以下に、本発明の好適な一実施形態について添付の図面を参照し総重量が１０〜１５ｋｇ程度の可搬型酸素濃縮装置について述べる。ここで、本発明は総重量が１０ｋｇ以下、特に２〜３ｋｇ程度の携帯型酸素濃縮装置や総重量が１５ｋｇを越える酸素濃縮装置など様々な修正と変更が可能であり、その内の特定の事例が図面に図示されており、以下に詳細に記述されることになるが、これらに限定されず請求の範囲に規定された範囲で種々の構成が可能であり、特に商用電源であるＡＣ電源のみとする室内設置式の圧力スイング吸着方式の酸素濃縮装置やコンプレッサを用いる吸着膜型酸素濃縮装置１にも適用可能であることは言うまでもない。
Hereinafter, a portable oxygen concentrator having a total weight of about 10 to 15 kg will be described with reference to the accompanying drawings for a preferred embodiment of the present invention. Here, the present invention can be modified and changed in various ways, such as a portable oxygen concentrator having a total weight of 10 kg or less, particularly about 2 to 3 kg, and an oxygen concentrator having a total weight exceeding 15 kg. Are illustrated in the drawings and will be described in detail below. However, the present invention is not limited thereto, and various configurations are possible within the scope defined in the claims, and only an AC power source, which is a commercial power source, in particular. Needless to say, the present invention is also applicable to an indoor-installed pressure swing adsorption type oxygen concentrator and an adsorption membrane type oxygen concentrator 1 using a compressor.
＜酸素濃縮装置１の全体構成の説明＞ 先ず、図１は一実施形態に係る可搬型の圧力スイング吸着方式の可搬型酸素濃縮装置１を前方左斜め上から見た外観斜視図である。また、図２は図１に示した可搬型酸素濃縮装置１の背面図である。
<Description of Overall Configuration of Oxygen Concentrator 1> First, FIG. 1 is an external perspective view of a portable pressure swing adsorption type portable oxygen concentrator 1 according to an embodiment as viewed from the upper front diagonally. FIG. 2 is a rear view of the portable oxygen concentrator 1 shown in FIG.
図１と図２から分かるように、この可搬型酸素濃縮装置１は、設置場所を最少にするために上下方向に細長いスマートな一見して小型旅行カバン風の外観形状を備えている。このため一瞥しただけでは他人に可搬型酸素濃縮装置１であることが知られないように配慮している。
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the portable oxygen concentrator 1 has a smart travel bag-like appearance that is slender and slender in the vertical direction in order to minimize the installation location. For this reason, consideration is given so that it is not known to others that the portable oxygen concentrator 1 is a glance.
また、特長としては従来の総重量が４０ｋｇを越える可搬型酸素濃縮装置の約３分の１の重さの軽量化、省エネを追求したことで電気代は一日当たり約３４円（電気代を１ｋｗＨ当たり１５．５８円として）とする一方で、付属の着脱可能で繰り返し充電可能な外部バッテリと繰り返し充電可能な内蔵された充電バッテリと家庭用商用（ＡＣ）電源の３系統で使用できることなどが挙げられる。また、特に内蔵バッテリおよび外部バッテリは、停電時におけるバックアップ電源としても使用できるので安心して使える。さらに、バッテリ節約のために吸気に同調して酸素を送り出す「同調モード」に患者（使用者）自身が切り替え得ることができる機能を備えている。
In addition, as a feature, the electricity cost is about 34 yen per day (1 kWH of electricity cost) by pursuing lightening and energy saving of about one-third the weight of the conventional portable oxygen concentrator whose total weight exceeds 40 kg. On the other hand, it can be used in three systems: an attached external battery that is detachable and rechargeable, a built-in rechargeable battery that can be repeatedly charged, and a household commercial (AC) power supply. It is done. In particular, the built-in battery and external battery can be used with peace of mind because they can be used as a backup power source in the event of a power failure. Furthermore, a function is provided that allows the patient (user) to switch to a “synchronization mode” in which oxygen is delivered in synchronization with inhalation in order to save battery power.
また、後述するように、密閉カバーを構成するための図示の表面カバー２と裏面カバー３を射出成形樹脂部品とし、さらに吸着剤を充填した並列に複数配列した吸着筒（本実施例では、２本）を含む他の構成部品についても極力軽量化することで総重量が約１０ｋｇ程度の軽量化（ＡＣ電源使用でキャリア１０を設けない場合）とした。この結果、大人が片手で持ち運べる、所謂可搬型にするための取手部分となる可搬型酸素濃縮装置１を持ち上げる力に十分に耐え得る強度を備えるハンドル４を図示のように上方に設けており、デザイン的な特徴を演出している。
Further, as will be described later, the illustrated front cover 2 and back cover 3 for forming a hermetic cover are made of injection-molded resin parts, and a plurality of adsorbing cylinders arranged in parallel filled with an adsorbent (in this embodiment, 2 The other components including this) were also reduced in weight as much as possible to reduce the total weight to about 10 kg (when the carrier 10 is not provided using an AC power source). As a result, the handle 4 having a strength sufficient to withstand the force of lifting the portable oxygen concentrator 1 that becomes a handle part for making a so-called portable type that can be carried by one hand with an adult is provided upward as shown in the figure. Design features.
また、この可搬型酸素濃縮装置１の外形寸法は、全体が丸みを帯びており、具体的には幅Ｗが３５０ｍｍ×奥行きＤが２５０ｍｍ×高さＨが５５０ｍｍである。このため、床面上の占有面積を極力小できることから上記の軽量化とともに小型化を図っている。また、可搬型酸素濃縮装置１のデザイン上の特徴点としては、設置床面から可搬型酸素濃縮装置１の前面を３次元的に覆うようにした前面カバー２を、図１に示すようにハンドル４の底面に連続するアクセントラインを左右に上下方向に凹状に一体形成し、さらにこれらのアクセントラインで挟まれる部分を淡い暖色系とし、この上方に同色系の操作パネル５を配置する一方で、裏面カバー３を含む残りの部分をベージュないしクリーム系の色としている。
Further, the outer dimensions of the portable oxygen concentrator 1 are rounded as a whole. Specifically, the width W is 350 mm × the depth D is 250 mm × the height H is 550 mm. For this reason, since the occupation area on a floor surface can be made as small as possible, the above-mentioned weight reduction and downsizing are achieved. Further, as a design feature of the portable oxygen concentrator 1, a front cover 2 that covers the front surface of the portable oxygen concentrator 1 three-dimensionally from the installation floor is handled as shown in FIG. While the accent line continuous to the bottom surface of 4 is integrally formed in a concave shape in the vertical direction on the left and right, the portion sandwiched between these accent lines is a light warm color system, and the operation panel 5 of the same color system is disposed above this, The remaining part including the back cover 3 has a beige or cream color.
以上のようなデザインおよび配色を施したいわゆる
ツートンカラーの近代的なデザインとすることで、可搬型酸素濃縮装置１を室内に設置したときに家具などの他の調度品との調和を図れるように配慮している。また、表面カバー２と裏面カバー３は、耐衝撃性を有する熱可塑性樹脂である例えばＡＢＳ樹脂製とすることでデザイン的な自由度を確保している。
By adopting the so-called two-tone modern design with the above design and color scheme, when the portable oxygen concentrator 1 is installed indoors, it can be harmonized with other furniture such as furniture. Consideration. Further, the front cover 2 and the back cover 3 are made of, for example, ABS resin, which is a thermoplastic resin having impact resistance, thereby ensuring design freedom.
図１において、操作パネル５は、ハンドル４の下方の開口部において裏面カバー３との接合面まで、例えば約１０度の角度で斜め上に延設されており、その上に左から順に、樹脂製の大型ダイヤル式の電源スイッチ６と、樹脂製部品または金属製の酸素出口７と、樹脂製カバー付きの酸素流用設定ボタン８と、７セグメントの数字でＬＥＤまたは液晶表示を行う酸素流量表示部９（図４を参照）が配置されている。また酸素出口７の上方には、酸素出口７に形成された段差部に対して気密状態に係合されるとともに、着脱自在に設けられる樹脂製のカプラ１３が示されている。このカプラ１３には鼻カニューラ１４等のチューブ１５の開口部が連通するようにセットされる。
In FIG. 1, the operation panel 5 extends obliquely upward at an angle of, for example, about 10 degrees to the joint surface with the back cover 3 at the opening below the handle 4, and resin is sequentially applied from the left to the top. Large dial-type power switch 6 made of plastic, oxygen outlet 7 made of resin parts or metal, oxygen flow setting button 8 with resin cover, and oxygen flow rate display unit for displaying LED or liquid crystal with 7 segment numbers 9 (see FIG. 4) is arranged. Above the oxygen outlet 7, a resin coupler 13 is shown that is engaged with a stepped portion formed in the oxygen outlet 7 in an airtight manner and is detachably provided. The coupler 13 is set so that an opening of a tube 15 such as a nasal cannula 14 communicates therewith.
この操作パネル５は、日本人の標準身長（１６０〜１７０ｃｍ）の患者が起立状態で両手を下げた腰部分に略該当する高さ付近に設けられているので、立ったままの姿勢で可搬型酸素濃縮装置１の運転操作を行なうことができる。このため従来の酸素濃縮装置のようにいちいち座ったり覗き込む必要がなくなる。また、場合によっては後述する遠隔操作で使用することもできる。したがって、特に患者の腹部への負担は大きく軽減される。さらには、左利きの人であっても酸素出口７を中央にして左右対称位置に各ダイヤルが配置されているので、何ら違和感なく操作できることになる。
This operation panel 5 is provided near the height corresponding to the waist where a Japanese standard height (160-170 cm) patient stands and both hands are lowered. The operation of the oxygen concentrator 1 can be performed. For this reason, it is not necessary to sit down and look into each other like a conventional oxygen concentrator. In some cases, it can also be used by remote operation to be described later. Therefore, the burden on the patient's abdomen is greatly reduced. Furthermore, even a left-handed person can operate without any sense of incongruity because the dials are arranged in symmetrical positions with the oxygen outlet 7 at the center.
なお、鼻カニューラ１４等に接続されたチューブ１５を引っかけるための不図示のフックを設けて、鼻カニューラ１４等に接続されたチューブ１５を患者が生活する同じ部屋内で移動する範囲に略相当する全長としてフックから外して使用し、未使用時はチューブ１５を数回巻き付けた後に、鼻カニューラ１４等を接続した状態のチューブ１５をフックに引っかけるようにしてもよい。
It should be noted that a hook (not shown) for hooking the tube 15 connected to the nasal cannula 14 or the like is provided and substantially corresponds to a range in which the tube 15 connected to the nasal cannula 14 or the like moves in the same room where the patient lives. The tube 15 may be used by removing it from the hook as a full length, and when the tube 15 is not used, the tube 15 with the nasal cannula 14 or the like connected thereto may be hooked on the hook after being wound several times.
また、図中の二点鎖線で示した底蓋４１も軽量化のために耐衝撃性の熱可塑性樹脂、例えばＡＢＳ樹脂製である。この底蓋４１には４つのゴム足２２が四隅に固定されており、床面上に設置して使用するときに横滑りを防止している。一方、外出時等の移動時に使用するキャリア１０を２本の固定ネジ１２で底蓋４１に対して固定するように構成されている。このキャリア１０には、上記の各ゴム足２２より大きな孔部１０ｂが対応位置に穿設されるとともに、図示のように四隅に樹脂製の自在キャスタ１１を設けている。また、このキャリア１０のベースは軽量化のために軽金属の強化アルミ板製であり、４辺の縁部を全て曲げ加工して強度を確保している。また、後述する外部バッテリを裏側から挿入し所定位置に収容し不動状態にするための収容部１０ｃと、２本の固定ネジ１２を通過させて上記の底蓋４１の雌ネジ部に螺合固定させることでキャリア１０を装置１に対して一体化するための孔部１０ａがそれぞれ設けられている。
Further, the bottom lid 41 shown by a two-dot chain line in the drawing is also made of an impact-resistant thermoplastic resin, for example, ABS resin for weight reduction. Four rubber feet 22 are fixed to the bottom lid 41 at the four corners to prevent skidding when installed on the floor surface. On the other hand, the carrier 10 used during movement such as going out is fixed to the bottom lid 41 with two fixing screws 12. The carrier 10 has holes 10b larger than the rubber feet 22 at the corresponding positions, and is provided with resin-made free casters 11 at the four corners as shown. Further, the base of the carrier 10 is made of a light metal reinforced aluminum plate for weight reduction, and all the edges of the four sides are bent to ensure strength. In addition, an external battery, which will be described later, is inserted from the back side, and is accommodated in a predetermined position so as to be immovable, and the two fixing screws 12 are passed through and fixed to the female screw portion of the bottom lid 41. Thus, holes 10a for integrating the carrier 10 with the apparatus 1 are provided.
次に、図２を参照して説明する。裏面カバー３は、合計で８本の複数の固定用のネジ１６により上記の表面カバー２に対して固定されることで密閉カバーを構成している。この裏面カバー３も上記の前面カバー２と同様に、耐衝撃性の熱可塑性樹脂の例えばＡＢＳ樹脂製である。この裏面カバー３に一体形成される前後方向半分のハンドル４の下方に手が入るようにした開口部の下方には、内部に外気導入フィルタ２０を交換自在に収容したフィルタ交換用蓋１７が着脱自在に設けられている。
Next, a description will be given with reference to FIG. The back cover 3 constitutes a hermetic cover by being fixed to the front cover 2 by a total of a plurality of fixing screws 16. The back cover 3 is also made of an impact-resistant thermoplastic resin, for example, ABS resin, similarly to the front cover 2 described above. A filter replacement lid 17 in which an outside air introduction filter 20 is exchangeably accommodated is attached / detached below the opening portion in which the hand can be inserted below the front / rear half handle 4 integrally formed with the back cover 3. It is provided freely.
この裏面カバー３の下方の左右部分には後述する排気を行う排気口３ａ、３ｂが格子を設けた状態で形成されている。また、各排気口３ａ、３ｂの間の部分は、上方に切り欠かれた切り欠き部となっており、外部バッテリコネクタ１３１、ＡＣアダプタコネクタ１３０を図示のようにこの切り欠き部から夫々露出させている。さらに、図示のＡＣアダプタ１９のＡＣケーブル１９ａ端部のコネクタ１９ｂはＡＣアダプタコネクタ１３０に挿入されて可搬型酸素濃縮装置１へのＡＣアダプタ（交流１００Ｖ）１９から可搬型酸素濃縮装置１へ電力の供給を行う。また、繰り返し充電可能な外部バッテリ２２７のコネクタ２２７ｃをバッテリコネクタ１３１にセットすることで、外出時、室内（屋内）等での移動時などにおいて、患者に供給される酸素流量にもよるが、最大２時間程度のバッテリ駆動を可能になる。
Exhaust ports 3a and 3b for exhausting air, which will be described later, are formed in the left and right portions below the back cover 3 with a lattice. Further, the portion between the exhaust ports 3a and 3b is a cutout portion cut out upward, and the external battery connector 131 and the AC adapter connector 130 are respectively exposed from the cutout portion as shown. ing. Further, the connector 19b at the end of the AC cable 19a of the AC adapter 19 shown in the figure is inserted into the AC adapter connector 130, and power is supplied from the AC adapter (AC 100V) 19 to the portable oxygen concentrator 1 to the portable oxygen concentrator 1. Supply. In addition, by setting the connector 227c of the external battery 227 that can be repeatedly charged to the battery connector 131, the maximum flow rate depends on the oxygen flow rate supplied to the patient when going out or moving indoors (indoors). The battery can be driven for about 2 hours.
さらに、繰り返し充電可能な内蔵バッテリ２２８（図７を参照）も備えており、ＡＣ電源（商用電源）または１２ＶＤＣ(自動車用電源)、外部バッテリ、内蔵バッテリの３系統の電源としている。また、使用する電源の優先順位をＡＣ電源または１２ＶＤＣ、外部バッテリ、内蔵バッテリとすることで、特に内蔵バッテリの温存を図るようにしている。この外部バッテリ２２７の表面には押圧されることでバッテリ残量を表示する残量確認ボタン２２７ａと、残量確認のためにこの残量確認ボタン２２７ａが押圧されると残量１００％で複数、例えば５個の表示部が点灯し、残量２０％で１個の表示部が点灯する複数段階（５段階）表示を例えばＬＥＤ表示するための残量確認モニタ２２７ｂを備えている。また、この外部バッテリ２２７は例えばリチウムイオン電池などの二次電池であり充電器が一体的に設けられた専用設計されると良い。または、ＡＣ電源に接続される充電器から充電を行うようにしても良い。このように構成された充電式バッテリ２２７を、使用前に充電残量を必ず確認することで、外出先でバッテリ切れが起こる最悪の事態にならないようにしている。
In addition, a built-in battery 228 (see FIG. 7) that can be repeatedly charged is also provided, and is used as three power sources: an AC power supply (commercial power supply) or 12 VDC (automotive power supply), an external battery, and a built-in battery. Further, the priority order of the power sources to be used is AC power source or 12 VDC, an external battery, and a built-in battery, so that the built-in battery is particularly preserved. A remaining amount confirmation button 227a that displays the remaining amount of the battery by being pressed on the surface of the external battery 227, and a plurality of remaining amount 100% when the remaining amount confirmation button 227a is pressed to confirm the remaining amount. For example, a remaining amount confirmation monitor 227b is provided for displaying, for example, LEDs in a plurality of steps (five steps) in which five display units are lit and one display unit is lit when the remaining amount is 20%. Further, the external battery 227 is a secondary battery such as a lithium ion battery, for example, and may be specially designed with an integrated charger. Or you may make it charge from the charger connected to AC power supply. The rechargeable battery 227 configured in this way always checks the remaining charge before use, so that the worst situation in which the battery runs out when going out is prevented.
また、キャリア１０には、収容部１０ｃをはさんでコードフック２１、２１が固定されており、上記のＡＣアダプタケーブル１９ａを巻き付けるようにして移動時に邪魔にならないようにしている。
In addition, the cord hooks 21 and 21 are fixed to the carrier 10 with the accommodating portion 10c interposed therebetween, so that the AC adapter cable 19a is wound around the carrier 10 so as not to get in the way.
次に、図３は鼻カニューラ１４等の延長チューブセットの外観斜視図である。本図において、鼻カニューラ１４等のチューブ１５にはカプラ１３を介して延長チューブ３１を接続するために樹脂製の中継カプラ３０が接続されている。このように延長チューブ３１を接続することで最長約１５ｍの長さまで延長できる結果、患者の移動範囲を大きくでき、さらなるＱＯＬの改善ができることとなる。
Next, FIG. 3 is an external perspective view of an extension tube set such as the nasal cannula 14. In this figure, a resin-made relay coupler 30 is connected to a tube 15 such as a nasal cannula 14 in order to connect an extension tube 31 via a coupler 13. By connecting the extension tube 31 in this way, it can be extended to a length of about 15 m at the longest. As a result, the movement range of the patient can be increased, and the QOL can be further improved.
次に、図４は可搬型酸素濃縮装置１の操作パネル５の実体図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、電源スイッチ６は図示のオフ位置と約９０度分時計周りに回転したオン位置との間で操作される。また、この電源スイッチ６は殆どの部分が操作パネル５の操作面から奥側（図面の裏面側）に引っ込むように設けられているので、例えば患者がつまずくなどして操作パネル５に対して激しくぶつかった場合でも、怪我などをしないように安全上の配慮がされている。この電源スイッチ６のオン位置に相当する位置には緑と赤に点灯する例えば発光ＬＥＤを内蔵した運転状態ランプ１２８ａが設けられている。また、この運転状態ランプ１２８ａの上には５個のＬＥＤで形成されるバッテリ残量モニタ１２８ｄが設けられている。
Next, FIG. 4 is a substantial view of the operation panel 5 of the portable oxygen concentrator 1. In this figure, components that have already been described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and the power switch 6 is operated between the illustrated OFF position and the ON position rotated clockwise by about 90 degrees. The Further, since most of the power switch 6 is provided so as to be retracted from the operation surface of the operation panel 5 to the back side (the back side of the drawing), for example, a patient stumbles against the operation panel 5 violently. Safety measures are taken so as not to injure people even if they collide. At a position corresponding to the ON position of the power switch 6, for example, an operation state lamp 128 a incorporating a light emitting LED that is lit in green and red is provided. A battery remaining amount monitor 128d formed of five LEDs is provided on the operation state lamp 128a.
また、中央の酸素出口７についても図示のように全ての囲い部分が操作パネル５の操作面から奥側（図面の裏面側）に引っ込むように設けられている。この酸素出口７の上には「点検」の文字またはこれに相当するキャラクター表示を横に印刷した警報表示部１２８ｃが設けられている。この警報表示部１２８ｃは、装置の異常時にアラーム表示として、発光ＬＥＤ等で赤色に点灯または点滅するようにしている。７セグメントの数字でＬＥＤまたは液晶表示を行う酸素流量表示部９がエラーコードも表示できるようにして、異常時にエラーコード（例えばＥ０１：濃縮酸素の高圧異常，Ｅ０２：濃縮酸素の低圧異常，）Ｅ０３：濃縮酸素の流量異常等）で異常またはエラー内容を表示するようにしてもよい。こうすることで、使用者（患者）が、表示されたエラーコードにより、酸素濃縮装置の同様な内容のエラーかが分かり、エラーに対応することができる。また、エラーに対応できない場合、表示されたエラーコードを電話等でサービスセンター，コールセンターに連絡することで、サービスマンが電話等で患者に容易にアドバイスしたりする等によりエラー対応ができる。この警報表示部１２８ｃの下方には緑色と赤色と黄色とに点灯する例えば発光ＬＥＤを内蔵した酸素ランプ１２８ｂが設けられている。酸素濃度が所定の場合、例えば９０％以上の場合には緑色に、例えば８０〜９０％の場合には黄色に、８０％未満の場合には赤色に点灯または点滅するようにしている。
The central oxygen outlet 7 is also provided so that all the enclosed portions are retracted from the operation surface of the operation panel 5 to the back side (the back side in the drawing) as shown in the figure. On the oxygen outlet 7, an alarm display unit 128 c is provided which has a character “inspection” or a character display corresponding thereto printed horizontally. This alarm display unit 128c is lit or blinks in red with a light emitting LED or the like as an alarm display when the apparatus is abnormal. An error code (for example, E01: concentrated oxygen high pressure abnormality, E02: concentrated oxygen low pressure abnormality) E03 is set so that the oxygen flow rate display unit 9 that performs LED or liquid crystal display with 7-segment numbers can also display an error code. : Abnormality or error content may be displayed in the case of abnormal flow rate of concentrated oxygen). By doing so, the user (patient) can know whether or not the error has the same content in the oxygen concentrator from the displayed error code, and can respond to the error. Further, when an error cannot be dealt with, the error can be dealt with by, for example, easily giving advice to the patient by telephone or the like by contacting the displayed error code to the service center or call center by telephone or the like. Below the alarm display portion 128c, an oxygen lamp 128b having a built-in light emitting LED, for example, that lights in green, red, and yellow is provided. When the oxygen concentration is a predetermined value, for example, when it is 90% or more, it is lit or blinks in green, when it is 80 to 90%, for example, it is yellow, and when it is less than 80%, it is lit or blinks red.
そして、酸素流量設定ボタン（酸素供給量設定手段）８は、上下矢印を印刷したフラットスイッチ８ａ、８ｂとして設けられており操作パネル５の操作面と略同一面となるように設けられている。この酸素流用設定ボタン８は、９０％程度以上に濃縮された酸素を毎分当たり０．２５Ｌ(リットル)から最大で５Ｌまで０．２５Ｌ段階または０．０１Ｌ段階で押圧操作する度に酸素流量が設定できるように構成されており、上方の酸素流量表示部９で表示するようにしている。以上のようにして酸素供給量及び酸素生成能力を変えることが可能である。また、同調スイッチ（ボタン）２５ａは、患者（使用者）が任意に選択・設定するためのスイッチであり、駆動電源が、ＡＣ電源，１２ＶＤＣ電源，バッテリのいずれでも、酸素供給量設定ボタン８で設定される濃縮酸素供給量が、連続して供給可能な値（Ｌ／分）を越えている場合には呼吸同調モードのみ設定可能（同調スイッチ２５ａを２〜３秒長押しすることで設定可能）とし、その旨を同調ランプ２５に表示するようにしている。例えば、９０％程度またはそれ以上に濃縮された酸素流量の連続供給が最大３（Ｌ／分）の酸素濃縮装置の場合（いわゆる３Ｌ酸素濃縮装置の場合）、呼吸同調モードを６（Ｌ／分）まで、０．０５（Ｌ／分）刻みで設定できるようになっている。一方、３（Ｌ／分）を越える濃縮された酸素流量の連続供給は設定できないようになっている（この場合、その旨のアラーム及び／または音声ガイドを行なう）。また、例えば９０％程度またはそれ以上に濃縮された酸素流量の連続供給が最大２（Ｌ／分）の酸素濃縮装置の場合（いわゆる２Ｌ酸素濃縮装置の場合）、呼吸同調モードを４（Ｌ／分）まで、０．０５（Ｌ／分）刻みで設定できるようになっている。一方、２（Ｌ／分）を越える濃縮された酸素流量の連続供給は設定できないようになっている（この場合、その旨のアラーム及び／または音声ガイドを行なう）。また、例えば９０％程度またはそれ以上に濃縮された酸素流量の連続供給が最大１（Ｌ／分）の酸素濃縮装置の場合（いわゆる１Ｌ酸素濃縮装置の場合）、呼吸同調モードを２（Ｌ／分）まで、０．０５（Ｌ／分）刻みで設定できるようになっている。一方、１（Ｌ／分）を越える濃縮された酸素流量の連続供給は設定できないようになっている（この場合、その旨のアラーム及び／または音声ガイドを行なう）。また、例えば、９０％程度またはそれ以上に濃縮された酸素流量の連続供給が最大０．５（Ｌ／分）の酸素濃縮装置の場合（いわゆる０．５Ｌ酸素濃縮装置の場合）、呼吸同調モードを１（Ｌ／分）まで、０．０５（Ｌ／分）刻みで設定できるようになっている。一方、０．５（Ｌ／分）を越える濃縮された酸素流量の連続供給は設定できないようになっている（この場合、その旨のアラーム及び／または音声ガイドを行なう）（図１４参照）。濃縮酸素を呼吸同調により断続供給状態で運転中であることを点灯または点滅表示により患者に知らせるために酸素濃度ランプ(酸素ランプ)１２８ｂが設けられている。
The oxygen flow rate setting button (oxygen supply amount setting means) 8 is provided as flat switches 8 a and 8 b on which up and down arrows are printed, and is provided so as to be substantially flush with the operation surface of the operation panel 5. Each time the oxygen flow setting button 8 is operated, the oxygen flow rate is changed every time the oxygen concentrated to about 90% or more is pressed in a 0.25L step or a 0.01L step from 0.25L (liter) per minute to a maximum of 5L. It can be set, and is displayed on the upper oxygen flow rate display unit 9. As described above, it is possible to change the oxygen supply amount and the oxygen generation capacity. The tuning switch (button) 25a is a switch for the patient (user) to arbitrarily select and set, and the oxygen supply amount setting button 8 can be used regardless of whether the driving power source is an AC power source, a 12VDC power source, or a battery. When the set oxygen supply amount exceeds the value that can be continuously supplied (L / min), only the breathing synchronization mode can be set (by pressing and holding the tuning switch 25a for 2 to 3 seconds) ) And display that fact on the tuning lamp 25. For example, in the case of an oxygen concentrator having a maximum supply of oxygen flow of about 90% or higher (L / min) (so-called 3L oxygen concentrator), the respiratory synchronization mode is set to 6 (L / min). ) Can be set in increments of 0.05 (L / min). On the other hand, it is impossible to set a continuous supply of a concentrated oxygen flow rate exceeding 3 (L / min) (in this case, an alarm and / or a voice guide to that effect is performed). For example, in the case of an oxygen concentrator that continuously supplies oxygen flow that is concentrated to about 90% or more (L / min) at the maximum (so-called 2L oxygen concentrator), the respiratory synchronization mode is set to 4 (L / Min.) Can be set in increments of 0.05 (L / min). On the other hand, it is impossible to set the continuous supply of the concentrated oxygen flow rate exceeding 2 (L / min) (in this case, an alarm and / or a voice guidance to that effect is performed). For example, in the case of an oxygen concentrator that continuously supplies an oxygen flow rate concentrated to about 90% or more (L / min) at a maximum (in the case of a so-called 1 L oxygen concentrator), the respiratory synchronization mode is set to 2 (L / Min.) Can be set in increments of 0.05 (L / min). On the other hand, continuous supply of the concentrated oxygen flow rate exceeding 1 (L / min) cannot be set (in this case, an alarm and / or voice guidance to that effect is performed). In addition, for example, in the case of an oxygen concentrator where the continuous supply of oxygen flow concentrated to about 90% or more is 0.5 (L / min) at the maximum (in the case of a so-called 0.5 L oxygen concentrator), the breath synchronization mode Can be set in increments of 0.05 (L / min) up to 1 (L / min). On the other hand, the continuous supply of the concentrated oxygen flow rate exceeding 0.5 (L / min) cannot be set (in this case, an alarm and / or voice guidance to that effect is performed) (see FIG. 14). An oxygen concentration lamp (oxygen lamp) 128b is provided to notify the patient by lighting or blinking that the concentrated oxygen is being operated in an intermittent supply state by breathing synchronization.
以上のように操作パネル５に配置された各操作部は使用上の安全性および高齢者の使用を前提として必要最小限度の操作を行うようにしている。
As described above, each operation unit arranged on the operation panel 5 performs a minimum necessary operation on the premise of safety in use and use by the elderly.
図５(ａ)は、図４の操作パネル５のバッテリ残量表示部１２８ｄの動作説明図、図５(ｂ)は、図４の操作パネル５の警報表示部１２８ｃの動作説明図、また図５(ｃ)は、酸素濃度ランプ１２８ｂの動作説明図である。
5A is an operation explanatory diagram of the battery remaining amount display unit 128d of the operation panel 5 in FIG. 4, FIG. 5B is an operation explanatory diagram of the alarm display unit 128c of the operation panel 5 in FIG. FIG. 5C is an operation explanatory diagram of the oxygen concentration lamp 128b.
先ず、図５（ａ）において、バッテリ残量表示部１２８ｄは、電源オンで約２秒間全点灯する。その後に、内蔵バッテリ２２８（図７参照）または外部充電式バッテリ２２７の残量が１００％（満充電状態）であると、左側に設けられた発光ＬＥＤを内蔵したランプが緑色に点灯（連続して光る）するとともに、複数段階（例えば、５段階）の表示部の全てが図示のように点灯表示される。また、バッテリ残量が満充電に対して所定割合（例えば、２０％）減る度に、右側から順次消灯するとともに点灯数が次第に少なくなり、残り１つの点灯状態になるとオレンジ色等の注意色で点灯して、内蔵のブザーまたは後述する音声ガイドで警告できるように構成されている。バッテリ残量が所定以下、例えば２０％以下になると１個のＬＥＤが緑色に点灯するとともに、「バッテリ残量が少なくなりました。ＡＣアダプタを接続してください。」との音声ガイドが所定間隔、例えば５分間隔で行なわれる。
First, in FIG. 5A, the battery remaining amount display portion 128d is fully lit for about 2 seconds when the power is turned on. After that, when the remaining amount of the built-in battery 228 (see FIG. 7) or the external rechargeable battery 227 is 100% (fully charged), the lamp with a built-in light emitting LED provided on the left side lights in green (continuously All of the display units in a plurality of stages (for example, five stages) are lit up as shown in the figure. Each time the remaining battery level decreases by a predetermined percentage (for example, 20%) with respect to the full charge, the lights are sequentially turned off from the right side and the number of lights is gradually reduced. It is configured so that it can be lit and warned by a built-in buzzer or a voice guide to be described later. When the remaining battery level falls below a certain level, for example 20% or less, one LED lights up in green, and the voice guidance “Battery level is low. Please connect the AC adapter.” For example, it is performed at intervals of 5 minutes.
そして、充電式バッテリの残量が満充電に対して所定割合（例えば、１０％）以下になると左側に設けられた発光ＬＥＤを内蔵したランプが赤色等の警報色に点滅（間欠的に光る）するとともに、所定間隔、例えば、５分おきに内蔵のブザーまたは音声ガイドでその旨を警告する。このようにして、特に外出時や停電時におけるバッテリ駆動モードでの使用上の安全性を確保している。なお、内蔵バッテリ２２８と外部充電式バッテリ２２７のバッテリ残量表示部１２８ｄを、内蔵バッテリ２２８と外部充電式バッテリ２２７それぞれに対応するように別々に表示し、視認しやすいようにしてもよい。
When the remaining amount of the rechargeable battery becomes a predetermined ratio (for example, 10%) or less with respect to the full charge, the lamp with the built-in light emitting LED provided on the left side flashes in a warning color such as red (lights up intermittently). At the same time, a warning is given by a built-in buzzer or voice guide at predetermined intervals, for example, every 5 minutes. In this way, safety in use in the battery drive mode is ensured particularly when going out or during a power failure. In addition, the battery remaining amount display part 128d of the internal battery 228 and the external rechargeable battery 227 may be displayed separately so as to correspond to the internal battery 228 and the external rechargeable battery 227, respectively, so that they can be easily viewed.
次に、図５（ｂ）において、警報表示部１２８ｃは「点検」の文字が印刷されており、酸素濃度が低下したときに内蔵のランプが点灯して知らせるようにしている。また装置側の異常発生時にはブザーも鳴り音声ガイドとともに知らせるようにしている。また、停電で装置が停止したときには、点滅して知らせる一方で、ブザーおよび音声ガイドで特に視覚障害者に対して確実に知らせることができるようにしている。そして、図５（ｃ）において、酸素ランプ１２８ｂは、酸素が正常に酸素吸入されているときには内蔵のＬＥＤが緑色に点灯する。また、酸素が出ていないときあるいは酸素濃度が低下したときには消灯する。そして、同調モード（呼吸同調モード）で、一定時間、例えば３０秒程度呼吸状態を検出できなかった時に警報色である赤色に点灯し、ブザーを鳴らすとともに音声ガイドで知らせるようにしている。また、吸気に同期して濃縮酸素供給を行う同調モードで運転中の場合にはその旨を患者に視認させるために呼吸パターン（酸素出力）に実質的に同期して緑色に点灯または点滅して知らせるようにしている。こうすることで、患者は正常に濃縮酸素が供給されていることを確認できる。
Next, in FIG. 5B, the alarm display unit 128c is printed with the letters “check”, and the built-in lamp is lit to notify when the oxygen concentration is lowered. Also, when an abnormality occurs on the device side, a buzzer sounds and is notified with a voice guide. In addition, when the device stops due to a power failure, while blinking and informing, the buzzer and the voice guide can be surely notified particularly to the visually impaired. In FIG. 5C, in the oxygen lamp 128b, the built-in LED is lit in green when oxygen is normally inhaled. Further, the light is turned off when oxygen is not emitted or when the oxygen concentration is lowered. Then, in the synchronization mode (respiration synchronization mode), when a respiratory state cannot be detected for a certain time, for example, about 30 seconds, the alarm color is red, and a buzzer is sounded and a voice guide is used. In addition, when driving in a synchronized mode in which concentrated oxygen is supplied in synchronization with inspiration, the indicator lights up or blinks in green substantially in synchronization with the breathing pattern (oxygen output) in order to make the patient visually recognize that fact. I will let you know. By doing so, the patient can confirm that the concentrated oxygen is normally supplied.
一方、電源スイッチ６をオンすると、ブザーが鳴り音声ガイドとともに、全てのランプが２秒間緑色に点灯する（初期セルフチェック）。そして、バッテリ駆動モードで使用するときには、その後に５段階の表示部において残量に応じて点灯表示される。患者は医師の処方にしたがって酸素流量設定ボタン８の増減スイッチ８ａ，８ｂを操作し所定流量に設定すると酸素供給が開始されることとなる（増減スイッチ８ａを押すことで酸素流量が増加し、増減スイッチ８ｂを押すことで酸素流量が減少）。なお、通常に酸素濃縮装置１を停止させた場合、一時記憶装置２０６に前回の動作条件（酸素流量，同調モードの有無）が記憶される。このため、初期セルフチェックの後、酸素流量設定ボタン８を押さない場合、自動的に前回の動作条件で濃縮酸素の供給を行なうようになっている。なお、その旨（前回と同一動作条件等）を音声ガイドで合わせて知らせるようにしてもよい。
On the other hand, when the power switch 6 is turned on, a buzzer sounds and all the lamps are lit in green for 2 seconds together with a voice guide (initial self-check). And when using it in battery drive mode, it is lit and displayed according to the remaining amount in the display part of five steps after that. The patient operates the increase / decrease switches 8a and 8b of the oxygen flow rate setting button 8 according to the doctor's prescription and starts to supply oxygen when the flow rate is set to a predetermined flow rate (the oxygen flow rate increases and decreases when the increase / decrease switch 8a is pressed). Pressing the switch 8b decreases the oxygen flow rate). When the oxygen concentrator 1 is normally stopped, the temporary storage device 206 stores the previous operating conditions (oxygen flow rate, presence / absence of the synchronization mode). For this reason, if the oxygen flow rate setting button 8 is not pressed after the initial self-check, the concentrated oxygen is automatically supplied under the previous operating conditions. Note that the fact (the same operating conditions as the previous time) may be notified by voice guidance.
停止時には、電源スイッチ６をオフすると、酸素ランプ１２８ｂが消灯し、しばらくの間、運転ランプ１２８ａが点滅した後に自動的に終了する。患者が毎日行う作業として、裏面カバー３に設けられた外気導入フィルタ２０に付着したゴミや埃などを掃除機で取り除くことがある。この作業を簡単にできるようにするために外気導入フィルタ２０を容易に着脱できるように構成されている。
At the time of stop, when the power switch 6 is turned off, the oxygen lamp 128b is turned off, and the operation lamp 128a flashes for a while and then automatically ends. As an operation performed by the patient every day, there is a case where dust, dust, or the like attached to the outside air introduction filter 20 provided on the back cover 3 is removed with a vacuum cleaner. In order to simplify this operation, the outside air introduction filter 20 is configured to be easily detachable.
図６(ａ)は、酸素濃縮装置１の裏面カバー３から外気導入フィルタ２０を着脱自在にするための様子を示した外観斜視図、(ｂ)は、外気導入フィルタ２０がさらに交換用蓋１７から取り外される様子を示した外観斜視図、また(ｃ)は、図６(ａ)のＸ-Ｘ線矢視断面図である。先ず、図６（ａ）において、裏面カバー３には外気導入用の縦方向の開口３Ｋ１を穿設した開口部３ｋが設けられており、この開口部３ｋに対して交換用蓋１７が図示のように着脱可能に設けられている。また、この開口部３ｋは交換用蓋１７の全体を埋没する容積を有しており、上方において指先が入る凹部３ｃを形成している。次に、図６（ｂ）において、交換用蓋１７は図示のように横方向の開口部１７ｂと４隅の起立部１７ａが設けられており、起立部１７ａで囲まれる部分の中に連続気泡のスポンジ製の外気導入フィルタ２０を、それ自体の有する弾性力により不動状態で収めるようにしている。この起立部１７ａは、開口部３ｋへの取付壁部を兼ねている。このため、図示の状態で外気導入フィルタ２０を取り出し、水洗により洗浄するか、新品に交換することで、交換用蓋１７にセットするようにして元に戻せることとなる。図６（ｃ）において、交換用蓋１７が図示のように開口部３ｋにセットされると、本体の遮蔽板３２の端面３２ａが外気導入用の縦方向の開口３Ｋ１の殆どの部分を覆い隠し、わずかに上方部分を残す状態になる。この結果、外気は矢印Ｆ方向に内部に導入されることになる。このように遮蔽板３２で内部から裏面カバー３を覆うことで騒音が外部に漏れることを効果的に防止している。すなわち、酸素濃縮装置１の外部に対する開口部分としては、この開口３Ｋ１と上記の排気口３ａ、３ｂのみとするとともに、開口面積は後述する原料空気の流量を確保するために必要となる最少限度とすることで、内部から発生する音が外部に極力漏洩しないようにして運転時の騒音レベルの３８デシベル以下を実現可能にしている。さらに、密閉カバー構造により周囲を完全に覆い且つ出口部分を少なくして防音に加えて防水対策も可能にしている。遮蔽板３２は黒色樹脂の成形部品として準備され、スピーカ２３と、外部通信コネクタ１３３が図示のように固定される。また、酸素濃縮装置１は通常、部屋の壁面から狭い間隙を経て設置されるので、外気導入と排気を裏面カバー３側から行うことで、外気導入と排気音が最も低くなる個所からの排気を可能にしている。一方、上記の裏面カバー３の凹部３ｃは図示のように指先が入るようにして交換用蓋１７を外側に取り出せるようにしている。以上が患者が直に使用する構成部分である、以下に具体的な内部構成について図７から図１３を参照して述べる。
FIG. 6A is an external perspective view showing a state for allowing the outside air introduction filter 20 to be detachable from the back cover 3 of the oxygen concentrator 1, and FIG. 6B is a view showing that the outside air introduction filter 20 further includes a replacement lid 17. FIG. 7C is an external perspective view showing a state of being removed from FIG. 6C, and FIG. 6C is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. First, in FIG. 6A, the back cover 3 is provided with an opening 3k having a vertical opening 3K1 for introducing outside air, and a replacement lid 17 is shown in the opening 3k. So as to be detachable. The opening 3k has a volume for burying the entire replacement lid 17, and forms a concave portion 3c into which the fingertip can be inserted. Next, in FIG. 6B, the replacement lid 17 is provided with a lateral opening 17b and upright portions 17a at the four corners as shown in the figure, and an open cell is formed in a portion surrounded by the upright portions 17a. The external air introduction filter 20 made of sponge is housed in an immobile state by its own elastic force. This standing portion 17a also serves as a mounting wall portion to the opening 3k. For this reason, the outside air introduction filter 20 is taken out in the state shown in the figure, washed with water, or replaced with a new one, so that it can be returned to its original state by being set on the replacement lid 17. 6C, when the replacement lid 17 is set in the opening 3k as shown, the end face 32a of the shielding plate 32 of the main body covers most of the vertical opening 3K1 for introducing outside air. A slight upper part is left. As a result, the outside air is introduced into the inside in the direction of arrow F. Thus, by covering the back surface cover 3 from the inside with the shielding plate 32, noise is effectively prevented from leaking to the outside. That is, only the opening 3K1 and the exhaust ports 3a and 3b are opened to the outside of the oxygen concentrator 1, and the opening area is the minimum required to secure the flow rate of raw material air described later. By doing so, it is possible to realize a noise level of 38 decibels or less during operation so that sound generated from the inside does not leak to the outside as much as possible. In addition, the hermetic cover structure completely covers the periphery and reduces the number of exit portions, thereby enabling waterproofing measures in addition to soundproofing. The shielding plate 32 is prepared as a molded part of black resin, and the speaker 23 and the external communication connector 133 are fixed as shown. In addition, since the oxygen concentrator 1 is usually installed through a narrow gap from the wall surface of the room, the outside air introduction and the exhaust are performed from the back cover 3 side, so that the outside air introduction and the exhaust from the place where the exhaust sound is lowest It is possible. On the other hand, the concave portion 3c of the back cover 3 allows the replacement lid 17 to be taken out so that the fingertip can enter as shown in the figure. The above are the components used directly by the patient. A specific internal configuration will be described below with reference to FIGS.
＜酸素濃縮装置１の配管およびブロック図の説明＞ 図７は、酸素濃縮装置１のブロック図を兼ねて図示した配管図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛するとともに、図中の二重線は空気、酸素、窒素ガスの流路であり概ね配管２４ａ〜２４ｇで示されている。また、細い実線は電源供給または電気信号の配線を示している。ここで、以下の説明ではコンプレッサ１０５として圧縮手段（圧縮空気発生部）と減圧手段（負圧発生部）を一体化構成したものを用いる場合について述べる。しかしながら、この構成に限定されず圧縮空気発生部と負圧発生部を個別に構成しても良いことは言うまでもない。また、外気を吸気口を介して内部に導入し、排気口を介して外部に排出する表面カバー２と裏面カバー３については密閉容器として図中破線で図示されている。図７において、導入空気の流れに沿って順次述べると、上記のフィルター交換用蓋体１７（図６参照）に内蔵された外気導入用フィルタ２０を通過して酸素濃縮装置１内部に空気（外気）が矢印Ｆ方向に導入される。この空気は、一対の送風ファン１０４、１０４による送風により二段式防音室３４内に入る。すなわち、後述するように上段部材上に送風ファン１０４、１０４を配設し下段部材にコンプレッサ１０５を防振状態で配設した二段式防音室３４（破線図示の）側面に穿設された開口部を介して二段式防音室３４内に空気が入る。この空気の一部をコンプレッサ１０５の圧縮手段１０５ａに対して原料空気として供給するために、配管２４ａの開口部が二段式防音室３４内に開口して設けられており、配管２４ａの途中に二次濾過を行う吸気フィルタ１０１と大容量の吸気マフラ１０２とが設けられている。このように構成することで原料空気の吸気音が二段式防音室３４内に留まるようにして吸気音を低減している。一方、この二段式防音室３４は軽量化のために厚さ約０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの強化軽合金、アルミ合金、チタン合金板または他の好適な材料から構成される。このように薄板から構成するとネジ孔部の強度が確保されない。そこでネジ孔部としてインサートナットを適所に固定している。この二段式防音室３４の内部には原料空気を圧縮して圧縮空気を発生する圧縮手段１０５ａと、減圧手段１０５ｂとを好ましくは一体構成したコンプレッサ１０５が防振状態で固定されている。次に、濾過された原料空気は、コンプレッサ１０５の圧縮手段１０５ａで加圧されて圧縮空気となるがこのとき温度上昇した状態で配管２４ｃに送り出されるので、この配管２４ｃを放熱効果に優れた軽量の金属パイプ（例えば、外径６ｍｍ内径４ｍｍのアルミ管）とし、送風ファン１０４からの送風で冷却すると良い。このように圧縮空気を冷却することで高温では機能低下する吸着剤であるゼオライトが窒素の吸着により酸素を生成するための吸着剤として、十分に酸素を９０％程度以上に濃縮できることとなる。
<Explanation of Piping and Block Diagram of Oxygen Concentrator 1> FIG. 7 is a piping diagram illustrating the block diagram of the oxygen concentrating device 1 as well. In the figure, the same reference numerals are given to the components already described, and the description is omitted, and the double line in the figure is a flow path of air, oxygen, and nitrogen gas, and is generally indicated by pipes 24a to 24g. Has been. A thin solid line indicates power supply or electric signal wiring. Here, in the following description, a case will be described in which a compressor 105 (compressed air generating unit) and a decompressing unit (negative pressure generating unit) are integrated as the compressor 105. However, the present invention is not limited to this configuration, and it goes without saying that the compressed air generating unit and the negative pressure generating unit may be configured separately. In addition, the front cover 2 and the back cover 3 that introduce outside air into the inside through the intake port and exhaust the outside through the exhaust port are shown as broken containers in the figure as sealed containers. Referring to FIG. 7 in order along the flow of introduced air, the air passes through the outside air introduction filter 20 built in the filter replacement lid 17 (see FIG. 6) and enters the oxygen concentrator 1 inside the outside (outside air). ) Is introduced in the direction of arrow F. This air enters the two-stage soundproof chamber 34 by the air blown by the pair of blower fans 104 and 104. That is, as will be described later, the opening formed in the side surface of the two-stage soundproof chamber 34 (shown by a broken line) in which the blower fans 104 and 104 are arranged on the upper member and the compressor 105 is arranged in the lower member in a vibration-proof state. Air enters the two-stage soundproof chamber 34 through the section. In order to supply a part of this air as raw material air to the compression means 105a of the compressor 105, an opening of the pipe 24a is provided in the two-stage soundproof chamber 34, and is provided in the middle of the pipe 24a. An intake filter 101 that performs secondary filtration and a large-capacity intake muffler 102 are provided. With this configuration, the intake noise of the raw material air is reduced so that the intake noise of the raw material air remains in the two-stage soundproof chamber 34. On the other hand, the two-stage soundproof chamber 34 is made of a reinforced light alloy, aluminum alloy, titanium alloy plate or other suitable material having a thickness of about 0.5 mm to 2.0 mm for weight reduction. Thus, when comprised from a thin plate, the intensity | strength of a screw hole part is not ensured. Therefore, the insert nut is fixed in place as a screw hole. Inside the two-stage soundproof chamber 34, a compressor 105, which preferably includes a compression means 105a for compressing raw material air to generate compressed air, and a decompression means 105b, is fixed in a vibration-proof state. Next, the filtered raw material air is pressurized by the compression means 105a of the compressor 105 to become compressed air. At this time, the temperature rises and is sent to the pipe 24c, so that the pipe 24c is lightweight with excellent heat dissipation effect. The metal pipe (for example, an aluminum pipe having an outer diameter of 6 mm and an inner diameter of 4 mm) is preferably cooled by blowing air from the blowing fan 104. Thus, by cooling the compressed air, zeolite, which is an adsorbent whose function is lowered at high temperatures, can sufficiently concentrate oxygen to about 90% or more as an adsorbent for generating oxygen by adsorption of nitrogen.
圧縮空気は配管２４ｃを介して吸着手段（本実施例では、並列に少なくも２つ配置された、第１吸着筒体１０８ａと第２吸着筒体１０８ｂ）に対して交互に供給される。このため切換弁（３方向切換弁）１０９ａ、１０９ｂが図示のように接続されている。これらの切換弁１０９ａ、１０９ｂと、さらに第１吸着筒体１０８ａと第２吸着筒体１０８ｂの不要ガスを脱離させるため（パージ（浄化）を行うため）に減圧手段１０５ｂに連通する配管２４ｆに負圧破壊第１弁１２０と負圧破壊第２弁（圧調整弁）１２１が直列に複数（少なくとも２つ）配置されている。これらを開くことで後述するように、配管２４ｆ内の圧力を均圧工程時には大気圧付近まで、所定流量以下では圧力コントロールすることでコンプレッサの振動抑制と低電量化を図っている。
The compressed air is alternately supplied to the adsorbing means (the first adsorbing cylinder 108a and the second adsorbing cylinder 108b arranged in parallel in this embodiment) via the pipe 24c. For this reason, switching valves (three-way switching valves) 109a and 109b are connected as shown. In addition to these switching valves 109a and 109b, and a pipe 24f communicating with the pressure reducing means 105b in order to desorb unnecessary gas from the first adsorption cylinder 108a and the second adsorption cylinder 108b (to perform purging). A plurality of (at least two) negative pressure breaking first valves 120 and negative pressure breaking second valves (pressure regulating valves) 121 are arranged in series. As will be described later by opening these, pressure in the pipe 24f is controlled to near atmospheric pressure during the pressure equalization process, and at a predetermined flow rate or less, thereby suppressing compressor vibration and lowering electric charge.
第１吸着筒体１０８ａと第２吸着筒体１０８ｂ内に夫々貯蔵されている触媒吸着剤であるゼオライトは、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比が２．０〜３．０であるＸ型ゼオライトであり、かつこのＡｌ２Ｏ３の四面体単位の少なくとも８８％以上をリチウムカチオンと結合させたものを用いることで、単位重量当たりの窒素の吸着量を増やしている。特に、１ｍｍ未満の顆粒測定値を有し、四面体単位の少なくとも８８％以上をリチウムカチオンと融合させたものが好ましい。
The zeolite that is the catalyst adsorbent stored in the first adsorption cylinder 108a and the second adsorption cylinder 108b is an X-type zeolite having a SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of 2.0 to 3.0. In addition, the adsorption amount of nitrogen per unit weight is increased by using at least 88% or more of the tetrahedral unit of Al 2 O 3 combined with a lithium cation. In particular, those having a granule measurement value of less than 1 mm and at least 88% or more of tetrahedral units fused with lithium cations are preferred.
このようなゼオライトを使用することで、同じ酸素を生成するために必要となる原料空気の使用量を削減できるようになる結果、圧縮空気を発生するためのコンプレッサ１０５を小型のタイプとすることができ、低騒音化を一層図ることができた。一方、第１吸着筒体１０８ａと第２吸着筒体１０８ｂの上方の出口側には逆止弁と、絞り弁と開閉弁とからなる均等圧弁１０７が分岐接続されている。また、均等圧弁１０７の下流側は合流するように配管２４ｄが成されており、分離生成された９０％程度以上の濃度の酸素を貯蔵するための容器となる製品タンク１１１が図示のように配管されている。また、各吸着筒体内の圧力を検出する圧力センサ２０８が図示のように配管される。
By using such a zeolite, it becomes possible to reduce the amount of raw material air used to generate the same oxygen, and as a result, the compressor 105 for generating compressed air can be made a small type. It was possible to further reduce noise. On the other hand, a check valve, an equal pressure valve 107 including a throttle valve and an on-off valve is branched and connected to the outlet side above the first adsorption cylinder 108a and the second adsorption cylinder 108b. Further, a pipe 24d is formed so that the downstream side of the equal pressure valve 107 is joined, and a product tank 111 serving as a container for storing the separated and produced oxygen having a concentration of about 90% or more is piped as shown in the figure. Has been. A pressure sensor 208 for detecting the pressure in each adsorption cylinder is piped as shown.
製品タンク１１１の下流側には、出口側の酸素の圧力を一定に自動調整する圧力調整器１１２が配管されている。この圧力調整器１１２の下流側には、ジルコニア式あるいは超音波式の酸素濃度センサ１１４が接続されており、酸素濃度の検出を間欠（１０〜３０分毎）または連続で行うようにしている。この下流側には上記の酸素流量設定ボタン８に連動して開閉する比例開度弁１１５が接続されており、その下流側には酸素流量センサ１１６が接続されている。またこのセンサ１１６の下流には呼吸同調制御のための負圧回路基板１１８を介してデマンド弁１１７が接続されており、滅菌フィルタ１１９を経て、装置１の酸素出口７に対して接続されている。以上の構成により、鼻カニューレ１４等を経て患者に対し、約９０％程度以上に濃縮された酸素の吸入が可能になることとなる。
On the downstream side of the product tank 111, a pressure regulator 112 that automatically adjusts the oxygen pressure on the outlet side to be constant is provided. A zirconia-type or ultrasonic-type oxygen concentration sensor 114 is connected to the downstream side of the pressure regulator 112, and the oxygen concentration is detected intermittently (every 10 to 30 minutes) or continuously. A proportional opening valve 115 that opens and closes in conjunction with the oxygen flow rate setting button 8 is connected to the downstream side, and an oxygen flow rate sensor 116 is connected to the downstream side. Further, a demand valve 117 is connected downstream of the sensor 116 via a negative pressure circuit board 118 for respiratory synchronization control, and is connected to the oxygen outlet 7 of the apparatus 1 via a sterilization filter 119. . With the above configuration, the patient can inhale oxygen concentrated to about 90% or more through the nasal cannula 14 or the like.
次に、図７において電源系統は、ＡＣ（商用交流）電源を所定直流電圧に整流するスイッチングレギュレータ式のＡＣアダプタ１９に接続されたＡＣ電源のコネクタ１３０を中継して接続されるＡＣアダプタ１９と、装置本体に内蔵される内蔵バッテリ２２８と、上記のコネクタ１３１を介して着脱自在可能に設けられる外部バッテリ２２７と電源制御回路２２６から構成されている。内蔵バッテリ２２８および外部バッテリ２２７は繰り返し充電可能な２次電池であり、内蔵バッテリ２２８は電源制御回路２２６からの電力供給を受けて充電される。なお、少なくとも内蔵バッテリ２２８は、少なくとも５００回（数１００回程度）程度の繰り返し充放電が可能で、バッテリ残量、使用充放電サイクル数、劣化程度、出力電圧等のマネジメント機能を有するものが使用され、バッテリ残量、残充電容量、充放電回数を外部の携帯端末などで確認可能なマネジメント機能を有するものが好ましい。なお、２０６は記憶部（ＲＡＭ）であり、中央制御部（ＣＰＵ）２００において処理されるプログラムのワークエリアとして機能するとともに、プログラム処理時にデータ等を一時的に記憶する記憶手段としても機能する。２０５は記憶部（ＥＥＰＲＯＭ）であり、中央制御部（ＣＰＵ）２００にて処理されるプログラム（制御手順）が格納されている。
Next, in FIG. 7, the power supply system includes an AC adapter 19 connected via an AC power supply connector 130 connected to a switching regulator type AC adapter 19 that rectifies AC (commercial alternating current) power to a predetermined DC voltage. The built-in battery 228 built in the apparatus main body, the external battery 227 detachably provided via the connector 131, and a power control circuit 226 are included. The built-in battery 228 and the external battery 227 are rechargeable secondary batteries, and the built-in battery 228 is charged by receiving power from the power supply control circuit 226. Note that at least the built-in battery 228 can be repeatedly charged and discharged at least about 500 times (several hundred times), and has a management function such as the remaining battery level, the number of charge / discharge cycles used, the degree of deterioration, and the output voltage. It is preferable to have a management function capable of confirming the remaining battery capacity, remaining charge capacity, and number of charge / discharge cycles with an external portable terminal. A storage unit (RAM) 206 functions as a work area for a program processed in the central control unit (CPU) 200 and also functions as a storage unit that temporarily stores data and the like during program processing. A storage unit (EEPROM) 205 stores a program (control procedure) processed by the central control unit (CPU) 200.
また、外部バッテリ２２７については、コネクタ１３１を介する接続状態において、電源制御回路２２６からの電力供給を受けて充電することもできるが、通常は別途準備されるバッテリチャージャーを用いて繰り返し充電される。または、専用設計されたバッテリチャージャーを一体化した外部バッテリ２２７として準備してもよい。
Further, the external battery 227 can be charged by receiving power from the power supply control circuit 226 in the connected state via the connector 131, but is normally repeatedly charged using a separately prepared battery charger. Or you may prepare as the external battery 227 which integrated the battery charger designed exclusively.
以上の電源系統の構成において、酸素濃縮装置はＡＣアダプタ１９からの電力供給を受けて作動する第１電力供給状態と、内蔵バッテリ２２８からの電力供給を受けて作動する第２電力供給状態と、外部バッテリからの電力供給を受けて作動する第３電力供給状態との３系統の電力供給状態の内の一つに自動切換えされて使用される。
In the configuration of the power supply system described above, the oxygen concentrator has a first power supply state that operates by receiving power supply from the AC adapter 19, and a second power supply state that operates by receiving power supply from the built-in battery 228. It is automatically switched to one of three power supply states, ie, a third power supply state that operates by receiving power supply from an external battery.
この自動切換えのための優先順位は上記の第１電力供給状態、第３電力供給状態、第２電力供給状態の順序で自動決定するように中央制御部（ＣＰＵ）２００により電源制御回路２２６が制御される。また、電源制御回路２２６と、内蔵の内蔵バッテリ２２８については酸素濃縮装置１の低重心化を図るために後述するように底面に配設される。一方、外部バッテリ２２７は上記のようにキャリア１０の収容部に内蔵されることで外出時などで使用可能になる。この外部バッテリ２２７には上記の充電残量表示部他が設けられているので残り使用時間を音声ガイドとともに知ることができる。
The power supply control circuit 226 is controlled by the central control unit (CPU) 200 so that the priority order for the automatic switching is automatically determined in the order of the first power supply state, the third power supply state, and the second power supply state. Is done. Further, the power control circuit 226 and the built-in built-in battery 228 are arranged on the bottom surface as will be described later in order to lower the center of gravity of the oxygen concentrator 1. On the other hand, the external battery 227 can be used when going out by being built in the housing portion of the carrier 10 as described above. Since the external battery 227 is provided with the remaining charge display section and the like, the remaining usage time can be known together with the voice guide.
ＡＣアダプタ１９は周波数の違いの影響および電圧の変動を受けずに所定直流電圧を発生することが可能であり、かつまた小型軽量に構成できるスイッチングレギュレータ式が良いが、通常のトランス式でも良い。また、内蔵バッテリ２２８および外部バッテリ２２７は充電時のメモリ効果が少なく再充電時にも満杯充電できるリチウムイオン、リチウム水素イオン２次電池が良いが、従来からのニッカド電池でもよい。さらに、緊急時に備えて、どこでも入手可能な単２乾電池のボックスとして外部バッテリを構成してもよい。また、酸素濃縮装置１の中央制御部２００は、生成する酸素量に応じた、最適な動作モードに切り替える機能を備えており、自動的にコンプレッサ１０５、送風ファン１０４を、多くの酸素生成をする場合は高速に、少ない酸素生成時において低速に回転駆動する制御を行うことで特に、内蔵バッテリ２２８を温存させるようにしている。この結果、外部バッテリ２２７を充電し忘れた場合であっても突然の外出時や停電時等の対応が可能になるように配慮されている。こうすることで例えば、外出時に外部バッテリ２２７が残量ゼロになった場合でも内蔵バッテリ２２８で継続使用できるようになるので、患者は安心して使用できる。
The AC adapter 19 can generate a predetermined DC voltage without being affected by the difference in frequency and voltage fluctuation, and is preferably a switching regulator type that can be configured to be small and light, but a normal transformer type may also be used. The built-in battery 228 and the external battery 227 are preferably lithium ion or lithium hydrogen ion secondary batteries that have little memory effect during charging and can be fully charged even during recharging, but may be conventional nickel-cadmium batteries. Further, in preparation for an emergency, the external battery may be configured as a box of AA dry batteries that can be obtained anywhere. The central control unit 200 of the oxygen concentrator 1 has a function of switching to an optimum operation mode according to the amount of oxygen to be generated, and automatically generates a large amount of oxygen for the compressor 105 and the blower fan 104. In such a case, the built-in battery 228 is particularly preserved by performing control to rotate at a high speed and at a low speed when a small amount of oxygen is generated. As a result, even if the external battery 227 is forgotten to be charged, consideration is given so that it is possible to cope with a sudden outing or a power failure. By doing so, for example, even when the external battery 227 becomes zero when going out, the internal battery 228 can be used continuously, so that the patient can use it with peace of mind.
＜電源選択の自動選択動作の説明＞ 図８は、電源選択の動作説明フローチャートであって、図７に図示された３系統の電力供給状態の内の一つに自動切換えする一制御例を示している。電源投入直後は、接続されている全ての電源は電源制御回路２２６により一時的に並列に供給されている。本図において、酸素濃縮装置１の電源スイッチ６が押圧されるとＥＥＰＲＯＭ２０５に基づいて中央制御部２００の動作プログラムが起動され初期化後にステップＳ１に進み、電源種別判断が実行される。次に、ステップＳ２に進み、装置１はＡＣアダプタ１９が接続され商用電源からの通電が行われて電力供給可能になっているか否かの判断が行われる。このステップＳ２の判断で電力供給可能であると判断されるステップＳ３に進み、電源制御回路２２６によりＡＣアダプタ１９よりの供給のみに自動切換えされることにより第１電力供給状態にセットされて処理が終了する。
<Description of Automatic Selection Operation for Power Supply Selection> FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of power supply selection, and shows one control example for automatically switching to one of the three power supply states shown in FIG. ing. Immediately after the power is turned on, all the connected power supplies are temporarily supplied in parallel by the power supply control circuit 226. In this figure, when the power switch 6 of the oxygen concentrator 1 is pressed, the operation program of the central control unit 200 is activated based on the EEPROM 205, and after initialization, the process proceeds to step S1 to determine the power type. Next, the process proceeds to step S2, and it is determined whether or not the apparatus 1 is connected to the AC adapter 19 and energized from the commercial power supply so that power can be supplied. The process proceeds to step S3 where it is determined that the power can be supplied by the determination in step S2, and the power supply control circuit 226 automatically switches to only the supply from the AC adapter 19 so that the first power supply state is set and the process is performed. finish.
一方、電源供給状態は常に変化するため、処理終了後はＳ１に戻り、電源監視を継続する。商用電源からの通電が行われているときは、内蔵バッテリ２２８、外部バッテリ２２７の順に充電を実施する。ここで、ＡＣアダプタの出力電圧は直流３０Ｖであるが、内蔵バッテリと外部バッテリの出力電圧は２９Ｖであるので、制御部による判断が可能となる。また、内蔵バッテリと外部バッテリの判断はコネクタ接続の有無から判断できることとなる。また、ステップＳ２でＡＣアダプタ１９からの電力が供給可能になっていないと判断されると、ステップＳ４に進み最初に外部バッテリ２２７が接続されているか否かの判断が行われる。このステップＳ４で外部バッテリ２２７が接続されていると判断されるとステップＳ５に進み外部バッテリ２２７からの電力供給を受けて作動する第３電力供給状態となる。これに続いてステップＳ６においてバッテリ残量の検出を行い、次のステップＳ７でバッテリ残量が十分であるか否かの判断が行われる。ステップＳ７でバッテリ残量が十分であると判断されると、電源制御回路２２６により外部バッテリ２２７よりの供給のみに自動切換えされ、Ｓ１に戻り電源監視処理を継続する。しかし、ステップＳ７でバッテリ残量が十分ではないと判断されると、ステップＳ８に進み電源制御回路２２６により内蔵バッテリ２２８に自動切換えする。次に、ステップＳ９において、内蔵バッテリ残量の検出を行うことで検出結果を操作パネル５のバッテリ残量表示部１２８ｄで行う。以上で装置１を最後まで温存された内蔵バッテリ２２８の電力供給を受けて作動できる第２電力供給状態にすることができる。この後、ステップＳ１０で内蔵バッテリ残量が十分であるか否かの判断が行われバッテリ残量が十分であると判断されると電源制御回路２２６により内蔵バッテリ２２８に自動切換えＳ１に戻り電源監視処理を継続する。一方、ステップＳ１０で内蔵バッテリ残量も十分でなくなった場合にはステップＳ１１に進みバッテリ切れの警報または音声ガイドを発生する。
On the other hand, since the power supply state always changes, the process returns to S1 after the process is completed, and the power supply monitoring is continued. When energization from the commercial power source is performed, charging is performed in the order of the internal battery 228 and the external battery 227. Here, although the output voltage of the AC adapter is DC 30V, the output voltage of the built-in battery and the external battery is 29V, so that the determination by the control unit is possible. The determination of the internal battery and the external battery can be made based on the presence or absence of the connector connection. If it is determined in step S2 that the power from the AC adapter 19 cannot be supplied, the process proceeds to step S4 to determine whether or not the external battery 227 is connected first. If it is determined in step S4 that the external battery 227 is connected, the process proceeds to step S5 to enter a third power supply state that operates by receiving power supply from the external battery 227. Subsequently, in step S6, the remaining battery level is detected, and in the next step S7, it is determined whether the remaining battery level is sufficient. If it is determined in step S7 that the remaining battery level is sufficient, the power supply control circuit 226 automatically switches to only supply from the external battery 227, returns to S1, and continues the power supply monitoring process. However, if it is determined in step S7 that the remaining battery level is not sufficient, the process proceeds to step S8 and the power supply control circuit 226 automatically switches to the built-in battery 228. Next, in step S9, the detection result is displayed on the battery remaining amount display portion 128d of the operation panel 5 by detecting the remaining amount of the internal battery. Thus, the device 1 can be brought into the second power supply state in which the device 1 can be operated by receiving the power supply from the internal battery 228 that has been preserved until the end. Thereafter, in step S10, it is determined whether or not the remaining amount of the built-in battery is sufficient. If it is determined that the remaining battery amount is sufficient, the power supply control circuit 226 automatically switches to the built-in battery 228 and returns to S1 to monitor the power supply. Continue processing. On the other hand, if the remaining amount of the built-in battery becomes insufficient in step S10, the process proceeds to step S11 to generate a battery exhaustion warning or a voice guide.
再度、図７において、上記の３電源系統のうちの一つから電力供給を受けて作動する中央制御部２００には上記の電源スイッチ６と上記の表示用のＬＥＤ素子を図５で説明したように点灯、点滅駆動するとともに、７セグメントＬＥＤで設定流量、積算時間を表示するように駆動する表示駆動部２０４とが図示のように接続されている。また、中央制御部２００にはコンプレッサ１０５の直流モータおよび送風ファン１０４のモータの駆動制御を夫々行うモータ制御部２０１および上記のスピーカ２３に接続されることで音声内容を発生する音声制御部２０３が接続されている。この中央制御部２００には所定動作プログラムを記憶したＲＯＭが内蔵されるとともに、外部記憶装置２１０と揮発メモリ２０５と一時記憶装置２０６とリアルタイムクロック２０７とがさらに接続されており、外部コネクタ１３３を介して通信回線などと接続することで記憶内容へのアクセスが可能となるように構成されている。また、上記の３方向切換弁１０９ａ、１０９ｂと均等圧弁１０７と、第１吸着筒体１０８ａと第２吸着筒体１０８ｂ内の不要ガスを脱離させるための負圧発生部１０５ｂと配管２４ｆ内の圧力を制御するための負圧破壊第１弁１２０と負圧破壊第２弁１２１と酸素濃度センサ１１４と比例開度弁１１５と、流量センサ１１６とデマンド弁１１７を駆動制御する弁及び流量制御部２０２が中央制御部２００に接続されている。
Again, in FIG. 7, the power switch 6 and the LED element for display are described with reference to FIG. 5 in the central control unit 200 that operates by receiving power supply from one of the three power systems. As shown in the figure, a display driving unit 204 that is driven to turn on and blink and is driven to display a set flow rate and an integrated time with a 7-segment LED is connected. The central control unit 200 includes a motor control unit 201 that controls driving of the DC motor of the compressor 105 and the motor of the blower fan 104, and an audio control unit 203 that generates audio content by being connected to the speaker 23. It is connected. The central control unit 200 includes a ROM that stores a predetermined operation program, and is further connected to an external storage device 210, a volatile memory 205, a temporary storage device 206, and a real-time clock 207, via an external connector 133. By connecting to a communication line or the like, it is possible to access the stored contents. The three-way switching valves 109a and 109b, the equal pressure valve 107, the negative pressure generator 105b for desorbing unnecessary gas in the first adsorption cylinder 108a and the second adsorption cylinder 108b, and the pipe 24f A negative pressure breaking first valve 120, a negative pressure breaking second valve 121, an oxygen concentration sensor 114, a proportional opening valve 115, a flow sensor 116, and a valve for controlling the demand valve 117 and a flow control unit for controlling the pressure. 202 is connected to the central control unit 200.
ところで、コンプレッサ１０５はモータ制御部２０１に内蔵される可変速度制御器１２３ａであって後述する正弦波駆動波形によりモータの駆動制御が行われることで運転音を低くしている。このコンプレッサ１０５の重量は、５Ｌ酸素濃縮装置で１.０〜２.５ｋｇ，３Ｌ酸素濃縮装置で０.５〜１.５ｋｇ，２Ｌ酸素濃縮装置で０.５〜１.５ｋｇ，１Ｌ酸素濃縮装置で０.３〜０.８ｋｇ，０．５Ｌ酸素濃縮装置で０.２〜０.６ｋｇとなっている。このコンプレッサ１０５は、各速度で運転可能であって、必要な真空（負圧）／正圧の圧力レベルと流量を発生でき、僅かな騒音と振動しか出さず、僅かな熱しか発生せず、小型軽量であって僅かな電力消費で運転できることが好ましい。可変速度制御手段である可変速度制御器をモータ制御部２０１に備えることにより、患者の活動レベル、環境条件に基づいてコンプレッサ１０５の速度を自在に変化させることができる。この結果、患者が座ったり、寝たりしている等、患者の酸素要求が比較的低いことがデマンド弁１１７によって呼吸同調により判断されると、コンプレッサ１０５の駆動回転速度を自動的に落とすことができる。また、患者が立ったり、活動的であったり、酸素濃度の低い高地にいるときなど、患者の酸素要求が比較的高く、酸素要求量が高まったと判断されると速度を自動的に高めることができるように構成されている。以上のモータ制御によって装置１全体の消費電力が低減され、充電式バッテリでの駆動時の寿命を延ばすことが可能になるとともに、充電式バッテリの重量と大きさを軽減し、コンプレッサ１０５の摩耗度を低めて寿命を延ばすことで信頼性を向上できる。このコンプレッサ１０５は、上記のように圧縮空気発生と負圧発生の両方の機能を備えるものであり、取り出される酸素流量に応じて回転数が自動制御される。具体的には、回転速度が５００ｒｐｍから３０００ｒｐｍの間で制御され、通常の速度である１７００ｒｐｍ程度で回転するときの操作寿命を１５０００時間と長くできるようにしている。また、このコンプレッサ１０５は、空気を１００ｋＰａ、好ましくは７５ｋＰａ程度に圧縮する性能を備えている。また、上記の操作寿命が経過すると音声ガイドにて知らせる機能を備えている。このコンプレッサ１０５を取り巻く操作温度は、０℃〜４０℃であり、コンプレッサ１０５用の駆動電圧は、自動車やトラックなどのシガーライターアダプタから得られる電源である直流１２Ｖまたは２４Ｖであって、電力使用量は、約４５〜８０Ｗ程度である。このため、最悪の場合にはコネクタ１３１に接続して電源供給することもできる。ここで、負圧破壊弁１２０、１２１のそれぞれの役割は、コンプレッサ１０５の減圧手段側の真空度を自動調整するものである。すなわち、装置１に採用されるコンプレッサ１０５は圧縮手段と減圧手段の両機能を備えているので、小型軽量化できるという利点がある。しかしながら、このように一体化されたコンプレッサは、加圧専用コンプレッサや真空（負圧）専用コンプレッサに比較して振動が大きくなるという問題がある。特に、圧縮工程に振動が激しくなり、均圧工程時には３方向切換弁１０９ａ、１０９ｂの流路２４ｆは圧縮手段（圧縮空気発生部）１０５ａ側と一方の吸着筒対１０８ａ側が連通され、このとき減圧手段（負圧発生部）１０５ｂ側は遮断された状態となるために、３方向切換弁１０９ａ、１０９ｂと減圧手段（負圧発生部）１０５ｂの流路２４ｆ内圧力は極端な高真空状態となることによる。この高真空状態を解消するために、外気と連通するように負圧破壊弁１２０を図７に図示のように配管する。
By the way, the compressor 105 is a variable speed controller 123a built in the motor control unit 201, and the driving sound of the motor is controlled by a sine wave driving waveform, which will be described later, to lower the operation sound. The weight of the compressor 105 is 1.0 to 2.5 kg with a 5 L oxygen concentrator, 0.5 to 1.5 kg with a 3 L oxygen concentrator, 0.5 to 1.5 kg with a 2 L oxygen concentrator, and a 1 L oxygen concentrator. 0.3 to 0.8 kg, and 0.5 L oxygen concentrator is 0.2 to 0.6 kg. The compressor 105 can be operated at various speeds, can generate the required vacuum (negative pressure) / positive pressure level and flow rate, generates only a little noise and vibration, generates a little heat, It is preferable that it is small and light and can be operated with little power consumption. By providing the motor controller 201 with a variable speed controller, which is a variable speed control means, the speed of the compressor 105 can be freely changed based on the activity level and environmental conditions of the patient. As a result, when the demand valve 117 determines that the patient's oxygen demand is relatively low, such as when the patient is sitting or sleeping, by the respiratory synchronization, the drive rotation speed of the compressor 105 can be automatically reduced. it can. It can also automatically increase speed when it is determined that the patient's oxygen demand is relatively high and the oxygen demand has increased, such as when the patient is standing, active, or at a high altitude with a low oxygen concentration. It is configured to be able to. With the motor control described above, the power consumption of the entire apparatus 1 is reduced, the life when driven by a rechargeable battery can be extended, the weight and size of the rechargeable battery are reduced, and the degree of wear of the compressor 105 is reduced. The reliability can be improved by lowering the service life and extending the service life. As described above, the compressor 105 has both functions of generating compressed air and generating negative pressure, and the rotation speed is automatically controlled according to the oxygen flow rate to be taken out. Specifically, the rotation speed is controlled between 500 rpm and 3000 rpm, and the operation life when rotating at a normal speed of about 1700 rpm can be extended to 15000 hours. The compressor 105 has a performance of compressing air to 100 kPa, preferably about 75 kPa. In addition, it has a function of notifying by voice guidance when the above operation life has passed. The operating temperature surrounding the compressor 105 is 0 ° C. to 40 ° C., and the driving voltage for the compressor 105 is DC 12V or 24V, which is a power source obtained from a cigarette lighter adapter such as an automobile or a truck. Is about 45 to 80 W. For this reason, in the worst case, the power can be supplied by connecting to the connector 131. Here, the role of each of the negative pressure release valves 120 and 121 is to automatically adjust the degree of vacuum on the decompression means side of the compressor 105. That is, since the compressor 105 employed in the apparatus 1 has both functions of a compression unit and a decompression unit, there is an advantage that it can be reduced in size and weight. However, the compressor integrated in this way has a problem that vibration is increased as compared with a compressor dedicated to pressurization and a compressor dedicated to vacuum (negative pressure). In particular, vibration is intense in the compression process, and in the pressure equalization process, the flow path 24f of the three-way switching valves 109a and 109b is in communication with the compression means (compressed air generation unit) 105a side and the one suction cylinder pair 108a side. Since the means (negative pressure generating part) 105b side is cut off, the pressure in the flow path 24f of the three-way switching valves 109a and 109b and the pressure reducing means (negative pressure generating part) 105b is in an extremely high vacuum state. It depends. In order to eliminate this high vacuum state, the negative pressure release valve 120 is piped as shown in FIG. 7 so as to communicate with the outside air.
均圧工程と同期して、負圧破壊弁の1つ負圧破壊弁１２０を開状態に動作させることで、流路内に外気が入り込むようにして、流路内を大気圧により近い状態とする。この作用によりコンプレッサ１０５は無負荷状態に近い状態となるため、振動の発生を防止できまた、騒音の低減や低電力化にも寄与するようにできるようになる。負圧破壊弁の１つ負圧破壊弁１２１は、後述するように、設定酸素流量に応じてオンされて開状態にされる。一方、このコンプレッサ１０５の冷却と、装置１内部の冷却を行うための上記の送風ファン１０４、１０４は、消費電力約２．７Ｗ程度である。このブロアに代えて軸流ファンでもよい。ここで、装置１の最大騒音圧力レベルは、最大の回転数のときに３５ｄＢＡ以下であり、濃縮酸素流量１Ｌ／分以下の場合には３３ｄＢＡである。３方向切換弁１０９ａ、１０９ｂには、一般的に直動式と呼ばれる弁の動作を通電時の磁力で行う電磁弁が使用可能である。この種の電磁弁は電気の力だけで主弁を動作させるため消費電力が高いという問題点がある。そこで、３方向切換弁１０９ａ、１０９ｂとしてパイロット式３方向切換弁を使用することもできる。このパイロット式３方向切換弁によれば、僅かな消費電力とコンプレッサからの空気圧を有効利用して動作させることが出来るために従来の８Ｗから０．５Ｗにまで低減される結果、大幅な電力低減が期待されることになる。
Synchronously with the pressure equalization step, one of the negative pressure release valves 120 is operated to open so that the outside air enters the flow path, and the flow path is closer to the atmospheric pressure. To do. Due to this action, the compressor 105 is in a state close to a no-load state, so that generation of vibration can be prevented, and noise can be reduced and power can be reduced. As will be described later, one of the negative pressure release valves 121 is turned on and opened according to the set oxygen flow rate. On the other hand, the air blowing fans 104 and 104 for cooling the compressor 105 and the inside of the apparatus 1 consume about 2.7 W of power. An axial fan may be used instead of this blower. Here, the maximum noise pressure level of the apparatus 1 is 35 dBA or less at the maximum rotation speed, and 33 dBA when the concentrated oxygen flow rate is 1 L / min or less. As the three-way switching valves 109a and 109b, electromagnetic valves that perform a valve operation generally called a direct acting type by a magnetic force during energization can be used. This type of solenoid valve has a problem of high power consumption because the main valve is operated only by electric power. Therefore, a pilot-type three-way switching valve can be used as the three-way switching valves 109a and 109b. According to this pilot-type three-way switching valve, since it can be operated by using little power consumption and air pressure from the compressor, it is reduced from 8W to 0.5W in the past, resulting in a significant power reduction. Will be expected.
以上の各構成部品は、低騒音化された小型の酸素濃縮装置１の組立作業性および点検整備性の向上を配慮して主に二段式防音室３４を取り付け部として固定されている。即ち、騒音発生の大きなコンプレッサ１０５と、送風でコンプレッサ１０５の冷却を行うために送風音が発生する送風ファン１０４と、吸気用バッファタンク１０２の空気導入口と３方向切換弁１０９と、排気時に排気音が発生する消音器１１０と他の各種弁を内周面全面に防音材を敷設した二段式防音室３４の内部に配置し、この二段式防音室３４の外壁部分を有効利用して上記の遮蔽板３２と、吸着筒体１０８ａ、１０８ｂと、製品タンク１１１と、吸気用バッファタンク１０２と、各種制御基板２００、２０１、２０２と、上記のように酸素の圧力を一定に自動調整する圧力調整器１１２と、圧力調整器１１２の下流側の酸素濃度センサ１１４と比例開度弁１１５と、酸素流量センサ１１６と呼吸同調制御のための負圧回路基板１１８に接続されるデマンド弁１１７とが固定されている。このように振動または騒音発生の伴う構成部品は二段式防音室３４内部において防音状態でそれぞれ設けることで、圧縮空気の供給音と、外部空気の導入音と、原料空気を作るための濾過空気の導入音と、例えば３方向切換弁の作動音と消音器１１０から周期的に発生する排気音が外部に漏れないようにして騒音低減を図っている。また、上記のように前面カバー２と裏面カバー３は外気を吸気口を介して内部に導入し、排気口３ａ、３ｂを介して外部に排出するための必要最小限の開口を備えた密閉カバーとして構成することで同様に騒音低減を図っている。
Each of the above-described components is fixed mainly with the two-stage soundproofing chamber 34 as an attachment portion in consideration of improvement in assembly workability and inspection maintenance of the small-sized oxygen concentrator 1 with reduced noise. That is, the compressor 105 generating a large amount of noise, the blower fan 104 that generates blower sound to cool the compressor 105 by blowing, the air inlet port of the intake buffer tank 102, the three-way switching valve 109, and the exhaust gas during exhaust A silencer 110 that generates sound and other various valves are arranged inside a two-stage soundproofing chamber 34 in which a soundproofing material is laid on the entire inner peripheral surface, and the outer wall portion of the two-stage soundproofing chamber 34 is effectively used. The shielding plate 32, the adsorption cylinders 108a and 108b, the product tank 111, the intake buffer tank 102, the various control boards 200, 201 and 202, and the oxygen pressure is automatically adjusted to be constant as described above. Pressure regulator 112, oxygen concentration sensor 114 and proportional opening valve 115 downstream of pressure regulator 112, oxygen flow sensor 116, and negative pressure circuit board 118 for breathing synchronization control A demand valve 117 which is connected is fixed. In this way, the components accompanied by vibration or noise generation are provided in a soundproof state inside the two-stage soundproof chamber 34, so that the supply sound of the compressed air, the introduction sound of the external air, and the filtered air for producing the raw air The noise is reduced in such a way that the introduction sound, the operation sound of the three-way switching valve and the exhaust sound periodically generated from the silencer 110 do not leak to the outside. Further, as described above, the front cover 2 and the back cover 3 are hermetic covers having a minimum necessary opening for introducing outside air into the inside through the intake ports and exhausting them through the exhaust ports 3a and 3b. In the same way, noise reduction is achieved.
次に、図９は、酸素濃縮装置１の内部構成を示すために背面側から見た立体分解図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、下方より、上記のゴム足２２を四隅に固定した図１で二点鎖線で示した樹脂製の底蓋４１が、同じく樹脂製のベース体４０の底面に対して複数の固定ネジ１６を用いて固定されている。このベース体４０は、４面から下方に向けて連続形成された壁面を一体成形した箱状に成形されており、図示のように裏面の壁面上には、上記の各コネクタ１３１、１３０が固定されている。また裏面カバー３の各排気口３ａ、３ｂに対向するとともに内部の電源室に連通する排気口４０ｃ、４０ｃが図示のように穿設されており、これらの排気口４０ｃを介して最終的な外部排気が行われる。このベース体４０の上面は図示のように平らに形成されるとともに、図示のように形成される二段式防音室３４の左右面と裏面の３方側から固定ネジ１６で固定するための孔部を穿設した起立部４０ｆを３方から一体成形している。また、上記の電源室に連通した排気用開口部４０ｂをさらに穿設している。
Next, FIG. 9 is a three-dimensional exploded view seen from the back side in order to show the internal configuration of the oxygen concentrator 1. In this figure, components that have already been described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. From the lower side, the bottom made of resin indicated by the two-dot chain line in FIG. 1 with the rubber feet 22 fixed to the four corners from below. The lid 41 is fixed to the bottom surface of the resin base body 40 using a plurality of fixing screws 16. The base body 40 is formed in a box shape in which wall surfaces continuously formed downward from the four surfaces are integrally formed. As shown in the drawing, the connectors 131 and 130 are fixed on the wall surface on the back surface. Has been. Further, exhaust ports 40c and 40c that face the exhaust ports 3a and 3b of the back cover 3 and communicate with the internal power supply chamber are formed as shown in the figure, and the final external parts are provided through these exhaust ports 40c. Exhaust is performed. The upper surface of the base body 40 is formed flat as shown in the figure, and holes for fixing with the fixing screws 16 from the left and right sides and the back side of the two-stage soundproof chamber 34 formed as shown in the figure. The upright portion 40f having a hole is integrally formed from three directions. Further, an exhaust opening 40b communicating with the power supply chamber is further drilled.
次に、二段式防音室３４は、図面の手前側の側方から出し入れ可能な上段部材３６上に２個の送風ファン１０４を固定し、同じく側方から出し入れ可能な下段部材３７上にコンプレッサ１０５を防振状態で配設した密閉箱３５として上記のような軽量金属板から構成されている。この二段式防音室３４は、図示のように手前側に示した防音室蓋３９と奥側に示した防音室蓋３８を複数の固定ネジ１６で固定するようにしている。このために二段式防音室３４は、図示のように曲げ加工されるとともにインサートナットを植設した取付部が一体的に設けられている。この防音室内部には防音材５１が敷設される。防音材５１の材質としては、繊維径１〜４μｍのポリオレフィン系繊維と繊維径２０〜３０μｍのポリオレフィン系短繊維とからなる不織布を用いる。また、ポリオレフィン系繊維が好ましくはポリプロピレン系繊維である。また好ましくは、エンボス加工処理がなされたポリプロピレン系繊維である。必要に応じて、防音室外部に防音材５１を貼りつけてもよい。また外周面には制振部材であって、合成ゴムと特殊樹脂材料を混合した素材をシート状のものが敷設されており、アルミの薄板製である二段式防音室３４自体が共鳴などで振動防止している。この二段式防音室３４の上段部材３６の上方の左右の側壁面には実線図示の第１開口部３５ａ、３５ａ（破線図示）とが穿設されており、外気を内部に導入するように構成されている。この上段部材３６には、配管２４をラバーブッシュを介して固定するための複数の固定孔３６ｈが穿設されており、配管２４を支持するとともに振動防振機能をラバーブッシュと協働して行うように構成されている。
Next, the two-stage soundproof chamber 34 has two blower fans 104 fixed on an upper member 36 that can be taken in and out from the side on the front side of the drawing, and a compressor on a lower member 37 that can also be taken in and out from the side. The sealed box 35 in which 105 is disposed in an anti-vibration state is composed of the light metal plate as described above. In the two-stage soundproof chamber 34, a soundproof chamber cover 39 shown on the front side and a soundproof chamber cover 38 shown on the back side are fixed with a plurality of fixing screws 16 as shown in the figure. For this purpose, the two-stage soundproof chamber 34 is integrally formed with a mounting portion that is bent as shown in the drawing and in which an insert nut is implanted. A soundproof material 51 is laid in the soundproof room. As the material of the soundproofing material 51, a nonwoven fabric made of polyolefin fibers having a fiber diameter of 1 to 4 μm and polyolefin short fibers having a fiber diameter of 20 to 30 μm is used. The polyolefin fiber is preferably a polypropylene fiber. Also preferred is a polypropylene fiber that has been embossed. If necessary, a soundproof material 51 may be attached to the outside of the soundproof room. Further, the outer peripheral surface is a vibration damping member, and a sheet-like material made of a mixture of synthetic rubber and special resin material is laid, and the two-stage soundproof chamber 34 itself made of a thin aluminum plate is caused by resonance or the like. Vibration is prevented. First opening portions 35a and 35a (shown by broken lines) shown by solid lines are formed in the left and right side wall surfaces above the upper member 36 of the two-stage soundproof chamber 34 so as to introduce outside air into the interior. It is configured. The upper member 36 is provided with a plurality of fixing holes 36h for fixing the pipe 24 via the rubber bush, and supports the pipe 24 and performs a vibration and vibration isolating function in cooperation with the rubber bush. It is configured as follows.
また、各送風ファン１０４は、それぞれの送風口が下方に向くようにしてブラケットを用いて上段部材３６に固定されている。この各送風ファン１０４の間には上記の３方向切換弁１０９他が配置されている。この二段式防音室３４の左側の側壁面には筒状の吸着筒体１０８ａ、１０８ｂが、吸気用バッファタンク１０２と並べて配置されており側壁面に固定された固定具４９ｋにバンド４９を通過後にバンド４９を締め上げることで図示のように固定されている。このとき、吸着筒体１０８はベース体４０の上面に載るが、全長の長いバッファタンクは開口部４０ｄ中に一部が挿入されて固定される。
In addition, each blower fan 104 is fixed to the upper member 36 using a bracket so that each blower port faces downward. Between the air blowing fans 104, the above-described three-way switching valve 109 and the like are arranged. Cylindrical adsorption cylinders 108a and 108b are arranged side by side with the intake buffer tank 102 on the left side wall surface of the two-stage soundproof chamber 34, and pass through the band 49 to a fixture 49k fixed to the side wall surface. Later, the band 49 is tightened to secure it as shown. At this time, the suction cylinder 108 is placed on the upper surface of the base body 40, but the buffer tank having a long overall length is partially inserted and fixed in the opening 40d.
製品タンク１１１は真空成形されるポリエチレン樹脂製であって図示のように長手方向に横たえて上方に配置される。上記の遮蔽板３２も軽量化のために樹脂製であり、図示のようにスピーカ２３と外部コネクタ１３３を設けており、二段式防音室３４の上方の外壁面に対して固定ネジ１６を用いて固定される補強を兼ねた取り付け部を一体成形している。また、二段式防音室３４の上方の壁面には放熱部材５２、５３が固定ネジ１６で固定されるとともに上記の各制御基板２００、２０１、２０２他が起立状態で固定されており放熱効果を高めている。なお、この遮蔽板３２は上記のように一部が外部に出るので黒色顔料を用いて黒色に着色されている。
The product tank 111 is made of polyethylene resin to be vacuum-formed, and is placed on the upper side in the longitudinal direction as shown in the figure. The shielding plate 32 is also made of resin for weight reduction, and is provided with a speaker 23 and an external connector 133 as shown in the figure, and a fixing screw 16 is used for the outer wall surface above the two-stage soundproof chamber 34. The mounting part that also serves as a reinforcement to be fixed is integrally molded. Further, the heat dissipating members 52 and 53 are fixed to the wall surface above the two-stage soundproof chamber 34 by the fixing screws 16 and the control boards 200, 201, 202 and others are fixed in an upright state, thereby providing a heat dissipating effect. It is increasing. In addition, since this shielding board 32 comes out outside as mentioned above, it is colored black using a black pigment.
この二段式防音室３４の右側の側壁面には酸素センサ１１４と比例開度弁１１５と圧力調整器１１２と流量センサ１１６とデマンド弁１１７と回路基板１１８ａとが固定されている。以上のように略全ての構成部品をベース体４０上に固定された二段式防音室３４の外壁を取り付け面として固定する構造とすることで、小型化が実現でき、しかも４方向からアクセス可能となるので組立作業性が大幅に向上されるので自動組立ライン化も可能となった。また、上記の表面カバー２と裏面カバー３はベース体４０から放射状に張り出さないようにすることで省スペース化にも大きく寄与できた。
An oxygen sensor 114, a proportional opening valve 115, a pressure regulator 112, a flow sensor 116, a demand valve 117, and a circuit board 118a are fixed to the right side wall surface of the two-stage soundproof chamber 34. As described above, it is possible to realize downsizing and access from four directions by adopting a structure in which the outer wall of the two-stage type soundproof chamber 34 fixed on the base body 40 is fixed as the mounting surface as described above. As a result, the assembly workability is greatly improved, and an automatic assembly line can be realized. Further, the front cover 2 and the back cover 3 described above can greatly contribute to space saving by preventing the front cover 2 and the back cover 3 from protruding radially from the base body 40.
図１０は、可搬型酸素濃縮装置１の底蓋４１とベース体４０を示すために底面側から見た立体分解図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、図示のようにベース体４０には上記の開口部４０ｂに連通する電源室４０１と、内蔵バッテリ２２８を内蔵したバッテリ室４０２と、均等圧化弁１０７１２１と吸気バッファタンク１０２の一部を収容した収容室４０３とが隔壁を介して形成されており底蓋４１を固定後にそれぞれが密閉された部屋を構成するようにしている。以上の構成により、上記のように二段式防音室３４に内蔵された消音器１１０を介して排気される過程で排気が破線矢印方向Ｆに分岐して開口部４０ｃから外部に流れるようにして排気音が減衰されるとともに、電源装置２２６の発熱分を排気で冷却できるようにしている。
FIG. 10 is a three-dimensional exploded view seen from the bottom side to show the bottom lid 41 and the base body 40 of the portable oxygen concentrator 1. In this figure, components that have already been described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in the figure, the base body 40 includes a power supply chamber 401 communicating with the opening 40b and a built-in battery 228. A built-in battery chamber 402, a pressure equalizing valve 107121, and a storage chamber 403 that stores a part of the intake buffer tank 102 are formed through a partition wall, and each of the chambers is sealed after the bottom lid 41 is fixed. Like to do. With the above configuration, in the process of being exhausted through the silencer 110 incorporated in the two-stage soundproof chamber 34 as described above, the exhaust is branched in the direction indicated by the broken line arrow F and flows to the outside from the opening 40c. The exhaust sound is attenuated, and the heat generated by the power supply device 226 can be cooled by the exhaust.
図１１は、図９で示した各構成部品をベース体４０上に組み付け後の可搬型酸素濃縮装置１の内部構成を示すために反対側から見た外観斜視図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、図示のようにベース体４０上において、隙間なく全ての部品が固定されている。この可搬型酸素濃縮装置１の組立後の内部構成に対して表裏カバー２、３を固定するために、ベース体４０の外周面には一方の鍔部４８が形成されている。また、表面カバー２の裏面には吸音材５１が敷設（貼付け）されている。防音材５１の材質としては、繊維径１〜４μｍのポリオレフィン系繊維と繊維径２０〜３０μｍのポリオレフィン系短繊維とからなる不織布を用いる。また、ポリオレフィン系繊維が好ましくはポリプロピレン系繊維である。また好ましくは、エンボス加工処理がなされたポリプロピレン系繊維である。また、上記の操作パネル５に配置される各ランプ類と表示部の表示駆動部２０４を実装した実装基板１２８が図示のように固定されている。また、この表面カバー２の下方にはベース体４０の外周面に形成された一方の鍔部４８を上下方向から挟むようにした他方の鍔部５０、５０が上下に夫々一体成形されている。さらに、この表面カバー２の突合せ面２ｐは略平面に沿うように成形されるとともに、固定ネジ１６の雌ネジ部となるインサートナットをインサート成形した形状部２ｈが複数箇所に成形されている。また、裏面カバー３の突合せ面３ｐは略平面に沿うように成形されるとともに、固定ネジ１６の挿通孔となる形状部３ｈが複数箇所に成形されている。
FIG. 11 is an external perspective view seen from the opposite side in order to show the internal configuration of the portable oxygen concentrator 1 after the components shown in FIG. 9 are assembled on the base body 40. In this figure, components that have already been described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. All components are fixed on the base body 40 without a gap as illustrated. In order to fix the front and back covers 2 and 3 to the internal structure after the assembly of the portable oxygen concentrator 1, one flange 48 is formed on the outer peripheral surface of the base body 40. A sound absorbing material 51 is laid (attached) on the back surface of the front cover 2. As the material of the soundproofing material 51, a nonwoven fabric made of polyolefin fibers having a fiber diameter of 1 to 4 μm and polyolefin short fibers having a fiber diameter of 20 to 30 μm is used. The polyolefin fiber is preferably a polypropylene fiber. Also preferred is a polypropylene fiber that has been embossed. Further, a mounting board 128 on which the lamps arranged on the operation panel 5 and the display driving unit 204 of the display unit are mounted is fixed as shown in the figure. Further, below the surface cover 2, the other flange portions 50, 50 that are formed so as to sandwich one flange portion 48 formed on the outer peripheral surface of the base body 40 from above and below are integrally formed vertically. Further, the abutting surface 2p of the surface cover 2 is formed so as to be along a substantially flat surface, and a shape portion 2h obtained by insert-molding an insert nut serving as a female screw portion of the fixing screw 16 is formed at a plurality of locations. Further, the abutting surface 3p of the back cover 3 is formed so as to be along a substantially flat surface, and a shape portion 3h serving as an insertion hole for the fixing screw 16 is formed at a plurality of locations.
図１２は、表裏面カバー２、３を固定する様子を示す断面図である。本図に示すように表裏面カバー２、３をベース体４０に固定するために各カバー２、３を突合せ面２ｐ、３ｐで当接させると、ベース体４０の一方の鍔部４８が他方の鍔部５０、５０の間に入る状態になる。この後に固定ネジ１６で固定することで密閉カバーが完成する。以上のように構成することで省スペース化を実現できることとなる。このため表面カバー２、裏面カバー３と上記の底蓋４１、ベース４０は、ＡＢＳ樹脂材料を用いて射出成形される軽量部品として準備され、樹脂部品の総重量は２．６ｋｇであり、可搬型酸素濃縮装置１の全重量１０ｋｇの約２６％となった。ここで、表面カバー２と裏面カバー３とから形成される同じ表面積を有するカバーを、従来からの木製筐体であって加工が容易であり、かつ寸法に狂いが生じにくく軽量で防音性能が優れているＭＤＦ（Medium Density Fiberboard）木製とした場合には重量が約４．６ｋｇとなる。また、木製筐体は板厚が１ｃｍ前後の平らな板状であるので図示のような曲面状にするためには、これらの板部材を重ねるとともに、曲面状に加工することになるので約８ｋｇとなってしまう。このために、目標重量の約１０ｋｇは到底達成できなくなる。しかしながら、例えば室内常設タイプであって軽量にする必要の無い場合には上記のＭＤＦで密閉カバーを作ることもできることは言うまでもない。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing how the front and back covers 2 and 3 are fixed. As shown in the figure, when the covers 2 and 3 are brought into contact with the abutting surfaces 2p and 3p in order to fix the front and back covers 2 and 3 to the base body 40, one flange portion 48 of the base body 40 is brought into contact with the other. It will be in the state which enters between the collar parts 50 and 50. Thereafter, the hermetic cover is completed by fixing with the fixing screw 16. By configuring as described above, space saving can be realized. For this reason, the front cover 2, the back cover 3, the bottom cover 41, and the base 40 are prepared as lightweight parts that are injection-molded using an ABS resin material, and the total weight of the resin parts is 2.6 kg. The total weight of the oxygen concentrator 1 was about 26% of 10 kg. Here, the cover having the same surface area formed from the front cover 2 and the back cover 3 is a conventional wooden casing that is easy to process, is less likely to be distorted in dimensions, is lightweight, and has excellent soundproofing performance. In case of using MDF (Medium Density Fiberboard) wood, the weight is about 4.6 kg. Also, since the wooden casing is a flat plate with a thickness of about 1 cm, in order to make it curved as shown in the figure, these plate members are stacked and processed into a curved shape. End up. For this reason, the target weight of about 10 kg cannot be achieved. However, it goes without saying that a hermetic cover can also be made with the MDF described above, for example, in the case of an indoor permanent type that does not need to be lightweight.
＜二段式防音室３４の説明＞ 次に、図１３はコンプレッサ１０５を防振・防音状態で収納する二段式防音室３４の下段部材３７の要部を破断して示した外観斜視図である。本図において、既に説明済みの構成部品については同様の符号を附して説明を割愛すると、二段式防音室３４の内周面には制振材と独立気泡スポンジとを多層構成した防音材が敷設されている。上記のようにコンプレッサ１０５は圧縮空気発生部１０５ａと負圧発生部１０５ｂを一体形成しており、アウターロータ式の電動モータの出力軸５６に固定されるクランク軸周りにコンロッド５７、５８に連結されるピストンを設けている。このクランク運動する１対の水平対向ピストンはシリンダに夫々往復移動可能な密閉状態で設けられており、一方のピストン６０により空気圧縮部１０５ａが構成され、他方のピストン５９により負圧部１０５ｂが構成されている。このために各ピストンの圧縮面には不図示の一方向弁が夫々搭載されている。また、この１対の水平対向ピストンの往復移動方向は二段式防音室３４の底面に対して平行な水平方向であるが、負荷が大きくなると矢印Ｖ、Ｖ方向に大きく振動する。このためにコンプレッサを二段式防音室３４内で略垂直方向の防振状態にするコンプレッサ固定台６１でコンプレッサ１０５を上下から挟むように固定して振動を効率的に吸収できるように構成されている。すなわち、前後２つのコイルバネ６２（手前側のみ図示されている）を固定し、不図示のラバーブッシュをさらに内蔵して図示のように下段部材３７上に固定している。また、コンプレッサ固定台６１は軽量化のためにアルミ板製が良い。以上の構成によりコンプレッサ１０５が起動されると、コイルバネ６２が適度に圧縮と伸張を繰り返し行う一方で、上記のように上段部材３６に対してラバーブッシュを介して固定された配管２４も適度に圧縮と伸張を繰り返し行うことで、実質的に６点支持状態で防振されて支持することができるようになる。また、コンプレッサ固定台６１は直流モータ部分のみを保持するために送風ファン１０４によるコンプレッサ１０５の冷却のための送風が邪魔されず円滑に行えることとなる。なお、二段式防音室３４の、特にコンプレッサを収納する防音室内部にも防音材５１ａを設けて防音効果をもたらすことができる。この場合、防音材の材質としては、繊維径１〜４μｍのポリオレフィン系繊維と繊維径２０〜３０μｍのポリオレフィン系短繊維とからなる不織布を用いる。また、ポリオレフィン系繊維が好ましくはポリプロピレン系繊維である。また好ましくは、エンボス加工処理がなされたポリプロピレン系繊維である。
<Description of Two-Stage Soundproof Room 34> Next, FIG. 13 is an external perspective view in which a main part of the lower member 37 of the two-stage soundproof room 34 that houses the compressor 105 in a vibration-proof and soundproof state is broken. is there. In this figure, components that have already been described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. On the inner peripheral surface of the two-stage type soundproof chamber 34, a soundproofing material in which a damping material and a closed cell sponge are formed in a multilayer structure. Is laid. As described above, the compressor 105 integrally forms the compressed air generation part 105a and the negative pressure generation part 105b, and is connected to connecting rods 57 and 58 around the crankshaft fixed to the output shaft 56 of the outer rotor type electric motor. A piston is provided. The pair of horizontally opposed pistons that perform the crank motion are provided in a sealed state that can reciprocate in the cylinder. One piston 60 constitutes an air compression portion 105a, and the other piston 59 constitutes a negative pressure portion 105b. Has been. For this purpose, a one-way valve (not shown) is mounted on the compression surface of each piston. Further, the reciprocating direction of the pair of horizontally opposed pistons is a horizontal direction parallel to the bottom surface of the two-stage soundproof chamber 34. However, when the load increases, the pair of horizontally opposed pistons vibrate greatly in the directions of arrows V and V. For this purpose, the compressor 105 is fixed so that the compressor 105 is sandwiched from above and below by a compressor fixing base 61 that puts the compressor in a substantially vertical vibration-proof state in the two-stage soundproof chamber 34 so that vibration can be efficiently absorbed. Yes. That is, two front and rear coil springs 62 (only the front side is shown) are fixed, and a rubber bush (not shown) is further built in and fixed on the lower member 37 as shown. The compressor fixing base 61 is preferably made of an aluminum plate for weight reduction. When the compressor 105 is started with the above configuration, the coil spring 62 repeatedly performs compression and expansion appropriately, while the pipe 24 fixed to the upper member 36 via the rubber bush as described above is also compressed appropriately. By repeatedly performing the stretching, the vibration can be supported substantially in a six-point support state. Further, since the compressor fixing base 61 holds only the DC motor portion, the air blowing for cooling the compressor 105 by the air blowing fan 104 can be smoothly performed without being obstructed. It should be noted that the soundproofing material 51a can be provided in the soundproofing chamber 34 of the two-stage soundproofing chamber 34, particularly in the soundproofing chamber that houses the compressor, to provide a soundproofing effect. In this case, as the material for the soundproofing material, a nonwoven fabric composed of polyolefin fibers having a fiber diameter of 1 to 4 μm and polyolefin short fibers having a fiber diameter of 20 to 30 μm is used. The polyolefin fiber is preferably a polypropylene fiber. Also preferred is a polypropylene fiber that has been embossed.
