(57)【要約】【課題】酸素濃縮器に搭載する製品タンクの小型化、低価格化を実現し、装置全体の小型を実現する。【解決手段】外部との隔壁、ガス流入ポート、ガス流出ポートを備え、製品ガスを一時的貯留するタンクであり、該タンクが少なくとも２つに分割された樹脂部材の接合体で構成され、該ガス流入ポートおよび該ガス流出ポートが、該分割された樹脂部材の一体成型品の一部で構成されることを特徴とする製品タンク。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部との隔壁、ガス流入ポート、ガス流出ポートを備え、製品ガスを一時的貯留するタンクであり、該タンクが少なくとも２つに分割された樹脂部材の接合体で構成され、該ガス流入ポートおよび該ガス流出ポートが、該分割された樹脂部材の一体成型品の一部で構成されることを特徴とする製品タンク。
【請求項２】
該タンクが、分割された射出成型樹脂部材を熱板溶着により接合した接合体であることを特徴とする請求項１記載の製品タンク。
【請求項３】
該ガス流入ポートおよび該ガス流出ポートが、該タンクの隔壁と一体成型されたノズルであることを特徴とする請求項１記載の製品タンク。
【請求項４】
該ガス流入ポートおよび該ガス流出ポートが該タンクが分割された樹脂部材の一方の樹脂部材に有することを特徴とする請求項３記載の製品タンク。
【請求項５】
該タンクが、外部との隔壁を構成する２つに分割された樹脂部材と隔壁内のガス流路を制御するガス流路制御板との接合部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の製品タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品ガスを一時的に貯留する製品タンクに関するものであり、特に呼吸器疾患患者等の使用者に酸素濃縮空気を供給する医療用酸素濃縮装置の製品タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
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の患者に対して、その治療方法として高濃度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対して酸素ガス若しくは酸素濃縮気体を吸入させる治療法である。治療用の酸素ガス或いは濃縮酸素気体の供給源としては、高圧酸素ボンベ、液体酸素ボンベ、酸素濃縮装置等の使用が挙げられるが、長時間の連続使用に耐えることができ、また使い勝手がよいなどの理由により、酸素濃縮装置を使用す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し、濃縮することを可能にした装置である。かかる酸素を分離濃縮する装置としては、９０％以上の高濃度の酸素が得られるという観点で、空気中の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知られている。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世の中に広まっている。
【０００４】
かかる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、吸着床内を加圧状態にして窒素を吸着させ、未吸着の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。吸着床から得られた製品ガスである酸素は、所定濃度で連続的に安定供給する為、一旦製品タンクに貯留され、調圧されたのち所定流量で患者に供給される。
【特許文献１】特開２００５−８７９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の酸素濃縮装置では、図１に示すようにアルミ製の製品タンクが使用されている。かかるアルミ製の製品タンクは、円筒部材、上面、下面および酸素流出入ポートの各々をアルミ溶接により接合した構造体や、上下面と円筒部材とをOリング等を介してのネジ止めなどでシールした構造体である。かかるアルミ製の製品タンクはアルミ溶接の困難性や、シール構造の複雑さ、さらに機械加工が必要となるなど製造面の課題が多い。また、昨今のアルミ地金の高騰によるコスト高が避けられない状況にある。コスト面を考慮すると円筒形状が製品タンクとして最も有利となるが、筐体内で所定容積を占めるため、装置全体の小型化には不利な形状となる。製品タンクの低コスト化のために、ブロー成型を利用した樹脂性の製品タンクも鋭意研究されてきたが、耐圧性能やノズル部の加工精度など、酸素濃縮装置の製品タンクとしては、未だ十分な性能を満足するものはできていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題に対し、本発明者は以下の製品タンクが酸素濃縮装置用途として好適であることを見出した。すなわち本発明は、外部との隔壁、ガス流入ポート、ガス流出ポートを備え、所定体積を有する製品ガスを一時的貯留するタンクであり、該タンクが少なくとも２つに分割された樹脂部材の接合部材で構成され、該ガス流入ポートおよび該ガス流出ポートが、該分割された樹脂部材の一体成型品の一部で構成されることを特徴とする製品タンクであり、特にかかるタンクが分割された射出成型樹脂部材を熱板溶着により接合した接合部材であることを特徴とする製品タンクを提供するものである。
【０００７】
また本発明は、該ガス流入ポートおよび該ガス流出ポートが、該タンクの隔壁と一体成型されたノズルであることを特徴とし、特に該ガス流入ポートおよび該ガス流出ポートが該タンクが分割された樹脂部材の一方の樹脂部材に有することを特徴とする製品タンクを提供するものである。
【０００８】
また本発明は、かかるタンクが、外部との隔壁を構成する２つに分割された樹脂部材と隔壁内のガス流路を制御するガス流路制御板との接合部材で構成されることを特徴とする製品タンクを提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の製品タンクを図面を用いて説明する。図２は本発明の製品タンクの実施態様例を示す外観図であり、熱可塑性樹脂材料を用い射出成型した楕円筒形状の樹脂製タンクであり、かかる実施例ではポリプロピレン樹脂を用いて製造した。かかる製品タンクは、図４に示すように外郭を構成する上下２つの分割部材から構成され、両者を熱板溶着により溶着した構造体である。接合方法には、かかる熱板溶着の他、超音波溶着あるいは接着により接合することが出来る。上面には製品ガスの流入ノズル、流出ノズルを備える。２つの分割部材の接合面はフランジを設け、接合強度を上げる。また外郭の肉厚を２ｍｍとすることで約６００ｋPaの耐圧性能を実現し、更にタンク内部にリブを設けることで強度を更に上昇させることが出来る。
【００１０】
このように、製品タンクを２つの分割した部材を接合することにより構成することで、製品タンクの外郭とガスの流出入のノズルを一体的に成型することができ、機械強度の確保と共に、ノズル接合がなくなることから、当該部位からのガス漏れを防ぐことができる。また、内部の構造を自由に設計することが可能となり、強度確保の為のリブ設置の他、流路制御のために制御板の外郭内面への設置など容易に実施することができる。
【００１１】
図３は本発明の製品タンクの別の実施態様例の外観図である。ポリプロピレン製の樹脂成型の製品タンクであり、外郭の形状は装置内のタンク位置設置部位のスペースにあわせて、図３に示すような上下非対称の異形形状としている。
【００１２】
かかる製品タンクは、図５に示すように外郭を構成する上下２つの部材を備え、上部分割部材と下部分割部材の各々を熱板溶着により接合した接合体である。ガス流入ノズルおよび流出ノズルは外郭との一体成型ではなく、外郭の隔壁に設けたガス流入ポート、ガス流出ポートの位置に金属製のノズルを別途設置する構成とする。
【００１３】
図６には、外郭を構成する上下２つの分割部材および両者の接合面にガスの通気口を有するガス流路制御板を備え、上部分割部材、ガス流路制御板、下部分割部材の各々を熱板溶着により接合することにより構成した。ガス流入ノズルおよび流出ノズルは外郭との一体成型ではなく、外郭の隔壁に設けたガス流入ポート、ガス流出ポートの位置に金属製のノズルを別途設置する構成とする。ガス流入ポートとガス流出ポートは上下分割部材の対面に設け、ガス流路制御板のガス通気口はポート位置の反対側に設けることで、タンク内で製品ガスがガス流入ポートから、流出ポートへ流れ、タンク内に製品ガスが長期貯留するのを防ぐことができる。
【００１４】
本発明の製品タンクは、外部との隔壁、ガス流入ポート、ガス流出ポートを備え、所定体積を有する製品ガスを一時的貯留するタンクであり、該タンクが少なくとも２つに分割された樹脂部材の接合部材で構成され、該ガス流入ポートおよび該ガス流出ポートが、該分割された樹脂部材の一体成型品の一部で構成されることを特徴とする。
【００１５】
製品タンクを輪切りに少なくとも２分割にすることで、樹脂成型が可能となる。ガス流入ポート、流出ポートにノズルを設置する場合には、ノズルも含めて製品タンクの外郭構造を一体成型することができる。外郭の形状は、設置位置にあわせて金型設計が可能であれば自由に成型することができるため、装置全体に占める製品タンク設置の為の占有容積を最低限にすることができ、装置全体の小型化を実現することができる。また外形形状のみならず製品タンク内の形状も自由に設計することができ、要求される耐圧強度に合わせてリブの設置、肉厚の設計を行うことができる。熱可塑性樹脂を採用することで、溶着による接合が可能となり、フランジの設置により接合面を確保し接合強度を高くすることができる。本発明により、樹脂成型により低コストで、必要な耐圧性能を確保した軽量な製品タンクを実現することが可能となる。
【００１６】
本発明の製品タンクは、医療用の圧力変動吸着型酸素濃縮器の製品タンクとして使用される。かかる装置は、図７の概略構成図で示すように、通常窒素を選択的に吸着する吸着剤としてLi-X型ゼオライトを充填した２つの吸着筒を備え、コンプレッサから圧縮空気を一方の吸着筒に供給し、吸着床内を加圧状態にして窒素を吸着させ（吸着工程）、未吸着の高濃度の酸素を吸着筒の製品端から取出し、製品タンクに一旦貯留したのち、調圧弁、流量設定器、加湿器を介して鼻カニューラを用いて患者に供給する。他方の吸着筒は、吸着床内を減圧して窒素を脱着させて排気し、吸着剤を再生する（脱着工程）。吸着工程、脱着工程を一定サイクルで繰り返すことで、高濃度の酸素を連続的に得ることができる。吸着筒から得られた製品ガスである酸素は、所定濃度で連続的に安定供給する為、一旦製品タンクに貯留され、調圧されたのち所定流量で患者に供給される。上記製品タンクを使用することで、濃縮器の製品タンクの形状を自由に設計することができるため、装置全体の小型を実現することができる。更に樹脂化により部品コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の製品タンクの外観模式図。
【図２】本発明の製品タンクの実施態様例（外観図）。
【図３】本発明の製品タンクの実施態様例（外観図）。
【図４】本発明の製品タンクの部品構成図。
【図５】本発明の製品タンクの部品構成図。
【図６】本発明の製品タンクの部品構成図。
【図７】圧力変動吸着型酸素濃縮装置のフロー図。
【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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【図７】
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