JP2019017671A - Oxygen concentrator - Google Patents

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圭介 服田
Keisuke Fukuda
圭介 服田
須田　正憲
Masanori Suda
正憲 須田
裕次 松元
Yuji Matsumoto
裕次 松元
悦也 池田
Etsuya Ikeda
悦也 池田
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Abstract

To provide an oxygen concentrator which can achieve weight reduction and power saving of an oxygen concentrator, and supply a proper amount of oxygen concentrated gas to a patient or the like.SOLUTION: An oxygen concentrator 1 calculates a valve open time of a sixth electromagnetic valve 33 on the basis of a function, according to pressure (inside of tank pressure Pt) of oxygen concentrated gas detected by a pressure sensor 41, and an arrangement coefficient of a function (F) set for calculating a valve open time of the sixth electromagnetic valve 33 according to a parameter of a prescribed function (F) preset, namely, a target oxygen amount X. Then, according to the valve open time, an operation of the sixth electromagnetic valve 33 is controlled. Therefore, without using a flow meter, a proper amount of oxygen concentrated gas can be supplied to a user such as a patient. Namely, the flow meter is not provided so that the oxygen concentrator 1 can be reduced in weight and can save power, and it is possible to accurately supply a proper amount of oxygen concentrated gas to a patient.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、使用者の呼吸状態に応じて酸素濃縮気体の供給状態を調節する呼吸同調機能を有する酸素濃縮装置に関するものであり、例えば患者等の使用者が搬送や携帯が可能な可搬型又は携帯型などの酸素濃縮装置に関するものである。   The present disclosure relates to an oxygen concentrator having a breathing synchronization function that adjusts a supply state of an oxygen-enriched gas according to a user's breathing state. For example, a portable type that can be transported or carried by a user such as a patient or the like The present invention relates to a portable oxygen concentration device.

従来より、例えば慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）等の患者に高濃度の酸素を供給する装置として、例えば空気中から窒素を吸着除去した酸素濃縮気体を供給する医療用の酸素濃縮装置や、酸素ガスを充填した酸素ボンベが知られている。   Conventionally, as a device for supplying high-concentration oxygen to patients such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD), for example, a medical oxygen concentrator for supplying oxygen-enriched gas obtained by adsorbing and removing nitrogen from the air, An oxygen cylinder filled with gas is known.

このうち、酸素濃縮装置は、長時間にわたり酸素濃縮気体を供給できるので、例えば家庭などで長期間にわたり療養する患者に使用されている。
また、家庭等で使用される設置型の酸素濃縮装置とは別に、屋外で酸素濃縮気体を供給する装置として、肩掛け等が可能な軽量な携帯型の酸素濃縮装置や、歩行時等に車輪によって容易に移動させることができる可搬型の酸素濃縮装置が知られている。 Among these, the oxygen concentrator can supply the oxygen-enriched gas for a long time, and is used for patients who are treated for a long time at home, for example.
In addition to a stationary oxygen concentrator used at home, etc., as a device for supplying oxygen-concentrated gas outdoors, a lightweight portable oxygen concentrator that can be worn on the shoulder, etc. A portable oxygen concentrator that can be easily moved is known.

このような携帯型や可搬型の酸素濃縮装置（即ち小型の装置）は、酸素濃縮気体を有効に使用するために、通常、患者の呼吸に合わせて酸素濃縮気体を供給する機能（いわゆる呼吸同調機能）を備えている。   Such a portable or portable oxygen concentrator (that is, a small-sized device) usually has a function of supplying an oxygen-enriched gas in accordance with a patient's breathing (so-called breath synchronization) in order to effectively use the oxygen-enriched gas. Function).

また、この種の酸素濃縮装置では、例えば患者に対して好適に酸素濃縮気体を供給するために、各種の技術が提案されている（例えば下記特許文献１〜３参照）。
例えば特許文献１には、酸素濃度と流量とに応じて、圧等化弁の開弁時間を補正する補正手段を備えた酸素濃縮器が開示されている。 In this type of oxygen concentrator, various techniques have been proposed in order to supply the oxygen-enriched gas to a patient, for example (see, for example, Patent Documents 1 to 3 below).
For example, Patent Document 1 discloses an oxygen concentrator provided with correction means for correcting the valve opening time of the pressure equalization valve in accordance with the oxygen concentration and the flow rate.

また、特許文献２には、ガス流量を制御する流量制御手段が、ガス流量を測定する流量測定手段の測定結果を用い、ＰＩＤ制御又はＰＩ制御によって、コントロールバルブの開度を制御する酸素濃縮器が開示されている。   Patent Document 2 discloses an oxygen concentrator in which a flow rate control unit that controls a gas flow rate uses a measurement result of a flow rate measurement unit that measures a gas flow rate, and controls the opening of a control valve by PID control or PI control. Is disclosed.

さらに、特許文献３では、吸気と呼気との時間比を１：２として、１回の呼吸時間の最初の１／３期間において酸素を供給するとともに、その時の酸素供給量は、患者が設定した酸素流量を１分間の呼吸回数に除した量に調節する技術が開示されている。   Furthermore, in Patent Document 3, the time ratio between inspiration and expiration is 1: 2, and oxygen is supplied in the first 1/3 period of one breathing time, and the oxygen supply amount at that time is set by the patient. A technique for adjusting the oxygen flow rate to an amount divided by the number of breaths per minute is disclosed.

特開２００４−３４４２４１号公報JP 2004-344241 A 特開２００３−１４４５５０号公報JP 2003-144550 A 特許第５１３４７４３号公報Japanese Patent No. 5134743

ところで、患者が例えば屋外などで酸素濃縮装置を使用する場合などでは、酸素濃縮装置が軽量であると運搬等が容易であり、また、省電力であると酸素濃縮装置を長時間使用できるので好ましいが、その対策は必ずしも十分ではなく、一層の改善が求められている。   By the way, when the patient uses the oxygen concentrator outdoors, for example, it is preferable that the oxygen concentrator is light in weight so that it can be easily transported and the power saving can use the oxygen concentrator for a long time. However, the countermeasures are not always sufficient, and further improvement is required.

例えば、上述した呼吸同調機能を備えた酸素濃縮装置では、通常、酸素濃縮気体の流量
（酸素流量）を測定するために、例えば熱式質量流量計等の流量計が用いられるが、軽量化や省電力化のために、この流量計を搭載しないことが考えられる。 For example, in an oxygen concentrator equipped with the breathing synchronization function described above, a flow meter such as a thermal mass flow meter is usually used to measure the flow rate of oxygen-enriched gas (oxygen flow rate). It is conceivable that this flow meter is not installed for power saving.

ところが、流量計を備えていない酸素濃縮装置では、酸素流量をリアルタイムで計測しながら、酸素濃縮装置の出口側の電磁弁を開閉して、患者に供給する酸素濃縮気体の量（酸素供給量）を制御することは困難である。   However, in an oxygen concentrator without a flow meter, the amount of oxygen-concentrated gas supplied to the patient by opening and closing the solenoid valve on the outlet side of the oxygen concentrator while measuring the oxygen flow rate in real time (oxygen supply amount) It is difficult to control.

また、流量計を用いない方法として、酸素濃縮気体の圧力（例えば酸素タンクの圧力）と電磁弁の開放時間とを関連づけて、電磁弁の開放時間を調整して流量制御を行うことが考えられる。しかし、この場合には、電磁弁を開放する時間が同一でも、その上流にある酸素タンクの圧力の条件が異なると、患者に供給される酸素流量（従って酸素供給量）は同一にはならない。   Further, as a method not using a flow meter, it is conceivable to control the flow rate by adjusting the opening time of the solenoid valve by associating the pressure of the oxygen-enriched gas (for example, the pressure of the oxygen tank) with the opening time of the solenoid valve. . However, in this case, even if the time for opening the solenoid valve is the same, the oxygen flow rate (and hence the oxygen supply amount) supplied to the patient will not be the same if the pressure condition of the oxygen tank upstream is different.

しかも、患者の呼吸ペースは、一定ではなく状況により変動するので、その点からも、患者に対して適切な量の酸素濃縮気体を供給するのは容易ではない。
つまり、患者の呼吸ペースは、一定ではなく状況により変動するものであり、しかも、酸素タンクの圧力も、酸素生成を行う過程等で変動するので、適切な量の酸素濃縮気体を供給するのは容易ではない。 In addition, since the patient's respiratory pace is not constant but varies depending on the situation, it is not easy to supply an appropriate amount of oxygen-enriched gas to the patient.
In other words, the patient's respiratory pace is not constant and varies depending on the situation, and the pressure in the oxygen tank also varies during the oxygen generation process, etc. It's not easy.

本開示は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、酸素濃縮装置の軽量化や省電力化を実現するとともに、患者等に対して適切な量の酸素濃縮気体を供給できる酸素濃縮装置を提供することである。   The present disclosure has been made in order to solve the above-described problems. The purpose of the present disclosure is to reduce the weight and power consumption of an oxygen concentrator and to supply an appropriate amount of oxygen-enriched gas to a patient or the like. It is to provide an oxygen concentrator that can be used.

（１）本開示の第１局面は、空気中より酸素を濃縮して酸素濃縮気体を生成する構成と、酸素濃縮気体を蓄えるタンクと、タンクより下流にて酸素濃縮気体を使用者に供給する経路に配置されて、その経路を開閉する電磁弁と、を備え、使用者の呼吸状態に応じて酸素濃縮気体の供給状態を調節する呼吸同調機能を有する酸素濃縮装置に関するものである。   (1) The first aspect of the present disclosure is a configuration that generates oxygen-enriched gas by concentrating oxygen from the air, a tank that stores the oxygen-enriched gas, and an oxygen-enriched gas that is supplied downstream from the tank to the user. The present invention relates to an oxygen concentrator provided with a solenoid valve that is arranged in a path and opens and closes the path and has a breathing synchronization function that adjusts a supply state of an oxygen-enriched gas according to a breathing state of a user.

この酸素濃縮装置は、タンク内から電磁弁に到る経路にて、酸素濃縮気体の圧力を検出する圧力センサと、使用者の各吸気のタイミングに合わせて供給する酸素濃縮気体の目標供給量を算出する第１演算部と、目標供給量に応じて、電磁弁の開弁時間を算出するために予め設定された関数のパラメータを求める第２演算部と、圧力センサによって検出された酸素濃縮気体の圧力とパラメータとに応じて、前記関数に基づいて電磁弁の開弁時間を算出する第３演算部と、第３演算部にて算出された開弁時間に応じて、電磁弁の動作を制御する制御部と、を備えている。   This oxygen concentrator has a pressure sensor that detects the pressure of the oxygen-enriched gas in the path from the tank to the solenoid valve, and a target supply amount of the oxygen-enriched gas that is supplied in accordance with the timing of each intake of the user. A first calculation unit to calculate; a second calculation unit to obtain a parameter of a function set in advance to calculate the valve opening time of the electromagnetic valve according to the target supply amount; and oxygen-enriched gas detected by the pressure sensor According to the pressure and the parameter of the third operation unit that calculates the valve opening time of the electromagnetic valve based on the function, and the operation of the electromagnetic valve according to the valve opening time calculated by the third operation unit A control unit for controlling.

このように、本第１局面では、圧力センサによって検出された酸素濃縮気体の圧力と、目標供給量に応じて電磁弁の開弁時間を算出するために予め設定された関数のパラメータと、に応じ、その関数に基づいて、目標供給量を供給するのに必要な電磁弁の開弁時間を算出し、その開弁時間に応じて、電磁弁の動作を制御している。   Thus, in the first aspect, the pressure of the oxygen-enriched gas detected by the pressure sensor and the parameters of the function set in advance to calculate the valve opening time of the electromagnetic valve according to the target supply amount Accordingly, based on the function, the valve opening time required to supply the target supply amount is calculated, and the operation of the electromagnetic valve is controlled according to the valve opening time.

従って、流量計を用いなくとも、患者等の使用者に対して適切な量（即ち目標供給量）の酸素濃縮気体を供給することができる。つまり、流量計を省略して、酸素濃縮装置の軽量化や省電力化を実現するとともに、使用者に対して適切な量の酸素濃縮気体を精度良く供給できるという顕著な効果を奏する。   Therefore, an oxygen-enriched gas in an appropriate amount (that is, a target supply amount) can be supplied to a user such as a patient without using a flow meter. That is, the flow meter is omitted, and the oxygen concentrator can be reduced in weight and power can be saved, and an appropriate amount of oxygen-enriched gas can be accurately supplied to the user.

なお、前記目標供給量としては、１回の呼吸（詳しくは吸気期間）において使用者に供給する酸素濃縮気体の量（例えば後述する目標酸素量Ｘ、Ｙ）が挙げられる。
（２）本開示の第２局面では、第２演算部は、目標供給量に対応した１又は複数のパラメータが設定されたマップに基づいて、前記パラメータを求めてもよい。 Examples of the target supply amount include the amount of oxygen-enriched gas (for example, target oxygen amounts X and Y described later) supplied to the user during one breath (specifically, the inspiration period).
(2) In the second aspect of the present disclosure, the second calculation unit may obtain the parameter based on a map in which one or more parameters corresponding to the target supply amount are set.

本第２局面では、目標供給量に対応した１又は複数のパラメータが設定されたマップに基づいて、パラメータを求める。よって、そのパラメータを用いて、前記関数から目標供給量に対応した適切な開弁時間を設定できる。そのため、適切な量の酸素濃縮気体を提供できるという利点がある。   In the second aspect, parameters are obtained based on a map in which one or more parameters corresponding to the target supply amount are set. Therefore, an appropriate valve opening time corresponding to the target supply amount can be set from the function using the parameter. Therefore, there is an advantage that an appropriate amount of oxygen-enriched gas can be provided.

（３）本開示の第３局面では、前記関数は、酸素濃縮気体の圧力とパラメータとから電磁弁の開弁時間を算出する関数であって、少なくとも、酸素濃縮気体の圧力とパラメータとの積の項を有していてもよい。   (3) In the third aspect of the present disclosure, the function is a function for calculating a valve opening time of the solenoid valve from the pressure of the oxygen-enriched gas and the parameter, and at least the product of the pressure of the oxygen-enriched gas and the parameter It may have the term of.

本第３局面では、前記関数として、酸素濃縮気体の圧力とパラメータとの積の項を有する関数を用いるので、より適切な開弁時間を設定できる。そのため、一層精度良く適量の酸素濃縮気体を提供できるという利点がある。   In the third aspect, a function having a product term of the pressure of the oxygen-enriched gas and the parameter is used as the function, so that a more appropriate valve opening time can be set. Therefore, there is an advantage that an appropriate amount of oxygen-enriched gas can be provided with higher accuracy.

（４）本開示の第４局面では、酸素濃縮装置の始動時から、所定時間経過した以後又は所定回数の呼吸が検出された場合に、開弁時間に応じて、電磁弁の動作を制御してもよい。
通常、使用者の各吸気のタイミングに合わせて酸素濃縮気体を供給する場合には、例えば酸素濃縮装置の始動時に、使用者の呼吸状態（例えば１分間の呼吸数）を求め、この呼吸状態に対応して例えば１回の吸気の際に供給する目標供給量を算出する。 (4) In the fourth aspect of the present disclosure, the operation of the electromagnetic valve is controlled according to the valve opening time after a predetermined time has elapsed from when the oxygen concentrator is started or when a predetermined number of breaths are detected. May be.
Normally, when supplying oxygen-enriched gas in accordance with the timing of each inspiration of the user, for example, when the oxygen concentrator is started, the user's breathing state (for example, the breathing rate per minute) is obtained, and this breathing state is determined. Correspondingly, for example, a target supply amount to be supplied at the time of one intake is calculated.

ここで、例えば１分間の呼吸数を検出する場合には、所定時間又は所定回数の呼吸を検出する（即ちサンプリングを実施する）必要がある。そこで、本第４局面では、使用者の呼吸状態を検出するために、酸素濃縮装置の始動時から、所定時間経過した以後又は所定回数の呼吸が検出された場合に、十分なサンプリングが実施されたとして、上述した電磁弁の制御を行っている。   Here, for example, when detecting the respiration rate for one minute, it is necessary to detect respiration for a predetermined time or a predetermined number of times (that is, to perform sampling). Therefore, in the fourth aspect, in order to detect the breathing state of the user, sufficient sampling is performed after a predetermined time has elapsed since the start of the oxygen concentrator or when a predetermined number of breaths are detected. For example, the above-described solenoid valve is controlled.

これにより、適切な目標供給量を算出できるので、その目標供給量に応じた適切な電磁弁の制御を行うことができる。
（５）本開示の第５局面では、使用者の身体的特徴及び／又は健康状態に応じて、開弁時間を調節してもよい。 Thereby, since an appropriate target supply amount can be calculated, it is possible to control an appropriate solenoid valve according to the target supply amount.
(5) In the fifth aspect of the present disclosure, the valve opening time may be adjusted according to the physical characteristics and / or health of the user.

使用者の身体的特徴や健康状態が異なる場合には、使用者に供給すべき酸素濃縮気体の量（従って目標供給量）が異なる。従って、使用者の身体的特徴や健康状態に応じて、電磁弁の開弁時間を調節して、酸素濃縮気体の供給量等を制御することにより、必要な分だけ使用者に酸素濃縮気体を供給できる。   When the user's physical characteristics and health conditions are different, the amount of oxygen-enriched gas to be supplied to the user (and hence the target supply amount) is different. Therefore, by adjusting the opening time of the solenoid valve according to the user's physical characteristics and health condition, and controlling the supply amount of the oxygen-enriched gas, etc., the oxygen-enriched gas is supplied to the user as much as necessary. Can supply.

これにより、長い期間にわたり、酸素濃縮気体を供給できるという効果がある。つまり、例えば屋外で携帯型の酸素濃縮装置を使用する場合に、長時間にわたり酸素濃縮装置を駆動できるという効果がある。   Accordingly, there is an effect that the oxygen-enriched gas can be supplied over a long period. That is, for example, when a portable oxygen concentrator is used outdoors, the oxygen concentrator can be driven for a long time.

なお、身体的特徴としては、年齢、性別、身長、体重が挙げられ、健康状態としては、疾患の種類と疾患の程度が挙げられる。
（６）本開示の第６局面では、酸素濃縮装置の始動時から、所定時間経過する前又は所定回数の呼吸が検出されない場合には、使用者の身体的特徴及び／又は健康状態に応じて予め設定された初期設定の開弁時間に基づいて、電磁弁の動作を制御してもよい。 Physical characteristics include age, sex, height, and weight, and health status includes the type of disease and the degree of disease.
(6) In the sixth aspect of the present disclosure, depending on the user's physical characteristics and / or health condition, when a predetermined time has not elapsed or when a predetermined number of breaths have not been detected since the start of the oxygen concentrator. The operation of the solenoid valve may be controlled based on a preset initial valve opening time.

酸素濃縮装置の始動時には、呼吸状態のサンプリングができていないので、精度よく目
標供給量を算出することは容易ではない。
しかし、本第６局面では、酸素濃縮装置の始動直後は、使用者の身体的特徴及び／又は健康状態に応じて、電磁弁の動作を制御するので、始動直後で十分にサンプリングができない場合でも、必要な量の酸素濃縮気体を供給できるという利点がある。 At the time of starting the oxygen concentrator, since the respiratory state is not sampled, it is not easy to accurately calculate the target supply amount.
However, in this sixth aspect, immediately after starting the oxygen concentrator, the operation of the solenoid valve is controlled according to the physical characteristics and / or health of the user, so even if sampling cannot be performed immediately after starting, There is an advantage that a necessary amount of oxygen-enriched gas can be supplied.

（７）本開示の第７局面では、酸素濃縮気体の流量を計測する流量計を備えていなくともよい。
このように、酸素濃縮装置に、例えば熱式質量流量計等の流量計を備えていない場合には、流量計を省略した分だけ、酸素濃縮装置の軽量化や省電力化を促進することができる。 (7) In the seventh aspect of the present disclosure, a flow meter that measures the flow rate of the oxygen-enriched gas may not be provided.
As described above, when the oxygen concentrator does not include a flow meter such as a thermal mass flow meter, it is possible to promote weight reduction and power saving of the oxygen concentrator as much as the flow meter is omitted. it can.

第１実施形態の酸素濃縮装置の基本構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic composition of the oxygen concentration apparatus of 1st Embodiment. 第１実施形態の酸素濃縮装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of the oxygen concentrator of 1st Embodiment. 第１実施形態の酸素濃縮装置の電子制御装置による制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing by the electronic controller of the oxygen concentrator of 1st Embodiment. 疾患の程度と性別と年齢とから目標酸素量Ｙを抽出するためのマップＡを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the map A for extracting the target oxygen amount Y from the grade of disease, sex, and age. 目標酸素量Ｘから配列係数を抽出するためのマップＢを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the map B for extracting an arrangement | sequence coefficient from the target oxygen amount X. FIG. 第２実施形態の酸素濃縮装置の電子制御装置による制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing by the electronic controller of the oxygen concentrator of 2nd Embodiment. 疾患の程度と性別と年齢とから調整係数αを抽出するためのマップＣを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the map C for extracting the adjustment coefficient (alpha) from the grade of disease, sex, and age.

以下、本開示の酸素濃縮装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
［１．第１実施形態］
本第１実施形態の酸素濃縮装置は、重量が例えば１０ｋｇ以下の可搬型の酸素濃縮装置である。なお、本第１実施形態は、重量が例えば３ｋｇ以下の携帯型の酸素濃縮装置にも適用できる。 Hereinafter, an embodiment of an oxygen concentrator according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[1. First Embodiment]
The oxygen concentrator of the first embodiment is a portable oxygen concentrator having a weight of, for example, 10 kg or less. In addition, this 1st Embodiment is applicable also to the portable oxygen concentration apparatus whose weight is 3 kg or less, for example.

この酸素濃縮装置は、空気中から窒素を吸着して除去することにより、酸素を濃縮し、使用者である例えば患者に対して、所定の連続流量（第１流量；例えば毎分２Ｌ）の酸素濃縮気体を連続することができる。また、必要に応じて呼吸同調に切り換えることにより、患者の吸気期間のみに、所定の流量（第２流量；連続流量換算で例えば毎分６Ｌ）の酸素濃縮気体を供給できる。なお、常に呼吸同調によって酸素濃縮気体を供給してもよい。［１−１．酸素濃縮装置の全体構成］
ａ）まず、酸素濃縮装置の基本構成について説明する。 This oxygen concentrator concentrates oxygen by adsorbing and removing nitrogen from the air, and for example a patient who is a user, for example, a predetermined continuous flow rate (first flow rate; for example, 2 L / min) of oxygen. The concentrated gas can be continuous. Further, by switching to respiratory synchronization as necessary, it is possible to supply oxygen-enriched gas at a predetermined flow rate (second flow rate; for example, 6 L / min in terms of continuous flow rate) only during the patient's inspiration period. Note that the oxygen-enriched gas may always be supplied by breathing synchronization. [1-1. Overall configuration of oxygen concentrator]
a) First, the basic configuration of the oxygen concentrator will be described.

図１に示す様に、本第１実施形態の酸素濃縮装置１は、本体ケース３に収容されており、その空気の導入路５は、上流側より、空気取入口７、空気を圧縮するコンプレッサ９、流路を開閉する４個の第１〜第４電磁弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ（１１と総称する）、一対の吸着筒１３ａ、１３ｂ（１３と総称する）などが設けられている。   As shown in FIG. 1, the oxygen concentrator 1 according to the first embodiment is accommodated in a main body case 3, and an air introduction path 5 is an air intake 7 from the upstream side, a compressor that compresses air. 9. Four first to fourth electromagnetic valves 11a, 11b, 11c, 11d (collectively referred to as “11”), a pair of adsorption cylinders 13a, 13b (collectively referred to as “13”), and the like for opening and closing the flow path are provided. .

なお、一対の吸着筒１３から窒素を外部に排気する排気路１５には、排気口１７が設けられている。
また、一対の吸着筒１３から、酸素濃縮気体を供給する供給路１９の構成として、その上流側から、一対の吸着筒１３間の流路２１を開閉する第５電磁弁２３、吸着筒１３側への逆流を防止する一対の逆止弁２５ａ、２５ｂ、酸素濃縮気体を溜める製品タンク２７、酸素濃縮気体の圧力を調節するレギュレータ２９、供給する酸素濃縮気体の流量を調節す
る流量設定器３１、酸素出口の直前の流路を開閉する第６電磁弁３３、酸素濃縮気体が供給される酸素出口３５等が設けられている。 An exhaust port 17 is provided in the exhaust path 15 for exhausting nitrogen from the pair of adsorption cylinders 13 to the outside.
Further, as a configuration of the supply path 19 for supplying the oxygen-enriched gas from the pair of adsorption cylinders 13, from the upstream side, the fifth electromagnetic valve 23 that opens and closes the flow path 21 between the pair of adsorption cylinders 13, the adsorption cylinder 13 side A pair of check valves 25a and 25b for preventing backflow to the product, a product tank 27 for storing oxygen-enriched gas, a regulator 29 for adjusting the pressure of the oxygen-enriched gas, a flow rate setting device 31 for adjusting the flow rate of the supplied oxygen-enriched gas, A sixth electromagnetic valve 33 that opens and closes the flow path immediately before the oxygen outlet, an oxygen outlet 35 to which oxygen-enriched gas is supplied, and the like are provided.

なお、この第６電磁弁３３の開閉動作によって、患者等の使用者への酸素濃縮気体の供給又は停止が実施される。
さらに、流量設定器３１と第６電磁弁３３との間には、酸素濃縮気体の酸素濃度を検出する酸素センサ３７が配置されている。第６電磁弁３３と酸素出口３５との間には、酸素出口３５における酸素濃縮気体の圧力（従って呼吸の際の圧力）を検出する呼吸圧センサ３９が配置されている。製品タンク２７には、製品タンクにおける酸素濃縮気体の圧力を検出する圧力センサ４１が配置されている。その他、酸素濃縮装置１には、大気圧を検出する大気圧センサ４３や周囲の温度を検出する温度センサ５３が配置されている。なお、酸素出口３５には、カニューラ（鼻カニューラ）４５が接続される。 Note that the oxygen-enriched gas is supplied to or stopped from a user such as a patient by opening / closing the sixth electromagnetic valve 33.
Further, an oxygen sensor 37 that detects the oxygen concentration of the oxygen-enriched gas is disposed between the flow rate setting device 31 and the sixth electromagnetic valve 33. Between the sixth electromagnetic valve 33 and the oxygen outlet 35, a breathing pressure sensor 39 for detecting the pressure of the oxygen-enriched gas at the oxygen outlet 35 (and hence the pressure during breathing) is disposed. The product tank 27 is provided with a pressure sensor 41 that detects the pressure of the oxygen-enriched gas in the product tank. In addition, the oxygen concentrator 1 is provided with an atmospheric pressure sensor 43 that detects atmospheric pressure and a temperature sensor 53 that detects ambient temperature. A cannula (nasal cannula) 45 is connected to the oxygen outlet 35.

なお、本第１実施形態の酸素濃縮装置１では、酸素濃縮気体の流量をリアルタイムで測定する、例えば熱式質量流量計等の流量計は取り付けられていない。
また、酸素濃縮装置１には、タッチパネルを兼ねる表示装置（ディスプレイ）４７、酸素濃縮装置１の動作を制御する電子制御装置４９、酸素濃縮装置１に電力を供給するバッテリ５１などが設けられている。 In the oxygen concentrator 1 of the first embodiment, a flow meter such as a thermal mass flow meter that measures the flow rate of the oxygen-enriched gas in real time is not attached.
The oxygen concentrator 1 is also provided with a display device 47 that also serves as a touch panel, an electronic control device 49 that controls the operation of the oxygen concentrator 1, a battery 51 that supplies power to the oxygen concentrator 1, and the like. .

ｂ）次に、上述した各構成について、更に詳細に説明する。
前記第１〜第４電磁弁１１は、電子制御装置４９により制御されて駆動する開閉弁である。従って、それぞれの電磁弁１１の開閉動作により、コンプレッサ９と一方の吸着筒１３との間を連通し且つ一方の吸着筒１３と排気路１５との間を遮断する状態と、コンプレッサ９と一方の吸着筒１３との間を遮断し且つ一方の吸着筒１３と排気路１５との間を連通する状態とに切り替えることができる。 b) Next, each configuration described above will be described in more detail.
The first to fourth solenoid valves 11 are open / close valves that are controlled and driven by the electronic control unit 49. Accordingly, the opening / closing operation of each solenoid valve 11 causes the compressor 9 and the one suction cylinder 13 to communicate with each other and the one suction cylinder 13 and the exhaust passage 15 to be shut off, It is possible to switch to a state in which the space between the adsorption cylinder 13 and the one adsorption cylinder 13 and the exhaust passage 15 are communicated with each other.

前記一対の吸着筒１３内には、ゼオライト系の吸着剤が充填されており、この吸着剤は、所定圧力に加圧すると空気中の窒素を優先的に吸着し、例えば大気圧まで圧力を下げると吸着した窒素を放出して吸着剤自身の再生を行うという性質を有する。   The pair of adsorption cylinders 13 is filled with a zeolite-based adsorbent, and this adsorbent preferentially adsorbs nitrogen in the air when pressurized to a predetermined pressure, and lowers the pressure to, for example, atmospheric pressure. And the adsorbent itself is regenerated by releasing the adsorbed nitrogen.

前記流量設定器３１は、表示装置４７のタッチパネルの操作により、酸素濃縮気体を供給する際の流量を設定できるものである。
具体的には、最大の連続流量の例えば毎分２Ｌまでは、オリフィスの調整により、連続流量を設定できる。また、最大の連続流量を超える流量を設定する場合には、連続流量の供給ができないので、その場合には、呼吸同調による制御に切り替える。なお、呼吸同調のみを行う酸素濃縮装置では、この流量設定器３１を省略することも可能である。 The flow rate setting device 31 can set the flow rate when supplying the oxygen-enriched gas by operating the touch panel of the display device 47.
Specifically, the continuous flow rate can be set by adjusting the orifice up to the maximum continuous flow rate, for example, 2 L / min. Further, when the flow rate exceeding the maximum continuous flow rate is set, the continuous flow rate cannot be supplied. In that case, the control is switched to the control by breathing synchronization. In the oxygen concentrator that performs only breathing synchronization, the flow rate setting device 31 can be omitted.

なお、表示装置４７のタッチパネルの操作により、流量の設定や、連続流量での供給と呼吸同調での供給との切り替えが可能となっている。
［１−２．酸素濃縮装置の電気的構成］
次に、酸素濃縮装置１の制御を行う電子制御装置４９等の電気的構成について説明する。 The operation of the touch panel of the display device 47 enables the setting of the flow rate and switching between supply at a continuous flow rate and supply at respiratory synchronization.
[1-2. Electrical configuration of oxygen concentrator]
Next, the electrical configuration of the electronic control unit 49 that controls the oxygen concentrator 1 will be described.

本第１実施形態では、酸素濃縮装置１の内部に、図２に示す様に、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部、バスライン等を備えたマイクロコンピュータを主要部とする電子制御装置４９が配置されている。   In the first embodiment, as shown in FIG. 2, an electronic control device having a microcomputer including a well-known CPU, ROM, RAM, input / output unit, bus line, and the like as a main part inside the oxygen concentrator 1. 49 is arranged.

なお、この電子制御装置４９のメモリ４９ａには、後述するように、例えば患者等の使用者に供給する酸素濃縮気体の量を調節する目的で、第６電磁弁３３の開弁時間を設定する際に用いられる各種のデータ（例えば図４等のマップなど）が記憶されている。   In addition, in the memory 49a of the electronic control unit 49, as will be described later, for example, the valve opening time of the sixth electromagnetic valve 33 is set for the purpose of adjusting the amount of oxygen-enriched gas supplied to a user such as a patient. Various data (for example, a map of FIG. 4 etc.) used at the time are stored.

この電子制御装置４９には、酸素センサ３７、呼吸圧センサ３９、圧力センサ４１、大気圧センサ４３、温度センサ５３、第１〜第６電磁弁１１、２１、３３、タッチパネルを兼ねる表示装置４７、電源スイッチ等の各種のスイッチ（図示せず）が接続されている。   The electronic control device 49 includes an oxygen sensor 37, a respiratory pressure sensor 39, a pressure sensor 41, an atmospheric pressure sensor 43, a temperature sensor 53, first to sixth electromagnetic valves 11, 21, 33, a display device 47 that also serves as a touch panel, Various switches (not shown) such as a power switch are connected.

なお、周知のように、呼吸圧センサ３９によって検出された圧力により、使用者が吸気の状態か呼気の状態かを判別することができるので、この圧力に基づいて呼吸同調の制御を行うことができる。   As is well known, it is possible to determine whether the user is in the inspiration state or the expiration state based on the pressure detected by the respiratory pressure sensor 39. Therefore, the respiration synchronization can be controlled based on this pressure. it can.

この呼吸同調の制御とは、使用者がカニューラ４５を通して酸素濃縮気体を吸気した時のわずかの負圧（例えば０．４ｍｍＨ２Ｏ）を検知し、患者の呼吸サイクルにおける吸気期間において酸素濃縮気体を供給するように、第６電磁弁３３を開閉する制御である。 This control of breathing synchronization is to detect a slight negative pressure (for example, 0.4 mmH 2 O) when the user inhales the oxygen-enriched gas through the cannula 45, and the oxygen-enriched gas is detected during the inspiration period in the patient's respiratory cycle. It is control which opens and closes the 6th solenoid valve 33 so that it may supply.

例えば、呼吸圧センサ３９によって、前記負圧を検出した場合に、第６電磁弁３３を開弁することにより、使用者の吸気期間において酸素濃縮気体の供給を開始することができる。
［１−３．酸素濃縮装置の制御処理］
次に、電子制御装置４９にて行われる制御処理について、図３〜図５に基づいて説明する。 For example, when the negative pressure is detected by the respiratory pressure sensor 39, the supply of the oxygen-enriched gas can be started during the inhalation period of the user by opening the sixth electromagnetic valve 33.
[1-3. Control processing of oxygen concentrator]
Next, control processing performed by the electronic control unit 49 will be described with reference to FIGS.

本制御処理は、呼吸同調を行っている場合に、使用者に供給する酸素濃縮気体の量（目標酸素量）を算出し、吸気期間において第６電磁弁３３の開閉を制御することにより、目標酸素量の酸素濃縮気体を使用者に供給する処理である。   This control process calculates the amount of oxygen-enriched gas to be supplied to the user (target oxygen amount) when breathing synchronization is performed, and controls the opening and closing of the sixth electromagnetic valve 33 during the inspiration period. This is a process for supplying an oxygen-enriched gas having an oxygen amount to the user.

まず、図３のフローチャートのステップ（Ｓ）１００では、酸素濃縮装置１の運転が開始されて、入力手段（例えばタッチパネル）によって使用者（患者）の諸元が入力されると、その諸元のデータが、メモリ４９ａに記憶される。   First, in step (S) 100 of the flowchart of FIG. 3, when the operation of the oxygen concentrator 1 is started and the specifications of the user (patient) are input by the input means (for example, a touch panel), the specifications of the specifications are displayed. Data is stored in the memory 49a.

ここで、患者の諸元としては、後述する図４に示すように、例えば、年齢及び性別等の身体的特徴や、ＣＯＰＤの疾患の程度（例えば軽度、中度、重度）等の健康状態などである。なお、表示装置４７に、身体的特徴や健康状態を表示する欄を設けておき、該当する欄を押すことによって、諸元の入力ができるようにすればよい。   Here, as shown in FIG. 4 to be described later, the patient's specifications include, for example, physical characteristics such as age and gender, health conditions such as the degree of COPD disease (eg, mild, moderate, severe), etc. It is. It should be noted that the display device 47 may be provided with a column for displaying physical characteristics and health status, and the specification can be input by pressing the corresponding column.

続くステップ１１０では、呼吸圧センサ３９によって、患者の呼吸（例えば吸気）を検知する。つまり、呼吸の際の圧力の変化によって、呼気や吸気の状態が分かるので、呼吸圧センサ３９の信号に基づいて、呼気や吸気の状態を検出することができる。   In the subsequent step 110, the respiratory pressure sensor 39 detects the patient's breathing (for example, inspiration). That is, since the state of exhalation and inspiration can be known from the change in pressure during breathing, the state of exhalation and inspiration can be detected based on the signal from the respiratory pressure sensor 39.

続くステップ１２０では、酸素濃縮装置１の運転開始から所定の呼吸回数分（例えば１０回）の呼吸データを計測したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１３０に進み、一方否定判断されるとステップ２００に進む。   In the following step 120, it is determined whether or not the respiration data for a predetermined number of respirations (for example, 10 times) from the start of operation of the oxygen concentrator 1 is measured. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 130, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to step 200.

なお、呼吸データとしては、例えば呼気や吸気の発生状態（詳しくは発生回数や発生の際の時間）が挙げられる。
ステップ２００では、必要な呼吸回数分の呼吸データが得られていないので、患者に供給する酸素濃縮気体の量として、初期値（目標酸素量Ｙ）を設定し、ステップ１５０に進む。なお、この初期値の目標酸素量Ｙとは、１回の吸気の際に患者に供給する量である。 The respiratory data includes, for example, the state of occurrence of exhalation and inspiration (specifically, the number of occurrences and the time at the time of occurrence).
In step 200, since respiration data for the necessary number of breaths has not been obtained, an initial value (target oxygen amount Y) is set as the amount of oxygen-enriched gas supplied to the patient, and the process proceeds to step 150. The initial target oxygen amount Y is the amount supplied to the patient during one inspiration.

具体的には、図４に示すようなマップＡを使用し、患者が入力した諸元、即ち、性別（男Ｍ、女Ｆ）、年齢、疾患の程度に基づいて、該当する目標酸素量Ｙ（即ち平均的な目標酸素量Ｙ）を求める。   Specifically, using the map A as shown in FIG. 4, the target oxygen amount Y corresponding to the specifications entered by the patient, that is, gender (male M, female F), age, and degree of disease. (In other words, an average target oxygen amount Y) is obtained.

例えば、疾患の程度が中度で、男性（Ｍ）、年齢が４１〜６５才である場合には、目標酸素量Ｙ２４を選択する。
なお、図４に示すようなマップＡは、予め実験等により求めたものであり、各諸元に応じて好ましいとされる平均的な目標酸素量Ｙを示すものである。 For example, when the degree of the disease is moderate, the male (M), and the age is 41 to 65 years old, the target oxygen amount Y 24 is selected.
Note that a map A as shown in FIG. 4 is obtained in advance by experiments or the like, and shows an average target oxygen amount Y that is preferable according to each specification.

一方、前記ステップ１２０で肯定判断されて進むステップ１３０では、必要な呼吸回数分の呼吸データが得られたので、患者の呼吸ペースＮを求める。この呼吸ペースＮは、１分間の呼吸回数であり、呼気又は吸気の発生回数を、その発生回数にかかった時間（分）で割ることにより求めることができる。   On the other hand, in step 130, which proceeds with an affirmative determination in step 120, since respiratory data for the required number of breaths has been obtained, the patient's respiratory pace N is obtained. This breathing pace N is the number of breaths per minute, and can be obtained by dividing the number of breaths or inspirations by the time (minutes) required for the number of breaths.

続くステップ１４０では、１回の吸気の際に患者に供給する目標酸素量Ｘを算出する。
例えば酸素濃縮装置１から供給する酸素濃縮気体の量（即ち分単位の酸素供給量）が４２０ｍｌ／分である場合には、その分単位の酸素供給量を呼吸ペースＮで割って、１回の吸気期間において患者に供給する酸素濃縮気体の量（即ち目標酸素量Ｘ）を求める。 In the following step 140, the target oxygen amount X supplied to the patient at the time of one inspiration is calculated.
For example, when the amount of oxygen-enriched gas supplied from the oxygen concentrator 1 (that is, the oxygen supply amount in minutes) is 420 ml / min, the oxygen supply amount in minutes is divided by the respiratory pace N, The amount of oxygen-enriched gas to be supplied to the patient during the inspiration period (namely, target oxygen amount X) is obtained.

なお、分単位の酸素供給量は、例えば患者の疾患等の状態に応じて、医者等によって決められているものであり、予め酸素濃縮装置１に入力されてメモリ４９ａに記憶されている。   The oxygen supply amount in units of minutes is determined by a doctor or the like according to the state of the patient's disease, for example, and is previously input to the oxygen concentrator 1 and stored in the memory 49a.

続くステップ１５０では、酸素濃縮装置１のメモリ４９ａに記憶されている、図５に示すマップＢを参照する。
このマップＢとは、目標酸素量Ｘと、下記の所定の関数（Ｆ）を規定する各パラメータ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）との関係を示すマップである。つまり、目標酸素量Ｘと、関数（Ｆ）の各項の係数である配列係数（ａｎ、ｂｎ、ｃｎ、ｄｎ）との関係を示すマップである。なお、このマップＢの各Ｘ０、Ｘ１・・Ｘｎは、それぞれ目標酸素量の数値の範囲を示しており、Ｘの添え字が大きくなるほど、目標酸素量Ｘの数値も大きくなる。 In the subsequent step 150, a map B shown in FIG. 5 stored in the memory 49a of the oxygen concentrator 1 is referred to.
This map B is a map showing the relationship between the target oxygen amount X and each parameter (a, b, c, d) that defines the following predetermined function (F). That is, this is a map showing the relationship between the target oxygen amount X and the array coefficients (an, bn, cn, dn), which are coefficients of each term of the function (F). Each of X0, X1,... Xn in this map B indicates the range of the target oxygen amount, and the larger the subscript X, the greater the target oxygen amount X.

なお、前記目標酸素量Ｙの場合でも、目標酸素量Ｘと同様に扱うので、以下では、目標酸素量Ｘを例に挙げて説明する。
続くステップ１６０では、マップＢを用いて、目標酸素量Ｘに対応した実際の配列係数（ａｎ、ｂｎ、ｃｎ、ｄｎ）を抽出する。即ち、後述する関数（Ｆ）に実際の代入する値として、配列係数（ａｎ、ｂｎ、ｃｎ、ｄｎ）を抽出する。 Note that, even in the case of the target oxygen amount Y, the target oxygen amount X is handled in the same manner, and therefore, the target oxygen amount X will be described below as an example.
In the subsequent step 160, the actual arrangement coefficient (an, bn, cn, dn) corresponding to the target oxygen amount X is extracted using the map B. That is, the array coefficients (an, bn, cn, dn) are extracted as values that are actually substituted into the function (F) described later.

続くステップ１７０では、圧力センサ４１からの信号に基づいて、製品タンク２７の圧力（即ちタンク内圧力）Ｐｔを取得する。
続くステップ１８０では、第６電磁弁３３の開放時間Ｔ［ｍｓ］を算出するための関数（Ｆ）により、開放時間Ｔ［ｍｓ］を決定する。 In the subsequent step 170, the pressure (that is, the tank internal pressure) Pt of the product tank 27 is acquired based on the signal from the pressure sensor 41.
In the following step 180, the opening time T [ms] is determined by the function (F) for calculating the opening time T [ms] of the sixth electromagnetic valve 33.

この関数（Ｆ）とは、下記式（１）、詳しくは下記式（２）で表されるものである。
Ｔ＝Ｆunction（ａｎ、ｂｎ、ｃｎ、ｄｎ、Ｐｔ） ・・・（１）
Ｔ＝ａｎＰｔ３＋ｂｎＰｔ２＋ｃｎＰｔ＋ｄｎ ・・・（２）
つまり、前記式（２）に、配列係数（ａｎ、ｂｎ、ｃｎ、ｄｎ）とタンク内圧力Ｐｔを代入することにより、第６電磁弁３３の開放時間Ｔ［ｍｓ］を算出する。 This function (F) is expressed by the following formula (1), specifically by the following formula (2).
T = Function (an, bn, cn, dn, Pt) (1)
T = anPt 3 + bnPt 2 + cnPt + dn (2)
That is, the opening time T [ms] of the sixth electromagnetic valve 33 is calculated by substituting the arrangement coefficient (an, bn, cn, dn) and the tank internal pressure Pt into the equation (2).

なお、前記式（２）は、実験等によって実際に得られた式である。
続くステップ１９０では、患者の吸気時に、前記開放時間Ｔｍ［ｍｓ］だけ第６電磁弁３３を開くことによって、患者に目標酸素量Ｘの酸素濃縮気体を供給する。その後、前記ステップ１１０に戻る。 The equation (2) is an equation actually obtained through experiments or the like.
In the subsequent step 190, the oxygen-enriched gas having the target oxygen amount X is supplied to the patient by opening the sixth electromagnetic valve 33 for the opening time Tm [ms] during the patient's inspiration. Thereafter, the process returns to Step 110.

なお、第６電磁弁３３の開弁開始のタイミングとしては、上述したように、呼吸圧センサ３９によって、吸気の開始を示す所定の呼吸圧（負圧）に低下したタイミングを採用できる。
［１−４．効果］
（１）本第１実施形態では、圧力センサ４１によって検出された酸素濃縮気体の圧力Ｐｔと、マップＢから得られた目標酸素量Ｘに応じた関数（Ｆ）のパラメータ（配列係数）とを、前記関数（Ｆ）に適用して第６電磁弁３３の開弁時間を算出する。そして、その開弁時間に応じて、第６電磁弁３３の動作を制御する。 Note that, as described above, the timing at which the sixth electromagnetic valve 33 starts to open can be the timing at which the respiratory pressure sensor 39 has decreased to a predetermined respiratory pressure (negative pressure) indicating the start of inspiration.
[1-4. effect]
(1) In the first embodiment, the pressure Pt of the oxygen-enriched gas detected by the pressure sensor 41 and the parameter (array coefficient) of the function (F) corresponding to the target oxygen amount X obtained from the map B The valve opening time of the sixth electromagnetic valve 33 is calculated by applying to the function (F). And according to the valve opening time, the operation of the sixth electromagnetic valve 33 is controlled.

従って、流量計を用いなくとも、患者等の使用者に対して適切な量の酸素濃縮気体を供給することができる。つまり、流量計を省略して、酸素濃縮装置１の軽量化や省電力化を実現するとともに、患者等に対して適切な量の酸素濃縮気体を精度良く供給できるという顕著な効果を奏する。   Therefore, an appropriate amount of oxygen-enriched gas can be supplied to a user such as a patient without using a flow meter. In other words, the flow meter is omitted, and the oxygen concentrator 1 can be reduced in weight and power saving, and an appropriate amount of oxygen-enriched gas can be accurately supplied to a patient or the like.

（２）本第１実施形態では、前記関数（Ｆ）として、タンク内圧力Ｐｔと配列係数との積を有する関数を用いるので、より適切な開弁時間を設定できる。よって、一層精度良く適量の酸素濃縮気体を提供できるという利点がある。   (2) In the first embodiment, a function having the product of the tank internal pressure Pt and the arrangement coefficient is used as the function (F), so that a more appropriate valve opening time can be set. Therefore, there is an advantage that an appropriate amount of oxygen-enriched gas can be provided with higher accuracy.

（３）本第１実施形態では、酸素濃縮装置１の始動時から、所定回数の呼吸が検出された場合（又は所定時間経過した以後）には、前記関数（Ｆ）によって得られた開弁時間に応じて、第６電磁弁３３の動作を制御する。よって、患者等に対して、適切な量の酸素濃縮気体を供給できる。   (3) In the first embodiment, when a predetermined number of breaths are detected from the start of the oxygen concentrator 1 (or after a predetermined time has elapsed), the valve opening obtained by the function (F) is used. The operation of the sixth electromagnetic valve 33 is controlled according to time. Therefore, an appropriate amount of oxygen-enriched gas can be supplied to the patient or the like.

（４）本第１実施形態では、酸素濃縮装置１の始動直後（即ち呼吸状態の十分なサンプリングができない期間）は、使用者の身体的特徴及び／又は健康状態に応じて、第６電磁弁３３の動作を制御する。よって、酸素濃縮装置１の始動直後でも、患者等に必要な量の酸素濃縮気体を供給できるという利点がある。   (4) In the first embodiment, immediately after the oxygen concentrator 1 is started (that is, a period during which sufficient sampling of the breathing state is not possible), the sixth solenoid valve depends on the physical characteristics and / or health of the user. 33 operations are controlled. Therefore, there is an advantage that a necessary amount of oxygen-enriched gas can be supplied to a patient or the like immediately after the oxygen concentrator 1 is started.

（５）本第１実施形態では、酸素濃縮気体の流量を計測する流量計を備えていないので、流量計を省略した分だけ、酸素濃縮装置１の軽量化や省電力化を促進することができる。
なお、本第１実施形態では、前記ステップ１２０で、運転開始から所定の呼吸回数分の呼吸データが得られたか否かを判定したが、運転開始から（所定の呼吸回数分に対応する）所定の時間（例えば２分）が経過したか否かを判定してもよい。
［１−５．文言の対応関係］
本第１実施形態の、酸素濃縮装置１、製品タンク２７、第６電磁弁３３、圧力センサ４１、電子制御装置４９は、それぞれ、本開示の、酸素濃縮装置、タンク、電磁弁、第１〜第３演算部及び制御部、圧力センサに該当する。
［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容の説明は省略又は簡略化する。なお、第１実施形態と同様な構成については、同様な番号を使用する。 (5) In the first embodiment, since the flow meter for measuring the flow rate of the oxygen-enriched gas is not provided, the weight saving and power saving of the oxygen concentrator 1 can be promoted by the amount of omitting the flow meter. it can.
In the first embodiment, it is determined in step 120 whether or not breathing data for a predetermined number of breaths has been obtained since the start of driving. It may be determined whether or not the time (for example, 2 minutes) has elapsed.
[1-5. Correspondence of wording]
The oxygen concentrator 1, the product tank 27, the sixth electromagnetic valve 33, the pressure sensor 41, and the electronic control device 49 of the first embodiment are respectively an oxygen concentrator, a tank, an electromagnetic valve, This corresponds to the third calculation unit, the control unit, and the pressure sensor.
[2. Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted or simplified. In addition, the same number is used about the structure similar to 1st Embodiment.

本第２実施形態では、第１実施形態とは制御処理が異なるので、異なる制御処理について説明する。
第２実施形態では、酸素濃縮装置１の運転開始後に、諸元が入力された後に、第６電磁弁３３の開弁時間を調節する調整係数αを、マップＣから抽出する。 In the second embodiment, since the control process is different from that of the first embodiment, the different control process will be described.
In the second embodiment, after the operation of the oxygen concentrator 1 is started, after the specifications are input, the adjustment coefficient α for adjusting the valve opening time of the sixth electromagnetic valve 33 is extracted from the map C.

以下、詳細に説明する。
まず、図６のフローチャートのステップ３００では、酸素濃縮装置１の運転が開始されて、タッチパネルによって患者の諸元が入力されると、その諸元のデータが、メモリ４９
ａに記憶される。 Details will be described below.
First, in step 300 of the flowchart of FIG. 6, when the operation of the oxygen concentrator 1 is started and patient specifications are input through the touch panel, the data of the specifications is stored in the memory 49.
stored in a.

続くステップ３１０では、図７に示すマップＣ（調整係数マップ）を用いて、性別、年齢、疾患の程度に基づいて、調整係数αを抽出する。
なお、この調整係数αとは、後述するように、第６電磁弁３３の開弁時間を、性別、年齢、疾患の程度に基づいて調整するための係数である。 In the subsequent step 310, the adjustment coefficient α is extracted based on the sex, age, and degree of disease using the map C (adjustment coefficient map) shown in FIG.
The adjustment coefficient α is a coefficient for adjusting the valve opening time of the sixth electromagnetic valve 33 based on sex, age, and degree of disease, as will be described later.

続くステップ３２０では、呼吸圧センサ３９によって、患者の呼吸（例えば吸気）を検知する。
続くステップ３３０では、酸素濃縮装置１の運転開始から所定の呼吸回数分の呼吸データを計測したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３４０に進み、一方否定判断されるとステップ４１０に進む。 In the subsequent step 320, the breathing pressure sensor 39 detects the patient's breathing (for example, inspiration).
In subsequent step 330, it is determined whether or not the respiration data for a predetermined number of respirations has been measured from the start of operation of the oxygen concentrator 1. If an affirmative determination is made here, the process proceeds to step 340, while if a negative determination is made, the process proceeds to step 410.

ステップ４１０では、必要な呼吸回数分の呼吸データが得られていないので、患者に供給する酸素濃縮気体の量として、初期値（目標酸素量Ｙ）を設定し、ステップ３６０に進む。   In step 410, since respiration data for the necessary number of breaths has not been obtained, an initial value (target oxygen amount Y) is set as the amount of oxygen-enriched gas to be supplied to the patient, and the process proceeds to step 360.

一方、前記ステップ３３０で肯定判断されて進むステップ３４０では、必要な呼吸回数分の呼吸データが得られたので、患者の呼吸ペースＮを求める。
続くステップ３５０では、１回の吸気の際に患者に供給する目標酸素量Ｘを算出する。 On the other hand, in step 340, which proceeds with an affirmative determination in step 330, respiratory data N for the required number of breaths has been obtained, and the patient's respiratory pace N is obtained.
In the subsequent step 350, the target oxygen amount X supplied to the patient at the time of one inspiration is calculated.

続くステップ３６０では、酸素濃縮装置１のメモリ４９ａに記憶されている前記マップＢを参照する。
続くステップ３７０では、マップＢを用いて、目標酸素量Ｘに対応した配列係数（ａｎ、ｂｎ、ｃｎ、ｄｎ）を抽出する。 In the subsequent step 360, the map B stored in the memory 49a of the oxygen concentrator 1 is referred to.
In the subsequent step 370, the array coefficient (an, bn, cn, dn) corresponding to the target oxygen amount X is extracted using the map B.

続くステップ３８０では、圧力センサ４１からの信号に基づいて、製品タンク２７の圧力（即ちタンク内圧力）Ｐｔを取得する。
続くステップ３９０では、第６電磁弁３３の開放時間Ｔ［ｍｓ］を算出するための関数（Ｆ）により、開放時間Ｔ［ｍｓ］を決定する。 In the subsequent step 380, the pressure (that is, the tank internal pressure) Pt of the product tank 27 is acquired based on the signal from the pressure sensor 41.
In the following step 390, the opening time T [ms] is determined by the function (F) for calculating the opening time T [ms] of the sixth electromagnetic valve 33.

この関数（Ｆ）とは、下記式（３）、詳しくは下記式（４）で表されるものである。
Ｔ＝α×Ｆunction（ａｎ、ｂｎ、ｃｎ、ｄｎ、Ｐｔ） ・・・（３）
Ｔ＝α×（ａｎＰｔ３＋ｂｎＰｔ２＋ｃｎＰｔ＋ｄｎ） ・・・（４）
つまり、前記式（４）に、配列係数（ａｎ、ｂｎ、ｃｎ、ｄｎ）とタンク内圧力Ｐｔを代入することにより、第６電磁弁３３の開放時間Ｔ［ｍｓ］を算出する。 The function (F) is represented by the following formula (3), specifically by the following formula (4).
T = α × Function (an, bn, cn, dn, Pt) (3)
T = α × (anPt 3 + bnPt 2 + cnPt + dn) (4)
That is, the opening time T [ms] of the sixth electromagnetic valve 33 is calculated by substituting the arrangement coefficient (an, bn, cn, dn) and the tank internal pressure Pt into the equation (4).

なお、前記式（４）は、実験等によって実際に得られた式である。
続くステップ４００では、患者の吸気時に、前記開放時間Ｔｍ［ｍｓ］だけ第６電磁弁３３を開くことによって、患者に目標酸素量Ｘの酸素濃縮気体を供給する。その後、前記ステップ３２０に戻る。 The equation (4) is an equation actually obtained through experiments or the like.
In the following step 400, the oxygen-enriched gas having the target oxygen amount X is supplied to the patient by opening the sixth electromagnetic valve 33 during the opening time Tm [ms] during the patient's inspiration. Thereafter, the process returns to step 320.

なお、第６電磁弁３３の開弁開始のタイミングとしては、従来と同様に、呼吸圧センサ３９によって、吸気の開始を示す所定の呼吸圧に低下したタイミングを採用できる。
本第２実施形態では、第１実施形態と同様な効果を奏する。また、本第２実施形態では、運転開始後に、諸元に基づいて調整係数αを設定するので、より精度良く適量の目標酸素量Ｘを算出できるという利点がある。
［３．他の実施形態］
本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。 As the timing for starting the opening of the sixth electromagnetic valve 33, the timing at which the breathing pressure sensor 39 has decreased to a predetermined breathing pressure indicating the start of inspiration can be employed as in the conventional case.
The second embodiment has the same effects as the first embodiment. Further, in the second embodiment, since the adjustment coefficient α is set based on the specifications after the operation is started, there is an advantage that an appropriate amount of target oxygen amount X can be calculated with higher accuracy.
[3. Other Embodiments]
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the present invention.

（１）例えば、本開示を、流量計を備えた酸素濃縮装置に適用してもよい。
（２）また、酸素濃縮装置に諸元を入力する場合には、酸素濃縮装置に設けられたタッチパネルや各種のスイッチ以外に、リモコンを用いてよい。 (1) For example, the present disclosure may be applied to an oxygen concentrator equipped with a flow meter.
(2) In addition, when inputting specifications to the oxygen concentrator, a remote controller may be used in addition to the touch panel and various switches provided in the oxygen concentrator.

（３）なお、上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。   (3) In addition, the function which one component in each said embodiment has may be shared by a some component, or the function which a some component has may be exhibited by one component. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of each said embodiment. In addition, at least a part of the configuration of each of the above embodiments may be added to or replaced with the configuration of another embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.

１…酸素濃縮装置
２７…製品タンク
３３…第６電磁弁
４１…圧力センサ
４９…電子制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oxygen concentrator 27 ... Product tank 33 ... 6th solenoid valve 41 ... Pressure sensor 49 ... Electronic control unit

Claims (7)

空気中より酸素を濃縮して酸素濃縮気体を生成する構成と、
前記酸素濃縮気体を蓄えるタンクと、
前記タンクより下流にて前記酸素濃縮気体を使用者に供給する経路に配置されて、該経路を開閉する電磁弁と、
を備え、
前記使用者の呼吸状態に応じて前記酸素濃縮気体の供給状態を調節する呼吸同調機能を有する酸素濃縮装置において、
前記タンク内から前記電磁弁に到る経路にて、前記酸素濃縮気体の圧力を検出する圧力センサと、
前記使用者の各吸気のタイミングに合わせて供給する前記酸素濃縮気体の目標供給量を算出する第１演算部と、
前記目標供給量に応じて、前記電磁弁の開弁時間を算出するために予め設定された関数のパラメータを求める第２演算部と、
前記圧力センサによって検出された前記酸素濃縮気体の圧力と前記パラメータとに応じて、前記関数に基づいて前記電磁弁の開弁時間を算出する第３演算部と、
前記第３演算部にて算出された開弁時間に応じて、前記電磁弁の動作を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする酸素濃縮装置。 A configuration for generating oxygen-enriched gas by concentrating oxygen from the air;
A tank for storing the oxygen-enriched gas;
A solenoid valve disposed in a path for supplying the oxygen-enriched gas to a user downstream from the tank, and opening and closing the path;
With
In the oxygen concentrator having a breathing synchronization function for adjusting the supply state of the oxygen-enriched gas according to the breathing state of the user,
A pressure sensor for detecting the pressure of the oxygen-enriched gas in a path from the tank to the solenoid valve;
A first calculator that calculates a target supply amount of the oxygen-enriched gas to be supplied in accordance with the timing of each intake of the user;
A second computing unit for obtaining a parameter of a function set in advance to calculate a valve opening time of the electromagnetic valve according to the target supply amount;
A third calculation unit that calculates a valve opening time of the solenoid valve based on the function according to the pressure of the oxygen-enriched gas detected by the pressure sensor and the parameter;
A control unit for controlling the operation of the electromagnetic valve according to the valve opening time calculated by the third calculation unit;
An oxygen concentrator comprising: 前記第２演算部は、前記目標供給量に対応した１又は複数のパラメータが設定されたマップに基づいて、前記パラメータを求めることを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。   2. The oxygen concentrator according to claim 1, wherein the second calculation unit obtains the parameter based on a map in which one or more parameters corresponding to the target supply amount are set. 前記関数は、前記酸素濃縮気体の圧力と前記パラメータとから前記電磁弁の開弁時間を算出する関数であって、少なくとも、前記酸素濃縮気体の圧力と前記パラメータとの積の項を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の酸素濃縮装置。   The function is a function for calculating a valve opening time of the solenoid valve from the pressure of the oxygen-enriched gas and the parameter, and has at least a product term of the pressure of the oxygen-enriched gas and the parameter. The oxygen concentrator according to claim 1 or 2, characterized by the above. 前記酸素濃縮装置の始動時から、所定時間経過した以後又は所定回数の呼吸が検出された場合に、前記開弁時間に応じて、前記電磁弁の動作を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸素濃縮装置。   2. The operation of the solenoid valve is controlled according to the valve opening time after a predetermined time has elapsed since the start of the oxygen concentrator or when a predetermined number of breaths are detected. The oxygen concentrator according to any one of -3. 前記使用者の身体的特徴及び／又は健康状態に応じて、前記開弁時間を調節することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸素濃縮装置。   The oxygen concentrator according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve opening time is adjusted according to a physical characteristic and / or health condition of the user. 前記酸素濃縮装置の始動時から、所定時間経過する前又は所定回数の呼吸が検出されない場合には、前記使用者の身体的特徴及び／又は健康状態に応じて予め設定された初期設定の開弁時間に基づいて、前記電磁弁の動作を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸素濃縮装置。   When the oxygen concentrator is started, before the elapse of a predetermined time or when a predetermined number of breaths are not detected, an initial valve opening set in advance according to the physical characteristics and / or health of the user is opened. The oxygen concentrator according to any one of claims 1 to 5, wherein the operation of the electromagnetic valve is controlled based on time. 前記酸素濃縮気体の流量を計測する流量計を備えていないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸素濃縮装置。   The oxygen concentrator according to any one of claims 1 to 6, wherein a flow meter for measuring the flow rate of the oxygen-enriched gas is not provided.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020175050A (en) * 2019-04-23 2020-10-29 日本特殊陶業株式会社 Oxygen concentrator
CN114028668A (en) * 2021-10-28 2022-02-11 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 Control method of pulse gas volume of pulse type oxygen generation equipment

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