(57)【要約】【課題】  圧力変動吸着型酸素濃縮装置において、重量増、部品点数の増加を押え、軽量かつ低騒音の酸素濃縮装置を提供する。  【解決手段】  装置内部にコンプレッサを内蔵した機器であり、コンプレッサへの空気導入配管および／またはコンプレッサからの圧縮空気導出配管が弾性を有する弾性配管材で構成され、且つ該弾性配管材が該コンプレッサを支持する支持部材であることを特徴とする機器。【選択図】  図３
2005198804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置内部にコンプレッサを内蔵した機器であり、コンプレッサへの空気導入配管および／またはコンプレッサからの圧縮空気導出配管が弾性を有する弾性配管材で構成され、且つ該弾性配管材が該コンプレッサを支持する支持部材であることを特徴とする機器。
【請求項２】
該コンプレッサが、該空気導入配管および／または該圧縮空気導出配管による吊り下げ構造により支持されることを特徴とする請求項１記載の機器。
【請求項３】
該コンプレッサが、該空気導入配管および／または該圧縮空気導出配管による持ち上げ構造により支持されることを特徴とする請求項１記載の機器。
【請求項４】
該装置内部にコンプレッサを囲うボックスを備え、ボックス壁に固定された固定配管と該コンプレッサの空気導入配管および／または圧縮空気導出配管の間に該弾性配管を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の機器。
【請求項５】
該弾性配管材がフッ素系樹脂チューブまたはシリコンチューブであることを特徴とする請求項１〜４の何れか記載の機器。
【請求項６】
酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した吸着床、該吸着床に圧縮空気を供給するコンプレッサを備えた酸素濃縮装置において、該コンプレッサへの空気導入配管および／またはコンプレッサからの圧縮空気導出配管が弾性を有する弾性配管材で構成され、且つ該弾性配管材が該コンプレッサを支持する支持部材であることを特徴とする酸素濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサの静音化技術に関する。更に詳細には、コンプレッサを使用して空気中の酸素を分離する酸素濃縮装置などのように特に静音化を要求される医療機器におけるにコンプレッサ騒音を低下させる機能を備えた機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、肺気腫、肺結核後遺症や慢性気管支炎などの慢性呼吸器疾患患者に対して、高濃度の酸素を吸入させる酸素吸入療法が行われている。酸素吸入療法とは前記疾病患者に高濃度の酸素ガス、もしくは酸素濃縮気体を吸入させる治療法である。その酸素ガス、濃縮酸素気体を患者に供給する手法として、高圧酸素ボンベ、液体酸素ボンベ、酸素濃縮装置等が挙げられるが、長時間の連続使用に耐え、使い勝手がよいなどの理由から、酸素濃縮装置が用いられるケースが増加している。
【０００３】
酸素濃縮装置は空気中の酸素を分離、濃縮することを可能にした装置である。かかる酸素濃縮装置としては、９０％以上の高濃度の酸素が得られるという観点から、窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を1個或いは、複数の吸着床に充填した吸着型酸素濃縮装置が広く用いられている。その中でも、圧力変動装置としてコンプレッサを用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置が広く医用機器として呼吸器疾患患者に対して供されている。
【０００４】
かかる圧力変動吸着型酸素濃縮装置は、通常窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填させた1個或いは複数の吸着床に対して、コンプレッサから圧縮空気を供給して吸着床内を加圧状態にして窒素を吸着させ、高濃度の酸素を得る吸着工程と、吸着床内を減圧して、窒素を脱着させる脱着工程からなり、これを一定サイクルで繰り返すことで、高濃度の酸素を得る装置である。
【０００５】
しかし、加圧空気を発生させるコンプレッサは、酸素濃縮装置の振動原因、騒音原意となり、すぐ傍らでこの装置を使用する患者や、患者の家族等にとっては、コンプレッサが発する騒音や振動は不快感を与える恐れがある。特に就寝時には、患者、或いは患者の家族の睡眠を妨げ、メンタルヘルスにも悪影響を及ぼすことが懸念される。
【０００６】
圧力変動吸着型酸素濃縮装置の騒音発生要素としては、圧力変動用コンプレッサ固体音、同吸気音、同排気音、コンプレッサ駆動用モーター音、吸着床パージ気流音、筐体内の冷却用ファン音などが挙げられる。中でもコンプレッサの騒音は、自身の固体放射音と、コンプレッサの吸気音、或いは排気音等に大別され、騒音全体に占める割合が大きい。またコンプレッサの振動により加振された別の構成要素から２次的に発生する騒音も存在する。
【０００７】
また、近年の装置小型化に伴い、装置の部品点数を少なくし、体積を小さくすることは、かかる装置を使用する患者のコンプライアンスを向上させるものである。
【０００８】
コンプレッサを用いた機器の代表例として、冷蔵庫が挙げられる。コンプレッサは大きな振動を発生するためにさまざまな防振・防音の技術がとられている。例えば、特開平６−８１７６７号公報には、振動方向を上下方向とするコンプレッサの防振支持について、コンプレッサとコンプレッサボックスの両方にブラケットを配し、防振材料で挟み込んで振動を吸収する仕組みが紹介されている。この手法によると、効果的な防振が可能である。しかしながら、コンプレッサ側のブラケット、ボックス側のブラケット、防振材、締結するためのボルト、ナット等部品点数が増加する。また、それらの防振装置を設置するために容積を要する、重量が増加する等の問題があるため、酸素濃縮装置本体の小型軽量化を阻害する要因の一つとなる。
【特許文献１】特開平６−８１７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのようなコンプレッサの有する騒音および振動に対する静音化対策技術のもつ課題を解決しようとするものであり、消音器自体を小型化すると同時に、酸素濃縮装置等の医療機器本体の小型軽量化を実現し、小型、軽量、低騒音の機器を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題に対して、本発明者は鋭意検討した結果、以下の機器を見出した。すなわち本発明は、装置内部にコンプレッサを内蔵した機器であり、コンプレッサへの空気導入配管および／またはコンプレッサからの圧縮空気導出配管が弾性を有する弾性配管材で構成され、且つ該弾性配管材が該コンプレッサを支持する支持部材であることを特徴とする機器を提供するものである。
【００１１】
また本発明は、かかるコンプレッサが、該空気導入配管および／または該圧縮空気導出配管による吊り下げ構造により支持されるもの、または持ち上げ構造により支持されることを特徴とする機器を提供するものであり、特に該装置内部にコンプレッサを囲うボックスを備え、ボックス壁に固定された固定配管と該コンプレッサの空気導入配管および／または圧縮空気導出配管の間に該弾性配管を備えることを特徴とする機器を提供するものである。
【００１２】
また本発明は、かかる該弾性配管材がフッ素系樹脂チューブまたはシリコンチューブであることを特徴とする機器を提供するものである。
【００１３】
さらに本発明は、酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した吸着床、該吸着床に圧縮空気を供給するコンプレッサを備えた酸素濃縮装置において、該コンプレッサへの空気導入配管および／またはコンプレッサからの圧縮空気導出配管が弾性を有する弾性配管材で構成され、且つ該弾性配管材が該コンプレッサを支持する支持部材であることを特徴とする医療用酸素濃縮装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明が提供するコンプレッサ懸架方法を使用した医療機器、特に酸素濃縮装置は、装置の小型化、軽量化、少部品点数化、低騒音化を実現可能とした。この結果、酸素吸入療法患者のQOL（生活の質）向上に寄与することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態に係る好ましい実施例である酸素濃縮装置は、空気中の窒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筒に充填し、空気圧縮装置によって作られた加圧空気を供給することで、酸素を取り出す圧力変動吸着型の酸素濃縮装置である。
【００１６】
圧力変動型吸着型酸素濃縮装置である本実施例の酸素濃縮装置を、図面を用いて説明する。図１は本実施例の酸素濃縮装置の構成図である。
【００１７】
酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤3を充填した吸着筒2に、コンプレッサ5によって大気中から圧縮された加圧空気を吸気消音器16経由で供給し、吸着筒2内部を加圧状態にして窒素を吸着させ、吸着されなかった酸素を取り出す。吸着筒2より取り出された酸素は、サージタンク4に貯留した後、流量設定器10により酸素供給流量を設定し、鼻カニューラ12を介して使用者に供給される。
【００１８】
ここで吸着剤3は、１回の工程で吸着できる窒素の量が吸着剤3の量や種類によって決まっているため、吸着剤3に吸着される窒素の量が飽和する前に、流路切換弁9を切り換えて吸着筒2を大気開放して吸着筒2内部を減圧し、窒素を脱着させて吸着剤3を再生させる。また、流路切換弁9は、予め設定された時間によって切り換えられるように制御装置11によって制御される。なお、１工程中の吸脱着量を増やすべく、真空ポンプを用いて、脱着工程における吸着筒2内部の圧力を真空にしても良い。なお、流路切換弁9のパージ側には排気消音器15が設けられている。
【００１９】
コンプレッサ5は、コンプレッサ5を駆動させるためのコンプレッサ駆動モーター6を具備しており、コンプレッサ駆動モーター6は制御装置11によって設定された回転数で回転しコンプレッサ5を回転駆動させる。コンプレッサ圧縮機構部8は、コンプレッサ駆動モーター6によって得た回転力によって空気を圧縮するものであり、その圧縮方式によって様々な種類が存在する。酸素濃縮装置1に用いられるコンプレッサ5としては、往復運動式のピストンタイプや回転式のスクロールタイプなどが一般的によく用いられているが、大気中の空気を圧縮できるものであればどのタイプを用いても構わない。かかるコンプレッサはその供給空気導入口、及び圧縮排出口がそれぞれ少なくとも1つ以上あり、それぞれ吸着床、もしくは装置内の適当な場所に接続されている。
【００２０】
次に、本実施例の酸素濃縮装置が有するコンプレッサ懸架方法について図２乃至図５に基づき説明する。
【００２１】
図２はブラケットにてコンプレッサを支持した従来例を示す。コンプレッサの防音を目的としたボックス17で囲み、コンプレッサのブラケット22とボックスのブラケット24を適当な防振材料23で挟み込みボルト及びナットで固定している。この手法によると、効果的な防振が可能である一方、ブラケット、防振材料、締結部品等の部品点数が多くなるとともに、重量、容積ともにおおきくなる。
【００２２】
図３は本発明の実施形態にかかる好適な実施例である。コンプレッサを弾性チューブのみで支持した例を示す。コンプレッサは、コンプレッサからの吸気ポート20、排気ポート21にホースバンド等の適当な方法でチューブ28,29が取り付けられている。チューブはコンプレッサ本体からの固体音を防音するためのボックス17に取り付けられている。チューブの支持部25はボックスに設けられた固定配管で構成し、チューブおよびコンプレッサを支持する。ボックス底面はコンプレッサの自重、および振動が繰り返しかかるので、剛性を持ったものでなければならないが、他の壁面には力が作用しないため薄肉材料が使用可能であり、全体として軽量化できる。
【００２３】
またチューブはボックス17に振動を伝播させないようにするために適当な弾性を有し、コンプレッサの重量に対して、座屈を起こさないことが必要である。この実施例では、フッ素系樹脂チューブとしてバイトン-TMを使用した。またシリコンチューブを使用することも可能である。更に防振性能を維持し、且つ重量を支持することが可能な弾性材料であれば使用可能である。かかるバイトン素材のチューブで支持することにより、従来のブラケットを取り付けるタイプに比べ、ブラケット、防振材料、締結部品等、部品点数が飛躍的に少なくなり、防振のために必要とされる容積も小さくすることが可能になる。
【００２４】
図４に図３の実施例の騒音データを示す。比較対照として、従来の図２に示す装置の騒音データと比較した。コンプレッサボックスの内側には吸音材を貼りつけ、ボックス内でコンプレッサ放射音を反射させ、吸音材で吸音している。コンプレッサ放射音を125Hz以上の領域に渡って、大きく消音することが可能となった。コンプレッサの振動が伝わると箱自体が振動し、消音効果が得られないが、本実施例では非常に効率的にコンプレッサ放射音を減衰させることが可能であり、ボックスの振動による二次的な固体音の発生を抑制している。
【００２５】
チューブによる懸架方向は図３の実施例のほか、図５のようにコンプレッサを上部からチューブで吊る手法を用いてもよい。この場合、チューブが接続されているボックスの上部面を剛性の高い形状、材質にする必要がある。また懸架する対象は、コンプレッサボックスのほか、防音壁、フレーム、筐体等でも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る好ましい実施例である酸素濃縮装置の構成図である。
【図２】従来より用いられている防振材を用いたコンプレッサ防振懸架方法の一例の構成図である。
【図３】図１の酸素濃縮器が有するコンプレッサボックスとそのコンプレッサボックスの懸架方法の構成図である。
【図４】図３の実施例における音圧レベル。
【図５】図２の懸架方法と詳細な構成が異なる、本発明の変形例の懸架方法構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    酸素濃縮装置
２    吸着筒
３    吸着剤
４    サージタンク
５    コンプレッサ
６    コンプレッサ駆動モーター
７    冷却ファン
８    コンプレッサ圧縮機構部
９    流路切換弁
１０    流量設定器
１１    制御装置
１２    鼻カニューラ
１３    吸気口
１４    排気口
１５    排気消音器
１６    吸気消音器
１７    コンプレッサボックス
１８    吸気チューブ
１９    排気チューブ
２０    吸気ポート
２１    排気ポート
２２    ブラケット（コンプレッサ側）
２３    防振材料
２４    ブラケット（コンプレッサボックス側）
２５    ボックスチューブ支持部（固定配管）
２８    吸気用弾性支持配管
２９    排気用弾性支持配管
【図１】
2005198804.tif 000003
【図２】
2005198804.tif 000004
【図３】
2005198804.tif 000005
【図４】
2005198804.tif 000006
【図５】
2005198804.tif 000007