JPH08141087A - 医療用の酸素濃縮器 - Google Patents
医療用の酸素濃縮器Info
- Publication number
- JPH08141087A JPH08141087A JP7144816A JP14481695A JPH08141087A JP H08141087 A JPH08141087 A JP H08141087A JP 7144816 A JP7144816 A JP 7144816A JP 14481695 A JP14481695 A JP 14481695A JP H08141087 A JPH08141087 A JP H08141087A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressed air
- membrane module
- oxygen
- hollow fiber
- supply means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 81
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 78
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims abstract description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 7
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 abstract 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 40
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 4
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 3
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 3
- 238000002640 oxygen therapy Methods 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- -1 perfluoro Chemical group 0.000 description 2
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 208000004756 Respiratory Insufficiency Diseases 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000003928 nasal cavity Anatomy 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 201000004193 respiratory failure Diseases 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
- A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
- A61M16/14—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different fluids, one of them being in a liquid phase
- A61M16/16—Devices to humidify the respiration air
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
- A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
- A61M16/1005—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
- A61M16/101—Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement using an oxygen concentrator
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. ventilators; Tracheal tubes
- A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
- A61M16/14—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different fluids, one of them being in a liquid phase
- A61M16/142—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different fluids, one of them being in a liquid phase with semi-permeable walls separating the liquid from the respiratory gas
- A61M16/145—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different fluids, one of them being in a liquid phase with semi-permeable walls separating the liquid from the respiratory gas using hollow fibres
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 圧力変動吸着法（ＰＳＡ法）による酸素濃縮
器に、水分透過可能な中空糸透過膜を隔膜とする膜モジ
ュールを加湿手段３として付設し、圧縮空気、もしくは
吸着筒の減圧脱着工程時に脱着し排出される排気ガスを
膜モジュールに供給して、含有する水分を中空糸透過膜
により分離除去し、吸着筒１２，１３で濃縮された酸素
富化ガスにその水分を与えて加湿するように構成した。
また、加湿手段は、運転時には周囲温度より高温となる
電動機、圧縮空気供給手段２、ファン手段等の熱発生源
や騒音源となる機器類と共に、防音機能を有する筐体内
に収容した。 【効果】 従来の気泡式加湿器の、水の補充や交換、容
器の清掃とうの煩わしい作業から解放され、また、加湿
器の蓋が不完全なために酸素ガスが漏れると言う事態も
防止できる他、気泡のはじける音の心配や対策も不要に
なり、外気温度が低温となり相対湿度が低下する季節で
あっても、適正な加湿効果が得られる。
器に、水分透過可能な中空糸透過膜を隔膜とする膜モジ
ュールを加湿手段３として付設し、圧縮空気、もしくは
吸着筒の減圧脱着工程時に脱着し排出される排気ガスを
膜モジュールに供給して、含有する水分を中空糸透過膜
により分離除去し、吸着筒１２，１３で濃縮された酸素
富化ガスにその水分を与えて加湿するように構成した。
また、加湿手段は、運転時には周囲温度より高温となる
電動機、圧縮空気供給手段２、ファン手段等の熱発生源
や騒音源となる機器類と共に、防音機能を有する筐体内
に収容した。 【効果】 従来の気泡式加湿器の、水の補充や交換、容
器の清掃とうの煩わしい作業から解放され、また、加湿
器の蓋が不完全なために酸素ガスが漏れると言う事態も
防止できる他、気泡のはじける音の心配や対策も不要に
なり、外気温度が低温となり相対湿度が低下する季節で
あっても、適正な加湿効果が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、呼吸不全患者（以下、
単に患者ともいう）が主として在宅酸素療法に使用する
医療用の酸素濃縮器に関するもので、なかでも圧力変動
吸着法（以下、ＰＳＡ法ともいう）によって濃縮された
酸素ガス（酸素富化ガスを含む、以下同じ）の新規な構
成の加湿手段に関するものである。
単に患者ともいう）が主として在宅酸素療法に使用する
医療用の酸素濃縮器に関するもので、なかでも圧力変動
吸着法（以下、ＰＳＡ法ともいう）によって濃縮された
酸素ガス（酸素富化ガスを含む、以下同じ）の新規な構
成の加湿手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】医療用の酸素濃縮器は、主に前記の患者
が在宅酸素療法に使用する酸素ガスの供給源として用い
るものである。このため酸素濃縮器に対しては、種々の
条件が要求され、その内容としては次のような事柄が挙
げられる。 医療用に使用するのであるから、信頼性が高いこと。 長期にわたって昼夜を問わず連続的に使用することが
多いので、患者本人は勿論、同居や同室の家族の人々も
含めて安眠を妨げることがないように、騒音の少ない静
かな装置であること。 ＰＳＡ法による酸素濃縮器から吐出する酸素ガスは、
水分がほぼ完全に除去された非常に乾燥したガスである
ので、これをそのまま患者が呼吸用として使用すると、
鼻腔粘膜や気道が乾き苦痛を伴うので、該酸素ガスを加
湿する機能を有すること。 家庭用の電源を使用するために、消費電力の少ないこ
と。
が在宅酸素療法に使用する酸素ガスの供給源として用い
るものである。このため酸素濃縮器に対しては、種々の
条件が要求され、その内容としては次のような事柄が挙
げられる。 医療用に使用するのであるから、信頼性が高いこと。 長期にわたって昼夜を問わず連続的に使用することが
多いので、患者本人は勿論、同居や同室の家族の人々も
含めて安眠を妨げることがないように、騒音の少ない静
かな装置であること。 ＰＳＡ法による酸素濃縮器から吐出する酸素ガスは、
水分がほぼ完全に除去された非常に乾燥したガスである
ので、これをそのまま患者が呼吸用として使用すると、
鼻腔粘膜や気道が乾き苦痛を伴うので、該酸素ガスを加
湿する機能を有すること。 家庭用の電源を使用するために、消費電力の少ないこ
と。
【０００３】第項の酸素ガスの加湿については、多く
の場合、酸素ガスを水の入った容器の中を気泡の形でく
ぐらせて加湿した後に、呼吸用として吸入している。し
かしながら、患者にとっては、酸素濃縮器から出てくる
酸素ガスを加湿するためには、多くの手間がかかり煩わ
しいため、加湿器への水の補充や交換、容器の清掃作業
等から解放されたいという強い要望がある。
の場合、酸素ガスを水の入った容器の中を気泡の形でく
ぐらせて加湿した後に、呼吸用として吸入している。し
かしながら、患者にとっては、酸素濃縮器から出てくる
酸素ガスを加湿するためには、多くの手間がかかり煩わ
しいため、加湿器への水の補充や交換、容器の清掃作業
等から解放されたいという強い要望がある。
【０００４】従来から多く使用されている加湿器には、
次のような問題点がある。 加湿器内の水は、使用するにつれて蒸発消耗するので
補給する必要があり、また、この加湿器の容器内に雑菌
や藻類が繁殖したり、ゴミ等の付着による汚れがあった
りするので、おおむね１週間に１回程度の清掃が必要と
なる。 加湿器の清掃や水の補充・交換時には、加湿器の蓋を
十分に、かつ確実に締めないと酸素ガスが漏れて患者の
方へ行かないという不具合が生じる。 酸素濃縮器や加湿器を使用する患者は、体力も比較的
弱く、また、高齢者が多いため、加湿器の蓋が十分確実
に締まらないことがあり、この問題は切実、かつ重大な
事柄である。
次のような問題点がある。 加湿器内の水は、使用するにつれて蒸発消耗するので
補給する必要があり、また、この加湿器の容器内に雑菌
や藻類が繁殖したり、ゴミ等の付着による汚れがあった
りするので、おおむね１週間に１回程度の清掃が必要と
なる。 加湿器の清掃や水の補充・交換時には、加湿器の蓋を
十分に、かつ確実に締めないと酸素ガスが漏れて患者の
方へ行かないという不具合が生じる。 酸素濃縮器や加湿器を使用する患者は、体力も比較的
弱く、また、高齢者が多いため、加湿器の蓋が十分確実
に締まらないことがあり、この問題は切実、かつ重大な
事柄である。
【０００５】この加湿器は、酸素濃縮器の外殻を構成
する筐体から外部に向かって凸状に出張って取付けられ
るものと、筐体に凹状のくぼみ部を設けてこの凹部の中
に取付けるものとがあるが、前者の凸状に取付けるもの
は、人が装置の近くを歩くとき、誤ってぶつかったりし
て加湿器の取付部（主に酸素ガスの供給口を兼ねるもの
が多い）を折損する事故がある。また、後者の凹部の中
に取付けるものは、ゴミ等が集積し易く、医療用機械を
不衛生にすることになる。このため、凹部の前に扉を付
設してゴミ等が入りにくくする方法もあるが、扉が破損
したり、水の補充や交換時に煩わしいという問題もあ
る。
する筐体から外部に向かって凸状に出張って取付けられ
るものと、筐体に凹状のくぼみ部を設けてこの凹部の中
に取付けるものとがあるが、前者の凸状に取付けるもの
は、人が装置の近くを歩くとき、誤ってぶつかったりし
て加湿器の取付部（主に酸素ガスの供給口を兼ねるもの
が多い）を折損する事故がある。また、後者の凹部の中
に取付けるものは、ゴミ等が集積し易く、医療用機械を
不衛生にすることになる。このため、凹部の前に扉を付
設してゴミ等が入りにくくする方法もあるが、扉が破損
したり、水の補充や交換時に煩わしいという問題もあ
る。
【０００６】在宅酸素療法に使用する酸素濃縮器は、
昼夜を問わずに使用するために、周囲の暗騒音が比較的
多い昼間にはそれほど気にならなかった、前記の加湿器
の気泡から生ずる音が、周囲が静になる夜間には騒音と
して耳につき、患者の中にはこの騒音のために安眠を妨
げられている者もある。このために、前述の如く酸素濃
縮器の筐体の凹部に加湿器を収容し、その前面に扉を付
設してゴミ等の侵入を防ぐとともに、この騒音の低減効
果を期待したものもある。
昼夜を問わずに使用するために、周囲の暗騒音が比較的
多い昼間にはそれほど気にならなかった、前記の加湿器
の気泡から生ずる音が、周囲が静になる夜間には騒音と
して耳につき、患者の中にはこの騒音のために安眠を妨
げられている者もある。このために、前述の如く酸素濃
縮器の筐体の凹部に加湿器を収容し、その前面に扉を付
設してゴミ等の侵入を防ぐとともに、この騒音の低減効
果を期待したものもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の加湿
器で生じる種々の問題点を解決し、水の補充や交換を必
要とせず、かつ動作音のより小さい静粛な医療用の酸素
濃縮器を提供することを目的とする。
器で生じる種々の問題点を解決し、水の補充や交換を必
要とせず、かつ動作音のより小さい静粛な医療用の酸素
濃縮器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、吸着剤を
充填した少なくとも１個の吸着筒、該吸着筒に圧縮空気
を供給するための電動機の動力で駆動される圧縮空気供
給手段、該電動機及び／又は圧縮空気供給手段を冷却す
るためのファン手段とで基本的に構成された圧力変動吸
着法（ＰＳＡ法）による酸素濃縮器において、水分透過
可能な中空糸透過膜を隔膜とする膜モジュールに供給し
て、該圧縮空気中に含有する水分を中空糸透過膜により
分離除去し、圧縮空気から分離された水分を、前記吸着
筒にて濃縮され加湿手段に供給された酸素富化ガスに与
えて加湿するように構成すると共に、該膜モジュールに
よる加湿手段は、前記の電動機及び／又は圧縮空気供給
手段、ファン手段等の動作時に騒音を発生する機器類と
共に、防音機能を有する筐体内に収容したことを特徴と
する医療用の酸素濃縮器である。さらに、前記の圧縮空
気供給手段、膜モジュールによる加湿手段、及び圧縮空
気供給手段から加湿手段までの圧縮空気の通過する通路
を、外気温度より一定値以上高い温度に保つように構成
したことを第２の特徴とし、そして各手段を、前記の電
動機及び／又は圧縮空気供給手段等の動作時に熱を発生
する機器類と共に、筐体内に収容することにより、外気
温度より高い温度の保持を図っている。
充填した少なくとも１個の吸着筒、該吸着筒に圧縮空気
を供給するための電動機の動力で駆動される圧縮空気供
給手段、該電動機及び／又は圧縮空気供給手段を冷却す
るためのファン手段とで基本的に構成された圧力変動吸
着法（ＰＳＡ法）による酸素濃縮器において、水分透過
可能な中空糸透過膜を隔膜とする膜モジュールに供給し
て、該圧縮空気中に含有する水分を中空糸透過膜により
分離除去し、圧縮空気から分離された水分を、前記吸着
筒にて濃縮され加湿手段に供給された酸素富化ガスに与
えて加湿するように構成すると共に、該膜モジュールに
よる加湿手段は、前記の電動機及び／又は圧縮空気供給
手段、ファン手段等の動作時に騒音を発生する機器類と
共に、防音機能を有する筐体内に収容したことを特徴と
する医療用の酸素濃縮器である。さらに、前記の圧縮空
気供給手段、膜モジュールによる加湿手段、及び圧縮空
気供給手段から加湿手段までの圧縮空気の通過する通路
を、外気温度より一定値以上高い温度に保つように構成
したことを第２の特徴とし、そして各手段を、前記の電
動機及び／又は圧縮空気供給手段等の動作時に熱を発生
する機器類と共に、筐体内に収容することにより、外気
温度より高い温度の保持を図っている。
【０００９】以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明
する。図１〜図３は本発明の好適な実施例となる酸素濃
縮器のフローシートで、図４は酸素濃縮器の外部筐体内
部の構成の一例を模式的に示した図（右半部の縦断面
図）、また図５は防音機能を有する筐体（外部筐体の左
半部に収容）内部の構成を説明するための図である。
する。図１〜図３は本発明の好適な実施例となる酸素濃
縮器のフローシートで、図４は酸素濃縮器の外部筐体内
部の構成の一例を模式的に示した図（右半部の縦断面
図）、また図５は防音機能を有する筐体（外部筐体の左
半部に収容）内部の構成を説明するための図である。
【００１０】ＰＳＡ法による酸素濃縮器は、電動機の動
力で駆動される圧縮空気供給手段２、吸着剤を充填した
１個もしくは複数個の吸着筒１２，１３、及び電動機及
び／又は圧縮空気供給手段２を冷却するためのファン手
段３１で基本的に構成され、これに必要に応じて、吸着
筒１２，１３で発生した酸素富化ガスを貯留するための
バッファタンク１６、酸素富化ガスに水分を与えて加湿
するための加湿手段３を加えた構成となっている。
力で駆動される圧縮空気供給手段２、吸着剤を充填した
１個もしくは複数個の吸着筒１２，１３、及び電動機及
び／又は圧縮空気供給手段２を冷却するためのファン手
段３１で基本的に構成され、これに必要に応じて、吸着
筒１２，１３で発生した酸素富化ガスを貯留するための
バッファタンク１６、酸素富化ガスに水分を与えて加湿
するための加湿手段３を加えた構成となっている。
【００１１】そして、吸入フィルター１から取り入れら
れた空気は、まず圧縮空気供給手段２で加圧圧縮され、
例えば吸着筒が２個の場合は、ＰＳＡ法の操作を制御す
る弁手段１１により２個の吸着筒１２，１３に交互に供
給される。吸着筒では窒素等が吸着除去されて酸素ガス
を発生し（加圧吸着工程）、この酸素富化ガスはバッフ
ァタンク１６に貯留され、その一部はオリフィス１４を
通して、加圧吸着工程を終了し減圧排気中の吸着筒に逆
流させ、吸着された窒素等の脱着を助けて吸着剤の再生
を行ない（減圧脱着工程）、その排気ガスはサイレンサ
ー１７を介して大気中に排出される。バッファタンク１
６に貯留された酸素富化ガスは、減圧弁１０と絞り弁９
で適宜の圧力、流量になるように調整して、患者に供給
される。
れた空気は、まず圧縮空気供給手段２で加圧圧縮され、
例えば吸着筒が２個の場合は、ＰＳＡ法の操作を制御す
る弁手段１１により２個の吸着筒１２，１３に交互に供
給される。吸着筒では窒素等が吸着除去されて酸素ガス
を発生し（加圧吸着工程）、この酸素富化ガスはバッフ
ァタンク１６に貯留され、その一部はオリフィス１４を
通して、加圧吸着工程を終了し減圧排気中の吸着筒に逆
流させ、吸着された窒素等の脱着を助けて吸着剤の再生
を行ない（減圧脱着工程）、その排気ガスはサイレンサ
ー１７を介して大気中に排出される。バッファタンク１
６に貯留された酸素富化ガスは、減圧弁１０と絞り弁９
で適宜の圧力、流量になるように調整して、患者に供給
される。
【００１２】これらの各装置は外部筐体２３の中に収納
されているのであるが、動作時には騒音が多いため、外
部筐体２３の外殻を防音材で構成して遮音性を持たせる
他、例えば図４に示すように、電動機や圧縮空気供給手
段２等を冷却するための、大気流入通路３４や大気排出
通路３５に遮音板３３を設け、あるいは外部筐体２３の
底部に消音用ダクト３６を設けるなど、騒音を低下させ
るためにさまざまな工夫が為されている。
されているのであるが、動作時には騒音が多いため、外
部筐体２３の外殻を防音材で構成して遮音性を持たせる
他、例えば図４に示すように、電動機や圧縮空気供給手
段２等を冷却するための、大気流入通路３４や大気排出
通路３５に遮音板３３を設け、あるいは外部筐体２３の
底部に消音用ダクト３６を設けるなど、騒音を低下させ
るためにさまざまな工夫が為されている。
【００１３】そしてさらに防音機能を高めるため、動作
時に騒音の発生源となる電動機を含む圧縮空気供給手段
２、ファン手段３１，圧縮空気や排気ガス、酸素富化ガ
ス等の流れをコントロールする弁手段１１などは、図５
に示すような、外部筐体２３内の防音機能を有する防音
筐体２９，３０内に収容して二重構造にするのが良い。
尚、大気取入口２４から取り入れられた空気は、大気流
入通路３４を通り空気送気口２５を経て、空気吸入口２
６から防音筐体３０に入り、さらにファン手段３１によ
り連絡開口部３２から防音筐体２９に入り、その一部は
原料空気として圧縮空気供給手段２に取り込まれ、大部
分は電動機を含む圧縮空気供給手段やその他電気エネル
ギーを消費する発熱機器類を冷却し、熱交換して暖めら
れた温風は空気流出口２７から空気排出口２８、消音用
ダクト３６を経て大気中に排出される。しかし、筐体内
部の温度は外気温度に対して高くなるが、通常その外気
温より高くなる温度は３０℃以下、適正には２０℃程度
になるように冷却手段が構成され、膜モジュールによる
加湿手段もこの温度の筐体内に収容する。図５の例で
は、２つの防音筐体２９，３０を結合して用いたが、フ
ァン手段３１も防音筐体内部に収容して、１個の防音筐
体で構成してもよい。
時に騒音の発生源となる電動機を含む圧縮空気供給手段
２、ファン手段３１，圧縮空気や排気ガス、酸素富化ガ
ス等の流れをコントロールする弁手段１１などは、図５
に示すような、外部筐体２３内の防音機能を有する防音
筐体２９，３０内に収容して二重構造にするのが良い。
尚、大気取入口２４から取り入れられた空気は、大気流
入通路３４を通り空気送気口２５を経て、空気吸入口２
６から防音筐体３０に入り、さらにファン手段３１によ
り連絡開口部３２から防音筐体２９に入り、その一部は
原料空気として圧縮空気供給手段２に取り込まれ、大部
分は電動機を含む圧縮空気供給手段やその他電気エネル
ギーを消費する発熱機器類を冷却し、熱交換して暖めら
れた温風は空気流出口２７から空気排出口２８、消音用
ダクト３６を経て大気中に排出される。しかし、筐体内
部の温度は外気温度に対して高くなるが、通常その外気
温より高くなる温度は３０℃以下、適正には２０℃程度
になるように冷却手段が構成され、膜モジュールによる
加湿手段もこの温度の筐体内に収容する。図５の例で
は、２つの防音筐体２９，３０を結合して用いたが、フ
ァン手段３１も防音筐体内部に収容して、１個の防音筐
体で構成してもよい。
【００１４】また、消音用ダクト３６は、外部筐体２３
の底面下に取付けられたキャスターが作る、外部筐体と
大地又は床面との間の空間を有効に活用したもので、外
部筐体２３の底面に接して遮音材で構成され、かつ、そ
の大気通路内面には吸音材を貼付けし、遮音板も付設し
てある。本発明で用いた遮音板は、遮音材の両面又は片
面に吸音材を貼付け、その面内に複数個の貫通孔を明け
たもので、音波を吸収しながら冷却風を通すという作用
があるが、これに限定する必要はなく他の態様のもので
あってもよいことは勿論である。
の底面下に取付けられたキャスターが作る、外部筐体と
大地又は床面との間の空間を有効に活用したもので、外
部筐体２３の底面に接して遮音材で構成され、かつ、そ
の大気通路内面には吸音材を貼付けし、遮音板も付設し
てある。本発明で用いた遮音板は、遮音材の両面又は片
面に吸音材を貼付け、その面内に複数個の貫通孔を明け
たもので、音波を吸収しながら冷却風を通すという作用
があるが、これに限定する必要はなく他の態様のもので
あってもよいことは勿論である。
【００１５】また、バッファタンク１６から減圧調整し
て患者に供給される酸素富化ガスは、水分がほぼ完全に
除去され乾燥した状態になっているので、通常は減圧弁
１０の後に、気体を水中にくぐらせて水分を与える気泡
式等の加湿器を設けるが、その気泡のはじける音でさえ
も低騒音化の対象となっている。本発明では、従来の気
泡式加湿器の代わりに、中空糸透過膜を用いた加湿手段
３を使用するが、同様に騒音をより小さくするため、及
び後述する理由により、外気より温度の高い防音筐体２
９内に収容する。
て患者に供給される酸素富化ガスは、水分がほぼ完全に
除去され乾燥した状態になっているので、通常は減圧弁
１０の後に、気体を水中にくぐらせて水分を与える気泡
式等の加湿器を設けるが、その気泡のはじける音でさえ
も低騒音化の対象となっている。本発明では、従来の気
泡式加湿器の代わりに、中空糸透過膜を用いた加湿手段
３を使用するが、同様に騒音をより小さくするため、及
び後述する理由により、外気より温度の高い防音筐体２
９内に収容する。
【００１６】本発明における課題を解決するための手段
として使用する、中空糸透過膜を隔膜とする膜モジュー
ルを用いた加湿器３について、さらに詳細に説明する。
として使用する、中空糸透過膜を隔膜とする膜モジュー
ルを用いた加湿器３について、さらに詳細に説明する。
【００１７】
【作用】膜モジュールを構成する中空糸透過膜は、大気
中の水分を最も良く透過するもので、その透過率は中空
糸透過膜の外側と内側との大気中の水分の分圧差に比例
する。中空糸透過膜壁を隔てて、外側を水分を含む加圧
空気の通る一次側、内側を乾いた酸素富化ガスの通る二
次側とすると、水分分圧は一次側が高く、二次側が低
い。水分透過の原理は、一次側より水分分子が透過膜の
膜壁中を拡散移動し、二次側壁面より放散することによ
り水分分子が膜壁を透過する。パーフルオロイオン交換
膜による透過膜の単位面積当りの水分透過量はかなり多
いので、一次側，二次側の分圧差が少なくても効率の良
い透過が得られる。また二次側を高い湿度に加湿するた
めには一次側の水分分圧を高くする必要がある。
中の水分を最も良く透過するもので、その透過率は中空
糸透過膜の外側と内側との大気中の水分の分圧差に比例
する。中空糸透過膜壁を隔てて、外側を水分を含む加圧
空気の通る一次側、内側を乾いた酸素富化ガスの通る二
次側とすると、水分分圧は一次側が高く、二次側が低
い。水分透過の原理は、一次側より水分分子が透過膜の
膜壁中を拡散移動し、二次側壁面より放散することによ
り水分分子が膜壁を透過する。パーフルオロイオン交換
膜による透過膜の単位面積当りの水分透過量はかなり多
いので、一次側，二次側の分圧差が少なくても効率の良
い透過が得られる。また二次側を高い湿度に加湿するた
めには一次側の水分分圧を高くする必要がある。
【００１８】大気に含まれる水分を用いて乾いた酸素富
化ガスを加湿するのであるから、水分供給の一次側の水
分分圧は大気中に含まれる水分量、すなわち外気の温度
とその相対湿度に左右され、温度が低く相対湿度が低い
と二次側を十分に加湿できないことも生ずる。日本に於
ける北海道から沖縄に至る主要都市の一年の月別平均相
対湿度は、ほとんどが６０〜９０％に分布している。そ
して湿度の低い季節は３月・４月であり、また緑の少な
い東京等、都市の相対湿度は低い。また、一年を通した
月別平均気温は−９〜２９℃の広い範囲に分布してお
り、北海道など冬期は室内暖房により乾燥し、相対湿度
は相当低くなる。０℃で８０％の相対湿度の大気中に含
まれる水分分圧は４．８９ミリバールである。これを４
ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇに加圧すると容積が１／５となり、水
分分圧は５倍の２４．４５ミリバールになる。この温度
の低い状態での実験では、二次側に透過して出る水分で
は、加湿されるべき酸素富化ガスの相対湿度が計算によ
る目標値に達しないことが時々生じた。鋭意研究の結
果、一次側の加圧空気が加湿手段に至るまでの経路で冷
やされて温度が低くなるため結露し、二次側ガスを加湿
するのに必要な十分なガスの水分分圧が得られない事が
あることが判った。
化ガスを加湿するのであるから、水分供給の一次側の水
分分圧は大気中に含まれる水分量、すなわち外気の温度
とその相対湿度に左右され、温度が低く相対湿度が低い
と二次側を十分に加湿できないことも生ずる。日本に於
ける北海道から沖縄に至る主要都市の一年の月別平均相
対湿度は、ほとんどが６０〜９０％に分布している。そ
して湿度の低い季節は３月・４月であり、また緑の少な
い東京等、都市の相対湿度は低い。また、一年を通した
月別平均気温は−９〜２９℃の広い範囲に分布してお
り、北海道など冬期は室内暖房により乾燥し、相対湿度
は相当低くなる。０℃で８０％の相対湿度の大気中に含
まれる水分分圧は４．８９ミリバールである。これを４
ｋｇｆ／ｃｍ2Ｇに加圧すると容積が１／５となり、水
分分圧は５倍の２４．４５ミリバールになる。この温度
の低い状態での実験では、二次側に透過して出る水分で
は、加湿されるべき酸素富化ガスの相対湿度が計算によ
る目標値に達しないことが時々生じた。鋭意研究の結
果、一次側の加圧空気が加湿手段に至るまでの経路で冷
やされて温度が低くなるため結露し、二次側ガスを加湿
するのに必要な十分なガスの水分分圧が得られない事が
あることが判った。
【００１９】従って、この例で示す一次側水分分圧の２
４．４５ミリバールを維持するには、２２℃以上に加温
しなければ空気中の水分が結露し、その温度の飽和水蒸
気圧以上にはならない。このため一次側の水分分圧を高
めるためには空気を加圧するばかりでなく、その温度を
取り入れる外気より高い温度にしておかなければ、高い
水分分圧を維持できない。その高める温度の値は、被加
湿ガスである二次側ガスの温度と目標加湿値により決定
できる。ＰＳＡ法による酸素濃縮器で得られる酸素富化
ガスの温度は、外気温より数度高い。通常１〜２℃の範
囲がほとんどである。いま外気より２℃高いとすると、
これを相対湿度９０％まで高めるためには、水分透過膜
の透過性能にも大変影響されるが、現行の技術レベルで
の透過性能では温度を約５〜１６℃以上に高めて一次側
を高い水分分圧に維持する必要がある。
４．４５ミリバールを維持するには、２２℃以上に加温
しなければ空気中の水分が結露し、その温度の飽和水蒸
気圧以上にはならない。このため一次側の水分分圧を高
めるためには空気を加圧するばかりでなく、その温度を
取り入れる外気より高い温度にしておかなければ、高い
水分分圧を維持できない。その高める温度の値は、被加
湿ガスである二次側ガスの温度と目標加湿値により決定
できる。ＰＳＡ法による酸素濃縮器で得られる酸素富化
ガスの温度は、外気温より数度高い。通常１〜２℃の範
囲がほとんどである。いま外気より２℃高いとすると、
これを相対湿度９０％まで高めるためには、水分透過膜
の透過性能にも大変影響されるが、現行の技術レベルで
の透過性能では温度を約５〜１６℃以上に高めて一次側
を高い水分分圧に維持する必要がある。
【００２０】そこで、水蒸気を含む大気を取入れて圧縮
する圧縮空気供給手段と、中空糸透過膜を隔膜とする膜
モジュールから成る加湿手段において、該加湿手段の隔
膜の一方の側に圧縮空気供給手段で圧縮した圧縮空気を
通し、隔膜の他方の側に被加湿ガスを通すように構成
し、圧縮空気供給手段と加湿手段、及び圧縮空気供給手
段から加湿手段までの圧縮空気の通過する経路の温度
を、大気温度より一定値以上高めておく構成とする。
する圧縮空気供給手段と、中空糸透過膜を隔膜とする膜
モジュールから成る加湿手段において、該加湿手段の隔
膜の一方の側に圧縮空気供給手段で圧縮した圧縮空気を
通し、隔膜の他方の側に被加湿ガスを通すように構成
し、圧縮空気供給手段と加湿手段、及び圧縮空気供給手
段から加湿手段までの圧縮空気の通過する経路の温度
を、大気温度より一定値以上高めておく構成とする。
【００２１】本発明は、当該温度に維持するために、Ｐ
ＳＡ法による酸素濃縮器内で発生する熱を効率良く使用
するものである。これは電動機を含む圧縮空気供給手段
やその他電気エネルギーを消費する発熱機器類を収容す
る筐体内部に、当該膜モジュールによる加湿手段を収容
することにより行う。尚、この筐体は防音構造にして、
騒音を発生する機器でもある電動機及び／又は空気供給
手段，ファン手段等の騒音の漏出を防ぐ効果をも兼ねる
ものとするのが良い。但し、防音を必要としない機器に
おいては、防音筐体を用いる必要はない。また、膜モジ
ュール（加湿手段３）内の、中空糸透過膜４の外側通路
５と内側通路とでは、断面積の広い方が通気抵抗が少な
く、圧縮空気を流し易いが、膜モジュールは外側通路の
断面積を広くする方が、中空糸の本数を増やすことなく
作成できるので、水分を含有する圧縮空気や排気ガスは
外側通路５に流す方が通気抵抗が少なく、吸着筒に圧縮
空気を効率良く供給でき、圧縮空気供給手段で発生する
空気圧力をそれだけ低くできるので電動機の負荷も軽く
なり消費電力も低減出来る。
ＳＡ法による酸素濃縮器内で発生する熱を効率良く使用
するものである。これは電動機を含む圧縮空気供給手段
やその他電気エネルギーを消費する発熱機器類を収容す
る筐体内部に、当該膜モジュールによる加湿手段を収容
することにより行う。尚、この筐体は防音構造にして、
騒音を発生する機器でもある電動機及び／又は空気供給
手段，ファン手段等の騒音の漏出を防ぐ効果をも兼ねる
ものとするのが良い。但し、防音を必要としない機器に
おいては、防音筐体を用いる必要はない。また、膜モジ
ュール（加湿手段３）内の、中空糸透過膜４の外側通路
５と内側通路とでは、断面積の広い方が通気抵抗が少な
く、圧縮空気を流し易いが、膜モジュールは外側通路の
断面積を広くする方が、中空糸の本数を増やすことなく
作成できるので、水分を含有する圧縮空気や排気ガスは
外側通路５に流す方が通気抵抗が少なく、吸着筒に圧縮
空気を効率良く供給でき、圧縮空気供給手段で発生する
空気圧力をそれだけ低くできるので電動機の負荷も軽く
なり消費電力も低減出来る。
【００２２】このように構成することにより、水分を多
く含有する圧縮空気が外側通路を通過し、内側通路に
は、濃縮生成され水分をほとんど含有せず、減圧弁１０
で圧力調整された低圧の酸素富化ガスが通過し、外側か
ら内側に向かって大気中の水分のみが透過するので、大
気中から分離して得た水分を、濃縮された酸素富化ガス
に与えて加湿することになり、従来から用いられている
気泡式の加湿器のような水分の補充や交換作業が不要と
なり、これにより不衛生の原因を無くすことが出来る。
く含有する圧縮空気が外側通路を通過し、内側通路に
は、濃縮生成され水分をほとんど含有せず、減圧弁１０
で圧力調整された低圧の酸素富化ガスが通過し、外側か
ら内側に向かって大気中の水分のみが透過するので、大
気中から分離して得た水分を、濃縮された酸素富化ガス
に与えて加湿することになり、従来から用いられている
気泡式の加湿器のような水分の補充や交換作業が不要と
なり、これにより不衛生の原因を無くすことが出来る。
【００２３】
【実施例】以下、図面により本発明の好ましい実施例に
ついて、特に、加湿手段３を中心とした構成について具
体的に説明するが、むろんこれは説明のためのものであ
って、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
ついて、特に、加湿手段３を中心とした構成について具
体的に説明するが、むろんこれは説明のためのものであ
って、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【００２４】図１に示した実施例は、圧縮空気供給手段
２によって加圧された圧縮空気の全量を、中空糸透過膜
４を用いた加湿手段３の外側通路５に流すように構成し
た例である。圧縮空気は、外側通路５を通過する間に含
有する水分が中空糸の内側通路へ透過して分離除去さ
れ、ＰＳＡ法の操作を制御する弁手段１１を介して、吸
着筒１２又は１３の入口端に供給される。そして、吸着
筒では窒素等が吸着除去されて酸素ガスを発生し、この
酸素富化ガスはバッファタンク１６に貯留される。バッ
ファタンク１６に貯留された酸素富化ガスは、減圧弁１
０と絞り弁９で適宜の圧力、流量になるように調整し
て、加湿手段３の中空糸透過膜４の内側通路に供給さ
れ、圧縮空気から分離除去された前記の水分が与えられ
て加湿され、取出口８から患者に供給される。
２によって加圧された圧縮空気の全量を、中空糸透過膜
４を用いた加湿手段３の外側通路５に流すように構成し
た例である。圧縮空気は、外側通路５を通過する間に含
有する水分が中空糸の内側通路へ透過して分離除去さ
れ、ＰＳＡ法の操作を制御する弁手段１１を介して、吸
着筒１２又は１３の入口端に供給される。そして、吸着
筒では窒素等が吸着除去されて酸素ガスを発生し、この
酸素富化ガスはバッファタンク１６に貯留される。バッ
ファタンク１６に貯留された酸素富化ガスは、減圧弁１
０と絞り弁９で適宜の圧力、流量になるように調整し
て、加湿手段３の中空糸透過膜４の内側通路に供給さ
れ、圧縮空気から分離除去された前記の水分が与えられ
て加湿され、取出口８から患者に供給される。
【００２５】ここで、吸入フィルター１は、空気中の塵
埃を除去して、圧縮空気供給手段２に清浄な空気を供給
するためのものである。また、減圧弁１０は、バッファ
タンク１６に貯留している酸素ガスを使用に供するのに
適当な圧力（例えば、約０．３ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇ）に
調整するもので、絞り弁９は、取出口８から取り出し患
者に供給する酸素富化ガスの流量を調整するものであっ
て、ニードルバルブ式やオリフィス選択型等の、ガスの
流量を調節出来るものであればいずれのものであっても
よい。加湿の度合を調節する必要がある場合には、加湿
手段３の中空糸透過膜４の内側通路の入口側と出口側と
の間に可変できる絞り弁２０を付設し、加湿されていな
い酸素富化ガスの一部をバイパスさせて、加湿された酸
素富化ガスに混合すれば良い。
埃を除去して、圧縮空気供給手段２に清浄な空気を供給
するためのものである。また、減圧弁１０は、バッファ
タンク１６に貯留している酸素ガスを使用に供するのに
適当な圧力（例えば、約０．３ｋｇｆ／ｃｍ2・Ｇ）に
調整するもので、絞り弁９は、取出口８から取り出し患
者に供給する酸素富化ガスの流量を調整するものであっ
て、ニードルバルブ式やオリフィス選択型等の、ガスの
流量を調節出来るものであればいずれのものであっても
よい。加湿の度合を調節する必要がある場合には、加湿
手段３の中空糸透過膜４の内側通路の入口側と出口側と
の間に可変できる絞り弁２０を付設し、加湿されていな
い酸素富化ガスの一部をバイパスさせて、加湿された酸
素富化ガスに混合すれば良い。
【００２６】本実施例で使用した中空糸透過膜は、パー
フルオロ系イオン交換膜で構成したが、これ以外のイオ
ン交換膜であってもよい。また、図中では中空糸透過膜
４は入口側からで出口側まで１本の２重線として表わし
ているが、実際には外径０．３ｍｍ、内径０．１５ｍ
ｍ、長さ約２５ｃｍの中空糸約３５００本を１束とした
ものを使用した。
フルオロ系イオン交換膜で構成したが、これ以外のイオ
ン交換膜であってもよい。また、図中では中空糸透過膜
４は入口側からで出口側まで１本の２重線として表わし
ているが、実際には外径０．３ｍｍ、内径０．１５ｍ
ｍ、長さ約２５ｃｍの中空糸約３５００本を１束とした
ものを使用した。
【００２７】また、加湿手段３において、外側通路５及
び中空糸透過膜４の内側通路の、加湿手段３の外側に通
じる入口と出口は、加湿手段３のどちら側であっても良
く、構造上はその通路の方向性はないが、水分を含有す
る圧縮空気の流れと、乾燥した酸素富化ガスの流れと
は、互いに対向する方向となるように構成する方が好ま
しい。その理由は、中空糸の隔膜を水分が透過する率
は、前述のように両気体の圧力差ではなく、その気体中
の水分の分圧差に比例するため、含有する水分が除かれ
て徐々に水分の分圧が低下する圧縮空気と、加湿されて
徐々に水分の分圧が上昇する酸素富化ガスの、その流れ
る方向を互いに逆向きにすることにより、加湿手段３内
の外側、内側両通路のほぼ全域にわたって、両気体の水
分の分圧がおおむね等しくなるので、加湿効果をいっそ
う高められるためである。但し、本実施例や次に述べる
第２の実施例では、中空糸の外側通路５を流れる圧縮空
気や排気ガスの量は、酸素富化ガスの量に比較して約３
０倍と十分多いので、それ程顕著な効果は表われない。
び中空糸透過膜４の内側通路の、加湿手段３の外側に通
じる入口と出口は、加湿手段３のどちら側であっても良
く、構造上はその通路の方向性はないが、水分を含有す
る圧縮空気の流れと、乾燥した酸素富化ガスの流れと
は、互いに対向する方向となるように構成する方が好ま
しい。その理由は、中空糸の隔膜を水分が透過する率
は、前述のように両気体の圧力差ではなく、その気体中
の水分の分圧差に比例するため、含有する水分が除かれ
て徐々に水分の分圧が低下する圧縮空気と、加湿されて
徐々に水分の分圧が上昇する酸素富化ガスの、その流れ
る方向を互いに逆向きにすることにより、加湿手段３内
の外側、内側両通路のほぼ全域にわたって、両気体の水
分の分圧がおおむね等しくなるので、加湿効果をいっそ
う高められるためである。但し、本実施例や次に述べる
第２の実施例では、中空糸の外側通路５を流れる圧縮空
気や排気ガスの量は、酸素富化ガスの量に比較して約３
０倍と十分多いので、それ程顕著な効果は表われない。
【００２８】図２に示した実施例は、基本的には前記の
図１の実施例と同じであるが、圧縮空気供給手段２によ
って加圧された圧縮空気の一部を、加湿手段３内の中空
糸透過膜４の外側通路５に流すように構成した例であ
る。圧縮空気は、加湿手段３内の通路を通過する間に含
有する水分が中空糸透過膜の内側通路へ透過して分離除
去され、その後、絞り弁２０、サイレンサー２１を介し
て、前記の防音機能を有する防音筐体２９内に放出され
る。加湿に使用された圧縮空気は、大気中に放出して廃
棄され無駄になるので、出来るだけ少なくした方が良
い。その流量は加湿手段３へ流す酸素富化ガスの流量と
ほぼ同じで良い。また、それ以上の流量になると、吸着
筒の方へ供給する圧縮空気の量が少なくなり、酸素濃縮
器全体としての性能が低下するので、絞り弁２０でその
流量が少なく、加湿される度合いが最適となるように調
節する。さらに、この絞り弁２０の直後に大気に放出す
るのでは騒音が発生するので、サイレンサー２１を付設
したが、防音機能が十分な筐体であれば、サイレンサー
２１は無くてもよい。
図１の実施例と同じであるが、圧縮空気供給手段２によ
って加圧された圧縮空気の一部を、加湿手段３内の中空
糸透過膜４の外側通路５に流すように構成した例であ
る。圧縮空気は、加湿手段３内の通路を通過する間に含
有する水分が中空糸透過膜の内側通路へ透過して分離除
去され、その後、絞り弁２０、サイレンサー２１を介し
て、前記の防音機能を有する防音筐体２９内に放出され
る。加湿に使用された圧縮空気は、大気中に放出して廃
棄され無駄になるので、出来るだけ少なくした方が良
い。その流量は加湿手段３へ流す酸素富化ガスの流量と
ほぼ同じで良い。また、それ以上の流量になると、吸着
筒の方へ供給する圧縮空気の量が少なくなり、酸素濃縮
器全体としての性能が低下するので、絞り弁２０でその
流量が少なく、加湿される度合いが最適となるように調
節する。さらに、この絞り弁２０の直後に大気に放出す
るのでは騒音が発生するので、サイレンサー２１を付設
したが、防音機能が十分な筐体であれば、サイレンサー
２１は無くてもよい。
【００２９】一方、圧縮空気の大部分を占める残部は、
ＰＳＡ法による吸着分離の操作を制御する弁手段１１を
介して、吸着筒１２又は１３へ供給される。そして、こ
の吸着筒では窒素等が吸着除去されて酸素富化ガスを発
生し、この酸素富化ガスはバッファタンク１６に貯留さ
れる。バッファタンク１６に貯留された酸素富化ガス
は、減圧弁１０と絞り弁９で適宜の圧力、流量になるよ
うに調整して、加湿手段３の中空糸透過膜４の内側通路
に供給され、圧縮空気から分離除去された前記の水分が
与えられて加湿され、取出口８から患者に供給される。
ＰＳＡ法による吸着分離の操作を制御する弁手段１１を
介して、吸着筒１２又は１３へ供給される。そして、こ
の吸着筒では窒素等が吸着除去されて酸素富化ガスを発
生し、この酸素富化ガスはバッファタンク１６に貯留さ
れる。バッファタンク１６に貯留された酸素富化ガス
は、減圧弁１０と絞り弁９で適宜の圧力、流量になるよ
うに調整して、加湿手段３の中空糸透過膜４の内側通路
に供給され、圧縮空気から分離除去された前記の水分が
与えられて加湿され、取出口８から患者に供給される。
【００３０】この実施例では、中空糸の外側通路と内側
通路で流れる気体の量をほぼ等しくなるようにしたの
で、それぞれの気体は加湿手段３の２つの通路のうち、
いずれの通路に流しても差し支えない。このような場合
には、前述のように各々の気体の流れる方向は対向とな
ることが好ましい。（図２では作図の都合上、同一方向
となっている）
通路で流れる気体の量をほぼ等しくなるようにしたの
で、それぞれの気体は加湿手段３の２つの通路のうち、
いずれの通路に流しても差し支えない。このような場合
には、前述のように各々の気体の流れる方向は対向とな
ることが好ましい。（図２では作図の都合上、同一方向
となっている）
【００３１】図３に示した実施例も、基本的には前記の
図１の実施例と同じであるが、圧縮空気供給手段２から
の圧縮空気を弁手段１１を介して、吸着筒１２又は１３
へ供給し濃縮して、酸素富化ガスを発生させ、この酸素
富化ガスはバッファタンク１６に貯留される。そして、
吸着筒１２又は１３が減圧脱着工程に入った時、その一
部をオリフィス１４を通して吸着筒へ逆流させて、吸着
された窒素等の脱着を助け、ここで脱着された排気ガス
を弁手段１１を介して、加湿手段３の中空糸の外側通路
５に導入する。排気ガス中に含有する水分は中空糸の内
側通路へ透過して分離除去され、膜モジュール内を通過
して乾燥した排気ガスは、サイレンサー１７を介して、
前記の防音機能を有する防音筐体２９内に放出される。
これに対して、前記の酸素富化ガスを湿手段３内の中空
糸の内側通路に供給し、排気ガスから分離除去された水
分を与えて加湿するように構成したことを特徴とする。
図１の実施例と同じであるが、圧縮空気供給手段２から
の圧縮空気を弁手段１１を介して、吸着筒１２又は１３
へ供給し濃縮して、酸素富化ガスを発生させ、この酸素
富化ガスはバッファタンク１６に貯留される。そして、
吸着筒１２又は１３が減圧脱着工程に入った時、その一
部をオリフィス１４を通して吸着筒へ逆流させて、吸着
された窒素等の脱着を助け、ここで脱着された排気ガス
を弁手段１１を介して、加湿手段３の中空糸の外側通路
５に導入する。排気ガス中に含有する水分は中空糸の内
側通路へ透過して分離除去され、膜モジュール内を通過
して乾燥した排気ガスは、サイレンサー１７を介して、
前記の防音機能を有する防音筐体２９内に放出される。
これに対して、前記の酸素富化ガスを湿手段３内の中空
糸の内側通路に供給し、排気ガスから分離除去された水
分を与えて加湿するように構成したことを特徴とする。
【００３２】この場合には、吸着筒の減圧脱着工程時の
圧力を、所定の時間内に極力低く下げる必要があり、脱
着時の排気ガスが流れたときの通気抵抗を出来るだけ低
くした加湿手段が必要となるので、前記図１の実施例の
場合と同様に、中空糸の内側通路の方を酸素富化ガスの
通路とし、外側通路５の方を排気ガスの通路とした。ま
た、脱着時の排気ガスは、大気中より相対湿度は高い
が、大気に開放して減圧しているために圧力が低く、中
空糸透過膜４の内外で生ずる両気体の水分の分圧差が比
較的低いために、加湿効果も前記図１の実施例よりは幾
分低下するが、５０〜９０％（ＲＨ）あり、実用上全く
問題はない。さらに、本実施例でも加湿度の調節が必要
な場合には、加湿手段３の中空糸透過膜４の内側通路の
入口側と出口側との間に可変できる絞り弁を付設し、加
湿されていない酸素富化ガスの一部をバイパスさせて、
加湿された酸素富化ガスに混合すれば良いことは前記図
１の実施例と同じである。
圧力を、所定の時間内に極力低く下げる必要があり、脱
着時の排気ガスが流れたときの通気抵抗を出来るだけ低
くした加湿手段が必要となるので、前記図１の実施例の
場合と同様に、中空糸の内側通路の方を酸素富化ガスの
通路とし、外側通路５の方を排気ガスの通路とした。ま
た、脱着時の排気ガスは、大気中より相対湿度は高い
が、大気に開放して減圧しているために圧力が低く、中
空糸透過膜４の内外で生ずる両気体の水分の分圧差が比
較的低いために、加湿効果も前記図１の実施例よりは幾
分低下するが、５０〜９０％（ＲＨ）あり、実用上全く
問題はない。さらに、本実施例でも加湿度の調節が必要
な場合には、加湿手段３の中空糸透過膜４の内側通路の
入口側と出口側との間に可変できる絞り弁を付設し、加
湿されていない酸素富化ガスの一部をバイパスさせて、
加湿された酸素富化ガスに混合すれば良いことは前記図
１の実施例と同じである。
【００３３】尚、図１〜図３に示す実施例における筐体
内への実装は、図４，図５に示す方法と類似の方法によ
り行い、内部発熱機器類による温度上昇を熱源とする筐
体内に膜モジュールによる加湿手段を収容し、一次側の
水分分圧を高く維持できるようにする。またこれは騒音
源からの騒音を防止する防止筐体をも兼ねるものでもあ
る。
内への実装は、図４，図５に示す方法と類似の方法によ
り行い、内部発熱機器類による温度上昇を熱源とする筐
体内に膜モジュールによる加湿手段を収容し、一次側の
水分分圧を高く維持できるようにする。またこれは騒音
源からの騒音を防止する防止筐体をも兼ねるものでもあ
る。
【００３４】
【発明の効果】本発明の酸素濃縮器を使用することによ
り、従来から用いられている気泡式加湿器の、水の補充
や交換、容器の清掃等の煩わしい作業から解放され、ま
た、加湿器の蓋が不完全なために酸素ガスが漏れると言
う事態も防止できる他、気泡のはじける音の心配や対策
も不要になる。さらに、装置の騒音源となる電動機、圧
縮空気供給手段、ファン手段等は勿論のこと、加湿手段
も防音効果のある筐体内に収容し、しかも、冷却用の通
風通路に独特の工夫を施しているので動作音が非常に静
かであり、医療用の酸素濃縮器として好適である。
り、従来から用いられている気泡式加湿器の、水の補充
や交換、容器の清掃等の煩わしい作業から解放され、ま
た、加湿器の蓋が不完全なために酸素ガスが漏れると言
う事態も防止できる他、気泡のはじける音の心配や対策
も不要になる。さらに、装置の騒音源となる電動機、圧
縮空気供給手段、ファン手段等は勿論のこと、加湿手段
も防音効果のある筐体内に収容し、しかも、冷却用の通
風通路に独特の工夫を施しているので動作音が非常に静
かであり、医療用の酸素濃縮器として好適である。
【図１】本発明の好適な実施例である酸素濃縮器のフロ
ーシートを示す図である。
ーシートを示す図である。
【図２】本発明の他の実施例である酸素濃縮器のフロー
シートを示す図である。
シートを示す図である。
【図３】本発明の他の実施例である酸素濃縮器のフロー
シートを示す図である。
シートを示す図である。
【図４】酸素濃縮器の外部筐体内部の構成の一例を模式
的に示した、右半部の縦断面図である。
的に示した、右半部の縦断面図である。
【図５】防音機能を有する筐体内部の構成を説明するた
めの図である。
めの図である。
１ 吸入フィルター ２ 圧縮空気供給手段 ３ 加湿手段 ４ 中空糸透過膜 ５ 外側通路 ８ 取出口 ９，２０ 絞り弁 １０ 減圧弁 １１ 弁手段 １２，１３ 吸着筒 １４ オリフィス １６ バッファタンク １７，２１ サイレンサー ２３ 外部筐体 ２４ 大気取入口 ２５ 空気送気口 ２６ 空気吸入口 ２７ 空気流出口 ２８ 空気排出口 ２９，３０ 防音筐体 ３１ ファン手段 ３２ 連通開口部 ３３ 遮音板 ３４ 大気流入通路 ３５ 大気排出通路 ３６ 消音用ダクト
Claims (7)
- 【請求項１】 吸着剤を充填した少なくとも１個の吸着
筒、該吸着筒に圧縮空気を供給するための電動機の動力
で駆動される圧縮空気供給手段、該電動機及び／又は圧
縮空気供給手段を冷却するためのファン手段とで基本的
に構成された圧力変動吸着法（ＰＳＡ法）による酸素濃
縮器において、水分透過可能な中空糸透過膜を隔膜とす
る膜モジュールを加湿手段として付設し、前記圧縮空気
供給手段からの圧縮空気、もしくは吸着筒の減圧脱着工
程時に脱着し排出される排気ガスを膜モジュールの隔膜
の一方の側に供給して、該圧縮空気もしくは排気ガス中
に含有する水分を中空糸透過膜により分離除去し、中空
糸透過膜により分離された水分を、前記吸着筒にて濃縮
され該膜モジュールの他方の側に供給された酸素富化ガ
スに与えて加湿するように構成すると共に、該膜モジュ
ールによる加湿手段は、前記の電動機及び／又は圧縮空
気供給手段、ファン手段等の動作時には騒音を発生する
機器類と共に、防音機能を有する筐体内に収容したこと
を特徴とする医療用の酸素濃縮器。 - 【請求項２】 吸着剤を充填した少なくとも１個の吸着
筒、該吸着筒に圧縮空気を供給するための電動機の動力
で駆動される圧縮空気供給手段、該電動機及び／又は圧
縮空気供給手段を冷却するためのファン手段とで基本的
に構成された圧力変動吸着法（ＰＳＡ法）による酸素濃
縮器において、水分透過可能な中空糸透過膜を隔膜とす
る膜モジュールを加湿手段として付設し、前記圧縮空気
供給手段からの圧縮空気、もしくは吸着筒の減圧脱着工
程時に脱着し排出される排気ガスを膜モジュールの隔膜
の一方の側に供給して、該圧縮空気もしくは排気ガス中
に含有する水分を中空糸透過膜により分離除去し、中空
糸透過膜により分離された水分を、前記吸着筒にて濃縮
され該膜モジュールの他方の側に供給された酸素富化ガ
スに与えて加湿するように構成すると共に、前記の圧縮
空気供給手段、膜モジュールによる加湿手段、及び圧縮
空気供給手段から加湿手段までの圧縮空気の通過する通
路を、外気温度より一定値以上高い温度に保つように構
成したことを特徴とする医療用の酸素濃縮器。 - 【請求項３】 圧縮空気供給手段、膜モジュールによる
加湿手段、及び圧縮空気供給手段から加湿手段までの圧
縮空気の通過する通路を、前記の電動機及び／又は圧縮
空気供給手段等の動作時に熱を発生する機器類を収納し
て、外気より温度が高められる筐体内に収容したことを
特徴とする、請求項２記載の医療用酸素濃縮器。 - 【請求項４】 電動機及び／又は圧縮空気供給手段等の
動作時に熱を発生する機器類を収納した筐体が、防音機
能を有するものであることを特徴とする、請求項３記載
の医療用酸素濃縮器。 - 【請求項５】 圧縮空気供給手段からの圧縮空気を、加
湿手段となる膜モジュール内の中空糸の外側通路に供給
して、該圧縮空気中に含有する水分を中空糸の内側通路
へ透過させて分離除去し、膜モジュール内を通過した圧
縮空気は前記吸着筒へ供給し濃縮して、酸素富化ガスを
発生させ、続いて該酸素富化ガスを膜モジュール内の中
空糸の内側通路に供給し、圧縮空気から分離除去された
水分を与えて加湿するように構成したことを特徴とす
る、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の医療用の
酸素濃縮器。 - 【請求項６】 圧縮空気供給手段からの圧縮空気の一部
を、加湿手段となる膜モジュール内の中空糸の外側もし
くは内側の通路に供給して、該圧縮空気中に含有する水
分を中空糸の他方側通路へ透過させて分離除去し、膜モ
ジュール内を通過した圧縮空気は、絞り弁を介して前記
防音機能を有する筐体内に放出させ、一方、圧縮空気の
残部は前記吸着筒へ供給し濃縮して、酸素富化ガスを発
生させ、続いて該酸素富化ガスを膜モジュール内の中空
糸の前記他方側通路に供給し、圧縮空気から分離除去さ
れた水分を与えて加湿するように構成したことを特徴と
する、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の医療用
の酸素濃縮器。 - 【請求項７】 圧縮空気供給手段からの圧縮空気を吸着
筒へ供給し濃縮して、酸素富化ガスを発生させ、該吸着
筒の減圧脱着工程時に脱着し排出される排気ガスを、加
湿手段となる膜モジュール内の中空糸の外側通路に供給
して、該排気ガス中に含有する水分を中空糸の内側通路
へ透過させて分離除去し、膜モジュール内を通過した排
気ガスは、絞り弁を介して前記防音機能を有する筐体内
に放出させ、一方、前記の酸素富化ガスを膜モジュール
内の中空糸の内側通路に供給し、排気ガスから分離除去
された水分を与えて加湿するように構成したことを特徴
とする、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の医療
用酸素濃縮器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14481695A JP3178302B2 (ja) | 1994-09-21 | 1995-06-12 | 医療用の酸素濃縮器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22632594 | 1994-09-21 | ||
| JP6-226325 | 1994-09-21 | ||
| JP14481695A JP3178302B2 (ja) | 1994-09-21 | 1995-06-12 | 医療用の酸素濃縮器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08141087A true JPH08141087A (ja) | 1996-06-04 |
| JP3178302B2 JP3178302B2 (ja) | 2001-06-18 |
Family
ID=26476110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14481695A Expired - Fee Related JP3178302B2 (ja) | 1994-09-21 | 1995-06-12 | 医療用の酸素濃縮器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3178302B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005056092A1 (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-23 | Teijin Pharma Limited | 加湿装置および酸素濃縮システム |
| JP2006170481A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Fukuda Denshi Co Ltd | 気体加湿器及びそれを用いる酸素濃縮器 |
| JP2010119764A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Fukuda Denshi Co Ltd | 酸素濃縮器 |
| KR100973184B1 (ko) * | 2008-05-07 | 2010-07-30 | 이현철 | 산소정제장치 |
| JP2014136130A (ja) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Fukuda Denshi Co Ltd | 空気供給装置および酸素濃縮器 |
| WO2014160104A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-10-02 | Rollins Iii William S | Method and apparatus for generating oxygen and diluent |
| JP2020028860A (ja) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 北越工業株式会社 | ガス発生装置 |
| CN112245739A (zh) * | 2019-12-30 | 2021-01-22 | 北京怡和嘉业医疗科技股份有限公司 | 通气治疗设备及其进气结构 |
| WO2022166447A1 (zh) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | 江苏鱼跃医疗设备股份有限公司 | 一种氧气浓缩器壳体及使用该壳体的氧气浓缩器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102491277B (zh) * | 2011-12-22 | 2013-05-15 | 合肥恒诚智能技术有限公司 | 智能化低氧发生装置系统及控制方法 |
-
1995
- 1995-06-12 JP JP14481695A patent/JP3178302B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005056092A1 (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-23 | Teijin Pharma Limited | 加湿装置および酸素濃縮システム |
| EP1695731A4 (en) * | 2003-12-15 | 2010-12-08 | Teijin Pharma Ltd | HUMIDIFICATION DEVICE AND OXYGEN CONCENTRATION SYSTEM |
| AU2004296144B2 (en) * | 2003-12-15 | 2011-06-16 | Teijin Limited | Humidifying device and oxygen concentrating system |
| JP2006170481A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Fukuda Denshi Co Ltd | 気体加湿器及びそれを用いる酸素濃縮器 |
| KR100973184B1 (ko) * | 2008-05-07 | 2010-07-30 | 이현철 | 산소정제장치 |
| JP2010119764A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Fukuda Denshi Co Ltd | 酸素濃縮器 |
| JP2014136130A (ja) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Fukuda Denshi Co Ltd | 空気供給装置および酸素濃縮器 |
| WO2014160104A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-10-02 | Rollins Iii William S | Method and apparatus for generating oxygen and diluent |
| JP2020028860A (ja) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 北越工業株式会社 | ガス発生装置 |
| CN112245739A (zh) * | 2019-12-30 | 2021-01-22 | 北京怡和嘉业医疗科技股份有限公司 | 通气治疗设备及其进气结构 |
| CN112245739B (zh) * | 2019-12-30 | 2023-08-15 | 北京怡和嘉业医疗科技股份有限公司 | 通气治疗设备及其进气结构 |
| WO2022166447A1 (zh) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | 江苏鱼跃医疗设备股份有限公司 | 一种氧气浓缩器壳体及使用该壳体的氧气浓缩器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3178302B2 (ja) | 2001-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0185980B1 (en) | Oxygen enriching apparatus | |
| JP3178302B2 (ja) | 医療用の酸素濃縮器 | |
| JPH09276408A (ja) | 呼吸用気体供給装置 | |
| JP5856287B2 (ja) | 消音器およびそれを備えた酸素濃縮装置 | |
| JP5275677B2 (ja) | 酸素濃縮装置 | |
| JP5413881B2 (ja) | 酸素濃縮器 | |
| JPH08196635A (ja) | 呼吸用酸素供給装置 | |
| JP3445093B2 (ja) | 酸素濃縮装置 | |
| JP5922784B2 (ja) | 酸素濃縮装置 | |
| JPH0229601B2 (ja) | Sansofukaki | |
| JP4594581B2 (ja) | 加湿装置 | |
| JPS63218502A (ja) | 酸素濃縮器 | |
| JP5275671B2 (ja) | 酸素濃縮装置 | |
| JP2006255080A (ja) | 酸素濃縮装置 | |
| JP2001000553A (ja) | 酸素療法用酸素濃縮装置 | |
| JP2000237317A (ja) | 圧力変動吸着型酸素濃縮装置 | |
| JP3790380B2 (ja) | 医療用酸素濃縮装置 | |
| JP5413880B2 (ja) | 酸素濃縮器 | |
| JPH08276019A (ja) | 呼吸用気体供給装置 | |
| JP2528176B2 (ja) | 酸素濃縮装置 | |
| JP2007282652A (ja) | 酸素濃縮装置及びその酸素濃縮方法 | |
| JP4149756B2 (ja) | 医療用酸素濃縮装置 | |
| JPH0242764B2 (ja) | ||
| JPH0328364B2 (ja) | ||
| KR200347884Y1 (ko) | 산소가 용해된 산소수가 가습되는 산소발생기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080413 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090413 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090413 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100413 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100413 Year of fee payment: 9 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100413 Year of fee payment: 9 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100413 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110413 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120413 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |