分転換のための健康用の酸素濃縮装置としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の酸素濃縮ガス供給装置の好適な実施態様を示したシステムフロー図である。
【図２】本発明の酸素濃縮ガス供給装置における酸素濃縮ガス供給源１００の好適な実施態様を示したシステムフロー図である。
【図３】比例制御弁の制御方式に連続供給方式が選択された場合において、遮断操作、流量減少操作、流量増大操作、加湿手段チェック操作のそれぞれが開始される条件をグラフに示した図である。
【図４】比例制御弁の制御方式に連続供給方式が選択された場合において、弁開度制御手段が行う処理をフローチャートに示した図である。
【図５】比例制御弁の制御方式に呼吸同調供給方式が選択された場合において、弁開度制御手段が行う処理をフローチャートに示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００  酸素濃縮ガス供給源
１０１  フィルタ（原料空気取入口）
１０２  消音タンク
１０３  コンプレッサ（ガス移送手段）
１０４  消音タンク
１０５  圧力検知手段
１０６  吸着工程―再生工程切替用の電磁弁
１０７  吸着工程―再生工程切替用の電磁弁
１０８  吸着工程―再生工程切替用の電磁弁
１０９  吸着工程―再生工程切替用の電磁弁
１１０  吸着筒
１１１  吸着筒
１１２  上部均圧用の電磁弁
１１３  上部均圧用のオリフィス
１１４  パージ用のオリフィス
１１５  逆止弁
１１６  逆止弁
１１７  貯留タンク
１１８  圧力検知手段
１１９  消音タンク
１２０  サイレンサ（排気ガス排出口）
２００  バクテリアフィルタ
２０１  比例制御弁
２０２  酸素濃度検知手段
２０３  圧力検知手段
２０４  流量検知手段
２０５  逆止弁
２０６  加湿手段
２０７  呼吸検知手段
２０８  酸素濃縮ガス取出口
２０９  流量設定手段
２１０  血中酸素飽和度検知手段
２１１  弁開度制御手段
ＦＤＥＴ  流量検知手段によって検知された流量
ＦＭＩＮ１  第一下限流量
ＦＭＡＸ１  第一上限流量
ＰＤＥＴ  圧力検知手段によって検知された圧力
ＰＭＡＸ１  第一上限圧力
ＳＩＧ１  信号
ＳＩＧ２  信号
ＳＩＧ３  信号
【図１】
2008036349.tif 000003
【図２】
2008036349.tif 000004
【図３】
2008036349.tif 000005
【図４】
2008036349.tif 000006
【図５】
2008036349.tif 000007