JP5073313B2 - Oxygen concentrator - Google Patents

Description

本発明は、空気を吸気して高濃度の酸素を排気する酸素濃縮器に関する。   The present invention relates to an oxygen concentrator that draws in air and exhausts high-concentration oxygen.

呼吸器疾患の患者が在宅で酸素を吸入する在宅酸素療法（ＨＯＴ：Home Oxygen Therapy）において使用される酸素濃縮器の１つに、吸着型酸素濃縮器がある（例えば、特許文献１参照）。吸着型酸素濃縮器では、フィルタを通して取込んだ室内の空気をコンプレッサにより圧縮し、この圧縮空気を、加圧空気を流すと窒素を吸着し減圧空気を流すと窒素を脱着する性質を持つ吸着材（例えば、ゼオライト）が充填されたシープベッドに加減圧の切替えを繰り返しながら通過させることにより、高濃度の酸素と窒素富化空気とを分離する。   One of the oxygen concentrators used in home oxygen therapy (HOT) in which patients with respiratory diseases inhale oxygen at home is an adsorptive oxygen concentrator (see, for example, Patent Document 1). In the adsorption type oxygen concentrator, the indoor air taken in through the filter is compressed by a compressor, and this compressed air has the property of adsorbing nitrogen when flowing pressurized air and desorbing nitrogen when flowing reduced pressure. By passing through a sheep bed filled with (for example, zeolite) while repeating switching of pressurization and depressurization, high-concentration oxygen and nitrogen-enriched air are separated.

分離された高濃度酸素は酸素貯蔵タンクに蓄えられ、分離された窒素富化空気は外気に排気される。窒素富化空気の排気は、窒素の脱着効率を高めるために、間欠的（例えば、１０秒間隔）に高い圧力で一気に行われる。   The separated high-concentration oxygen is stored in an oxygen storage tank, and the separated nitrogen-enriched air is exhausted to the outside air. The nitrogen-enriched air is exhausted at a high pressure intermittently (for example, at intervals of 10 seconds) in order to increase the nitrogen desorption efficiency.

一方、吸着型酸素濃縮器には、コンプレッサ等の発熱する部品、ひいては機器全体を冷却するための冷却用空気が外気から導入される。機器内を循環して熱を吸収した冷却用空気は冷却用ファンに吸込まれ、この冷却用ファンから、窒素富化空気よりも低い圧力で連続的に外気に排気される。   On the other hand, in the adsorption-type oxygen concentrator, heat generating parts such as a compressor, and thus cooling air for cooling the entire device is introduced from outside air. The cooling air that has circulated through the equipment and absorbed heat is sucked into the cooling fan, and is continuously exhausted from the cooling fan to the outside air at a pressure lower than that of the nitrogen-enriched air.

従来の吸着型酸素濃縮器では、分離された窒素富化空気と外気から導入された冷却用空気との２系統を同一の筐体内に一旦開放した後、これらを１つの排気路からまとめて排気している。また、筐体内あるいは排気路内には、２系統の排気により発生する騒音を減らすための排気抵抗（吸音材）が設けられている。
特開２００４−１８８１２３号公報 In a conventional adsorption-type oxygen concentrator, after two systems of separated nitrogen-enriched air and cooling air introduced from outside air are once opened in the same housing, these are exhausted together from one exhaust passage. is doing. In addition, an exhaust resistance (sound absorbing material) is provided in the housing or in the exhaust path to reduce noise generated by the two systems of exhaust.
JP 2004-188123 A

しかしながら、従来の吸着型酸素濃縮器にあっては、窒素富化空気と冷却用空気が筐体内あるいは排気路内で混ざり得るので、分離された窒素富化空気が高い圧力で排出されるときに、この窒素富化空気が冷却用空気を逆流させてしまい、機器の冷却効率が低下してしまうという問題がある。   However, in the conventional adsorption-type oxygen concentrator, since the nitrogen-enriched air and the cooling air can be mixed in the casing or the exhaust passage, when the separated nitrogen-enriched air is discharged at a high pressure. The nitrogen-enriched air causes the cooling air to flow backward, resulting in a problem that the cooling efficiency of the device is lowered.

また、窒素富化空気の排気により発生する騒音と冷却用空気の排気により発生する騒音とでは、その周波数や発生頻度などが異なり、効率的な排気抵抗の設け方も異なる。よって、１つの排気路内にこれら２つの騒音を最適効率で減らすように排気抵抗を設けることは困難である。   Further, the noise generated by exhausting the nitrogen-enriched air and the noise generated by exhausting the cooling air have different frequencies, frequency of occurrence, and the like, and how to provide efficient exhaust resistance. Therefore, it is difficult to provide an exhaust resistance so as to reduce these two noises in one exhaust path with optimum efficiency.

単に騒音を減らすためには排気抵抗を増やせばよいが、排気抵抗は音を吸収して熱に変換する断熱材であるため、排気抵抗を増やし過ぎると、冷却効率が低下して機器の寿命に悪影響を及ぼす。また、排気抵抗を増やし過ぎると、これらが筐体内および排気路内を塞いで窒素富化空気の通り道を狭くしてしまうので、窒素富化空気を十分に排気できず、高濃度酸素の分離効率が低下してしまう。一方、排気抵抗を減らし過ぎると、排気による騒音が外部に漏れ、酸素濃縮器としての仕様を満足できない。   To reduce noise simply, the exhaust resistance can be increased, but the exhaust resistance is a heat insulating material that absorbs sound and converts it into heat, so if the exhaust resistance is increased too much, the cooling efficiency will decrease and the life of the equipment will be reduced. Adversely affect. In addition, if the exhaust resistance is increased too much, these will block the inside of the casing and the exhaust passage and narrow the passage of the nitrogen-enriched air, so that the nitrogen-enriched air cannot be exhausted sufficiently and the separation efficiency of high-concentration oxygen is reduced. Will fall. On the other hand, if the exhaust resistance is reduced too much, noise due to the exhaust leaks to the outside and the specification as an oxygen concentrator cannot be satisfied.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高い冷却効率を維持しつつ、最適な騒音対策を施すことができる酸素濃縮器を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the oxygen concentrator which can take an optimal noise countermeasure, maintaining high cooling efficiency.

本発明の酸素濃縮器は、筐体と、前記筐体の外部の空気を呼吸用空気として前記筐体の内部に導入する呼吸用空気導入手段と、導入された前記呼吸用空気を分離して高濃度酸素と窒素富化空気とを得る分離手段と、得られた前記窒素富化空気を前記筐体の内部に排出する窒素排出手段と、前記筐体の外部の空気を前記筐体の内部の冷却用空気として前記筐体の内部に導入する冷却用空気導入手段と、導入された前記冷却用空気の前記筐体の内部から前記筐体の外部までの流れと、排出された前記窒素富化空気の前記筐体の内部から前記筐体の外部までの流れとを互いに隔離する隔離手段と、を有する構成を採る。 The oxygen concentrator of the present invention separates the housing, breathing air introduction means for introducing air outside the housing into the housing as breathing air, and the introduced breathing air. Separation means for obtaining high-concentration oxygen and nitrogen-enriched air, nitrogen exhaust means for exhausting the obtained nitrogen-enriched air into the housing, and air outside the housing to the interior of the housing wherein a cooling air introduction means for introducing into the interior of the housing, a flow of outside between the housing from the interior of the housing of the cooling air introduced, it discharged the nitrogen as cooling air a configuration having an isolation means for isolating each other and flow from the interior of the housing of the enriched air outside between the housing, the.

本発明の酸素濃縮器は、筐体と、前記筐体の内部に設けられ、呼吸用空気を圧縮する圧縮手段と、圧縮された前記呼吸用空気を分離して高濃度酸素と窒素富化空気とを得る分離手段と、得られた前記窒素富化空気を前記筐体の内部に排出する窒素排出手段と、前記圧縮手段の冷却用空気を前記筐体の内部に導入する導入手段と、導入された前記冷却用空気の前記筐体の内部から前記筐体の外部までの流れと、排出された前記窒素富化空気の前記筐体の内部から前記筐体の外部までの流れとを互いに隔離する隔離手段と、を有する構成を採る。
The oxygen concentrator of the present invention is provided with a casing, a compressing means provided inside the casing, and compressing the breathing air, and the compressed breathing air is separated to provide high concentration oxygen and nitrogen enriched air Separating means for obtaining the above, nitrogen discharging means for discharging the obtained nitrogen-enriched air into the casing, introducing means for introducing cooling air for the compressing means into the casing, and introduction and the housing flow outside or from inside the housing of the cooling air that is, the flow of outside between the housing from the interior of the housing of the nitrogen-enriched air discharged The structure which has the isolation means to isolate | separate from each other is taken.

本発明によれば、高い冷却効率を維持しつつ、最適な騒音対策を施すことができる。   According to the present invention, it is possible to take an optimum noise countermeasure while maintaining high cooling efficiency.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器１００の構成を示す概略斜視図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of an oxygen concentrator 100 according to an embodiment of the present invention.

図１において、酸素濃縮器１００は、酸素濃縮器筐体（以下適宜「筐体」と略記する）２００を有する。筐体２００は、排気路を有するベース部３００と、ベース部３００上に載置されたプラットフォーム部４００と、プラットフォーム部４００を覆って設けられたカバー部５００とを有する。   In FIG. 1, the oxygen concentrator 100 has an oxygen concentrator housing (hereinafter abbreviated as “housing” as appropriate) 200. The housing 200 includes a base part 300 having an exhaust path, a platform part 400 placed on the base part 300, and a cover part 500 provided to cover the platform part 400.

プラットフォーム部４００およびカバー部５００は、酸素濃縮器１００の装置部を配置する収容室６００を規定する。収容室６００は、プラットフォーム部４００の上方、且つカバー部５００に覆われた空間である。   The platform part 400 and the cover part 500 define a storage chamber 600 in which the apparatus part of the oxygen concentrator 100 is arranged. The storage chamber 600 is a space that is covered above the platform unit 400 and covered by the cover unit 500.

カバー部５００のいずれかの位置（例えば、カバー部５００の上面）には、筐体２００の内部と外部とを連通するための開口を有する窓部（図示せず）が形成されている。この窓部は、筐体２００の外部の空気を、筐体２００の内部の冷却用空気として筐体２００の内部に導入する冷却用空気導入手段として機能する。   A window portion (not shown) having an opening for communicating the inside and the outside of the housing 200 is formed at any position of the cover portion 500 (for example, the upper surface of the cover portion 500). This window portion functions as cooling air introduction means for introducing air outside the housing 200 into the housing 200 as cooling air inside the housing 200.

収容室６００に配置される酸素濃縮器１００の装置部について、図２を用いて説明する。   The apparatus part of the oxygen concentrator 100 arrange | positioned in the storage chamber 600 is demonstrated using FIG.

図２は、収容室６００に配置される酸素濃縮器１００の装置部を示す図である。   FIG. 2 is a view showing an apparatus part of the oxygen concentrator 100 arranged in the storage chamber 600.

図２において、収容室６００には、風路ケース１、ヘパフィルタ２、吸気タンク３、コンプレッサ４、冷却パイプ５、冷却用ファン７、マニホールド８、切替弁９ａ，９ｂ、シープベッド１０，１１、製品タンク１２、均圧弁１３、パージオリフィス１４、消音器１５、圧力センサ１６、レギュレータ１７、止め弁１８、酸素センサ１９、バクテリアフィルタ２０、流量制限オリフィス２１、圧力センサ２２、流量センサ２３、加湿器２４、および酸素出口２５が配置されている。   In FIG. 2, an accommodation chamber 600 includes an air passage case 1, a hepa filter 2, an intake tank 3, a compressor 4, a cooling pipe 5, a cooling fan 7, a manifold 8, switching valves 9a and 9b, sheep beds 10 and 11, and products. Tank 12, pressure equalizing valve 13, purge orifice 14, silencer 15, pressure sensor 16, regulator 17, stop valve 18, oxygen sensor 19, bacterial filter 20, flow restriction orifice 21, pressure sensor 22, flow sensor 23, humidifier 24 And an oxygen outlet 25 are arranged.

呼吸用空気導入手段としての風路ケース１は、筐体２００の外部の空気を、呼吸用空気として筐体２００の内部に導入する。ヘパフィルタ２は、風路ケース１が導入した空気からゴミや埃などの空中浮遊粒子を除去する。吸気タンク３は、ヘパフィルタ２で空中浮遊粒子が除去された空気を貯蔵する。   The air passage case 1 as a breathing air introduction means introduces air outside the casing 200 into the casing 200 as breathing air. The hepa filter 2 removes airborne particles such as dust and dust from the air introduced by the air passage case 1. The intake tank 3 stores air from which airborne particles have been removed by the hepa filter 2.

圧縮手段としてのコンプレッサ４は、吸気タンク３に貯蔵された空気を圧縮して圧縮空気を生成する。コンプレッサ４の回転速度や圧縮レベルは、制御部（図示せず）によって制御される。コンプレッサ４は圧縮動作により発熱する発熱体であり、コンプレッサ４の発熱は、筐体２００の内部の他の装置部、例えば冷却パイプ５を間接的に発熱させ得る。なお、コンプレッサ４の他にも、筐体２００の内部には、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）などの発熱体が配置されている。コンプレッサ４は、駆動時には連続的な騒音と振動を発生させる。冷却パイプ５は、コンプレッサ４で生成された圧縮空気をマニホールド８に送る。   The compressor 4 as compression means compresses the air stored in the intake tank 3 to generate compressed air. The rotation speed and compression level of the compressor 4 are controlled by a control unit (not shown). The compressor 4 is a heating element that generates heat by a compression operation, and the heat generated by the compressor 4 can indirectly generate heat in other device parts inside the housing 200, for example, the cooling pipe 5. In addition to the compressor 4, a heating element such as a CPU (Central Processing Unit) (not shown) is disposed inside the housing 200. The compressor 4 generates continuous noise and vibration when driven. The cooling pipe 5 sends the compressed air generated by the compressor 4 to the manifold 8.

冷却用ファン７は、プラットフォーム部４００上に配置される。冷却用ファン７は、カバー部５００に形成された窓部（図示せず）を通じて外気から導入され、熱を吸収しながら収容室６００を循環した冷却用空気を吸気して、ベース部３００の排気路に排気する。コンプレッサ４は連続的な騒音と振動を発生し、冷却用ファン７は稼働している限り冷却用空気を吸込み続けるので、冷却用ファン７による冷却用空気の吸気時および排気時には連続的な排気音が発生する。冷却用空気の収容室６００での流れ、および冷却用空気を排気するベース部３００の排気路の構造については、後に詳細に説明する。   The cooling fan 7 is disposed on the platform unit 400. The cooling fan 7 is introduced from outside air through a window portion (not shown) formed in the cover portion 500, sucks cooling air circulated through the storage chamber 600 while absorbing heat, and exhausts the base portion 300. Exhaust on the road. The compressor 4 generates continuous noise and vibration, and the cooling fan 7 continues to suck in the cooling air as long as it is in operation. Will occur. The flow of the cooling air in the storage chamber 600 and the structure of the exhaust passage of the base portion 300 that exhausts the cooling air will be described in detail later.

マニホールド８は、コンプレッサ４から冷却パイプ５を介して送られた圧縮空気をシープベッド１０，１１の一方に送るとともに、シープベッド１０，１１の他方から送られた窒素富化空気を消音器１５に送る多岐管である。切替弁９ａ，９ｂは、例えば１０秒間隔で開放と閉鎖を交互に繰り返す電磁弁であり、圧縮空気および窒素富化空気がマニホールド８内を流れる経路を切替える。例えば、図２のように切替弁９ａが圧縮空気に対して開放し切替弁９ｂが圧縮空気に対して閉鎖している場合、コンプレッサ４から冷却パイプ５を介して送られた圧縮空気はマニホールド８内の矢印８Ａの方向に導かれてシープベッド１０に送られ、シープベッド１１から送られた窒素富化空気はマニホールド８内の矢印８Ｂの方向に導かれて消音器１５に送られる。逆に、切替弁９ａが圧縮空気に対して閉鎖し切替弁９ｂが圧縮空気に対して開放している場合、コンプレッサ４から冷却パイプ５を介して送られた圧縮空気はシープベッド１１に送られ、シープベッド１０から送られた窒素富化空気は消音器１５に送られる。   The manifold 8 sends compressed air sent from the compressor 4 through the cooling pipe 5 to one of the sheep beds 10 and 11, and nitrogen enriched air sent from the other of the sheep beds 10 and 11 to the silencer 15. It is a manifold to send. The switching valves 9a and 9b are electromagnetic valves that alternately repeat opening and closing at intervals of 10 seconds, for example, and switch paths through which the compressed air and nitrogen-enriched air flow in the manifold 8. For example, as shown in FIG. 2, when the switching valve 9 a is open to the compressed air and the switching valve 9 b is closed to the compressed air, the compressed air sent from the compressor 4 through the cooling pipe 5 is the manifold 8. The nitrogen-enriched air sent from the sheep bed 11 is guided in the direction of the arrow 8A and is sent to the silencer 15 in the direction of the arrow 8B in the manifold 8. On the contrary, when the switching valve 9a is closed with respect to the compressed air and the switching valve 9b is opened with respect to the compressed air, the compressed air sent from the compressor 4 through the cooling pipe 5 is sent to the sheep bed 11. The nitrogen-enriched air sent from the sheep bed 10 is sent to the silencer 15.

分離手段としてのシープベッド１０，１１は、マニホールド８を通って送られた圧縮空気（呼吸用空気）を分離して、高濃度酸素と窒素富化空気とを得る。より具体的には、シープベッド１０，１１には、加圧空気を流すと窒素と水分を吸着し減圧空気を流すと吸着した窒素と水分を脱着する性質を持つゼオライトが充填されており、これらのシープベッド１０，１１に圧縮空気を交互に加減圧しつつ通過させることにより、高濃度酸素と窒素富化空気が分離される。分離された高濃度酸素の酸素濃度は、吸脱着の繰り返し回数や吸脱着時間などを変更することにより、例えば４０％〜９０％程度の範囲で調整することができる。また、ゼオライトは窒素のみならず水分をも吸着するので、分離された高濃度酸素は極めて乾燥しており、その湿度は、例えば０.１％〜０.２％である。シープベッド１０，１１に充填されるゼオライトは、結晶中に微細孔を持つアルミノ珪酸塩、例えばアルカリ土類金属を含む結晶性含水アルミノ珪酸塩からなる多孔性材料であり、市販されている各種のゼオライトを使用することができる。   The sheep beds 10 and 11 as separation means separate compressed air (breathing air) sent through the manifold 8 to obtain high-concentration oxygen and nitrogen-enriched air. More specifically, the sheep beds 10 and 11 are filled with zeolite having a property of adsorbing nitrogen and moisture when flowing pressurized air and desorbing adsorbed nitrogen and moisture when flowing reduced pressure air. High-concentration oxygen and nitrogen-enriched air are separated by allowing compressed air to pass through the sheep beds 10 and 11 while alternately increasing and decreasing the pressure. The oxygen concentration of the separated high-concentration oxygen can be adjusted in the range of, for example, about 40% to 90% by changing the number of repetitions of adsorption / desorption and the adsorption / desorption time. Further, since zeolite adsorbs not only nitrogen but also moisture, the separated high-concentration oxygen is extremely dry, and its humidity is, for example, 0.1% to 0.2%. The zeolite filled in the sheep beds 10 and 11 is a porous material made of an aluminosilicate having fine pores in the crystal, for example, a crystalline hydrous aluminosilicate containing an alkaline earth metal. Zeolite can be used.

製品タンク１２は、一端がシープベッド１０に他端がシープベッド１１に連結された「コの字型」の形状を有しており、シープベッド１０，１１で圧縮空気から分離して得られた高濃度酸素を貯蔵する。均圧弁１３は、製品タンク１２の左右の部分の圧力をこれらが同一となるように調整する。パージオリフィス１４は、製品タンク１２に貯蔵された高濃度酸素を２次浄化する。   The product tank 12 has a “U-shaped” shape in which one end is connected to the sheep bed 10 and the other end is connected to the sheep bed 11. The product tank 12 is obtained by being separated from the compressed air by the sheep beds 10 and 11. Store high concentration oxygen. The pressure equalizing valve 13 adjusts the pressure in the left and right parts of the product tank 12 so that they are the same. The purge orifice 14 secondarily purifies the high concentration oxygen stored in the product tank 12.

消音器１５は、冷却用ファン７と同様に、プラットフォーム部４００上に配置される。消音器１５は、窒素富化空気排出手段としての排出口１５ａを有しており、排出口１５ａは、シープベッド１０，１１で圧縮空気から分離されマニホールド８を通って送られた窒素富化空気を、ベース部３００の排気路に排出する。窒素富化空気の排出は切替弁９ａ，９ｂの開放と閉鎖の切替動作ごとに高い圧力で一気に行われるので、窒素富化空気の排出時および排気時には、比較的大きな音が発生する。この音を低減するために、消音器１５の筒内には排気抵抗（図示せず）が設けられている。窒素富化空気の収容室６００での流れ、および窒素富化空気を排気するベース部３００の排気路の構造については、後に詳細に説明する。   The muffler 15 is disposed on the platform unit 400 in the same manner as the cooling fan 7. The silencer 15 has a discharge port 15 a as a nitrogen-enriched air discharge means, and the discharge port 15 a is separated from compressed air by the sheep beds 10 and 11 and sent through the manifold 8. Is discharged to the exhaust passage of the base portion 300. Since the discharge of the nitrogen-enriched air is performed at a high pressure every time the switching operation of the switching valves 9a and 9b is switched, a relatively loud sound is generated when the nitrogen-enriched air is discharged and exhausted. In order to reduce this sound, an exhaust resistance (not shown) is provided in the cylinder of the silencer 15. The flow of the nitrogen-enriched air in the storage chamber 600 and the structure of the exhaust passage of the base portion 300 that exhausts the nitrogen-enriched air will be described in detail later.

圧力センサ１６は、製品タンク１２からレギュレータ１７に送られる高濃度酸素の圧力を検出する。レギュレータ１７は、流路を流れる高濃度酸素の圧力を調整する。圧力センサ１６が検出した高濃度酸素の圧力は制御部（図示せず）に出力されており、この制御部は、圧力センサ１６から入力された圧力と予め設定された圧力とを比較してこれらが同一の値となるように、レギュレータ１７をフィードバック制御する。   The pressure sensor 16 detects the pressure of high-concentration oxygen sent from the product tank 12 to the regulator 17. The regulator 17 adjusts the pressure of the high concentration oxygen flowing through the flow path. The pressure of the high-concentration oxygen detected by the pressure sensor 16 is output to a control unit (not shown), and the control unit compares the pressure input from the pressure sensor 16 with a preset pressure and compares them. The feedback control is performed on the regulator 17 so that the two values become the same.

止め弁１８は、閉鎖することにより、レギュレータ１７から圧力調整されて送られる高濃度酸素の流れを止める。止め弁１８は、例えば、高濃度酸素の供給を停止する操作が行われたときあるいは酸素濃縮器１００への電源供給が停止されたときに閉鎖して、機器内に残留した高濃度酸素の流出を止める。   The stop valve 18 is closed to stop the flow of high-concentration oxygen sent from the regulator 17 by adjusting the pressure. The stop valve 18 is closed, for example, when an operation for stopping the supply of high-concentration oxygen is performed or when the power supply to the oxygen concentrator 100 is stopped, and the outflow of the high-concentration oxygen remaining in the device Stop.

酸素センサ１９は、止め弁１８からバクテリアフィルタ２０に送られる高濃度酸素の酸素濃度を検出する。バクテリアフィルタ２０は、細菌類を捕集することにより、流路を流れる高濃度酸素を除菌する。流量制限オリフィス２１は、バクテリアフィルタ２０を通って送られる高濃度酸素の流路を絞ったり広げたりすることにより、高濃度酸素の流量を制限する。流量制限オリフィス２１の絞り具合あるいは広げ具合は、筐体２００に設けられたつまみ（図示せず）と連動して調整される。   The oxygen sensor 19 detects the oxygen concentration of the high concentration oxygen sent from the stop valve 18 to the bacterial filter 20. The bacteria filter 20 sterilizes high-concentration oxygen flowing through the flow path by collecting bacteria. The flow restriction orifice 21 restricts the flow rate of the high concentration oxygen by narrowing or widening the flow path of the high concentration oxygen sent through the bacteria filter 20. The degree of throttling or widening of the flow restriction orifice 21 is adjusted in conjunction with a knob (not shown) provided in the housing 200.

圧力センサ２２は、流量制限オリフィス２１から流量センサ２３に送られる高濃度酸素の圧力を検出する。流量センサ２３は、流量制限オリフィス２１を通って送られる高濃度酸素の流量を検出する。圧力センサ２２で検出された高濃度酸素の圧力および流量センサ２３で検出された高濃度酸素の流量を継続的にメモリ（図示せず）に記憶することによって、予めなされた設定の通りに高濃度酸素が処理されているか否かをモニタリングすることができる。   The pressure sensor 22 detects the pressure of high-concentration oxygen sent from the flow restriction orifice 21 to the flow sensor 23. The flow sensor 23 detects the flow rate of high-concentration oxygen sent through the flow restriction orifice 21. By continuously storing the high-concentration oxygen pressure detected by the pressure sensor 22 and the high-concentration oxygen flow rate detected by the flow sensor 23 in a memory (not shown), the high-concentration oxygen concentration is set as previously set. Whether oxygen is being processed can be monitored.

加湿器２４は、流量センサ２３を通って送られた高濃度酸素を加湿する。酸素出口２５は、加湿器２４で湿度が与えられた高濃度酸素を、患者に供給するために排気する。酸素出口２５には、一端に酸素マスクや鼻腔カニューラが接続されたチューブ（図示せず）が取付けられ、このチューブを通じて高濃度酸素が患者に供給される。   The humidifier 24 humidifies the high concentration oxygen sent through the flow sensor 23. The oxygen outlet 25 exhausts high-concentration oxygen, which has been given humidity by the humidifier 24, to supply the patient. A tube (not shown) having an oxygen mask and a nasal cannula connected to one end is attached to the oxygen outlet 25, and high concentration oxygen is supplied to the patient through this tube.

なお、上述した構成は一例であり、各装置部の設置の有無や設置位置などは種々変更可能である。   In addition, the structure mentioned above is an example and the presence or absence, installation position, etc. of each apparatus part can be variously changed.

次に、ベース部３００、プラットフォーム部４００、およびプラットフォーム部４００上に配置された冷却用ファン７と消音器１５の構造について、図３および図４を用いて詳細に説明する。   Next, the structure of the base unit 300, the platform unit 400, and the cooling fan 7 and the silencer 15 disposed on the platform unit 400 will be described in detail with reference to FIGS.

図３は、本発明の一実施の形態に係るベース部３００およびプラットフォーム部４００の要部を示す斜視図である。図４は、本発明の一実施の形態に係るベース部３００およびプラットフォーム部４００の要部を示す分解斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing main parts of the base unit 300 and the platform unit 400 according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an exploded perspective view showing main parts of the base unit 300 and the platform unit 400 according to the embodiment of the present invention.

ベース部３００とプラットフォーム部４００は、例えば、ねじやボルトなどの連結手段により、あるいは嵌め込み式の構造により連結されている。   The base part 300 and the platform part 400 are connected by, for example, a connecting means such as a screw or a bolt or a fitting structure.

ベース部３００は、冷却用空気の排気路３１０ａおよび窒素富化空気の排気路３１０ｂを有する。ベース部３００は排気路隔壁３２０を有し、排気路隔壁３２０が、排気路を、排気路３１０ａ，３１０ｂに分割している。排気口３３０ａは、排気路３１０ａを流れ３１０Ａに沿って導かれた冷却用空気を筐体２００の内部から外部に排気し、排気口３３０ｂは、排気路３１０ｂを流れ３１０Ｂに沿って導かれた窒素富化空気を筐体２００の内部から外部に排気する。   The base unit 300 includes a cooling air exhaust path 310a and a nitrogen-enriched air exhaust path 310b. The base portion 300 has an exhaust passage partition 320, and the exhaust passage partition 320 divides the exhaust passage into exhaust passages 310a and 310b. The exhaust port 330a exhausts the cooling air guided along the flow 310A through the exhaust path 310a from the inside of the housing 200 to the outside, and the exhaust port 330b passes through the exhaust path 310b and the nitrogen guided along the flow 310B. The enriched air is exhausted from the inside of the housing 200 to the outside.

プラットフォーム部４００は、隔壁４１０を有する。隔壁４１０はプラットフォーム部４００の上面から起立してなり、消音器１５の壁部１５ｂとともに、消音器１５の排出口１５ａを囲む。隔壁４１０と壁部１５ｂによって囲まれた領域は、上方からも蓋部（図示せず）に覆われて密閉されている。すなわち、この蓋部、隔壁４１０、および消音器１５の壁部１５ｂは、収容室６００を、コンプレッサ４などの発熱体の収容室（以下「発熱体収容室」という）６００Ａと、消音器１５の排出口１５ａの収容室（以下「窒素排出口収容室」という）６００Ｂとに分割する収容室隔壁として機能する。   The platform unit 400 includes a partition wall 410. The partition wall 410 is erected from the upper surface of the platform part 400 and surrounds the discharge port 15 a of the silencer 15 together with the wall part 15 b of the silencer 15. The region surrounded by the partition wall 410 and the wall 15b is covered and sealed with a lid (not shown) from above. That is, the lid portion, the partition wall 410, and the wall portion 15b of the silencer 15 include a housing chamber 600, a housing for a heating element such as the compressor 4 (hereinafter referred to as a “heating element housing chamber”) 600A, and a silencer 15 It functions as a storage chamber partition that is divided into a storage chamber (hereinafter referred to as a “nitrogen discharge port storage chamber”) 600B for the discharge port 15a.

なお、収容室６００を発熱体収容室６００Ａと窒素排出口収容室６００Ｂに分割する方法は、上記の方法に限定されず、種々変更が可能である。例えば、消音器１５の排出口１５ａを完全に覆うカバー部をプラットフォーム部４００上に設けてもよい。   In addition, the method of dividing the storage chamber 600 into the heating element storage chamber 600A and the nitrogen discharge port storage chamber 600B is not limited to the above method, and various changes can be made. For example, a cover part that completely covers the discharge port 15 a of the silencer 15 may be provided on the platform part 400.

プラットフォーム部４００上には、冷却用ファン７および消音器１５が配置されている。   On the platform part 400, the cooling fan 7 and the silencer 15 are arranged.

冷却用ファン７は、吸気口（図示せず）が下方に露出し、且つ排気口７ａがプラットフォーム部４００に形成された開口部４２０に嵌め込まれた状態で、発熱体収容室６００Ａに配置される。発熱体収容室６００Ａを循環して熱を吸収した冷却用空気は、冷却用ファン７の吸気口で吸込まれ、冷却用ファン７の排気口７ａから開口部４２０を通じて、ベース部３００の排気路３１０ａに吐き出される。つまり、開口部４２０は、発熱体収容室６００Ａと、冷却用空気の排気路３１０ａとを連通する。   The cooling fan 7 is disposed in the heating element housing chamber 600 </ b> A in a state in which an intake port (not shown) is exposed downward and the exhaust port 7 a is fitted in an opening 420 formed in the platform 400. . Cooling air that has circulated through the heating element housing chamber 600 </ b> A and absorbed heat is sucked into the intake port of the cooling fan 7, and is discharged from the exhaust port 7 a of the cooling fan 7 through the opening 420 to the exhaust path 310 a of the base unit 300. Vomited. That is, the opening 420 communicates the heating element housing chamber 600A and the cooling air exhaust passage 310a.

消音器１５は、排出口１５ａが窒素排出口収容室６００Ｂに露出し、壁部１５ｂがプラットフォーム部４００に空けられた孔４３０に嵌め込まれ、且つ連結部１５ｃがマニホールド８に連結した状態で、プラットフォーム部４００上に配置される。排出口１５ａは、マニホールド８から送られた窒素富化空気を窒素排出口収容室６００Ｂに直接排出し、排出された窒素富化空気は、プラットフォーム部４００に形成された開口部４４０を通じてベース部３００の排気路３１０ｂに送られる。つまり、開口部４４０は、窒素排出口収容室６００Ｂと、窒素富化空気の排気路３１０ｂとを連通する。   The silencer 15 is configured such that the exhaust port 15a is exposed to the nitrogen exhaust port accommodating chamber 600B, the wall portion 15b is fitted into the hole 430 formed in the platform portion 400, and the connecting portion 15c is connected to the manifold 8. It is arranged on the part 400. The exhaust port 15 a directly exhausts the nitrogen-enriched air sent from the manifold 8 to the nitrogen exhaust port accommodating chamber 600 </ b> B, and the exhausted nitrogen-enriched air passes through the opening 440 formed in the platform unit 400. To the exhaust passage 310b. That is, the opening 440 communicates the nitrogen exhaust port accommodation chamber 600B and the exhaust passage 310b for nitrogen-enriched air.

このように、発熱体収容室６００Ａと窒素排出口収容室６００Ｂは収容室隔壁により分割され、冷却用空気の排気路３１０ａと窒素富化空気の排気路３１０ｂは排気路隔壁３２０により分割され、発熱体収容室６００Ａと排気路３１０ａを連通する開口部４２０と、窒素排出口収容室６００Ｂと排気路３１０ｂを連通する開口部４４０とは互いに独立に形成されている。すなわち、筐体２００の内部では、コンプレッサ４などの発熱体が配置され冷却用空気が通る空間と、消音器１５の排出口１５ａが配置され窒素富化空気が通る空間とが互いに独立して規定されている。   As described above, the heating element storage chamber 600A and the nitrogen discharge port storage chamber 600B are divided by the storage chamber partition, and the cooling air exhaust passage 310a and the nitrogen-enriched air exhaust passage 310b are divided by the exhaust passage partition 320 to generate heat. The opening 420 that communicates between the body housing chamber 600A and the exhaust passage 310a and the opening 440 that communicates between the nitrogen exhaust outlet housing chamber 600B and the exhaust passage 310b are formed independently of each other. That is, inside the housing 200, a space through which a heating element such as the compressor 4 is arranged and through which cooling air passes is defined independently from a space through which the exhaust port 15a of the silencer 15 is arranged and through which nitrogen-enriched air passes. Has been.

以下、上述のように構成された酸素濃縮器１００の動作について説明する。説明において、前述の図１〜図４を適宜参照されたい。   Hereinafter, the operation of the oxygen concentrator 100 configured as described above will be described. In the description, please refer to FIGS.

酸素濃縮器１００への電源供給が開始されると、所定のセルフチェックプログラムによって動作環境が整えられ、操作者（患者または介護者）は、カバー部５００に設けられたボタンやつまみなどの操作部（図示せず）を操作することにより、酸素流量および酸素濃度を設定する。例えば酸素流量は、つまみを回して流量制限オリフィス２１が設けられた位置における流路の断面積を物理的に変えることによって設定される。   When the power supply to the oxygen concentrator 100 is started, the operating environment is prepared by a predetermined self-check program, and the operator (patient or caregiver) can operate the operation unit such as buttons and knobs provided on the cover unit 500. By operating (not shown), the oxygen flow rate and the oxygen concentration are set. For example, the oxygen flow rate is set by turning the knob to physically change the cross-sectional area of the flow path at the position where the flow restriction orifice 21 is provided.

風路ケース１により筐体２００の外部から内部に呼吸用空気として導入された室内の空気は、ヘパフィルタ２で空中浮遊粒子が除去されて吸気タンク３に貯蔵される。コンプレッサ４は、吸気タンク３に貯蔵された空気を圧縮して圧縮空気を生成する。コンプレッサ４で生成された圧縮空気は、冷却パイプ５を通ってマニホールド８に送られる。このとき、コンプレッサ４は圧縮動作によって発熱し、この発熱によって圧縮空気が温度上昇し、温度上昇した圧縮空気によって他の装置部、例えば冷却パイプ５が加熱される。また、コンプレッサ４は、圧縮動作により連続的な騒音と振動を発生させる。   Air in the room introduced as air for breathing from the outside of the housing 200 by the air passage case 1 is removed from the airborne particles by the hepa filter 2 and stored in the intake tank 3. The compressor 4 compresses the air stored in the intake tank 3 to generate compressed air. The compressed air generated by the compressor 4 is sent to the manifold 8 through the cooling pipe 5. At this time, the compressor 4 generates heat by the compression operation, and the temperature of the compressed air rises due to this heat generation, and the other device part, for example, the cooling pipe 5 is heated by the compressed air whose temperature rises. The compressor 4 generates continuous noise and vibration by a compression operation.

カバー部５００に形成された窓部（図示せず）は、筐体２００の外部の空気を、筐体２００の内部、特にコンプレッサ４などの発熱体の冷却用空気として筐体２００の内部に導入する。導入された冷却用空気は、筐体２００の内部の熱を吸収しながら発熱体収容室６００Ａを循環する。これにより、シープベッド１０，１１における圧縮空気からの窒素と水分の吸着効率、および酸素濃縮器１００の各装置部の耐久性が向上する。   A window portion (not shown) formed in the cover portion 500 introduces air outside the housing 200 into the housing 200, particularly as cooling air for a heating element such as the compressor 4. To do. The introduced cooling air circulates through the heating element housing chamber 600 </ b> A while absorbing heat inside the housing 200. Thereby, the adsorption efficiency of nitrogen and moisture from the compressed air in the sheep beds 10 and 11 and the durability of each device part of the oxygen concentrator 100 are improved.

発熱体収容室６００Ａを循環した冷却用空気は、プラットフォーム部４００上に配置された冷却用ファン７の吸気口（図示せず）で吸込まれ、冷却用ファン７の排気口７ａから開口部４２０を通じて排気路３１０ａに吐き出される。排気路３１０ａに吐き出された冷却用空気は、流れ３１０Ａに沿って排気路３１０ａを導かれ、筐体２００の内部から外部に排気される。冷却用空気の排気時には、連続的な排気音が発生する。   The cooling air circulated through the heating element housing chamber 600 </ b> A is sucked in through an intake port (not shown) of the cooling fan 7 disposed on the platform 400, and passes through the opening 420 from the exhaust port 7 a of the cooling fan 7. It is discharged into the exhaust path 310a. The cooling air discharged to the exhaust path 310a is guided along the flow 310A through the exhaust path 310a and is exhausted from the inside of the housing 200 to the outside. When exhausting the cooling air, a continuous exhaust noise is generated.

マニホールド８に送られた圧縮空気は、切替弁９ａ，９ｂの開閉状態の切替えに従って加減圧を繰り返しながらシープベッド１０，１１を通過することにより、高濃度酸素と窒素富化空気に分離される。より具体的には、シープベッド１０，１１に充填されたゼオライトが、加圧した圧縮空気が通過するとその圧縮空気から窒素と水分を吸着し、減圧した圧縮空気が通過すると吸着した窒素と水分を脱着する。   The compressed air sent to the manifold 8 is separated into high-concentration oxygen and nitrogen-enriched air by passing through the sheep beds 10 and 11 while repeating pressurization and depressurization according to switching of the open / close state of the switching valves 9a and 9b. More specifically, the zeolite filled in the sheep beds 10 and 11 adsorbs nitrogen and moisture from the compressed air when the compressed air passes, and absorbs the adsorbed nitrogen and moisture when the compressed air passes. Detach.

シープベッド１０，１１内を吸着と脱着を繰り返しながら通過することにより窒素と水分が除去され酸素濃度が高められた気体は、高濃度酸素として製品タンク１２に貯蔵される。ゼオライトは窒素だけでなく水分をも吸着するので、製品タンク１２に貯蔵される高濃度酸素は、水分がほとんど含まれていない乾燥した状態である。   The gas in which nitrogen and moisture are removed and oxygen concentration is increased by passing through the sheep beds 10 and 11 while repeating adsorption and desorption is stored in the product tank 12 as high concentration oxygen. Since zeolite adsorbs not only nitrogen but also moisture, the high concentration oxygen stored in the product tank 12 is in a dry state containing almost no moisture.

一方、シープベッド１０，１１で除去された窒素と水分を含む窒素富化空気は、マニホールド８を通って消音器１５の排出口１５ａから窒素排出口収容室６００Ｂに直接排出される。排出された窒素富化空気は、開口部４４０を通じて排気路３１０ｂに送られ、流れ３１０Ｂに沿って排気路３１０ｂを導かれて、筐体２００の内部から外部に排気される。窒素富化空気の排気は切替弁９ａ，９ｂの開放と閉鎖の切替動作ごとに高い圧力で一気に行われるので（例えば、１回の排気で数十リットル）、窒素富化空気の排出時および排気時には比較的大きな音が発生する。このとき、消音器１５の筒内に設けられた排気抵抗（図示せず）は、窒素富化空気の排気により発生する音を吸収して熱に変換することにより音を小さくする。   On the other hand, the nitrogen-enriched air containing nitrogen and moisture removed by the sheep beds 10 and 11 is directly discharged from the discharge port 15a of the silencer 15 to the nitrogen discharge port accommodating chamber 600B through the manifold 8. The exhausted nitrogen-enriched air is sent to the exhaust path 310b through the opening 440, guided along the flow 310B, and exhausted from the inside of the housing 200 to the outside. Since the exhaust of the nitrogen-enriched air is performed at a high pressure (for example, several tens of liters per exhaust) at every switching operation of opening and closing of the switching valves 9a and 9b, the exhaust of the nitrogen-enriched air and the exhaust Sometimes a relatively loud sound is generated. At this time, the exhaust resistance (not shown) provided in the cylinder of the silencer 15 absorbs the sound generated by exhausting the nitrogen-enriched air and converts it into heat, thereby reducing the sound.

製品タンク１２に貯蔵された高濃度酸素は、圧力センサ１６およびレギュレータ１７により圧力調整され、バクテリアフィルタ２０により除菌され、流量制限オリフィス２１により流量制限されつつ流路を送られる。流量制限オリフィス２１を通った高濃度酸素は、圧力センサ２２で圧力が検出され、流量センサ２３で流量が検出される。これらの検出結果はメモリ（図示せず）に記憶され、設定通りに高濃度酸素が処理されているか否かがモニタリングされる。   The high-concentration oxygen stored in the product tank 12 is adjusted in pressure by the pressure sensor 16 and the regulator 17, sterilized by the bacteria filter 20, and sent through the flow path while being restricted in flow rate by the flow restriction orifice 21. The high-concentration oxygen that has passed through the flow restriction orifice 21 has a pressure detected by the pressure sensor 22 and a flow rate detected by the flow sensor 23. These detection results are stored in a memory (not shown), and it is monitored whether or not high-concentration oxygen is processed as set.

加湿器２４は、流量センサを通って送られる高濃度酸素を加湿する。これにより、高濃度酸素に患者が吸引するために最適な水分が与えられる。加湿器２４で加湿された高濃度酸素は、酸素出口２５に接続されたチューブ（図示せず）を通って送られ、このチューブに接続された酸素マスクや鼻腔カニューラによって患者に吸引される。   The humidifier 24 humidifies the high concentration oxygen sent through the flow sensor. This provides optimal moisture for the patient to inhale high concentration oxygen. The high-concentration oxygen humidified by the humidifier 24 is sent through a tube (not shown) connected to the oxygen outlet 25 and is sucked into the patient by an oxygen mask or nasal cannula connected to the tube.

いま、カバー部５００に形成された窓部（図示せず）を通じて外気から導入された冷却用空気の筐体２００の内部での流れ、および消音器１５から排出された窒素富化空気の筐体２００の内部での流れに注目する。   Now, the flow of cooling air introduced from outside air through a window (not shown) formed in the cover 500 inside the casing 200 and the casing of nitrogen-enriched air discharged from the silencer 15 Note the flow inside 200.

窓部を通じて外気から導入された冷却用空気は、発熱体収容室６００Ａを循環して熱を吸収することによりコンプレッサ４などの発熱体を冷却した後、プラットフォーム部４００上に配置された冷却用ファン７の吸気口（図示せず）で吸込まれ、排気口７ａから開口部４２０を通じて排気路３１０ａに吐き出され、排気口３３０ａによって筐体２００の内部から外部に排気される。   The cooling air introduced from the outside air through the window part circulates through the heating element housing chamber 600A and absorbs heat to cool the heating element such as the compressor 4, and then the cooling fan disposed on the platform part 400 7 is sucked in through an intake port (not shown), discharged from the exhaust port 7a through the opening 420 to the exhaust passage 310a, and exhausted from the inside of the housing 200 to the outside through the exhaust port 330a.

一方、窒素富化空気は、発熱体収容室６００Ａにある冷却用空気に触れることなく、消音器１５の排出口１５ａから窒素排出口収容室６００Ｂに直接排出される。窒素排出口収容室６００Ｂに排出された窒素富化空気は、開口部４４０を通じて排気路３１０ｂに導かれ、排気口３３０ｂによって筐体２００の内部から外部に排気される。   On the other hand, the nitrogen-enriched air is directly discharged from the discharge port 15a of the silencer 15 to the nitrogen discharge port storage chamber 600B without touching the cooling air in the heating element storage chamber 600A. The nitrogen-enriched air discharged into the nitrogen discharge port accommodating chamber 600B is guided to the exhaust path 310b through the opening 440, and is exhausted from the inside of the housing 200 to the outside through the exhaust port 330b.

ここで、発熱体収容室６００Ａと窒素排出口収容室６００Ｂは、隔壁４１０と、壁部１５ｂと、隔壁４１０および壁部１５ｂにより囲まれた空間を覆う蓋部（図示せず）とからなる収容室隔壁によって分割されている。したがって、収容室６００において、窓部を通じて外気から導入された冷却用空気の流れと、消音器１５の排出口１５ａから排出された窒素富化空気の流れは互いに隔離されている。   Here, the heating element accommodation chamber 600A and the nitrogen discharge port accommodation chamber 600B are accommodations including a partition wall 410, a wall portion 15b, and a lid portion (not shown) that covers a space surrounded by the partition wall 410 and the wall portion 15b. It is divided by a chamber partition. Therefore, in the storage chamber 600, the flow of cooling air introduced from outside air through the window and the flow of nitrogen-enriched air discharged from the exhaust port 15a of the silencer 15 are isolated from each other.

また、発熱体収容室６００Ａと排気路３１０ａを連通する開口部４２０と、窒素排出口収容室６００Ｂと排気路３１０ｂを連通する開口部４４０とは互いに独立に形成されているので、発熱体収容室６００Ａの冷却用空気は排気路３１０ａに、窒素排出口収容室６００Ｂの窒素富化空気は排気路３１０ｂにそれぞれ隔離されて導かれる。   In addition, since the opening 420 that communicates the heating element accommodation chamber 600A and the exhaust passage 310a and the opening 440 that communicates the nitrogen exhaust outlet accommodation chamber 600B and the exhaust passage 310b are formed independently of each other, the heating element accommodation chamber The cooling air of 600A is led to the exhaust passage 310a, and the nitrogen-enriched air in the nitrogen discharge port accommodating chamber 600B is led to the exhaust passage 310b.

さらに、排気路３１０ａと排気路３１０ｂは排気路隔壁３２０によって分割されているので、排気路において、冷却用空気の流れと窒素富化空気の流れは互いに隔離されている。   Further, since the exhaust passage 310a and the exhaust passage 310b are divided by the exhaust passage partition 320, the flow of cooling air and the flow of nitrogen-enriched air are separated from each other in the exhaust passage.

このように、窓部を通じて導入された冷却用空気と消音器１５の排出口１５ａから排出された窒素富化空気の双方が同一の筐体２００の内部に放出されるにもかかわらず、この同一の筐体２００の内部における２つの空気の流れは完全に隔離されている。したがって、高い圧力で間欠的に排出される窒素富化空気が、窒素富化空気よりも低い圧力で連続的に導入される冷却用空気を押込んで逆流させることがなくなり、冷却効率の低下を招くことはない。また、冷却用空気と窒素富化空気の間の熱伝導が抑制されるので、酸素濃縮器１００全体の冷却効率を向上することができる。   Thus, although both the cooling air introduced through the window portion and the nitrogen-enriched air discharged from the discharge port 15a of the silencer 15 are released into the same casing 200, the same The two air flows inside the housing 200 are completely isolated. Therefore, the nitrogen-enriched air that is intermittently discharged at a high pressure does not push back the cooling air that is continuously introduced at a lower pressure than the nitrogen-enriched air, causing the cooling efficiency to decrease. There is nothing. Moreover, since the heat conduction between the cooling air and the nitrogen-enriched air is suppressed, the cooling efficiency of the oxygen concentrator 100 as a whole can be improved.

本発明者は、本実施の形態の酸素濃縮器１００を使用した場合と、冷却用空気と窒素富化空気が筐体あるいは排気路の内部で混ざり得る従来の酸素濃縮器を使用した場合において、機器内の温度や流路を流れる流体の温度などを測定してこれらを比較検討した。その結果、本実施の形態の酸素濃縮器１００では、従来の酸素濃縮器と比較して平均２℃前後の優れた冷却効果が得られた。   In the case of using the oxygen concentrator 100 of the present embodiment and the case of using a conventional oxygen concentrator in which cooling air and nitrogen-enriched air can be mixed inside the casing or the exhaust passage, The temperature inside the equipment and the temperature of the fluid flowing through the flow path were measured and compared. As a result, in the oxygen concentrator 100 of the present embodiment, an excellent cooling effect of about 2 ° C. on average was obtained as compared with the conventional oxygen concentrator.

ところで、上記のように、排気時において、冷却用空気は連続的な排気音を発生させ、窒素富化空気は間欠的に比較的大きな音を発生させる。特に、窒素富化空気の排気により発生する音は、酸素濃縮器としての仕様を満足できない程の騒音となり得る。   By the way, as described above, during the exhaust, the cooling air generates a continuous exhaust sound, and the nitrogen-enriched air intermittently generates a relatively loud sound. In particular, the sound generated by exhausting nitrogen-enriched air can be noise that does not satisfy the specifications of an oxygen concentrator.

これらの音を抑制するためには、排気抵抗を設けるのが効果的である。しかし、排気抵抗は音を吸収して熱に変換する断熱材であるため、数を増やし過ぎると機器全体の温度が上昇して多くの冷却用空気と大規模な冷却用ファンが必要になり、そうすると排気音が大きくなりより多くの排気抵抗を設ける必要が生じてしまう。このように、酸素濃縮器における温度対策と騒音対策は相反する関係にある。   In order to suppress these sounds, it is effective to provide exhaust resistance. However, since exhaust resistance is a heat insulating material that absorbs sound and converts it into heat, if the number is increased too much, the temperature of the entire device rises, requiring a lot of cooling air and a large cooling fan, If it does so, exhaust sound will become loud and it will be necessary to provide more exhaust resistance. Thus, the temperature countermeasure and the noise countermeasure in the oxygen concentrator have a contradictory relationship.

また、冷却用空気の排気音と窒素富化空気の排気音では、その周波数や発生頻度が異なるので、望ましい排気抵抗の種類やその設け方も異なる。したがって、これら２つの排気音の双方を最適効率で減らすように排気抵抗を設けることには一定の限界がある。   Further, the exhaust sound of cooling air and the exhaust sound of nitrogen-enriched air have different frequencies and frequency of occurrence, so that the types of desirable exhaust resistance and how to provide them differ. Therefore, there is a certain limit to providing exhaust resistance so as to reduce both of these two exhaust sounds with optimum efficiency.

この点、本実施の形態では、冷却用空気が通る収容室と窒素富化空気が通る収容室とが互いに隔離され、冷却用空気が通る排気路と窒素富化空気が通る排気路とが互いに隔離され、且つ収容室と排気路を連通する開口部が独立して形成されている。これにより、それぞれの収容室および排気路に、排気音に応じて適切に排気抵抗を設けることができる（騒音対策のターゲットの絞り込み）。例えば、窒素富化空気が通る収容室および排気路に、より多くのあるいは強い排気抵抗を設ける一方、冷却用空気が通る収容室および排気路に、より少ないあるいは弱い排気抵抗を設けるといった柔軟性のある騒音対策を施すことができる。また、機器全体に設ける排気抵抗の数を減らすことができるので、排気抵抗の発熱による冷却効率の低下を抑制することができる。   In this regard, in the present embodiment, the storage chamber through which the cooling air passes and the storage chamber through which the nitrogen-enriched air passes are isolated from each other, and the exhaust passage through which the cooling air passes and the exhaust passage through which the nitrogen-enriched air passes are mutually connected. An opening that is isolated and communicates between the storage chamber and the exhaust passage is formed independently. As a result, exhaust resistance can be appropriately provided in the respective storage chambers and exhaust passages according to the exhaust noise (narrowing down targets for noise countermeasures). For example, flexibility can be provided such that more or stronger exhaust resistance is provided in the storage chamber and exhaust passage through which nitrogen-enriched air passes, while less or weaker exhaust resistance is provided in the storage chamber and exhaust passage through which cooling air passes. Some noise countermeasures can be taken. Further, since the number of exhaust resistors provided in the entire device can be reduced, it is possible to suppress a decrease in cooling efficiency due to heat generation of the exhaust resistors.

このように、本実施の形態によれば、筐体と、この筐体の外部の空気を呼吸用空気として筐体の内部に吸気する呼吸用空気導入手段と、導入された呼吸用空気を分離して高濃度酸素と窒素富化空気とを得る分離手段と、得られた窒素富化空気を筐体の内部に排出する窒素排出手段と、筐体の外部の空気を筐体の内部の冷却用空気として筐体の内部に導入する冷却用空気導入手段と、導入された冷却用空気の筐体の内部での流れと、排出された窒素富化空気の筐体の内部での流れとを互いに隔離する隔離手段とを有する。これにより、筐体の内部で冷却用空気と窒素富化空気が混ざることがなくなり、筐体の内部における冷却用空気の逆流を防止することができる。   As described above, according to the present embodiment, the casing, the breathing air introducing means for sucking the air outside the casing into the casing as the breathing air, and the introduced breathing air are separated. Separating means for obtaining high-concentration oxygen and nitrogen-enriched air, nitrogen discharging means for discharging the obtained nitrogen-enriched air to the inside of the housing, and cooling the outside of the housing to the inside of the housing Cooling air introduction means for introducing into the housing as working air, the flow of the introduced cooling air inside the housing, and the flow of discharged nitrogen-enriched air inside the housing And isolating means for isolating from each other. Thereby, the cooling air and the nitrogen-enriched air are not mixed inside the housing, and the backflow of the cooling air inside the housing can be prevented.

また、冷却用空気の排気音に対する騒音対策と、窒素富化空気の排気音に対する騒音対策とを最適効率で併存させることができる。   Further, noise countermeasures for the exhaust sound of cooling air and noise countermeasures for the exhaust sound of nitrogen-enriched air can coexist with optimum efficiency.

なお、本実施の形態では、ゼオライトを充填したシープベッドを用いて酸素濃縮を行う吸着型（ＰＳＡ：Pressure Swing Adsorption）酸素濃縮器を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、窒素より酸素を多く通す濾過膜を用いて酸素濃縮を行う酸素富化膜方式の酸素濃縮器にも同様に適用可能である。この方式でも、濾過膜で捕集された高濃度の窒素と冷却用空気を筐体の内部から外部に排気する必要があるので、温度対策と騒音対策の双方の観点から有利な効果を期待できる。   In the present embodiment, an adsorption type (PSA) oxygen concentrator that performs oxygen concentration using a sheep bed filled with zeolite has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can be similarly applied to an oxygen enrichment membrane type oxygen concentrator that performs oxygen concentration using a filtration membrane through which oxygen passes more than nitrogen. Even with this method, it is necessary to exhaust high-concentration nitrogen and cooling air collected by the filtration membrane from the inside of the housing to the outside, so that advantageous effects can be expected from both the viewpoints of temperature countermeasures and noise countermeasures. .

本発明の一実施の形態に係る酸素濃縮器の構成を示す概略斜視図The schematic perspective view which shows the structure of the oxygen concentrator which concerns on one embodiment of this invention. 収容室に配置される酸素濃縮器の装置部を示す図The figure which shows the apparatus part of the oxygen concentrator arrange | positioned in a storage chamber ベース部およびプラットフォーム部の要部を示す斜視図The perspective view which shows the principal part of a base part and a platform part ベース部およびプラットフォーム部の要部を示す分解斜視図The exploded perspective view which shows the principal part of a base part and a platform part

符号の説明Explanation of symbols

４ コンプレッサ
７ 冷却用ファン
７ａ、３３０ａ、３３０ｂ 排気口
１５ 消音器
１５ａ 排出口
１５ｂ 壁部
１００ 酸素濃縮器
２００ 酸素濃縮器筐体
３００ ベース部
３１０ａ、３１０ｂ 排気路
３２０ 排気路隔壁
４００ プラットフォーム部
４１０ 隔壁
４２０、４４０ 開口部
５００ カバー部
６００ 収容室
６００Ａ 発熱体収容室
６００Ｂ 窒素排出口収容室 4 Compressor 7 Cooling fan 7a, 330a, 330b Exhaust port 15 Silencer 15a Exhaust port 15b Wall unit 100 Oxygen concentrator 200 Oxygen concentrator housing 300 Base unit 310a, 310b Exhaust channel 320 Exhaust channel partition 400 Platform unit 410 Partition 420 440 Opening portion 500 Cover portion 600 Storage chamber 600A Heating element storage chamber 600B Nitrogen discharge port storage chamber

Claims (4)

筐体と、
前記筐体の外部の空気を呼吸用空気として前記筐体の内部に導入する呼吸用空気導入手段と、
導入された前記呼吸用空気を分離して高濃度酸素と窒素富化空気とを得る分離手段と、
得られた前記窒素富化空気を前記筐体の内部に排出する窒素排出手段と、
前記筐体の外部の空気を前記筐体の内部の冷却用空気として前記筐体の内部に導入する冷却用空気導入手段と、
導入された前記冷却用空気の前記筐体の内部から前記筐体の外部までの流れと、排出された前記窒素富化空気の前記筐体の内部から前記筐体の外部までの流れとを互いに隔離する隔離手段と、
を有することを特徴とする酸素濃縮器。 A housing,
Breathing air introducing means for introducing air outside the casing into the casing as breathing air;
Separating means for separating the introduced breathing air to obtain high-concentration oxygen and nitrogen-enriched air;
Nitrogen exhaust means for exhausting the obtained nitrogen-enriched air into the housing;
Cooling air introducing means for introducing air outside the housing into the housing as cooling air inside the housing;
The flow of outside between the housing from the interior of the housing of the introduced the cooling air, the flow of outside between the housing from the interior of the housing of the nitrogen-enriched air discharged Isolation means for isolating
An oxygen concentrator comprising: 発熱体をさらに有し、
前記筐体は、排気路を有するベース部と、前記ベース部上に載置されたプラットフォーム部と、前記プラットフォーム部を覆って設けられ、前記プラットフォーム部上に収容室を形成するカバー部と、を有し、
前記隔離手段は、前記収容室を第１の収容室と第２の収容室とに分割する収容室隔壁を有し、
前記発熱体は、前記第１の収容室内に配置され、前記窒素排出手段は、前記第２の収容室内に配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載の酸素濃縮器。 Further comprising a calling Netsutai,
The housing includes a base portion having an exhaust path, a platform portion placed on the base portion, and a cover portion that covers the platform portion and forms a storage chamber on the platform portion. Have
The isolation means may have a receiving chamber partition wall that divides the housing chamber into a first accommodating chamber and the second accommodating chamber,
The heating element is arranged in the first accommodation chamber, and the nitrogen exhaust means is arranged in the second accommodation chamber;
The oxygen concentrator according to claim 1. 前記隔離手段は、前記排気路を、前記冷却用空気の排気路と前記窒素富化空気の排気路とに分割する排気路隔壁をさらに有し、
前記プラットフォーム部には、前記第１の収容室と前記冷却用空気の排気路とを連通する第１の開口部と、前記第２の収容室と前記窒素富化空気の排気路とを連通する第２の開口部と、が形成されている、
ことを特徴とする請求項２記載の酸素濃縮器。 Before SL isolation means, a pre-Symbol exhaust path, further comprising an exhaust passage partition wall for dividing the exhaust path of the cooling air and the exhaust passage of the nitrogen-enriched air,
Said platform portion, communicates with a first opening communicating with an exhaust passage of the first said cooling air and the accommodation chamber of a pre-Symbol exhaust passage of the nitrogen-enriched air and the second accommodating chamber A second opening to be formed ,
The oxygen concentrator according to claim 2 . 筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、呼吸用空気を圧縮する圧縮手段と、
圧縮された前記呼吸用空気を分離して高濃度酸素と窒素富化空気とを得る分離手段と、
得られた前記窒素富化空気を前記筐体の内部に排出する窒素排出手段と、
前記圧縮手段の冷却用空気を前記筐体の内部に導入する導入手段と、
導入された前記冷却用空気の前記筐体の内部から前記筐体の外部までの流れと、排出された前記窒素富化空気の前記筐体の内部から前記筐体の外部までの流れとを互いに隔離する隔離手段と、
を有することを特徴とする酸素濃縮器。 A housing,
Compression means provided inside the housing for compressing breathing air;
Separating means for separating the compressed breathing air to obtain high-concentration oxygen and nitrogen-enriched air;
Nitrogen exhaust means for exhausting the obtained nitrogen-enriched air into the housing;
Introducing means for introducing cooling air of the compression means into the housing;
The flow of outside between the housing from the interior of the housing of the introduced the cooling air, the flow of outside between the housing from the interior of the housing of the nitrogen-enriched air discharged Isolation means for isolating
An oxygen concentrator comprising:

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