(57)【要約】【課題】酸素富化空気供給用のチューブに結露水を溜めるタンクなどを設ける必要の無い酸素富化機を提供する。【解決手段】酸素富化ユニット４を通して空気を吸引するポンプ６と酸素富化空気を吐出する吐出口１０とを連通する排出空気路９の途中に、酸素富化空気の温度を下げる熱交換器１１を設け、ポンプ６の最大吐出量をＡ（Ｌ／ｓｅｃ）、ポンプ６の回転数をＮ（ｒ／ｍｉｎ）とした時、熱交換器１１の容積を（Ａ×６０）／Ｎ（Ｌ）以上としたもので、ポンプ６で暖められた酸素富化空気の温度を、熱交換器１１で、例えば、外気温度近くまで下げると、吐出口１０に接続されるチューブ２が外気に晒されても結露が発生しないので、チューブ２に結露水捕集用のタンクなどを設ける必要が無く、さらに、熱交換器１１の容積がポンプ６の１回転あたりの吐出量より大なので、酸素富化空気の脈動が抑制される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素富化空気を生成する酸素富化手段と、吐出部と、前記酸素富化手段を通して空気を吸引し得られた酸素富化空気を前記吐出部に送る吸引手段と、前記吸引手段と前記吐出部とを連通する空気流路の途中に設けられ、前記酸素富化空気の温度を下げる熱交換器とを備え、前記吸引手段の最大吐出量をＡ（Ｌ／ｓｅｃ）、前記吸引手段の回転数をＮ（ｒ／ｍｉｎ）とした時、前記熱交換器の容積を（Ａ×６０）／Ｎ（Ｌ）以上に設定した酸素富化機。
【請求項２】
酸素富化空気を生成する酸素富化手段と、吐出部と、前記酸素富化手段を通して空気を吸引し得られた酸素富化空気を前記吐出部に送る吸引手段と、前記吸引手段と前記吐出部とを連通する空気流路の途中に配される乾燥ユニットとを備え、前記乾燥ユニットに前記酸素富化空気を乾燥させる乾燥剤を収納した酸素富化機。
【請求項３】
吸湿すると変色する乾燥剤を用い、かつ乾燥ユニットの外側から前記乾燥剤が見えるように構成した請求項２に記載の酸素富化機。
【請求項４】
乾燥剤としてゼオライトを用いた請求項２に記載の酸素富化機。
【請求項５】
乾燥ユニットを酸素富化機本体に着脱自在に設けた請求項２〜４のいずれか１項に記載の酸素富化機。
【請求項６】
一端が吐出部に接続され使用者に酸素富化空気を送るチューブを有し、乾燥ユニット内の酸素富化空気が通る乾燥通路の断面積を、前記チューブの流路断面積よりも大きく設定した請求項２〜５のいずれか１項に記載の酸素富化機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素濃度の高い空気、所謂酸素富化空気を使用者に提供する酸素富化機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の酸素富化機について、図６を用いて説明する。図６において、従来の酸素富化機の本体１は、酸素富化膜（図示せず）と、前記酸素富化膜を通して空気を吸引する吸引ポンプ（図示せず）からなり空気中の酸素を濃縮して酸素富化空気を発生させる酸素富化空気発生部１ａと、これに接続された酸素吐出部１ｂとを備え、酸素吐出部１ｂには、使用者に酸素富化空気を提供するヘッドセット１ｃの一端が接続される。ヘッドセット１ｃは、酸素吐出部１ｂに接続されるチューブ２と、チューブ２に連通し使用者に酸素富化空気を吐出する吐出口１ｄとを備えている。酸素富化空気発生部１ａで生成された酸素富化空気は、湿度が高く前記チューブ２内を通過する間に結露してしまう為、前記結露水を貯める貯留タンク３を、前記チューブ２の途中に設けて、前記結露水が使用者の鼻元に噴出するのを防止するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２３４８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の酸素富化機では、溜まった結露水を貯める貯留タンク３がチューブ２の途中に設けられている為、見苦しく、また使い勝手が非常に悪いという課題があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、結露水が使用者の鼻元に噴出するのを防止すると共に、チューブ２に設けられていた貯留タンク３を無くして使い勝手の良い酸素富化機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】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の酸素富化機は、酸素富化空気を生成する酸素富化手段と、吐出部と、前記酸素富化手段を通して空気を吸引し得られた酸素富化空気を前記吐出部に送る吸引手段と、前記吸引手段と前記吐出部とを連通する空気流路の途中に設けられ、前記酸素富化空気の温度を下げる熱交換器とを備え、前記吸引手段の最大吐出量をＡ（Ｌ／ｓｅｃ）、前記吸引手段の回転数をＮ（ｒ／ｍｉｎ）とした時、前記熱交換器の容積を（Ａ×６０）／Ｎ（Ｌ）以上に設定したもので、湿度が高くしかも吸引手段で暖められた酸素負荷空気の温度を、熱交換器で、例えば、外気温度近くまで下げることにより、使用者に酸素富化空気を提供するために吐出部に接続されるチューブが外気に晒されても、そのチューブ内で結露が発生しないので、使用者に向かって結露水が噴出されることがなく、又チューブに結露水を捕集するタンクなどを設ける必要が無く、さらに、熱交換器の容積が、吸引手段の１回転あたりの吐出量より大なので、酸素富化空気の脈動が抑制され使用者の鼻先への酸素富化空気の流れが一定になるので、美観に優れ、低騒音で、使用勝手の良い酸素富化機を提供することが出来る。
【０００６】
また、本発明の酸素富化機は、酸素富化空気を生成する酸素富化手段と、吐出部と、前記酸素富化手段を通して空気を吸引し得られた酸素富化空気を前記吐出部に送る吸引手段と、前記吸引手段と前記吐出部とを連通する空気流路の途中に配される乾燥ユニットとを備え、前記乾燥ユニットに前記酸素富化空気を乾燥させる乾燥剤を収納したもので、簡単な構成で酸素富化空気を乾燥させることができ、それにより、使用者に酸素富化空気を提供するために吐出口に接続されるチューブが外気に晒されても、そのチューブ内で結露が発生しないので、使用者に向かって結露水が噴出されることがない。又チューブに結露水を捕集するタンクなどを設ける必要が無いので、美観に優れ、使用勝手の良い酸素富化機を提供することが出来る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の酸素富化機は、酸素富化空気運転時に、チューブ内で結露が発生しないので結露水が使用者の鼻元に噴出する事がなく、又、チューブの途中に貯留タンクなどを設ける必要も無く、さらに、空気の脈動で生じる騒音も低減でき、非常に使い勝手が良いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、酸素富化空気を生成する酸素富化手段と、吐出部と、前記酸素富化手段を通して空気を吸引し得られた酸素富化空気を前記吐出部に送る吸引手段と、前記吸引手段と前記吐出部とを連通する空気流路の途中に設けられ、前記酸素富化空気の温度を下げる熱交換器とを備え、前記吸引手段の最大吐出量をＡ（Ｌ／ｓｅｃ）、前記吸引手段の回転数をＮ（ｒ／ｍｉｎ）とした時、前記熱交換器の容積を（Ａ×６０）／Ｎ（Ｌ）以上に設定したもので、湿度が高くしかも吸引手段で暖められた酸素負荷空気の温度を、熱交換器で、例えば、外気温度近くまで下げることにより、使用者に酸素富化空気を提供するために吐出部に接続されるチューブが外気に晒されても、そのチューブ内で結露が発生しないので、使用者に向かって結露水が噴出されることがなく、又チューブに結露水を捕集するタンクなどを設ける必要が無く、さらに、熱交換器の容積が、吸引手段の１回転あたりの吐出量より大なので、酸素富化空気の脈動が抑制され使用者の鼻先への酸素富化空気の流れが一定になるので、美観に優れ、低騒音で、使用勝手の良い酸素富化機を提供することが出来る。
【０００９】
第２の発明は、酸素富化空気を生成する酸素富化手段と、吐出部と、前記酸素富化手段を通して空気を吸引し得られた酸素富化空気を前記吐出部に送る吸引手段と、前記吸引手段と前記吐出部とを連通する空気流路の途中に配される乾燥ユニットとを備え、前記乾燥ユニットに前記酸素富化空気を乾燥させる乾燥剤を収納したもので、簡単な構成で酸素富化空気を乾燥させることができ、それにより、使用者に酸素富化空気を提供するために吐出部に接続されるチューブが外気に晒されても、そのチューブ内で結露が発生しないので、使用者に向かって結露水が噴出されることがない。又チューブに結露水を捕集するタンクなどを設ける必要が無いので、美観に優れ、使用勝手の良い酸素富化機を提供することが出来る。
【００１０】
第３の発明は、特に、第２の発明の乾燥剤として、吸湿すると変色する乾燥剤を用い、かつ乾燥ユニットの外側から前記乾燥剤が見えるようにしたもので、例えば、乾燥ユニットの外郭を透明材料で形成すれば、乾燥ユニットの外側から乾燥剤の変色具合を容易に確認でき、乾燥剤の交換時期を逸することが無い。
【００１１】
第４の発明は、特に、第２の発明の乾燥剤としてゼオライトを用いたもので、酸素富化空気内の水分だけでなくアンモニアなどの臭気成分も吸着されるので、快適に酸素富化空気を吸引することができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第２〜４のいずれか一つの発明の乾燥ユニットを酸素富化機本体に着脱自在に設けたもので、乾燥ユニットの交換や乾燥剤のチェックなどが容易になる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第２〜５のいずれか一つの発明の酸素富化機に、一端が吐出部に接続され使用者に酸素富化空気を送るチューブを設け、乾燥ユニット内の酸素富化空気が通る乾燥通路の面積を、前記チューブの流路断面積よりも大きく設定したもので、酸素富化空気の吐出速度を速めることができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における酸素富化機の全体斜視図、図２は同酸素富化機の内部構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１、２において、１は酸素富化機本体で、酸素富化空気を生成する酸素富化手段として酸素富化膜ユニット４が内蔵されている。酸素富化膜ユニット４は、有機高分子の平膜（図示せず）より構成され、前記平膜を通過する分子の速度に差が有る（窒素に比べ酸素をよく通す）ことを利用して、酸素濃度の高い空気、いわゆる酸素富化空気を生成するものである。すなわち酸素富化膜ユニット４から吸引空気路５を経て吸引手段であるポンプ６により空気を吸引することにより酸素富化空気が生成される。因みに本実施の形態では、酸素富化膜ユニット４は、ポンプ６で吸引されると酸素濃度が約２１％（窒素約７９％）の通常空気から酸素濃度が約３０％（窒素約７０％）の酸素富化空気を得ることができた。また酸素富化膜ユニット４では、空気の通過圧損が大きいため、ポンプ６とし、運転時に圧力の高いポンプを使用する。７は制御手段で前記ポンプ６などを制御して酸素富化機本体１の運転を制御するものである。すなわち、ポンプ６を駆動制御すると、このポンプ６は前記酸素富化膜ユニット４から酸素富化空気を吸引し、吸引された酸素富化空気は、空気流路である排出空気路９を経て、酸素富化機本体１に設けられた吐出部１０より吐出される。２０は使用者に酸素富化空気を提供する酸素富化空気提供手段であるヘッドセットで、一端が吐出部１０に接続されたチューブ２と、チューブ２の他端に連通すると共に、使用者の鼻先に酸素富化空気を吐出する吐出口２０ａから構成され、ポンプ６で、吐出部１０に送られた酸素富化空気は、ヘッドセット２０のチューブ２を経由して、吐出口２０ａより吐出し、使用者によって吸引される。
【００１７】
前記排出空気流路９の途中には、ポンプ６を通過する際にそのポンプ６の熱で暖められた酸素富化空気の温度を、外気温度とほぼ同じ温度まで下げる熱交換器１１と、制御手段７で制御されると共に、排出空気流路９を開閉する弁８が設けられている。熱交換器１１の容積は、ポンプ６の最大吐出流量をＡ（Ｌ／ｓｅｃ）、回転数をＮ（ｒ／ｍｉｎ）としたときに、（Ａ×６０）／Ｎ（Ｌ）以上になるように設定されている。１９は、酸素富化機本体１の運転を操作するスイッチである。
【００１８】
以上のように構成された酸素富化機の動作、作用を説明する。
【００１９】
スイッチ１９を操作して、酸素富化機本体１の運転を開始すると、制御手段７によってポンプ６を運転し、弁８が開放され、酸素富化膜ユニット４より酸素濃度の高い酸素富化気が吸引空気路５に導かれた後に、排出空気路９へ排出される。この時ポンプ６より排出される酸素富化空気は湿度が外気よりも高く、かつ運転時のポンプ６の発熱で温度も高くなっている。
【００２０】
このような温度の高い酸素富化空気がそのままチューブ２内に送られると、酸素富化空気が外気により急激に冷やされてチューブ２の内壁に結露してしまうが、排出空気路９の途中に設けた熱交換器１１によって、酸素富化空気の温度が外気と同等の温度まで下げられているので、チューブ２内に酸素富化空気が送られても結露することなく、したがって結露水が、酸素富化空気と共に、吐出口２０ａより使用者の鼻元に噴出するのを防止できる。又、チューブ２内に結露が発生しないので、従来のような貯留タンクが不要となり、チューブ２の美観が向上し、しかもチューブ２に貯留タンクのような余分なものが無いので、酸素富化機の使い勝手を向上させることができる。
【００２１】
また、熱交換器１１の容積を、ポンプ６の１回転数当たりに吐出する酸素富化空気の流量よりも大きく設定しているので、吐出された酸素富化空気は、熱交換器１１内で圧力が均一化され、空気の脈動が抑制されるので騒音の低減も図れる。
【００２２】
（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施の形態における酸素富化機の内部構成を示すブロック図、図４は同酸素富化機の全体斜視図、図５は、同酸素富化機の乾燥ユニットの断面図である。尚、上記第１の実施の形態における酸素富化機と同一部分に付いては同一符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
上記第１の実施の形態では、排出空気路９の途中に、通過する酸素富化空気の温度を下げる熱交換器１１を配したが、本実施の形態は、その代わりに、通過する酸素富化空気を乾燥させる乾燥ユニット１２を着脱自在に設けたものである。
【００２４】
乾燥ユニット１２は、吐出部１０と排出空気路９とを連通する乾燥通路１３を有し、前記乾燥通路１３を構成する壁１４には複数個の穴１５を設け、前記乾燥通路１３の外周と乾燥ユニット１２の外郭１２ａとの間に、湿気を吸収するシリカゲル等の乾燥剤１６が配設されている。
【００２５】
また前記乾燥ユニット１２は、図４に示すように、酸素富化機本体１に着脱自在に設けられている。
【００２６】
以上のように構成された酸素富化機についてその動作、作用を説明する。
【００２７】
ポンプ６より排出された湿度の高い酸素富化空気は、乾燥ユニット１２内の乾燥通路１３内に導かれる。ここで乾燥通路１３の外周に配設された乾燥剤１６により、壁１４に設けられた複数の穴１５を介して酸素富化空気に含まれた水分が吸収され、乾燥した酸素富化空気が、吐出部１０、チューブ２へと導かれることになるので、チューブ２内壁で結露は発生しない。
【００２８】
従って結露水が、酸素富化空気と共に、吐出口２０ａから、使用者の鼻元に噴出すのを防止できると共に従来の貯留タンク３が不要となるので使い勝手を向上させることができる。
【００２９】
また、乾燥ユニット１２の外郭１２ａを透明材料で形成し、乾燥剤１６として、塩化コバルトを微量に含んだシリカゲルを使用することにより、吸湿した水分量に応じて色が変化するので、使用者は、外部より、吸湿ユニット１２の交換時期を容易に知ることができるようになる。尚、乾燥ユニット１２の外郭１２ａ全体を透明材料で形成する代わりに、一部に透明材料で塞がれたのぞき窓（図示せず）を設けて、そののぞき窓から乾燥剤１６の色を確認するようにしても良い。また、乾燥ユニット１２を酸素富化機本体１に装着したときに、乾燥ユニット１２の透明部分を外部に面するようにしておけば、乾燥ユニット１２を取り外すことなく乾燥剤１６の色、すなわち乾燥剤１６の交換時期を容易に知ることができ便利である。
【００３０】
また、乾燥剤１６としてゼオライトを使用するようにすれば、酸素富化空気内の水分だけでなくアンモニアなどの臭い成分も吸着するので、乾燥、かつ消臭された酸素富化空気を容易に得ることができ、より使用勝手が良くかつ、快適に使用できる酸素富化機を提供することが出来る。
【００３１】
なお、乾燥ユニット１２の乾燥通路１３の面積を、チューブ２の流路断面積よりも大きく設定すれば、酸素富化空気の吐出速度を速めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように本発明にかかる酸素富化機は、運転時にチューブ内壁に結露が発生しないので、貯留タンクが不要となり使い勝手の向上が図れるもので、家庭用、業務用の各種酸素富化機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における酸素富化機の全体斜視図
【図２】同酸素富化機の内部構成を示すブロック図
【図３】本発明の第２の実施の形態における酸素富化機の内部構成を示すブロック図
【図４】同酸素富化機の全体斜視図
【図５】同酸素富化機の乾燥ユニットの断面図
【図６】従来の酸素富化機の全体斜視図
【符号の説明】
【００３４】
１    酸素富化機本体
２    チューブ
４    酸素富化膜ユニット（酸素富化手段）
５    吸引空気路
６    ポンプ（吸引手段）
９    排出空気路（空気流路）
１０  吐出部
１１  熱交換器
１２  乾燥ユニット
１３  乾燥通路
１６  乾燥剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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