JP2011143022A - Cannula for detecting flame, and oxygen concentrator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気体や液体の送排を行うチューブ(管体)であるカニューラに係り、特に火炎の延焼を防止するためのカニューラと、このカニューラを適用した酸素濃縮装置の改良に関するものである。 The present invention relates to a cannula which is a tube (tube body) for sending and discharging gas and liquid, and more particularly to a cannula for preventing the spread of flame and an improvement of an oxygen concentrator to which this cannula is applied.
圧力スイング吸着法を利用した酸素濃縮装置は、原料空気中の酸素を透過させて窒素を選択的に吸着するゼオライトを吸着剤として用いることで濃縮酸素を得る構成になっている。
この方式の酸素濃縮装置によれば、取り込んだ原料空気をコンプレッサで圧縮して圧縮空気を発生して、吸着剤を内蔵した吸着筒に対してこの圧縮空気を供給することで該吸着剤に窒素を吸着させ酸素を生成する。そして、生成された濃縮酸素はタンクに貯めておき、減圧弁や流量設定器を介してタンクから所定流量の酸素を供給可能な状態にすることで、患者は鼻カニューラ等の器具を用いて酸素吸入ができる。
An oxygen concentrator utilizing the pressure swing adsorption method is configured to obtain concentrated oxygen by using, as an adsorbent, zeolite that permeates oxygen in the raw material air and selectively adsorbs nitrogen.
According to this type of oxygen concentrator, the raw material air taken in is compressed by a compressor to generate compressed air, and this compressed air is supplied to an adsorbing cylinder with a built-in adsorbent, thereby supplying nitrogen to the adsorbent. Is adsorbed to generate oxygen. The produced concentrated oxygen is stored in a tank, and a predetermined flow rate of oxygen can be supplied from the tank via a pressure reducing valve or a flow rate setting device, so that the patient can use a device such as a nasal cannula to Inhalation is possible.
この酸素濃縮装置はAC電源(商用交流電源)が利用できる場所に設置しておけば、例えば肺機能が低下した在宅酸素療法患者が、就寝中でも安全に酸素を吸うことができるようになり安眠できる。 If this oxygen concentrator is installed in a place where an AC power supply (commercial AC power supply) can be used, for example, a home oxygen therapy patient with reduced lung function can safely take oxygen during sleep and can sleep well. .
慢性気管支炎等の呼吸器疾患の患者の治療法として有効となる長期酸素吸入療法に使用される酸素濃縮装置は、一般的には可搬型ではなく、患者が外出先に持ち出せるようには構成されていない。
他方、患者が外出等で移動したり、家屋や医療施設内で部屋間の移動に便利なように、あるいは在宅配置における限られた配置スペースに適するように、小型で可搬に適するように構成した酸素濃縮装置も知られている (特許文献1を参照)。
Oxygen concentrators used for long-term oxygen inhalation therapy, which is effective as a treatment for patients with respiratory diseases such as chronic bronchitis, are generally not portable and are configured to be taken out by patients. Not.
On the other hand, it is configured to be small and portable so that patients can move when they are out, convenient to move between rooms in a house or medical facility, or suitable for limited space in home placement. Such an oxygen concentrator is also known (see Patent Document 1).
ところで、従来の酸素濃縮装置では、使用者は鼻カニューラをチューブとカプラを介して酸素濃縮装置の酸素出口部に対して接続して、酸素出口部から出る濃縮酸素を吸入する。しかし、使用者が鼻カニューラを用いて濃縮酸素を吸入している際に、酸素が助燃性ガスであるために、酸素濃縮装置の近くで喫煙する行為や火気を使用する行為は厳禁である。にもかかわらず、例えば使用者が喫煙をすることにより、鼻カニューラ等のチューブ先端に直接引火して事故が発生する恐れがあり、場合によっては火炎がチューブ内を伝播して酸素濃縮装置自体が引火して火災が拡大してしまう懸念がある。
そこで、本発明は、使用者がカニューラを用いて酸素を吸入している際に、火災や異常な高温環境にさらされた場合に、安全性を確保するためのカニューラと、該カニューラを用いた酸素濃縮装置を提供することを目的とする。
By the way, in the conventional oxygen concentrator, the user connects the nasal cannula to the oxygen outlet portion of the oxygen concentrator through the tube and the coupler, and inhales the concentrated oxygen coming out from the oxygen outlet portion. However, when the user is inhaling concentrated oxygen using a nasal cannula, since oxygen is a combustion-supporting gas, the act of smoking near the oxygen concentrator and the use of fire are strictly prohibited. Nevertheless, for example, if a user smokes, there is a risk that an accident may occur due to direct ignition of the tip of a tube such as a nasal cannula. In some cases, the flame propagates through the tube and the oxygen concentrator itself There is concern that the fire may spread due to ignition.
Therefore, the present invention uses a cannula for ensuring safety when the user is inhaling oxygen using a cannula and is exposed to a fire or an abnormally high temperature environment, and the cannula. An object is to provide an oxygen concentrator.
上記目的を達するため、本発明の火炎検出用カニューラは、可撓性材料で形成され気体や液体を送るためのチューブ状の本体と、該チューブ状の本体の長さ方向に沿って設けられ、該チューブ内の気体や液体に引火した際の火炎電流を検出する火炎検出装置の一部となるように、該チューブ内で互いに電気的に分離されている少なくとも一対の導電金属製の線材とを具備することを特徴とする。
上記構成によれば、カニューラに火移りした場合に、該カニューラが気体や液体を送る長さ方向に沿って互いに電気的に分離されている少なくとも一対の導電金属製の線材が配置されているから、カニューラのどの位置で火移りしても、発生した火炎の火炎電流により、線材同士が導通して、電流を生じる。したがって、前記線材に電流が流れたことを検出することにより、きわめて簡単な構成により火炎が生じたことを確実に検出することができる。
In order to achieve the above object, the flame detection cannula of the present invention is provided with a tube-shaped main body formed of a flexible material for sending gas or liquid, and along the length direction of the tube-shaped main body. At least a pair of conductive metal wires that are electrically separated from each other in the tube so as to become part of a flame detection device that detects a flame current when the gas or liquid in the tube ignites. It is characterized by comprising.
According to the above configuration, when the cannula is transferred to the cannula, at least a pair of conductive metal wires that are electrically separated from each other along the length direction in which the cannula sends gas or liquid are disposed. In any position of the cannula, the wire is brought into conduction by the flame current of the generated flame to generate an electric current. Therefore, by detecting that a current has flowed through the wire, it is possible to reliably detect that a flame has occurred with a very simple configuration.
本発明の火炎検出用カニューラは、好ましくは、前記火炎検出装置がフレームロッド装置であり、前記チューブ状の本体の長さ方向に配置される前記線材は、前記チューブ状本体の肉厚の内部に埋設された電極であることを特徴とする。
上記構成によれば、電極となる線材が、カニューラの内部、すなわち、送排する気体等の通路に露出していないので、該気体や液体等から悪影響を受けることがなく、錆びや断線などの故障の心配がない。
In the flame detection cannula of the present invention, preferably, the flame detection device is a frame rod device, and the wire arranged in the length direction of the tube-shaped main body is disposed inside the wall thickness of the tube-shaped main body. It is a buried electrode.
According to the above configuration, since the wire used as the electrode is not exposed to the inside of the cannula, that is, the passage of the gas to be discharged or discharged, it is not adversely affected by the gas, liquid, etc. There is no worry about breakdown.
本発明の火炎検出用カニューラは、好ましくは、前記チューブ状本体の端部から所定長さの位置において、筒状の内面の互いに離間した位置に、各線材と個別に接続されたターミナル部を設けたことを特徴とする。
上記構成によれば、カニューラ同士やカニューラと機器本体とのジョイントの際に、前記ターミナルを設けると、他のカニューラや機器本体との電気的接続がきわめて容易となる。
The flame detection cannula of the present invention is preferably provided with a terminal portion individually connected to each wire rod at a predetermined distance from the end of the tubular main body at a position spaced from each other on the cylindrical inner surface. It is characterized by that.
According to the above configuration, when the terminal is provided at the joint between the cannulas and the cannula and the device main body, the electrical connection with the other cannula or the device main body becomes extremely easy.
本発明の火炎検出用カニューラは、好ましくは、前記ターミナルに対応した位置に外部から視認できるマーカーが設けられていることを特徴とする。
上記構成によれば、他のカニューラや機器本体との接続際に、相手側の電極等に対して容易に位置合わせすることができる。
The flame detection cannula of the present invention is preferably characterized in that a marker that can be visually recognized from the outside is provided at a position corresponding to the terminal.
According to the said structure, when connecting with another cannula or an apparatus main body, it can align with respect to the other party electrode etc. easily.
また、上記目的を達成するため、本発明の酸素濃縮装置は、原料空気を圧縮して圧縮空気を発生するコンプレッサと、前記圧縮空気から得られる酸素を出すための酸素出口部と、鼻カニューラを構成するチューブを着脱するために前記酸素出口部に設けられるカプラとを備えており、前記鼻カニューラが、上記した構成の火炎検出用カニューラであって、前記鼻カニューラの一部に引火することにより、該引火した炎の火炎電流により前記各線材間が導通することにより、予め定めた値以上の電流値が検出されたと判断すると、前記コンプレッサの動作を停止して前記酸素の供給を遮断する制御部を有していることを特徴とする。
上記構成によれば、鼻カニューラへの火移りにより、直ちに出火を検出することができ、火災に至る前に確実に装置の運転を止めて酸素の供給を停止することができる。すなわち、鼻カニューラ内の前記線材の存在箇所まで炎達した時点で直ちに酸素の供給を停止することができ、鼻カニューラへの着火による火災をきわめて早期に検出して確実に火災や火傷等を確実に防止することができる。
In order to achieve the above object, an oxygen concentrator of the present invention comprises a compressor that compresses raw air to generate compressed air, an oxygen outlet for discharging oxygen obtained from the compressed air, and a nasal cannula. A coupler provided at the oxygen outlet for attaching and detaching the constituting tube, and the nasal cannula is a flame detection cannula configured as described above, and ignites a part of the nasal cannula. When the current between the wires is determined to be conductive by the flame current of the ignited flame, it is determined that a current value equal to or greater than a predetermined value has been detected, and the operation of the compressor is stopped and the supply of oxygen is shut off. It has the part.
According to the above configuration, it is possible to immediately detect a fire by transferring the fire to the nasal cannula, and it is possible to reliably stop the operation of the apparatus and stop the supply of oxygen before reaching the fire. In other words, the supply of oxygen can be stopped immediately when the flame reaches the location of the wire in the nasal cannula, and fires due to ignition of the nasal cannula can be detected very early to ensure fire and burns. Can be prevented.
本発明は、使用者がカニューラを用いて酸素を吸入している際に、火災や異常な高温環境にさらされた場合に、安全性を確保するためのカニューラと、該カニューラを用いた酸素濃縮装置を提供することができる。 The present invention provides a cannula for ensuring safety when a user is inhaling oxygen using a cannula and is exposed to a fire or an abnormally high temperature environment, and an oxygen concentration using the cannula. An apparatus can be provided.
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
図1は、本発明のコンプレッサを備える酸素濃縮装置の実施形態の外観を示す前側から見た斜視図である。図2は、図1の酸素濃縮装置の外観の背面図である。
図1と図2に示す酸素濃縮装置1は、好ましくは携帯型(可搬型や移動型ともいう)の酸素濃縮装置である。図1に示す酸素濃縮装置1は、例えば、酸素生成原理として圧縮空気による圧縮空気力変動吸着法(PSA:正圧変動吸着法)を用いている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view seen from the front side showing the appearance of an embodiment of an oxygen concentrator equipped with a compressor of the present invention. FIG. 2 is a rear view of the appearance of the oxygen concentrator in FIG.
The
図1と図2に示す酸素濃縮装置1は、一例として酸素流量が最大5Lクラスの酸素濃縮装置であり、酸素流量の設定単位は、例えば0.25L〜5.00Lまで設定されている。酸素濃縮装置1は、ほぼ直方体状の主筐体2と、流量設定が可能な表示部128と、加湿器Gと、カニューラ掛け2Kと、4隅のキャスタ2Tを有している。
主筐体2は、フロントパネル2Fと、左右のサイドパネル2Sと、リアパネル2Rと、上面部2Dと、底部2Bを有している。
図1に示すように、上面部2Dには表示部128と、酸素出口部100と、電源スイッチ101と、酸素流量設定ボタン102が配置されている。フロントパネル2Fの上部には、加湿器Gの配置部2Gが設けられている。キャスタ2Tは底部2Bの四隅部分に配置され、酸素濃縮装置1はこれらのキャスタ2Tを用いて移動可能になっている。
The
The
As shown in FIG. 1, a
図2を参照すると、リアパネル2Rは、上部の中央位置に主筐体2内に外気を取り入れるための空気取り入れ口5が形成され、下部の右側に主筐体2内の温まった空気を外部に排出するための排気口6が形成されている。空気取り入れ口5の内面側には、空気取り入れ口フィルタ7が着脱可能に装着されている。その他に、左右のサイドパネル2Sは取手8を有し、底部2Bは巻き取り式の電源コード9を有している。
Referring to FIG. 2, in the
図3は、図1と図2に示す酸素濃縮装置1の内部構造例を示す斜め後ろ側から見た斜視図である。
図3に示すように、底部2Bの上にはコンプレッサ10が設定され、このコンプレッサ10は、直方体状の防音用のコンプレッサケース4内に配置されている。コンプレッサケース4の背面部には、第1吸着筒体31と第2吸着筒体32がX方向に沿って間隔をおいて、しかもZ方向(垂直方向)に沿って平行に立てて固定されている。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of the internal structure of the
As shown in FIG. 3, a
図3に示すように、コンプレッサ10のスリーブ12は、配管15に接続されており、この配管15の途中には、冷却用のラジエータ13と3方向切換弁14B、14Cが接続されている。第1吸着筒体31の内側には、第1ファン34が取付けられ、第2吸着筒体32の内側には、第2ファン36が取付けられている。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、同形状の第1ファン34と第2ファン36は、例えばシロッコファンが用いられ、対面して位置されているが、第1ファン34と第2ファン36の取付け向きが、互いに上下逆になるように、しかも吸い込み口が互いに対面するようにして固定されている。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、冷却用のラジエータ13は、第1吸着筒体31と第2吸着筒体32の間であって、第1ファン34と第2ファン36の下部に配置されている。また、電源制御回路39が底部2Bに配置されている。
As shown in FIG. 3, the
次に、図4〜図7を参照して、鼻カニューラ70について説明する。
図4は、鼻カニューラ70が酸素濃縮装置1の酸素出口部100にカプラソケット71を用いて接続された状態を示す斜視図である。図5は、鼻カニューラ70の構成例を示す分解斜視図である。図6は、鼻カニューラ70のカプラソケット71と酸素出口部100を示す斜視図である。図7は、鼻カニューラ70のチューブの接続部とカプラソケット71と酸素出口部100を示す分解斜視図である。
図4と図5に示すように、鼻カニューラ70は、使用者Mが耳と鼻を利用して装着するカニューラの一例であり、装着部77と、チューブ72と、カプラの一例であるカプラソケット71を有する。チューブ72の一端部には接続部77Pを介して装着部77が接続され、チューブ72の他端部には接続部77Sを介してカプラソケット71が接続されている。
Next, the
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図6と図7に示すように、カプラソケット71は押圧ボタン71Nを有している。図6に示すように、使用者Mがこの押圧ボタン71NをE方向に押しながら、カプラソケット71をF方向(上方向)に引くことで、カプラソケット71は酸素出口部100からワンタッチで外すことができる。また、使用者Mがこの押圧ボタン71NをE方向に押しながら、カプラソケット71をF方向と逆方向に押すことで、カプラソケット71は酸素出口部100へワンタッチで装着して接続することができる。
図5に示すチューブ72は、通常の接続チューブやこの接続チューブを延長するための延長チューブを指す。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
A
すなわち、カニューラは、後述するように、本実施形態におけるような「鼻カニューラ」としてだけ使用できるのではなく、延長部分に配置されるチューブとしても使用できるし、他の用途のカニューラとして使用することもできる。
カニューラの材質や火炎検出センサとの関係については後で詳しく説明する。
That is, as will be described later, the cannula can be used not only as a “nasal cannula” as in the present embodiment, but also as a tube disposed in an extended portion, or used as a cannula for other purposes. You can also.
The relationship between the material of the cannula and the flame detection sensor will be described in detail later.
カプラソケット71は、例えば、全体が絶縁性の材料、好ましくは丈夫で耐久性のある合成樹脂材料により形成され、その外面を導電性金属材料により導電路を被覆するようにして形成することができる。
この場合、カプラソケット71は、好ましくは、難燃性樹脂、例えば米国のUL−94規格のV−0ランク品、または酸素指数が26以上の性能を有する難燃性樹脂を使用している。このカプラソケット71は、自己消火性を有する難燃性樹脂により形成されているが、自己消火性を有する難燃性樹脂とは、耐燃性を有する樹脂であり、接炎するときに着火するが、火炎が伝搬せずに火炎を取り去った後、一定時間内に自己消火する性質をいう。
The
In this case, the
このような難燃性樹脂でカプラソケット71の形状を形成した後で、その外面の互いに離間させて、電気的に接続されない箇所に、導電路もしくは導通被覆部71a,71bを形成する。
例えば、カプラソケット71を成形した後で、その外面71aに銀等の導電金属をスパッタリングにより成膜したり、無電解メッキにより導電金属を成膜して導通路としてもよい。あるいは、超高速スプレーによる吹き付け塗装により導電膜を塗膜したり、導電ペーストを塗って、導通路を形成することもできる。
このようにして、カプラソケット71の長さ方向に沿って、それぞれ異なる位置において、図7の縦方向の全長にわたって互いに絶縁された導電路71a,71bを露出形成することにより、機器側電極部を形成している。
また、図7に示すように、酸素出口部100は、リング状のフランジ部100Fと円筒部100G、100Hを有している。フランジ部100fは、円筒部100Gと円筒部100Hの間に形成されている。
この酸素出口部100は、例えば、熱伝導率の高いさびにくい金属材料、例えば銅合金やアルミニウム合金等により作られている。
After forming the shape of the
For example, after forming the
In this way, the
Further, as shown in FIG. 7, the
The
一方、図7に示すように、この酸素出口部100は、例えばフランジ部100Fを貫通する金属製の突起もしくは凸部等により2つの接点100M、100Lを設け、それぞれ導電路71a,71bと接触して、電気的に接続されるようになっている。
さらに、接点100M、100Lを、後述する火炎検出装置の一例としてのフレームロッド装置50の各線材58,59とそれぞれ接続し、フレームロッド装置50に伝達された火炎電流をマイクロアンペア単位の電流変化として、中央制御部200により検出するようにしている。接点100Lは、図示しないコイルスプリング等の付勢手段により弾性的に突出するようにしてもよい。
中央制御部200は、濃縮酸素を生成するためのさまざまな動作の制御を行う。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the
Further, the
The
図7に示すように、酸素出口部100の円筒部100Hには、継手79が接続されている。この継手79は、濃縮された酸素を、酸素出口部100を介してチューブ72側に供給するために接続されている。
図4と図7に示すように、酸素出口部100には、鼻カニューラ70のカプラソケット71が着脱可能に接続される。カプラソケット71は、チューブ72を介して鼻カニューラ70に接続されている。使用者は、鼻カニューラ70とチューブ72と酸素出口部100を経て、例えば最大流量5L/分の流量で、約90%程度以上に濃縮された酸素の吸入が可能である。
As shown in FIG. 7, a joint 79 is connected to the
As shown in FIGS. 4 and 7, a
次に、図8を参照して、上述した酸素濃縮装置1のシステム構成例を説明する。
図8は、酸素濃縮装置1のシステム構成例を示す図である。
図8に示す二重線は、原料空気、酸素、窒素ガスの流路となる配管を示している。また、細い実線は電源供給または電気信号の配線を示している。図8に示す酸素濃縮装置1の主筐体2は破線で示しており、この主筐体2は内部に配置された要素を密閉している密閉容器である。
Next, a system configuration example of the
FIG. 8 is a diagram illustrating a system configuration example of the
A double line shown in FIG. 8 indicates a pipe serving as a flow path for raw material air, oxygen, and nitrogen gas. A thin solid line indicates power supply or electric signal wiring. The
図8に示すように、主筐体2は、外気である原料空気を導入するための空気取り入れ口5と空気取り入れ口フィルタ7および排気するための排気口6を有している。空気取り入れ口5には、空気中の塵埃等の不純物を除去するための空気取り入れ口フィルタ7が交換可能に配置されている。原料空気は、コンプレッサ10が作動すると、空気取り入れ口フィルタ7を介して、内部の配管37と吸気フィルタ兼消音バッファ38と、この吸気フィルタ兼消音バッファ38に対して並列接続されている第1接続配管40と第2接続配管41を通じて、コンプレッサ10側に導入されるようになっている。
As shown in FIG. 8, the
このように原料空気は、コンプレッサ10に導入されて圧縮空気になるが、原料空気を圧縮する際に熱が発生する。このため、コンプレッサ10、特にスリーブ11,12は、冷却用の第1ファン34と第2ファン36からの送風により冷却する。そして、コンプレッサ10から配管15を通じて送られる圧縮空気は、ラジエータ13により冷却される。
このように圧縮空気を冷却することで、高温では機能低下してしまう吸着剤であるゼオライトの昇温を抑制できる。これにより、窒素の吸着により酸素を生成するための吸着剤として十分に機能できるようになり、酸素を90%程度以上にまで濃縮できる。
In this way, the raw air is introduced into the
By cooling the compressed air in this way, it is possible to suppress the temperature rise of the zeolite, which is an adsorbent that deteriorates in function at high temperatures. Thereby, it becomes possible to sufficiently function as an adsorbent for generating oxygen by adsorption of nitrogen, and oxygen can be concentrated to about 90% or more.
第1吸着筒体31と第2吸着筒体32は、並べて配置された吸着部材の一例であり、縦方向に並列に配置されている。これら第1吸着筒体31と第2吸着筒体32には、それぞれ三方向切換弁14B,14Cが接続されている。一方の3方向切換弁14Bの一端部が配管15に接続されている。一方の3方向切換弁14Bと他方の3方向切換弁14Cとが互いに接続され、さらに、他方の3方向切換弁14Cの一端部が配管15Rに接続されている。配管15Rの端部は、排気口6に達している。
3方向切換弁14B、14Cは、第1吸着筒体31と第2吸着筒体32にそれぞれ対応して接続されている。コンプレッサ10から発生する圧縮空気は、配管15と3方向切換弁14B、14Cを介して、第1吸着筒体31と第2吸着筒体32に対して交互に供給される。
The
The three-
触媒吸着剤であるゼオライトは、第1吸着筒体31と第2吸着筒体32内にそれぞれ貯蔵されている。このゼオライトは、例えばSi203/Al2O3比が2.0〜3.0であるX型ゼオライトであり、かつこのAl2O3の四面体単位の少なくとも88%以上をリチウムカチオンと結合させたものを用いることで、単位重量当たりの窒素の吸着量を増やせるようにしている。このゼオライトは、特に1mm未満の顆粒測定値を有するとともに、四面体単位の少なくとも88%以上をリチウムカチオンと融合させたものが好ましい。ゼオライトを使用することで、他の吸着剤を使う場合に比べて酸素を生成するために必要となる原料空気の使用量を削減できるようになる。この結果、圧縮空気を発生するためのコンプレッサ10をより小型化が図れ、コンプレッサ10の低騒音化を図ることができる。
Zeolite as the catalyst adsorbent is stored in the
図8に示すように、第1吸着筒体31と第2吸着筒体32の出口側には、逆止弁と絞り弁と開閉弁とからなる均等圧弁107が接続されている。均等圧弁107の下流側には、合流する配管60が接続されており、この配管60にはバッファ61が接続されている。このバッファ61は、第1吸着筒体31と第2吸着筒体32において分離生成された90%程度以上の濃度の酸素を貯蔵するための酸素貯蔵容器である。
As shown in FIG. 8, an
図8に示すように、バッファ61の下流側には、圧力調整器62が接続されており、圧力調整器62はバッファ61の出口側の酸素の圧力を一定に自動調整するレギュレータである。圧力調整器62の下流側には、フィルタ63を介してジルコニア式あるいは超音波式の酸素濃度センサ64が接続されており、酸素濃度センサ64は、酸素濃度の検出を間欠的に(10〜30分毎に)または連続的に行うようになっている。
As shown in FIG. 8, a
図8に示すように、バッファ61には、比例開度弁65が接続されている。この比例開度弁65は、中央制御部200の指令により流量制御部202からの信号により、酸素流量設定ボタン102の設定ボタン操作に連動して開閉する。比例開度弁65には酸素流量センサ66が接続されている。この酸素流量センサ66には、加湿器Gと酸素流量センサ67が接続されている。この酸素流量センサ67の後段には、酸素出口部100が接続されている。
図8に示す酸素出口部100には、鼻カニューラ70のカプラソケット71が着脱可能に接続される。カプラソケット71は、チューブ72を介して鼻カニューラ70に接続されている。患者は、鼻カニューラ70を経て、例えば最大流量5L/分の流量で、約90%程度以上に濃縮された酸素の吸入が可能である。
中央制御部200には、上述した火炎検出装置としてのフレームロッド装置50が接続されている。フレームロッド装置50の各線材58,59のカニューラ内への延長部分については、後で詳しく説明する。中央制御部200内には、フレームロッド装置50の電流を検出するための電流測定部(電流計)57が設けられている。また、フレームロッド装置には、5〜100V程度、好ましくは10〜24VのACまたはDC電源56が接続されている。この電源56は、後述する電気系統の電源から導くことができる。
As shown in FIG. 8, a
A
The
次に、図8を参照して電源系統を説明する。
図8に示すAC(商用交流)電源のコネクタ203は、電源制御回路39に電気的に接続され、電源制御回路39は商用交流電源の交流電圧を所定の直流電圧に整流する。内蔵電池204は、主筐体2に内蔵されている。内蔵電池204は、繰り返し充電可能な2次電池であり、内蔵電池204は電源制御回路39からの電力供給を受けて充電できる。
これにより、図1の中央制御部200が電源制御回路39を制御することで、電源制御回路39は、例えばACアダプタ203からの電力供給を受けて作動する第1電力供給状態と、内蔵電池204からの電力供給を受けて作動する第2電力供給状態の内の1つの供給状態に自動切換して使用できる。内蔵電池204は充電時のメモリ効果が少なく再充電時にも満杯充電できるリチウムイオン2次電池が良いが、従来からのニッカド電池やニッケル水素電池でも良い。
Next, a power supply system will be described with reference to FIG.
A
Accordingly, the
図8の中央制御部200は、モータドライバ210とファンモータドライバ211に電気的に接続されている。中央制御部200は生成する酸素量に応じた最適な動作モードに切り替えるプログラムが記憶されている。モータドライバ210とファンモータドライバ211は、中央制御部200の指令により、多くの酸素生成をする場合は自動的にコンプレッサ10と第1ファン34と第2ファン36を高速駆動し、少ない酸素生成時の場合にはコンプレッサ10と第1ファン34と第2ファン36を低速に回転駆動する制御を行う。
The
この中央制御部200には、所定動作プログラムを記憶したROM(読み出し専用メモ)が内蔵されるとともに、中央制御部200には、外部記憶装置と揮発メモリと一時記憶装置とリアルタイムクロックからなる回路が電気的に接続されている。中央制御部200は、通信コネクタ205を介して外部の通信回線等と接続することでアクセスが可能となる。
図8に示す3方向切換弁14B、14Cと均等圧弁107とをオンオフ制御することで、第1吸着筒体31と第2吸着筒体32内の不要ガスを脱離させるように制御する制御回路(図示せず)と、圧力調整器62と、流量制御部202と、酸素濃度センサ64が、中央制御部200に電気的に接続されている。流量制御部202は、比例開度弁65を制御し、酸素流量センサ66と酸素流量センサ67の酸素流量値は、中央制御部200に送られる。図8に示す中央制御部200には、酸素流量設定ボタン102と、表示部128と、電源スイッチ101と、表示スイッチ128Sが電気的に接続されている。
中央制御部200は、ブザーやランプ等の警報手段SPに電気的に接続されている。警報手段SPは、酸素の供給が遮断された時に、使用者に対して酸素の供給が遮断されたことを音や光で警報を発することができる。また、スピーカ290が、中央制御部200に電気的に接続され、このスピーカ290は、酸素の供給が遮断された時に、使用者に対して酸素の供給が遮断されたことを音声でガイドする。また、表示部128には、酸素の供給が遮断された時に、使用者に対して酸素の供給が遮断されたことを文字や絵で表示する。
The
A control circuit for controlling the three-
The
酸素流量設定ボタン102は、例えば90%程度以上に濃縮された酸素を毎分当たり0.25L(リットル)から最大で5Lまで0.25L段階で操作するごとに、酸素流量を設定できる。表示部128は、例えば、7セグメント表示の液晶ディスプレイなどの表示装置が利用されている。表示部128には、例えば酸素流量、酸素ランプ、警報アイコン(チューブ折れ、加湿器外れ、酸素濃度低下、電源供給停止、バッテリ残量、バッテリ運転中、充電ランプ)、積算時間等の表示項目を表示することができる。
The oxygen flow
図8に示すコンプレッサ10は、すでに説明したように圧縮空気のみを発生させることで正圧変動吸着法(PSA)により、圧縮空気を第1吸着筒体31と第2吸着筒体32内に送り、第1吸着筒体31と第2吸着筒体32内の吸着剤により圧縮空気中の窒素を吸着させる。コンプレッサ10の駆動用モータ53は、同期モータであっても、その他に例えば単相交流誘導モータであっても良いし、単相4極交流同期モータであっても良いし、特に種類は限定されない。
The
次に図9ないし図11を参照して、本実施形態に係る火炎検出装置の一例としてのフレームロッド装置50と、このフレームロッド装置50を構成するための火炎検出用カニューラ(以下、「カニューラ」と言う。)77について説明する。
図9に示すように、導電金属の線材58と59とによりいわゆるフレームロッド装置50を形成する。フレームロッド装置50に流れる電流を測定するための電流測定部57は、中央制御部200内もしくは中央制御部200と接続された電流計である。
線材58と59の延長部分であって、酸素濃縮装置の外部に導出されるカニューラ内の線材58a,59bは、図10、図11に示すように、該カニューラの長さ方向にそって、カニューラ内に配置されている。
これら線材は、導電性の金属線であれば、銅線、鉄や銀等の合金その他導電金属線ならなんでも使用することができる。
Next, referring to FIG. 9 to FIG. 11, a
As shown in FIG. 9, a so-called
As shown in FIGS. 10 and 11,
These wires can be used as long as they are conductive metal wires, copper wires, alloys such as iron and silver, and other conductive metal wires.
図10に示すカニューラ77は、筒体、すなわちチューブであり、気体や液体を送るために用いるものである。カニューラ77は、可撓性材料で形成されており、例えば塩化ビニルやシリコーン等の上部で、成形性に優れた種々の合成樹脂材料で形成することができる。
図10に示すように、線材58a,59bは互いに接触しないように、異なる位置を定めてカニューラ77の内部に配置される。すなわち、線材58a,59bは互いに接触しないようにして、カニューラ77の長さとほぼ同等の長さにし、該カニューラ77の長さ方向に沿って配置される。カニューラ77の長さ方向とは送気方向と同じである。
好ましくは、図10、図11に示すように、線材58aと59bとは、チューブの径方向に関して対向した位置であって、このチューブの肉厚の内部に埋設する。このようにすると、カニューラ77内を通る酸素に湿気が付与されていることから、湿気を含んだ酸素に暴露されることを避け、防錆効果が期待できる。
A
As shown in FIG. 10, the
Preferably, as shown in FIGS. 10 and 11, the
また、図10および図11に示すように、好ましくはカニューラ77であるチューブの取付け端部内側には、導電材料により所定長さの帯状部分を設けて、ターミナル81,82としている。各ターミナル81,82には、それぞれ線材58aと59aの各先端部が接続されている。
これにより図7で説明したように、カニューラ77の先端部にカプラソケット71の先端部を挿入した際に、該カプラソケット外面に設けた各導電路(電極)71a,71bと接触し、電気的に接続される。
このような電気的接続を容易にするため、カニューラ77の先端部77Sの外面には、長さ方向に着色した線、例えば赤い線等を補越して、上記したターミナル81,82に対応する位置にマーカー78a,78bを設けると好ましい。
さらに、図7で説明したカプラソケット71の先端部71Mをカニューラ77に挿入する際の目安のために、マーカー78a,78bの内端部を結ぶようにして、所定寸法の箇所で周方向に付けられた着色線78cを設けることもできる。これにより、挿入深さの目安とすることができる。そして、このようなマーカーを使いやすくするために、好ましくは、カニューラ材料を透明もしくはある程度透明、あるいは部分的にある程度の透明度を持たせると良い。
Further, as shown in FIGS. 10 and 11, a belt-like portion having a predetermined length is provided on the inner side of the attachment end of the tube, which is preferably a
Thus, as described with reference to FIG. 7, when the tip of the
In order to facilitate such electrical connection, the outer surface of the
Further, for the purpose of inserting the
図7に示すようにカプラソケット71の先端部71Mをカニューラ77の取付け端部77S内にねじ込むことにより、カニューラ77の内方への弾性が締め付け力となって、ターミナル81,82は、カプラソケット71の先端部71Mの外周に設けた各導電路(電極)71a,71bに押し付けられる。これにより、ターミナル81,82は、カプラソケット71との電気的接続を確実に得ることができる。
なお、線材58a,59aは、必ずしもカニューラ77の全長にわたって設ける必要はない。使用者の直近では、線材58a,59aを内蔵しないようにすることもできる。ただし機器使用中にタバコを吸う等によりカニューラ77に着火した場合、線材58a,59aが存在する箇所まで炎が到達しないと、酸素濃縮器による酸素の生成を停止できない。
As shown in FIG. 7, the
The
次に、上述した酸素濃縮装置1の動作例を、図8を参照して説明する。
図5と図9に示すように、使用者Mが酸素濃縮装置1に対してカニューラ70を用いて濃縮酸素を吸入する場合には、使用者Mはチューブ72の先端のカプラソケット71を酸素出口部100に対して押しこんで接続する。
図8に示す中央制御部200がモータドライバ210に指令して、モータドライバ210がコンプレッサ10の駆動用モータ53を始動して、駆動用モータ53の出力軸が連続回転をする。これにより、コンプレッサ10の第1ヘッド部のピストンと第2ヘッド部のピストンが往復移動する。
Next, an operation example of the
As shown in FIGS. 5 and 9, when the user M inhales concentrated oxygen to the
The
コンプレッサ10が動作すると、原料空気は、図8に示す空気取り入れ口5から取り入れられてフィルタ7により塵埃等の不純物を取り除き、内部の配管37と吸気フィルタ兼消音バッファ38と、並列接続された第1接続配管40と第2接続配管41を通じて、コンプレッサ10のスリーブ11,12内に導入される。このように、配管37から吸気フィルタ兼消音バッファ38に導入された原料空気は、吸気フィルタ兼消音バッファ38を通過して塵埃等が除去されるとともに騒音が低減された後に、並列接続された第1接続配管40と第2接続配管41に分かれて、図示しないピストンの動きに応じて原料空気が圧縮され、あるいはスリーブ11とスリーブ12内に原料空気が吸入される。
第1接続配管40と第2接続配管41は、吸気フィルタ兼消音バッファ38とコンプレッサ10の間における原料空気の導入経路を並列になるように複数系統に分けて、吸気フィルタ兼消音バッファ38とコンプレッサ10の吸入口を直接接続している。このことから、第1接続配管40と第2接続配管41の1本当たりの送るべき原料空気量を減らすことができる。言いかえれば、第1配管40と第2配管41の直径を小さく設定しても圧力損失が増加せずに済む。また、原料空気をコンプレッサ10に送る際の第1接続配管40と第2接続配管41の1本当たりの騒音も各段に小さくなるので、第1接続配管40と第2接続配管41を用いても、従来の1本の配管の途中を分岐して分岐配管を形成するのに比べて、騒音を低減できる。
そして、図8に示すコンプレッサ10が発生する圧縮空気は、配管15を介して、第1吸着筒体13と第2吸着筒体32側に供給できる。
When the
The
And the compressed air which the
一方、図8に示す中央制御部200は、モータドライバ211に指令を与えて第1ファン34と第2ファン36を回転させる。コンプレッサ10が原料空気を圧縮して圧縮空気を発生する際に、コンプレッサ10のスリーブ11,12はそれぞれ第1ファン34と第2ファン36の送風により冷却され、しかも配管15を通る圧縮空気は、ラジエータ13を通過することで冷却される。そして、圧縮空気は、配管15と3方向切換弁14B、14Cを経て第1吸着筒体31と第2吸着筒体32内の吸着剤を通過して窒素を吸着することにより、酸素が分離して生成される。バッファ61は、分離して生成された90%程度以上の濃度の酸素を貯蔵することができる。
On the other hand, the
図8の酸素濃度センサ66は、バッファ61からの酸素の濃度の検出を行う。比例開度弁65は、酸素流量設定ボタン102に連動して開閉する。そして、酸素は、酸素出口部100を経て、鼻カニューラ70に供給される。これにより、患者は、鼻カニューラ70を経て例えば最大流量5L/分の流量で、約90%程度以上に濃縮された酸素の吸入が可能である。
The
ところで、上述したように、使用者が鼻カニューラ70を用いて濃縮酸素を吸入している際に、火災や異常な高温環境にさらされた時に、鼻カニューラ70のチューブ72が直接着火したり、酸素濃縮装置1の表面が高温状態になるおそれがある。
そこで、例えばたばこの火が鼻カニューラ70のチューブ72に直接着火してしまった場合に、安全性を確保するために、濃縮酸素の供給を遮断する動作について説明する。
上述の運転時においては、中央制御部200は、常時、図12に火災防止制御をおこなっている(ST11)。
By the way, as described above, when the user is inhaling concentrated oxygen using the
Therefore, for example, when a cigarette fire directly ignites the
During the above-described operation, the
まず、例えば、図4に示す使用者Mが、例えば喫煙していて、たばこの火が鼻カニューラ70のチューブ72に万一着火した場合には、図9に示すように、火炎HIを介して線材58a,59aが対向して存在する状態となる。
ここで、中央制御部200は、常に電流計測部57によりフレームロッド装置50に火炎電流が流れているか、すなわち、線材58,59による電気回路に、予め定めたマイクロアンペア単位の値を超える電流を計測したかどうか監視している(ST12)。この閾値は予め図9のフレームロッド装置50においてカニューラに着火した際の火炎による火炎電流またはカニューラ内の火炎による火炎電流から得たデータを中央制御部200が記憶部に備えていて、当該用意された閾値を用いることができ、例えば3〜17μA、好ましくは5〜10μAである。
First, for example, when the user M shown in FIG. 4 is smoking, for example, and the cigarette fire ignites the
Here, the
ST12で否定結果を得た場合には、ST12の監視を継続する。
ST12で、閾値以上の電流を計測した場合には、計測電流値が閾値を越えた状態が予め定めた継続時間以上、例えば3秒間以上継続したことを、中央制御部200が知ると、中央制御部200は、「カニューラ着火」と判断し、警報手段SPにより使用者に対して警報を音や光あるいはその両方により知らせ、スピーカ290が、使用者に対して酸素の供給が遮断されたことを音声でガイドする。また、表示部128には、使用者に対して酸素の供給が遮断されたことを文字や絵で表示する。これにより、使用者は濃縮酸素の供給が遮断されたことを、耳と目で確実に認知することができる。
同時に、図8の中央制御部200は、モータドライバ210に指令を与えて、ポンプ10による圧縮空気の生成動作を停止させる。
これにより、カニューラ70やチューブ72が直接着火して火炎が伝搬しても、カプラソケット71に炎が到達することは無く、これを未然に防止し、安全性を確保するために、酸素出口部100と鼻カニューラ70への濃縮酸素の供給を遮断することができる(ST13、ST14)。
カニューラ着火により緊急停止した場合には、中央制御部200による火災防止制御は終了する(ST15)。
If a negative result is obtained in ST12, monitoring of ST12 is continued.
When the current exceeding the threshold is measured in ST12, the
At the same time, the
As a result, even if the
When the emergency stop is caused by cannula ignition, the fire prevention control by the
図13は、鼻カニューラの変形例を示している。
鼻カニューラ70−1において、図5に示す各部分と同一の箇所には共通する符号を付して、重複する説明は省略する。
この変形例では、途中にカプラソケット70−1および酸素出口部材100と同様の部材100−1を介して、延長用チューブ72−1を追加接続した構成を示している。
本実施形態の図9で説明した線状に延びる長く伸びる線材58a,59aは、これらの各チューブに内蔵することができる。
FIG. 13 shows a modification of the nasal cannula.
In the nasal cannula 70-1, the same parts as those shown in FIG.
In this modification, a configuration is shown in which an extension tube 72-1 is additionally connected through the coupler socket 70-1 and the member 100-1 similar to the
The long-extending
以上説明したように、本実施形態の酸素濃縮装置では、鼻カニューラへの火移りにより、直ちに出火を検出することができ、火災に至る前に確実に装置の運転止めて酸素の供給を停止することができる。すなわち、鼻カニューラ内の温接点の存在箇所まで炎達した時点で直ちに酸素の供給を停止することができ、鼻カニューラへの着火による火災をきわめて早期に検出して確実に火災や火傷等を確実に防止することができる。
このように、カニューラに着火した段階で早期に酸素を遮断して安全性を確保することができる。そして、酸素濃縮装置への延焼やこの装置自体の火災等の発生を未然に防止することができる。
As described above, in the oxygen concentrator of this embodiment, it is possible to immediately detect a fire by transferring to the nasal cannula, and reliably shut down the apparatus and stop the supply of oxygen before reaching a fire. be able to. In other words, the oxygen supply can be stopped immediately when the flame reaches the location of the hot junction in the nasal cannula, and fires due to ignition of the nasal cannula can be detected very early to ensure fire and burns. Can be prevented.
Thus, safety can be ensured by shutting off oxygen at an early stage when the cannula is ignited. Then, it is possible to prevent the occurrence of fire spread to the oxygen concentrator and fire of the device itself.
ところで、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明は様々な修正と変更が可能であり、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形が可能である。
本発明の火炎検出用カニューラは酸素濃縮装置だけでなく、種々の医療器具に適用することができる。
火炎検出用カニューラには、一対の線材ではなく、一対を超える複数本の線材を内蔵させてもよいことは勿論である。
フレームロッド装置は、実施例に限定されるものでなく、種々の構成を採用することができる。
例えば、図9の構成において、線材58aと59aの太さを異ならせて、火炎との接触面積を4対1となるようにすれば、火炎発生により流れる火炎電流が半波整流され、直流電流を得ることができる。このようにすることで、より正確な火炎検出を行うこともできる。
また、圧力スイング吸着法を利用した酸素濃縮装置に限らず、膜型の酸素濃縮装置に適用が可能である。
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made to the present invention, and various modifications can be made within the scope described in the claims.
The flame detection cannula of the present invention can be applied not only to an oxygen concentrator but also to various medical instruments.
Of course, the flame detection cannula may contain a plurality of wires exceeding a pair instead of a pair of wires.
The frame rod device is not limited to the embodiment, and various configurations can be adopted.
For example, in the configuration of FIG. 9, if the thicknesses of the
Further, the present invention can be applied not only to an oxygen concentrator using a pressure swing adsorption method but also to a membrane oxygen concentrator.
1・・・酸素濃縮装置、2・・・主筐体、10・・・コンプレッサ、50・・・火炎検出装置、56・・・電源、70・・・鼻カニューラ(カニューラの一例)、71・・・カプラソケット(カプラの一例)、72・・・チューブ、100・・・酸素出口部(材)、290・・・スピーカ、SP・・・警報手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該チューブ状の本体の長さ方向に沿って設けられ、該チューブの気体や液体に引火した際の火炎電流を検出する火炎検出装置の一部となるように、該チューブ内で互いに電気的に分離されている少なくとも一対の導電金属製の線材と
を具備することを特徴とする火炎検出用カニューラ。 A tubular body made of a flexible material for sending gas and liquid;
It is provided along the length direction of the tube-shaped main body, and is electrically connected to each other in the tube so as to become a part of a flame detection device that detects a flame current when the gas or liquid in the tube is ignited. A flame detection cannula comprising at least a pair of conductive metal wires separated from each other.
前記圧縮空気から得られる酸素を出すための酸素出口部と、
鼻カニューラを構成するチューブを着脱するために前記酸素出口部に設けられるカプラと
を備えており、
前記鼻カニューラが、前記請求項1ないし4のいずれか1項に記載の火炎検出用カニューラであって、
前記鼻カニューラの一部に引火することにより、該引火した炎の火炎電流により前記各線材間が導通することにより、予め定めた値以上の電流値が検出されたと判断すると、前記コンプレッサの動作を停止して前記酸素の供給を遮断する制御部を有している
ことを特徴とする酸素濃縮装置。 A compressor that compresses raw material air to generate compressed air;
An oxygen outlet for taking out oxygen obtained from the compressed air;
A coupler provided at the oxygen outlet for attaching and detaching a tube constituting the nasal cannula,
The nasal cannula is the flame detection cannula according to any one of claims 1 to 4,
When it is determined that a current value equal to or greater than a predetermined value has been detected by igniting a part of the nose cannula, whereby the wire rods are connected by the flame current of the ignited flame, the operation of the compressor is performed. An oxygen concentrator having a control unit that stops and shuts off the supply of oxygen.
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