特許 6080560 空気供給装置および酸素濃縮器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6080560

(24)【登録日】2017年1月27日

(45)【発行日】2017年2月15日

(54)【発明の名称】空気供給装置および酸素濃縮器

(51)【国際特許分類】

   A61M 16/10 20060101AFI20170206BHJP

   C01B 13/02 20060101ALI20170206BHJP

   B01D 53/047 20060101ALI20170206BHJP

【ＦＩ】

   A61M16/10 B

   C01B13/02 A

   B01D53/047

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-7819(P2013-7819)

(22)【出願日】2013年1月18日

(65)【公開番号】特開2014-136132(P2014-136132A)

(43)【公開日】2014年7月28日

【審査請求日】2015年12月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000112602

【氏名又は名称】フクダ電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(72)【発明者】

【氏名】広瀬 信浩

(72)【発明者】

【氏名】窪田 秀明

(72)【発明者】

【氏名】富永 康裕

(72)【発明者】

【氏名】沼田 竜二

【審査官】 姫島 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８２９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１０７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００５３２８６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｍ １６／１０

Ｂ０１Ｄ ５３／０４７

Ｃ０１Ｂ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料空気を導入し、導入した前記原料空気から圧縮空気を生成するコンプレッサと、
前記コンプレッサに風を当てて前記コンプレッサを冷却する送風機と、
前記コンプレッサの駆動回路を含む回路が搭載されたドライバ基板と、
を有する空気供給装置であって、
前記ドライバ基板は、
前記送風機を収容している送風機ケース、または前記コンプレッサを収容しているコンプレッサケースの、ケースを構成するケース外壁の一部を形成しており、かつ、
前記送風機によって発生される風に対して、前記コンプレッサよりも上流側に配置されている、
空気供給装置。

【請求項2】

前記ドライバ基板は、パワーアンプを含む駆動回路が搭載された基板本体と、前記基板本体に連結され、前記基板本体の熱を放熱するための冷却板と、を有し、
前記冷却板が前記ケースのケースを構成するケース外壁の一部を形成する、
請求項１に記載の空気供給装置。

【請求項3】

前記ドライバ基板は、前記送風機ケースのケースを構成するケース外壁の一部を形成しており、
前記送風機ケース内には、前記コンプレッサにより得られた前記圧縮空気が導入され、前記圧縮空気を冷却する冷却部が設けられ、
前記送風機の風は、前記送風機ケースを通った後に、前記コンプレッサを収容している前記コンプレッサケースに送られる、
請求項１または請求項２に記載の空気供給装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気供給装置と、
前記空気供給装置によって得られた冷却後の前記圧縮空気から高濃度酸素を分離し、分離した前記高濃度酸素を放出するシーブベッドと、
を具備する酸素濃縮器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンプレッサを用いて圧縮空気を供給する空気供給装置およびこの空気供給装置により得られた圧縮空気を導入し高濃度の酸素を放出する酸素濃縮器に関する。

【背景技術】

【0002】

酸素濃縮器は、例えば呼吸器疾患の患者が在宅で酸素を吸入する在宅酸素療法（ＨＯＴ：home oxygen therapy）において使用されている。在宅酸素療法で用いられる酸素濃縮器の一つに、吸着型酸素濃縮器（ＰＳＡ：pressure swing adsorption）がある。この吸着型酸素濃縮器は、例えば特許文献１に記載されている。

【0003】

この酸素濃縮器は、加圧空気に対して窒素を吸着し減圧空気に対して窒素を脱着する性質を持つ吸着剤（例えば、ゼオライト）が充填された、シーブベッド（吸着塔）を備えている。酸素濃縮器は、フィルタおよび吸気タンクを通して取込んだ室内の空気をコンプレッサにより圧縮し、この圧縮空気を加減圧の切替えを繰り返しながらシーブベッドを通過させることによって、圧縮空気から高濃度の酸素を分離する。そして、酸素濃縮器は、分離した高濃度酸素を、加湿した後に、鼻腔カニューラを通して患者に供給する。

【0004】

ここでコンプレッサを動作させるためには、大きな電流が必要となる。そのため、酸素濃縮器では、コンプレッサを駆動するためのパワーアンプが搭載されたドライバ基板が設けられる。一般に、このドライバ基板は、コンプレッサを収容するコンプレッサケース内に、コンプレッサと共に設けられる。そして、コンプレッサを冷却するために設けられた送風機の風を、コンプレッサに加えてドライバ基板にも当てることにより、コンプレッサおよびそのドライバ基板を冷却するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−２６３４４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ドライバ基板をコンプレッサケース内に設けた場合、ドライバ基板はコンプレッサの熱の影響を受ける。また、送風機は、コンプレッサを冷却することを主な目的としているため、送風機からの風がコンプレッサによって阻害されることが多い。これらの結果、ドライバ基板を効率的に冷却できているとは言えなかった。

【0007】

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、コンプレッサの冷却効率を低下させることなく、ドライバ基板を効率的に冷却できる、空気供給装置および酸素濃縮器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の空気供給装置の一つの態様は、
原料空気を導入し、導入した前記原料空気から圧縮空気を生成するコンプレッサと、
前記コンプレッサに風を当てて前記コンプレッサを冷却する送風機と、
前記コンプレッサの駆動回路を含む回路が搭載されたドライバ基板と、
を有する空気供給装置であって、
前記ドライバ基板は、
前記送風機を収容している送風機ケース、または前記コンプレッサを収容しているコンプレッサケースの、ケースを構成するケース外壁の一部を形成しており、かつ、
前記送風機によって発生される風に対して、前記コンプレッサよりも上流側に配置されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ドライバ基板が、ケースを構成するケース外壁の一部を形成し、かつ、送風機による風に対して、コンプレッサよりも上流側に配置されていることにより、送風機からの風をドライバ基板によって阻害することなくコンプレッサに当てることができ、かつ、コンプレッサによって暖められる前の送風機による風をドライバ基板を通過させることができるようになる。よって、コンプレッサの冷却効率を低下させることなく、ドライバ基板を効率的に冷却できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態に係る酸素濃縮器の全体構成を示す概略図

【図2】コンプレッサケースおよびファンケースの内部構成を示す斜視図

【図3】コンプレッサ、冷却部およびファンの配置の説明に供する側面図

【図4】冷却部およびファンの配置の説明に供する上面図

【図5】冷却部の構成を示す斜視図

【図6】冷却部の構成を示す側面図

【図7】パイプ内の水分をパイプの外に排出するドレインの説明に供する側面図

【図8】ドライバ基板の説明に供する斜視図

【図9】他の実施の形態の構成を示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0012】

＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る酸素濃縮器の全体構成を示す概略図である。

【0013】

酸素濃縮器１００は、コンプレッサ１１０によって圧縮空気を生成し、この圧縮空気を冷却部１２０で冷やした後、シーブベッド２１０、２１１に供給する。そして、酸素濃縮器１００は、シーブベッド２１０、２１１によって圧縮空気から高濃度の酸素を分離し、これにより得た高濃度酸素を酸素出口２２５を介して患者に供給する。

【0014】

さらに詳しく説明する。コンプレッサ１１０は、コンプレッサケース１１１内に収容されている。コンプレッサケース１１１の上方には、ファンケース１３１が設けられている。ファンケース１３１内には、ファン１３２ａ、１３２ｂと、冷却部１２０とが設けられている。このファンケース１３１内の構成および圧縮空気を冷却するための構成については、後で詳しく説明する。

【0015】

ファンケース１３１内の冷却部１２０で冷却された圧縮空気は、マニホールド１４０に送られる。マニホールド１４０は、圧縮空気を第１および第２のシーブベッド２１０、２１１に交互に切り替えて送り、第１および第２のシーブベッド２１０、２１１からの窒素富化空気を交互に切り替えて消音器１４３に送るための多岐管である。マニホールド１４０は、三方弁である第１および第２の切替弁１４２ａ、１４２ｂを有する。マニホールド１４０は、第１および第２の切替弁１４２ａ、１４２ｂの状態を制御することにより、例えば１０秒間隔で、圧縮空気および窒素富化空気のマニホールド１４０内の流路の切替えを行う。

【0016】

具体的には、例えば、マニホールド１４０は、図１に示すように、第１の切替弁１４２ａを用いて、第１のシーブベッド２１０とコンプレッサ１１０との間の管路を開放し、第１のシーブベッド２１０と消音器１４３との間の管路を閉鎖する。同時に、マニホールド１４０は、第２の切替弁１４２ｂを用いて、第２のシーブベッド２１１とコンプレッサ１１０との間の管路を閉鎖し、第２のシーブベッド２１１と消音器１４３との間の管路を開放する。この場合、コンプレッサ１１０からの圧縮空気は矢印１４１Ａの方向で第１のシーブベッド２１０に送られ、消音器１４３には矢印１４１Ｂの方向で第２のシーブベッド２１１からの窒素富化空気が送られる。

【0017】

また、マニホールド１４０は、第１の切替弁１４２ａを用いて、第１のシーブベッド２１０とコンプレッサ１１０との間の管路を閉鎖し、第１のシーブベッド２１０と消音器１４３との間の管路を開放する。同時に、マニホールド１４０は、第２の切替弁１４２ｂを用いて、第２のシーブベッド２１１とコンプレッサ１１０との間の管路を開放し、第２のシーブベッド２１１と消音器１４３との間の管路を閉鎖する。この場合、コンプレッサ１１０からの圧縮空気は第２のシーブベッド２１１に送られ、消音器１４３には第１のシーブベッド２１０からの窒素富化空気が送られる。

【0018】

第１および第２のシーブベッド２１０、２１１は、マニホールド１４０を介して送られてきた圧縮空気から、高濃度酸素をそれぞれ分離する。この分離は、第１および第２のシーブベッド２１０、２１１に充填されたゼオライトの働きにより実現される。ゼオライトは、加圧空気に対しては窒素および水分を吸着し、減圧空気に対しては吸着している窒素および水分を脱着する性質を有する吸着剤である。第１および第２のシーブベッド２１０、２１１は、コンプレッサ１１０と通じているとき、コンプレッサ１１０から送られてきた圧縮空気から高濃度酸素を分離して後段の製品タンク２１２に送る。そして、第１および第２のシーブベッド２１０、２１１は、消音器１４３と通じているとき、圧縮空気から吸着した窒素および水分を多く含む窒素富化空気を消音器１４３に送る。

【0019】

製品タンク２１２は、第１および第２のシーブベッド２１０、２１１に、マニホールド１４０が接続する側とは反対側の部分で接続されており、第１および第２のシーブベッド２１０、２１１により圧縮空気から分離して得られた高濃度酸素を収容する。製品タンク２１２は、例えば、一端が第１のシーブベッド２１０に、他端がシーブベッド２１１にそれぞれ連結された、コの字形状を有している。均圧弁２１３は、製品タンク２１２の両端部分の圧力をこれらが同一となるように調整する。パージオリフィス２１４は、第１および第２のシーブベッド２１０、２１１の脱着の際の二次浄化を行うために、製品タンク２１２の両端部分の間で高濃度酸素を通過させる。

【0020】

消音器１４３は、排気口１４３ａを有しており、第１および第２のシーブベッド２１０、２１１からマニホールド１４０を介して送られてきた窒素富化空気を、排気口１４３ａから酸素濃縮器１００の筐体の外部に排出する。

【0021】

圧力センサ２１６は、製品タンク２１２からレギュレータ２１７に送られる高濃度酸素の圧力を検出する。レギュレータ２１７は、圧力センサ２１６の検出結果と予め設定された圧力とを比較してこれらが同一の値となるように、高濃度酸素の圧力のフィードバック制御を行う。

【0022】

止め弁２１８は、閉鎖することにより、レギュレータ２１７から圧力調整されて送られる高濃度酸素の流れを止める。止め弁２１８は、例えば、高濃度酸素の供給を停止する操作が行われたとき、あるいは酸素濃縮器１００への電源供給が停止されたときに閉鎖して、機器内に残留した高濃度酸素の流出を止める。

【0023】

酸素センサ２１９は、止め弁２１８からバクテリアフィルタ２２０に送られる高濃度酸素の酸素濃度を検出する。バクテリアフィルタ２２０は、細菌類を捕集することにより、流路を流れる高濃度酸素を除菌する。流量制限オリフィス２２１は、バクテリアフィルタ２２０を通って送られる高濃度酸素の流路を絞ることにより、高濃度酸素の流量を制限する。流量制限オリフィス２２１の絞り具合は、酸素濃縮器１００の筐体に設けられた、例えばボタンやつまみを有する操作部（図示せず）の操作内容と連動して調整される。

【0024】

圧力センサ２２２は、流量制限オリフィス２２１から流量センサ２２３に送られる高濃度酸素の圧力を検出する。流量センサ２２３は、流量制限オリフィス２２１を通って送られる高濃度酸素の流量を検出する。圧力センサ２２２で検出された高濃度酸素の圧力および流量センサ２２３で検出された高濃度酸素の流量を継続的にメモリ（図示せず）に記憶することによって、予めなされた設定の通りに高濃度酸素が処理されているか否かをモニタリングすることができる。

【0025】

加湿器２２４は、流量センサ２２３を通って送られた高濃度酸素を加湿する。酸素出口２２５は、加湿器２２４で湿度が与えられた高濃度酸素を、患者に供給するために排気する。酸素出口２２５には、一端に酸素マスクや鼻腔カニューラが接続されたチューブ（図示せず）が取付けられ、このチューブを通じて高濃度酸素が患者に供給される。

【0026】

また、酸素濃縮器１００は、ＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムを格納した記憶媒体としてのＲＯＭ（read only memory）、および作業用メモリとしてのＲＡＭ（random access memory）等を有する。ＣＰＵは、制御プログラムを実行することにより、コンプレッサ１１０やマニホールド１４０を含めた各部の動作を制御する。

【0027】

＜冷却機構の詳細構成＞
次に、ファンケース１３１内に設けられた、圧縮空気を冷却するための冷却機構の構成について詳しく説明する。図２は、コンプレッサケース１１１内およびファンケース１３１内の構成を示す斜視図である。図３は、コンプレッサ１１０、冷却部１２０およびファン１３２ａ、１３２ｂの配置の説明に供する側面図である。図４は、冷却部１２０およびファン１３２ａ、１３２ｂの配置の説明に供する上面図である。図５は、冷却部１２０の構成を示す斜視図である。図６は、冷却部１２０の構成を示す側面図である。図７は、パイプ内の水分をパイプの外に排出するドレインの説明に供する側面図である。図８は、ドライバ基板の説明に供する斜視図である。

【0028】

図１に示すように、冷却部１２０は、コンプレッサ１１０から圧縮空気が導入され、この圧縮空気の熱を放熱する冷却パイプ１２１を有する。また、冷却パイプ１２１の表面（外周面）には複数の放熱フィン１２２（例えば図４、図５を参照）が取り付けられており、これにより冷却効率が向上される。

【0029】

図２および図３に示すように、コンプレッサ１１０は、コンプレッサケース１１１内において、基台１１４の上面にコンプレッサ１１０の振動を吸収するためのダンパー１１５を介して固定されている。ファン１３２ａおよび冷却部１２０は、ファンケース１３１の底板１３４上に固定されている。ここで、ファンケース１３１の底板１３４は、コンプレッサケース１１１の上板を兼ねている。コンプレッサケース１１１とファンケース１３１は、底板１３４によって仕切られている。

【0030】

ファン１３２ａ、１３２ｂは、シロッコファンであり、吸気口が冷却部１２０の方向を向き、排気口がコンプレッサ１１０の方向を向くように設置されている。本実施の形態の場合には、冷却部１２０がファン１３２ａ、１３２ｂの側方に配置されるのでファン１３２ａ、１３２ｂの吸気口は側方を向き、コンプレッサ１１０がファン１３２ａ、１３２ｂの下方に配置されるのでファン１３２ａ、１３２ｂの排気口は下方を向くように設置されている。

【0031】

底板１３４には、ファン１３２ａ、１３２ｂの排気口とほぼ同じ大きさの排気穴１３４ａ、１３４ｂ（図１、図４）が開けられており、この排気穴１３４ａ、１３４ｂを通過して、ファン１３２ａ、１３２ｂの排気風がコンプレッサ１１０に上方から当たるようになっている。ここで、ファン１３２ａ、１３２ｂの位置は、シリンダヘッドのほぼ真上に配置されている。これにより、ファン１３２ａ、１３２ｂの排気風がコンプレッサ１１０のうちで最も高熱となるコンプレッサ１１０のシリンダヘッドに直接当たるようになっている。ここで、本実施の形態のコンプレッサ１１０は、２つのシリンダを有する２シリンダタイプのコンプレッサであり、各シリンダに各ファン１３２ａ、１３２ｂからの排気風が当てられることにより、コンプレッサ１１０が冷却される。

【0032】

また、図１−図４に示すように、ファン１３２ａ、１３２ｂは、冷却部１２０を挟んで、吸気口が互いに対向するように配置されている。ここで、ファン１３２ａ、１３２ｂと冷却部１２０の位置関係は、ファン１３２ａの吸気口とファン１３２ｂの吸気口とを結ぶ線と交差する位置に冷却部１２０が存在するようになされている。これにより、冷却部１２０の全体に吸気風が当たるようになるので、冷却部１２０における放熱を促進させることができる。

【0033】

また、図４−図６に示すように、冷却部１２０は、冷却パイプ１２１と、複数の放熱フィン１２２とを有する。冷却パイプ１２１は、コンプレッサ１１０に連結された第１のメインパイプ１２３から分岐した、複数の分岐パイプによって構成されている。本実施の形態の例では、冷却パイプ１２１は、第１のメインパイプ１２３から分岐した４個の分岐パイプ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４によって構成されている。分岐パイプ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４は、下流側で、マニホールド（図１）へと繋がる第２のメインパイプ１２４で合流するようになっている。因みに、図１では、図を簡単化するために、冷却パイプ１２１を１本のパイプとして示してある。

【0034】

図４および図５からも分かるように、分岐パイプ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４は、第１および第２のメインパイプ１２３、１２４よりもパイプ径が小さい複数のパイプが並設されて構成されている。本実施の形態の場合、第１のメインパイプ１２３と第２のメインパイプ１２４は上下に並んで配置され、図６に示すように、第１のメインパイプ１２３から分岐した分岐パイプ１２１−４（１２１−１、１２１−２、１２１−３）は一往復して第２のメインパイプ１２４に繋がるようになっている。因みに、圧縮空気は、分岐パイプ１２１−４（１２１−１、１２１−２、１２１−３）内を、図６の矢印の方向に流れる。

【0035】

また、複数の分岐パイプ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４の流路の断面積の合計は、第１のメインパイプ１２３の流路の断面積以上とされている。つまり、各分岐パイプ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４の流路の断面である円の合計面積（４つの円の合計面積）が、第１のメインパイプ１２３の流路の断面である円の面積よりも大きくされている。

【0036】

このようにメインパイプ１２３を、このメインパイプ１２３よりもパイプ径の小さい複数のパイプ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４に分岐させたことにより、圧縮空気がよりパイプの表面近くを流れるようになるので、放熱効率（冷却効率と言ってもよい）を高めることができる。加えて、複数の分岐パイプ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４の流路の断面積の合計を、第１のメインパイプ１２３の流路の断面積以上としたことにより、分岐パイプ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４での圧力損失を抑制できる。

【0037】

複数の放熱フィン１２２は、分岐パイプ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４に直交するようにして分岐パイプ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４の表面（外周）に取り付けられている。これにより、冷却部１２０での冷却効率をより高めることができる。特に、放熱フィン１２２は、圧縮空気の流量に影響を及ぼさないので、非常に有効である。

【0038】

また、図４を見れば明らかなように、放熱フィン１２２は、フィンの面がファン１３２ａ、１３２ｂの吸気方向とほぼ平行となるように配置されており、これにより各放熱フィン１２２の間を通過する吸気風の風量を多くすることができ、放熱効率を高めることができる。

【0039】

また、図７に示すように、第２のメインパイプ１２４には、ドレイン１２５が取り付けられている。ドレイン１２５は、冷却部１２０によって圧縮空気を冷却することで生じたパイプ内の水分をパイプの外に排出する。つまり、ドレイン１２５は、パイプ内に溜まった水滴を、パイプ外に排出する。

【0040】

図３に示すように、ドレイン１２５には、中空糸膜モジュール１２６が取り付けられている。中空糸膜モジュール１２６は、パイプ状であり、一端がドレイン１２５に差し込まれてドレイン１２５に接続され、他端がキャップ１２７で閉塞されている。この構成により、ドレイン１２５から中空糸膜モジュール１２６に入った水滴は、中空糸膜モジュール１２６を通して外気へと発散（蒸発）される。なお、中空糸膜モジュール１２６は、内部の水分を、溜まり水の状態では通過させず、蒸発した状態でのみ通過させる（つまり発散させる）ようになっている。これにより、中空糸膜モジュール１２６から水滴が落ちることがないので、落下する水滴で装置内が濡れるのを防止できる。

【0041】

さらに、中空糸膜モジュール１２６は、ファンケース１３１内に設けられているので、ファン１３２ａ、１３２ｂからの風があたり、外部への水分の発散が促進される。

【0042】

このように、第２のメインパイプ１２４にドレイン１２５を取り付けたことにより、シーブベッド２１０、２１１に入る水分を減少させることができるので、シーブベッド２１０、２１１内の吸着剤（例えば、ゼオライト）の性能の低下を防止できる。

【0043】

また、ドレイン１２５から出た水滴を、中空糸膜モジュール１２６を用いて外気中に放出（発散）するようにしたので、落下する水滴で装置内が濡れるのを防止できる。

【0044】

かかる構成に加えて、図８に示すように、酸素濃縮器１００は、ドライバ基板１５０を有する。ドライバ基板１５０は、基板本体１５１と、基板本体１５１に連結され、基板本体１５１の熱を放熱するための冷却板１５２と、を有する。基板本体１５１には、パワーアンプなど、コンプレッサ１１０を駆動するための駆動回路が搭載されている。冷却板１５２は、アルミなどの放熱し易い材料によって形成されており、基板本体１５１で発生した熱を放熱する。なお、冷却板１５２は、基板本体１５１と一体に構成されていてもよい。さらに、冷却板１５２は、フィンなどの放熱をより促進するための構成を有していてもよい。

【0045】

図８に示すように、ドライバ基板１５０は、ファンケース１３１の壁面の一部を形成する。実施の形態の場合には、冷却板１５２がファンケース１３１の壁面の一部を形成し、この冷却板１５２に基板本体１５１が取り付けられる。因みに、ファンケース１３１内は、冷却板１５２を含む壁面によって外部とは密閉されている。ドライバ基板１５０は、図示しない配線によってコンプレッサ１１０に接続されている。

【0046】

次に、本実施の形態における冷却動作について説明する。

【0047】

ここで、図１および図２に示すように、ファンケース１３１の上部には、原料空気の導入口１３３が設けられており、ファン１３２ａ、１３２ｂが動作すると、この導入口１３３からファン１３２ａ、１３２ｂの吸気口へと空気が引き込まれる。なお、図１では、図を簡単化するために、導入口１３３をファンケース１３１の上面に示したが、実際には、ゴミとの付着を防ぐために、図２に示したように、導入口１３３はファンケース１３１の側面に設けられている。

【0048】

図１の矢印で示すように、導入口１３３からファン１３２ａ、１３２ｂへと引き込まれる空気がドライバ基板１５０および冷却部１２０を通過することにより、ドライバ基板１５０および冷却部１２０が冷却（放熱）される。ここで、ドライバ基板１５０は、導入口１３３からファン１３２ａ、１３２ｂの吸気口へと向かう風が通り抜ける壁面位置に設けられる。換言すれば、ドライバ基板１５０は、ファン１３２ａ、１３２ｂによる風路を形成している。例えば、図８においては、ドライバ基板１５０をファンケース１３１の上面に設けるよりも、図示したとおり、ドライバ基板１５０を通過する空気の風量が大きい側面に設けた方が、ドライバ基板１５０の冷却効率を高くすることができる。つまり、ファンケース１３１の上面は実質上の風路とはなっていないので、実質上の風路となっている側面に設けた方が冷却効率を高めることができる。このように、ドライバ基板１５０は、ファンケース１３１の壁面のうち、風路となる壁面に配置されることが好ましい。

【0049】

コンプレッサ１１０の原料空気導入口（図示せず）には、ファンケース１３１の底板１３４に開けられた導入口１１３（図１）に接続された導入管１１２（図１、図３）が接続されている。コンプレッサ１１０の圧縮空気排出口（図示せず）には、第１のメインパイプ１２３が接続されている。コンプレッサ１１０は、導入管１１２を通してファンケース内の原料空気を導入し、この原料空気を圧縮することで圧縮空気を得、これを第１のメインパイプ１２３を通して冷却パイプ１２１に導出する。

【0050】

実際上、導入口１３３には吸気フィルタ（図示せず）が設けられ、導入口１１３にはヘパフィルタ（図示せず）が設けられている。吸気フィルタは、ファンケース１３１内にゴミや埃等の空中浮遊粒子が進入することを防ぐ。ヘパフィルタは、吸気フィルタにより除去されなかった微細粒子を除去する。このように、本実施の形態の場合、ファンケース１３１は、原料空気を取り込むための原料空気取込ケースとしての機能も有している。

【0051】

コンプレッサ１１０は、ファンケース１３１内に設けられたファン１３２ａ、１３２ｂからの排気風が当てられることにより冷却される。一方、ドライバ基板１５０および冷却パイプ１２１は、ファンケース１３１内でファン１３２ａ、１３２ｂからの吸気風が当てられることで冷却される。このように、本実施の形態の構成では、ファン１３２ａ、１３２ｂの排気風に加えて吸気風も有効に利用して、コンプレッサ１１０、ドライバ基板１５０および冷却パイプ１２１を効率的に冷やすことができるようになっている。また、コンプレッサ１１０よりも上流の風で、つまりコンプレッサ１１０によって暖められる前の風で、ドライバ基板１５０および冷却パイプ１２１を冷やすので、ドライバ基板１５０および冷却パイプ１２１をより効率的に冷やすことができる。

【0052】

以上説明したように、本実施の形態によれば、ドライバ基板１５０が、ファンケース１３１の壁面の一部を形成し、かつ、ファン１３２ａ、１３２ｂによって発生される風に対して、コンプレッサ１１０よりも上流側に配置されていることにより、ファン１３２ａ、１３２ｂからの風をドライバ基板１５０によって阻害することなくコンプレッサ１１０に当てることができ、かつ、コンプレッサ１１０によって暖められる前のファン１３２ａ、１３２ｂによる風をドライバ基板１５０を通過させることができるようになる。よって、コンプレッサ１１０の冷却効率を低下させることなく、ドライバ基板１５０を効率的に冷却できる。

【0053】

この結果、ドライバ基板１５０の寿命を長くすることができる。また、ドライバ基板１５０をケースの構造部品として利用するので、部品点数を削減でき、かつ、ケース内の内部空間の有効利用も可能となる。

【0054】

なお、上述の実施の形態では、送風機としてシロッコファン１３２ａ、１３２ｂを用いた場合について述べたが、シロッコファン以外の送風機を用いてもよい。例えば、軸流ファンを用いてもよい。また、上述の実施の形態では、吸気風によってドライバ基板１５０および冷却パイプ１２１を冷却するとともに排気風によってコンプレッサ１１０を冷却する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、排気風によってドライバ基板１５０、冷却パイプおよびコンプレッサ１１０を冷却するようにしてもよい。

【0055】

図９は、他の実施の形態の構成を示す斜視図である。ファンケース１３１の底板１３４には、軸流ファン１６１ａ、１６１ｂが取り付けられている。ここで、コンプレッサケース１１１の壁面の一部は、ドライバ基板１５０によって形成されている。具体的には、ドライバ基板１５０は、コンプレッサ１１０により暖められる前の軸流ファン１６１ａ、１６１ｂの風が通過する位置に設けられる。図の場合には、ドライバ基板１５０は、コンプレッサ１１０よりも上方の壁面位置に設けられている。これにより、ドライバ基板１５０および冷却部１２０を、コンプレッサ１１０によって暖められる前の風で冷却できるようになる。但し、上述の実施の形態と比較すると、ドライバ基板１５０および冷却部１２０がコンプレッサ１１０と同じ部屋に設けられることになるので、コンプレッサ１１０による熱の影響を受けやすい。

【0056】

また、ドライバ基板１５０は、送風機ケース１３１内に導入される空気の風路を形成する風路ケース（図示せず）の壁面の一部を形成するように設けてもよい。風路ケースは、例えば、導入口１３３（図１、図２）に連通するように設けられる。一般に、酸素濃縮器では、ファンケース１３１やコンプレッサケース１１１に導入される空気の導入音を低減するための風路が内部に形成された風路ケースを備えている。このような、風路ケースの壁面の一部を形成するようにドライバ基板１５０を設けた場合でも、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0057】

さらに、上述の実施の形態では、本発明に係る圧縮空気の冷却装置を酸素濃縮器に適用した場合を例として説明したが、これに限定されない。本発明に係る空気供給装置は、コンプレッサを用いて空気を供給する他の各種装置に適用することができる。

【0058】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本発明は、例えば、酸素濃縮器の空気供給装置に適用し得る。

【符号の説明】

【0060】

１００ 酸素濃縮器
１１０ コンプレッサ
１１１ コンプレッサケース
１２０ 冷却部
１２１ 冷却パイプ（分岐パイプ）
１２２ 放熱フィン
１２３ 第１のメインパイプ
１２４ 第２のメインパイプ
１２５ ドレイン
１２６ 中空糸膜モジュール
１２７ キャップ
１３１ ファンケース
１３２ａ、１３２ｂ ファン
１３３ 導入口
１３４ａ、１３４ｂ 排気穴
１４０ マニホールド
１５０ ドライバ基板
１５１ 基板本体
１５２ 冷却板
１６１ａ、１６１ｂ 軸流ファン
２１０、２１１ シーブベッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】