(57)【要約】【課題】  圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、小型軽量でかつ騒音の小さい酸素濃縮装置を提供する。【解決手段】  空気供給装置の吸排気に伴う騒音を低減するために、流入管が消音器に流入する直前に２つに分岐され、それぞれの流入口が膨張室の相対する面に取り付けられた膨張型消音器を有した酸素濃縮器を提供する。【選択図】  図１
2005218606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着剤を充填した少なくとも1個の吸着床と、該吸着床に原料空気を供給する空気供給手段と、該空気供給手段の吸排気音を低減させるための消音器を備えた圧力変動吸着型の酸素濃縮装置において、該消音器が膨張型消音器であり、流入管が消音器に流入する直前に２つに分岐され、それぞれの流入口が膨張室の相対する面に取り付けられた消音器を有する酸素濃縮装置。
【請求項２】
該消音器の流入する２本の流入管が、分岐してから流入口までの距離の差が、消音対象となる騒音の１／２波長の長さとなるように設定された消音器を有する請求項１記載の酸素濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着剤を用いた圧力変動吸着型の酸素濃縮器に関するものであり、特に慢性呼吸器疾患患者などに対して行われる酸素吸入療法に使用する医療用酸素濃縮装置に関するものである。更に詳細には、騒音を低減する消音機能を備えた酸素濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、喘息、肺気腫症、慢性気管支炎等の呼吸器系器官の疾患に苦しむ患者が増加する傾向にあり、その最も効果的な治療法の一つとして酸素吸入療法がある。かかる酸素吸入療法とは、酸素ガスあるいは酸素富化空気を患者に吸入させるものである。治療に使用する酸素供給源としては、空気中の酸素を分離濃縮する酸素濃縮装置、液体酸素、酸素ガスボンベ等が知られているが、使用時の便利さや保守管理の容易さから、特に在宅における酸素吸入療法には酸素濃縮装置が主流で用いられている。
【０００３】
酸素濃縮装置は、空気中の約２１％の酸素を高濃度に濃縮して使用者に供給する装置であり、それには酸素を選択的に透過する酸素富化膜を用いた膜式酸素濃縮装置と、５A型ゼオライトや１３X型ゼオライト、Liゼオライトなどの窒素または酸素を優先的に吸着しうる吸着剤を用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置があり、９０％以上の高濃度の酸素が得られることから圧力変動吸着型酸素濃縮装置が医療用酸素濃縮装置の主流となっている。
【特許文献１】特開平１０−２４５２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧力変動吸着型酸素濃縮装置は、原料空気を圧縮し供給する空気供給装置と、吸着床で濃縮された酸素以外の不要な気体を排出するための排出装置を使用するため、装置から発生する吸排気音が大きく、かかる騒音の低下が望まれていた。
【０００５】
酸素濃縮装置の騒音低減のため、例えば特開平１０−２４５２０３号公報に記載の膨張型消音器を有する酸素濃縮装置が使用されているが、十分な消音性能を確保しながら消音器の小型軽量化を進めると、消音器の膨張室に流入する際の膨張比および膨張室から流出する際の縮小比が大きくなり、結果的に圧力損失が増大し、酸素濃度の低下や消費電力の増大が生じる。
【０００６】
本発明は、上記の状況に鑑みなされたものであって、圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、小型軽量で、かつ圧力損失の低い消音器でありながら、空気供給装置の吸排気に伴う騒音を十分に低減できる酸素濃縮装置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】
【０００７】
本発明者は、かかる課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の消音機能を備えた酸素濃縮装置を見出した。
【０００８】
すなわち本発明は、酸素よりも窒素を優先的に吸着する吸着剤を充填した少なくとも1個の吸着床と、該吸着床に原料空気を供給する空気供給手段を備えた圧力変動吸着型の酸素濃縮装置において、該消音器が膨張型消音器であり、流入管が消音器に流入する直前に２つに分岐され、それぞれの流入口が膨張室の相対する面に取り付けられた消音器を有する酸素濃縮装置を提供するものである。
【０００９】
また本発明は、該消音器の流入する２本の流入管が、分岐してから流入口までの距離の差が、消音対象となる騒音の１／２波長となるように設定されたこと消音器を有する酸素濃縮装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、小型軽量で、かつ圧力損失の低い消音器でありながら、空気供給装置の吸排気に伴う騒音を十分に低減できる騒音の発生が少ない酸素濃縮装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の酸素濃縮装置の好ましい実施形態を、図面を用いて説明する。本発明の酸素濃縮装置は、空気中の酸素を分離し高濃度酸素を供給する装置であり、例えば、酸素より窒素を選択的に吸着し得る吸着剤としてモレキュラーシーブゼオライト５Ａ、１３Ｘ、或いはリチウム系ゼオライトなどを吸着床に充填し、コンプレッサによって作られた加圧空気を吸着床に供給することで、酸素を取り出す圧力変動吸着型の酸素濃縮装置である。
【００１２】
図１は本発明の酸素濃縮装置に使用する消音器の概略図である。騒音を伴った気体の流れは、膨張室1に流入する直前で流入管3と流入管4に分岐され、膨張室1の相対する面から気体が流入する。膨張室1には２本の流入管から気体が流入するため、１本の時よりも圧力損失が低く抑えることができる。
【００１３】
膨張型消音器の場合、気体が流入する配管の穴径、気体が流出する配管の穴径、および膨張室の断面積比で騒音の減衰比が決定されるが、本発明のように２箇所から気体を流入することは断面積比を小さくすることになり、１箇所から流入する場合と比較して減衰比が小さくなり、特に低周波数帯の騒音が十分に消音できなくなる。そこで、流入管3と流入管4の長さの差を低周波数帯で卓越する周波数の波長の１／２の長さに設定し、膨張室1に流入する音波を相殺することによって、圧力損失を低く抑えながら、騒音の減衰比を大きくすることが可能になる。
【００１４】
かかる消音器は、圧力変動吸着型酸素濃縮装置の場合は、吸気側消音器として原料空気をコンプレッサーに流入する吸気配管に設置したり、排気側消音器として吸着床の脱着空気を排気する排気配管に設置することが出来る。なお、図１は空気供給装置の排気騒音を対象とした消音器であるが、気体の流れを逆にすることにより、空気供給装置の吸気騒音を対象とした消音器にも使用することができる。
【実施例】
【００１５】
[実施例１]
上記の実施例として、図１に示す消音器において、膨張室1の内径がφ３６ｍｍ、膨張室1の長さ１００ｍｍ、流入管3,4の流入穴径がφ３ｍｍ、６００Ｈｚ（1/3オクターブバンドでは６３０Ｈｚ）近傍の騒音を低減するべく、流入管3の長さを１５ｍｍ、流入管4の長さを３１５ｍｍ、流出穴径φ３ｍｍの配管を接続した消音器を作成し、消音器への空気供給源として真空ポンプを流出管5側に設置し、回転数３３００ｒｐｍで運転した。
【００１６】
[比較例１]
上記実施例１と比較するために、図２に示す消音器において、膨張室内径φ３６ｍｍ、膨張室長さ１００ｍｍ、流入穴径φ３ｍｍ、流出穴径φ３ｍｍの配管を接続した消音器を作成し、実施例１と同じ真空ポンプを同じ条件で運転し、騒音の比較実験および消音器で発生する圧力損失を測定した。
【００１７】
[比較例２]
上記実施例１と比較するために、図２に示す消音器において、膨張室内径φ３６ｍｍ、膨張室長さ１００ｍｍ、流入穴径と膨張室内径の断面積比を実施例１と同等にするために流入穴径Φ４．２ｍｍ、流出穴径φ３ｍｍの消音器を作成し、実施例１と同じ真空ポンプを同じ条件で運転し、騒音の比較実験および消音器で発生する圧力損失を測定した。
【００１８】
騒音測定は、暗騒音25dB(A)以下の一般洋室の環境下において、普通騒音計（RION社製、NL-05型）を使用して1/3オクターブバンド音圧レベルを測定し、実施例および比較例の消音器の騒音レベルを比較した。また圧力損失測定にはコパル電子製圧力ゲージ（PG-30 101R）を使用して測定した。その結果を図３および図４に示す。
【００１９】
流入配管と膨張室の断面積比を略同じレベルにした場合、本発明の実施例１のように分岐配管を用いて一本の流入配管の口径を絞ることにより、従来の比較例２に比較して騒音レベルを下げることができる。比較例１のように単に流入配管径を絞ることにより騒音レベルは低下するが、図４に示すように圧損が大きくなり、本発明の実施の形態に係る実施例１の流入管を２箇所にし、両者の配管長さの差を1/2波長にすることによって、圧損の問題と、騒音が目立ち、消音が困難な１ｋHz以下の低周波数域の騒音に関し、６００Ｈｚの騒音を低減できることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る酸素濃縮装置が有する消音器を示す。
【図２】従来技術に係る酸素濃縮装置が有する膨張型消音器を示す。
【図３】図１および図２の消音器を使用したときの１／３オクターブバンド音圧レベルを示す。
【図４】図１および図２の消音器を使用したときの消音器で発生する圧力損失を示す。
【符号の説明】
【００２１】
１    膨張室
２    流入管
３    流入管Ａ
４    流入管Ｂ
５    流出管
【図１】
2005218606.tif 000003
【図２】
2005218606.tif 000004
【図３】
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【図４】
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