特許 7270355 酸素濃縮装置および酸素濃縮装置の制御方法

(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】

(24)【登録日】2023-04-27

(45)【発行日】2023-05-10

(54)【発明の名称】酸素濃縮装置および酸素濃縮装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61M 16/10 20060101AFI20230428BHJP

   C01B 13/02 20060101ALI20230428BHJP

【ＦＩ】

A61M16/10 B

C01B13/02 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018188911

(22)【出願日】2018-10-04

(65)【公開番号】P2020054723

(43)【公開日】2020-04-09

【審査請求日】2021-09-24

(73)【特許権者】

【識別番号】396007694

【氏名又は名称】エア・ウォーター・メディカル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098796

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 全

(74)【代理人】

【識別番号】100121647

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 和孝

(74)【代理人】

【識別番号】100187377

【弁理士】

【氏名又は名称】芳野 理之

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】榎本 尚

【審査官】佐藤 智弥

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２１３２３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００６－５０２８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５２６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３７９５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｍ １６／１０

Ｃ０１Ｂ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

携帯型酸素濃縮ユニットと、定置ユニットと、を備える酸素濃縮装置であって、
前記携帯型酸素濃縮ユニットは、
大気から圧縮空気を生成する圧縮部と、
前記圧縮部により供給された前記圧縮空気から筒体の内部に充填された吸着剤により窒素を吸着して酸素を濃縮分離する吸着部と、
前記吸着部により分離された酸素を貯蔵するタンクと、
前記タンクに貯蔵された酸素を供給する酸素供給部と、
前記吸着部により吸着された窒素を排出する窒素排出部と、を備え、
前記定置ユニットは、
大気圧よりも低い負圧を発生する負圧発生部と、
前記窒素排出部と前記負圧発生部とを接続する接続機構と、を備え、
前記携帯型酸素濃縮ユニットは、前記定置ユニットに対して着脱可能に設けられ、
前記接続機構は、
前記負圧発生部へ窒素を導く配管部材と、
前記配管部材を該配管部材の軸線に沿って移動可能に支持する支持部と、前記配管部材の端部に取り付けられるとともに前記窒素排出部に当接した状態で前記窒素排出部から排出される窒素を前記配管部材へ導く接続部と、を備え、
前記窒素排出部は、
窒素を排出する排出穴と、
前記排出穴を取り囲むとともに前記配管部材の前記軸線と直交するように形成される平坦面と、を備え、
前記接続部は、前記携帯型酸素濃縮ユニットが前記定置ユニットに接続された接続状態において前記平坦面と当接し、前記排出穴の全周を取り囲むシール領域を形成するシール部を備え、
前記携帯型酸素濃縮ユニットが前記定置ユニットに接続される場合、前記窒素排出部により排出される窒素が気密に連通し、前記接続機構を介して前記負圧発生部に導かれることを特徴とする酸素濃縮装置。

【請求項2】

前記接続部は、前記携帯型酸素濃縮ユニットが前記定置ユニットに接続される場合に、前記窒素排出部へ向けた付勢力を発生することを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。

【請求項3】

前記接続部は、前記窒素排出部に対向する位置で前記支持部および前記配管部材に取り付けられており、前記支持部に対する前記配管部材の位置に応じて形状が変化する弾性材料により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の酸素濃縮装置。

【請求項4】

前記シール部は、前記排出穴の全周を取り囲むように２以上の前記シール領域を形成することを特徴とする請求項３に記載の酸素濃縮装置。

【請求項5】

前記携帯型酸素濃縮ユニットは、
前記酸素供給部が供給する酸素の流量を設定する設定部と、
前記酸素供給部が供給する酸素の流量を制御する流量制御部と、
前記定置ユニットに接続された接続状態と前記定置ユニットから分離された分離状態とを検出する検出部と、を備え、
前記流量制御部は、前記検出部が前記分離状態を検出する際に、前記設定部が設定する流量が所定流量以下である場合は前記酸素供給部が連続的に酸素を供給するよう制御し、
前記設定部が設定する流量が前記所定流量より大きい場合は前記酸素供給部が間欠的に酸素を供給するよう制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の酸素濃縮装置。

【請求項6】

前記定置ユニットは、
前記負圧発生部を制御する負圧制御部を備え、
前記負圧制御部は、前記検出部が前記接続状態を検出する際に、前記設定部が設定する流量が前記所定流量以下である場合は前記負圧発生部を停止させ、前記設定部が設定する流量が前記所定流量より大きい場合は前記負圧発生部を動作させるよう制御することを特徴とする請求項５に記載の酸素濃縮装置。

【請求項7】

携帯型酸素濃縮ユニットと、定置ユニットと、を備える酸素濃縮装置の制御方法であって、
前記携帯型酸素濃縮ユニットは、
大気から圧縮空気を生成する圧縮部と、
前記圧縮部により供給された前記圧縮空気から筒体の内部に充填された吸着剤により窒素を吸着して酸素を濃縮分離する吸着部と、
前記吸着部により分離された酸素を貯蔵するタンクと、
前記タンクに貯蔵された酸素を供給する酸素供給部と、
前記吸着部により吸着された窒素を排出する窒素排出部と、を備え、
前記定置ユニットは、
大気圧よりも低い負圧を発生する負圧発生部と、
前記窒素排出部と前記負圧発生部とを接続する接続機構と、を備え、
前記接続機構は、
前記負圧発生部へ窒素を導く配管部材と、
前記配管部材を該配管部材の軸線に沿って移動可能に支持する支持部と、前記配管部材の端部に取り付けられるとともに前記窒素排出部に当接した状態で前記窒素排出部から排出される窒素を前記配管部材へ導く接続部と、を備え、
前記窒素排出部は、
窒素を排出する排出穴と、
前記排出穴を取り囲むとともに前記配管部材の前記軸線と直交するように形成される平坦面と、を備え、

前記接続部は、前記携帯型酸素濃縮ユニットが前記定置ユニットに接続された接続状態において前記平坦面と当接し、前記排出穴の全周を取り囲むシール領域を形成するシール部を備え、
前記酸素供給部が供給する酸素の流量を設定する設定工程と、
前記定置ユニットに接続された接続状態と前記定置ユニットから分離された分離状態とを検出する検出工程と、
前記検出工程が前記分離状態を検出する際に、前記設定工程が設定する流量が所定流量以下である場合は前記酸素供給部が連続的に酸素を供給するよう制御し、前記設定工程が設定する流量が前記所定流量より大きい場合は前記酸素供給部が間欠的に酸素を供給するよう制御する第１制御工程と、を備えることを特徴とする酸素濃縮装置の制御方法。

【請求項8】

前記検出工程が前記接続状態を検出する際に、前記設定工程が設定する流量が前記所定流量以下である場合は前記負圧発生部を停止させ、前記設定工程が設定する流量が前記所定流量より大きい場合は前記負圧発生部を動作させるよう制御する第２制御工程を備えることを特徴とする請求項７に記載の酸素濃縮装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、携帯型酸素濃縮ユニットと定置ユニットとを備える酸素濃縮装置およびその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、空気中の酸素を透過させて、窒素を選択的に吸着するゼオライトを吸着剤として用いることで酸素を生成する圧力スイング吸着法による酸素濃縮装置が医療用として実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、正圧の圧縮空気を吸着筒体内に送り窒素を吸着させ脱着操作を略大気圧下で行う正圧力変動吸着法（ＰＳＡ）を用いた携帯用の小型酸素濃縮装置が開示されている。

【0003】

また、正圧力変動吸着法とは異なる正負圧力変動吸着法（ＶＰＳＡ）を用いた酸素濃縮装置も知られている。正負圧力変動吸着法は、正圧の圧縮空気と減圧された負圧空気を送ることで、より積極的にゼオライトに吸着された窒素の洗浄を行う方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－１２５３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

正負圧力変動吸着法を用いた酸素濃縮装置では、例えば、正圧の圧縮空気と減圧された負圧空気の双方を送気可能なコンプレッサが必要となる。このようなコンプレッサは通常大型化するので、携帯用の小型酸素濃縮装置に組み入れることは困難となる。また、例えば、正圧の圧縮空気を送気するコンプレッサと、減圧された負圧空気を送気する真空ポンプを、それぞれ設ける必要がある。この場合、真空ポンプを設ける必要があるため、携帯用の小型酸素濃縮装置に組み入れることは困難となる。

【0006】

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、正負圧力変動吸着法を用いて窒素の脱着操作を積極的に行うことを可能にしつつ携帯可能な携帯型酸素濃縮ユニットを備えた酸素濃縮装置およびその制御方法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】

【0007】

前記課題は、本発明によれば、携帯型酸素濃縮ユニットと、定置ユニットと、を備える酸素濃縮装置であって、前記携帯型酸素濃縮ユニットは、大気から圧縮空気を生成する圧縮部と、前記圧縮部により供給された前記圧縮空気から筒体の内部に充填された吸着剤により窒素を吸着して酸素を濃縮分離する吸着部と、前記吸着部により分離された酸素を貯蔵するタンクと、前記タンクに貯蔵された酸素を供給する酸素供給部と、前記吸着部により吸着された窒素を排出する窒素排出部と、を備え、前記定置ユニットは、大気圧よりも低い負圧を発生する負圧発生部と、前記窒素排出部と前記負圧発生部とを接続する接続機構と、を備え、前記携帯型酸素濃縮ユニットは、前記定置ユニットに対して着脱可能に設けられ、前記接続機構は、前記負圧発生部へ窒素を導く配管部材と、前記配管部材を該配管部材の軸線に沿って移動可能に支持する支持部と、前記配管部材の端部に取り付けられるとともに前記窒素排出部に当接した状態で前記窒素排出部から排出される窒素を前記配管部材へ導く接続部と、を備え、前記窒素排出部は、窒素を排出する排出穴と、前記排出穴を取り囲むとともに前記配管部材の前記軸線と直交するように形成される平坦面と、を備え、前記接続部は、前記携帯型酸素濃縮ユニットが前記定置ユニットに接続された接続状態において前記平坦面と当接し、前記排出穴の全周を取り囲むシール領域を形成するシール部を備え、前記携帯型酸素濃縮ユニットが前記定置ユニットに接続される場合、前記窒素排出部により排出される窒素が気密に連通し、前記接続機構を介して前記負圧発生部に導かれることを特徴とする酸素濃縮装置により解決される。

【0008】

本構成の酸素濃縮装置によれば、携帯型酸素濃縮ユニットを定置ユニットに接続した接続状態では、窒素排出部と負圧発生部が接続機構により接続されるため、吸着部に吸着した窒素を負圧により積極的に洗浄する正負圧力変動吸着法を用いることができる。一方、携帯型酸素濃縮ユニットを定置ユニットから分離した分離状態では、負圧発生部を備える定置ユニットから携帯型酸素濃縮ユニットが分離されるため、携帯型酸素濃縮ユニットの重量が低減して携帯可能となる。このように、本構成の酸素濃縮装置によれば、正負圧力変動吸着法を用いて窒素の脱着操作を積極的に行うことを可能にしつつ携帯可能な携帯型酸素濃縮ユニットを備えた酸素濃縮装置を提供することができる。
また、本構成の酸素濃縮装置によれば、携帯型酸素濃縮ユニットが定置ユニットに接続される場合に、シール部が排出穴の全周を取り囲むシール領域を形成するため、排出穴を介して負圧発生部が発生する負圧をより確実に吸着部へ導くことができる。

【0009】

前記構成の酸素濃縮装置において、好ましくは、前記接続部は、前記携帯型酸素濃縮ユニットが前記定置ユニットに接続される場合に、前記窒素排出部へ向けた付勢力を発生することを特徴とする。
本構成の酸素濃縮装置によれば、携帯型酸素濃縮ユニットが定置ユニットに接続される場合に、接続部が窒素排出部へ向けた付勢力を発生する。そのため、接続部が窒素排出部に当接した状態を維持し、窒素排出部を介して負圧発生部が発生する負圧を吸着部へ導く
ことができる。

【0010】

前記構成の酸素濃縮装置において、好ましくは、前記接続部は、前記窒素排出部に対向する位置で前記支持部および前記配管部材に取り付けられており、前記支持部に対する前記配管部材の位置に応じて形状が変化する弾性材料により形成されていることを特徴とする。
本構成の酸素濃縮装置によれば、配管部材を配管部材の軸線に沿って移動可能に支持する支持部に対する配管部材の位置に応じて接続部が弾性変形するため、弾性変形した接続部の付勢力によって接続部が窒素排出部に当接した状態を維持することができる。

【0012】

前記構成の酸素濃縮装置において、好ましくは、前記シール部は、前記排出穴の全周を取り囲むように２以上の前記シール領域を形成することを特徴とする。
本構成の酸素濃縮装置によれば、排出穴の全周を取り囲むように２以上のシール領域が形成されるため、排出穴を介して負圧発生部が発生する負圧を更に確実に吸着部へ導くことができる。

【0013】

前記構成の酸素濃縮装置において、好ましくは、前記携帯型酸素濃縮ユニットは、前記酸素供給部が供給する酸素の流量を設定する設定部と、前記酸素供給部が供給する酸素の流量を制御する流量制御部と、前記定置ユニットに接続された接続状態と前記定置ユニットから分離された分離状態とを検出する検出部と、を備え、前記流量制御部は、前記検出部が前記分離状態を検出する際に、前記設定部が設定する流量が所定流量以下である場合は前記酸素供給部が連続的に酸素を供給するよう制御し、前記設定部が設定する流量が前記所定流量より大きい場合は前記酸素供給部が間欠的に酸素を供給するよう制御することを特徴とする。

【0014】

本構成の酸素濃縮装置によれば、携帯型酸素濃縮ユニットは、定置ユニットから分離された分離状態において、吸着部の窒素の洗浄を略大気圧下で行う正圧力変動吸着法を用いる。この場合、窒素の洗浄能力は低下するが、設定部が設定する流量が所定流量以下である場合、酸素供給部は、設定された流量の酸素を連続的に供給する。また、設定部が設定する流量が所定流量より大きい場合、酸素供給部は、設定された流量の酸素を連続的に供給することができないが、設定された流量の酸素を間欠的に供給する。設定された流量に応じて酸素を連続的に供給するか間欠的に供給するかを切り替えることで、定置ユニットの真空ポンプによる負圧が利用できない場合であっても、設定された流量の酸素を使用者に供給することができる。

【0015】

前記構成の酸素濃縮装置において、好ましくは、前記定置ユニットは、前記負圧発生部を制御する負圧制御部を備え、前記負圧制御部は、前記検出部が前記接続状態を検出する際に、前記設定部が設定する流量が前記所定流量以下である場合は前記負圧発生部を停止させ、前記設定部が設定する流量が前記所定流量より大きい場合は前記負圧発生部を動作させるよう制御することを特徴とする。

【0016】

本構成の酸素濃縮装置によれば、定置ユニットは、携帯型酸素濃縮ユニットが接続される接続状態において、設定部が設定する流量が所定流量以下である場合、負圧発生部を停止させ、正圧力変動吸着法による動作を行う。負圧発生部を動作させなくとも設定する流量の酸素を供給することができるため、負圧発生部を動作させることによる動作負荷や動作音を低減することができる。一方、定置ユニットは、携帯型酸素濃縮ユニットが接続される接続状態において、設定部が設定する流量が所定流量より大きい場合、負圧発生部を動作させ、正負圧力変動吸着法による動作を行う。そのため、本構成の酸素濃縮装置は、負圧発生部を動作させることにより所定流量よりも大きい流量の酸素を供給することができる。

【0017】

前記課題は、本発明によれば、携帯型酸素濃縮ユニットと、定置ユニットと、を備える酸素濃縮装置の制御方法であって、前記携帯型酸素濃縮ユニットは、大気から圧縮空気を生成する圧縮部と、前記圧縮部により供給された前記圧縮空気から筒体の内部に充填された吸着剤により窒素を吸着して酸素を濃縮分離する吸着部と、前記吸着部により分離された酸素を貯蔵するタンクと、前記タンクに貯蔵された酸素を供給する酸素供給部と、前記吸着部により吸着された窒素を排出する窒素排出部と、を備え、前記定置ユニットは、大気圧よりも低い負圧を発生する負圧発生部と、前記窒素排出部と前記負圧発生部とを接続する接続機構と、を備え、前記接続機構は、前記負圧発生部へ窒素を導く配管部材と、前記配管部材を該配管部材の軸線に沿って移動可能に支持する支持部と、前記配管部材の端部に取り付けられるとともに前記窒素排出部に当接した状態で前記窒素排出部から排出される窒素を前記配管部材へ導く接続部と、を備え、前記窒素排出部は、窒素を排出する排出穴と、前記排出穴を取り囲むとともに前記配管部材の前記軸線と直交するように形成される平坦面と、を備え、前記接続部は、前記携帯型酸素濃縮ユニットが前記定置ユニットに接続された接続状態において前記平坦面と当接し、前記排出穴の全周を取り囲むシール領域を形成するシール部を備え、前記酸素供給部が供給する酸素の流量を設定する設定工程と、前記定置ユニットに接続された接続状態と前記定置ユニットから分離された分離状態とを検出する検出工程と、前記検出工程が前記分離状態を検出する際に、前記設定工程が設定する流量が所定流量以下である場合は前記酸素供給部が連続的に酸素を供給するよう制御し、前記設定工程が設定する流量が前記所定流量より大きい場合は前記酸素供給部が間欠的に酸素を供給するよう制御する第１制御工程と、を備えることを特徴とする酸素濃縮装置の制御方法により解決される。

【0018】

本構成の酸素濃縮装置の制御方法によれば、携帯型酸素濃縮ユニットは、定置ユニットから分離された分離状態において、吸着部の窒素の洗浄を略大気圧下で行う正圧力変動吸着法を用いる。この場合、窒素の洗浄能力は低下するが、設定工程が設定する流量が所定流量以下である場合、酸素供給部は、設定された流量の酸素を連続的に供給する。また、設定工程が設定する流量が所定流量より大きい場合、酸素供給部は、設定された流量の酸素を連続的に供給することができないが、設定された流量の酸素を間欠的に供給する。設定された流量に応じて酸素を連続的に供給するか間欠的に供給するかを切り替えることで、定置ユニットの真空ポンプによる負圧が利用できない場合であっても、設定された流量の酸素を使用者に供給することができる。

【0019】

前記構成の酸素濃縮装置の制御方法において、好ましくは、前記検出工程が前記接続状態を検出する際に、前記設定工程が設定する流量が前記所定流量以下である場合は前記負圧発生部を停止させ、前記設定工程が設定する流量が前記所定流量より大きい場合は前記負圧発生部を動作させるよう制御する第２制御工程を備えることを特徴とする。

【0020】

本構成の酸素濃縮装置の制御方法によれば、携帯型酸素濃縮ユニットが接続される接続状態において、設定工程が設定する流量が所定流量以下である場合、定置ユニットの負圧発生部を停止させ、正圧力変動吸着法による動作を行う。負圧発生部を動作させなくとも設定する流量の酸素を供給することができるため、負圧発生部を動作させることによる動作負荷や動作音を低減することができる。一方、携帯型酸素濃縮ユニットが接続される接続状態において、設定工程が設定する流量が所定流量より大きい場合、定置ユニットの負圧発生部を動作させ、正負圧力変動吸着法による動作を行う。そのため、本構成の酸素濃縮装置の制御方法は、負圧発生部を動作させることにより所定流量よりも大きい流量の酸素を供給することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、正負圧力変動吸着法を用いて窒素の脱着操作を積極的に行うことを可能にしつつ携帯可能な酸素濃縮ユニットを備えた酸素濃縮装置およびその制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係る酸素濃縮装置を示す斜視図である。

【図2】図１に示す定置ユニットから携帯型酸素濃縮ユニットを分離した状態を示す正面である。

【図3】図１に示す携帯型酸素濃縮ユニットの概略構成を示す系統図である。

【図4】図１に示す携帯型酸素濃縮ユニットの操作部を示す図である。

【図5】図１に示す定置ユニットの概略構成を示す系統図である。

【図6】図１に示す携帯型酸素濃縮ユニットを下方側からみた斜視図である。

【図7】図１に示す定置ユニットを上方側からみた斜視図である。

【図8】図７に示す接続機構の部分拡大図である。

【図9】図８に示す接続機構の縦断面図である。

【図10】図８に示す接続機構の縦断面図である。

【図11】図１０に示す窒素排出部を下方側からみた図である。

【図12】本実施形態の携帯型酸素濃縮ユニットの制御部が実行する処理を示すフローチャートである。

【図13】本実施形態の定置ユニットの制御部が実行する処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0024】

以下、本発明の一実施形態に係る酸素濃縮装置３００について、図面を参照して説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態の酸素濃縮装置３００は、携帯型酸素濃縮ユニット１００と、定置ユニット２００と、を備える。定置ユニット２００は、設置面において移動可能となるようにその低部の４隅に進行方向が自由な４つの車輪が設けられている。なお、この車輪にストッパを設けることで、室内の所定の位置で不要に動くことがないように設置することができる。携帯型酸素濃縮ユニット１００は重量５～７ｋｇ程度で、定置ユニット２００に対して着脱機構により着脱可能に設けられている。

【0025】

携帯型酸素濃縮ユニット１００は、底部から上部に亘って幅寸法、奥行き寸法はほぼ同一に形成されている。定置ユニット２００は、携帯型酸素濃縮ユニット１００が着脱されるその上部は、携帯型酸素濃縮ユニット１００の底部の幅寸法、奥行き寸法はほぼ同一に形成されているが、底部に向かって前面、後面、側面のいずれの面もなだらかな曲面形状の末広がりに形成されている。こうすることで、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に取り付けられた接続状態においても転倒などが起こらず安定した状態となる。

【0026】

着脱機構は、図６に示す携帯型酸素濃縮ユニット１００の下面に設けられた４つの係合爪１０１と、図７に示す定置ユニット２００の上面に設けられた４つの係合穴２０３との係合状態を切り替える機構である。着脱機構は、４つの係合爪１０１を４つの係合穴２０３に係合させることにより、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に取り付けられた機械的な接続状態とする。

【0027】

また、着脱機構は、４つの係合爪１０１を４つの係合穴２０３に係合しない状態とすることにより、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００から分離した分離状態とする。係合爪１０１と係合穴２０３の係合状態は、使用者がレバー（図示略）を操作することにより切り替えることができる。

【0028】

図１および図２に示すように、携帯型酸素濃縮ユニット１００の正面の上方には、酸素濃縮装置３００の各部を操作するための操作部１８０が設けられている。操作部１８０の下方には、酸素濃縮装置３００が生成した酸素を使用者に供給するための酸素出口部１６５が設けられている。酸素出口部１６５には、鼻カニューラ（図示略）が取り付けられる。

【0029】

まず初めに、本実施形態の携帯型酸素濃縮ユニット１００について説明する。
図３の系統図に示すように、本実施形態の携帯型酸素濃縮ユニット１００は、コンプレッサ１１０と、フィルタ１１１と、安全弁１２０と、熱交換器１２１と、電磁弁１３１と、電磁弁１３２と、吸着部１４０と、製品タンク１５０と、圧力センサ１５１と、酸素供給部１６０と、窒素排出部１７０と、操作部（設定部）１８０と、制御部（流量制御部）１９０と、バッテリ１９１と、着脱センサ（着脱検出部）１９２と、を備える。

【0030】

コンプレッサ（圧縮部）１１０は、大気中の空気を空気取り入れ管Ｌ１から空気を取り入れ、大気から圧縮空気を生成する。携帯型酸素濃縮ユニット１００は、この空気取り入れ管Ｌ１にフィルタ１１１を設けて、コンプレッサ１１０を接続している。このコンプレッサ１１０の近傍には、コンプレッサ１１０を冷却するための送風ファン（図示略）を設けて、コンプレッサ１１０を冷却するようにしている。

【0031】

コンプレッサ１１０からは、安全弁１２０、及び熱交換器１２１が接続された圧縮空気の送り管Ｌ２が延びている。その下流は二つに分かれた分岐管Ｌ４－１、Ｌ４－２を備える送り管Ｌ４が延びており、分岐管Ｌ４－１は、電磁弁１３１に、分岐管Ｌ４－２は、電磁弁１３２に接続されている。各電磁弁１３１，１３２の各出口ポートはそれぞれ吸着筒（筒体）１４１，１４２に接続されている。

【0032】

吸着部１４０は、吸着筒１４１，１４２を備え、コンプレッサ１１０により供給された圧縮空気から吸着筒１４１，１４２の内部に充填されたゼオライト（吸着剤）により窒素を吸着して酸素を濃縮分離するものである。吸着筒１４１，１４２の出口側から延びる管路Ｌ９、Ｌ１０は、ひとつの均等圧弁１４３に接続されている。さらに、各吸着筒１４１，１４２の下流には、生成した酸素を貯留するための製品タンク１５０が配置されている。吸着部１４０は、９０％以上の濃度の濃縮酸素を生成し、製品タンク１５０へ供給する。

【0033】

酸素濃縮装置３００の起動前においては、吸着筒１４１，１４２内に収容されているゼオライトが、大気と接触すると、その湿度によって、劣化してしまう。これを防ぐため、電磁弁１３１のノーマルオープンポートには、分岐管Ｌ４－１先端の加圧空気ポートが接続され、電磁弁１３１のノーマルクローズポートには送り管Ｌ５が接続されている。

【0034】

送り管Ｌ５は送り管Ｌ６に接続されている。電磁弁１３２のノーマルオープンポートには、分岐管Ｌ４－２先端の加圧空気ポートが接続され、電磁弁１３２のノーマルクローズポートには送り管Ｌ５が接続されている。これによって、起動していない、つまり運転していない状態では、各電磁弁１３１，１３２を介して吸着筒１４１，１４２に大気が入り込むことがないから、各吸着筒１４１，１４２内のゼオライトが劣化することが有効に防止される。

【0035】

製品タンク１５０は、吸着部１４０により分離された酸素を貯蔵する。この製品タンク１５０にはタンク内の圧力を計測するための圧力センサ１５１が接続されている。製品タンク１５０から延びる下流の配管Ｌ１３には、酸素供給部１６０が接続されている。

【0036】

酸素供給部１６０は、製品タンク１５０に貯蔵された酸素を酸素出口部１６５に気密に取り付けられた可撓性の鼻カニューラ（図示略）を介して、使用者へ供給する。酸素供給部１６０は、配管Ｌ１３に対して、流量コントローラ１６１、フィルタ１６２、酸素センサ１６３、圧力センサ１６４、酸素出口部１６５の順に接続されている。

【0037】

窒素排出部１７０は、吸着部１４０により吸着された窒素を定置ユニット２００または酸素濃縮装置３００の外部へ排出する。窒素排出部１７０は、送り管Ｌ６に設けられる電磁弁１７１と、電磁弁１７１に接続されるサイレンサ１７２と、窒素を定置ユニット２００へ排出する排出口１７３と、を備える。電磁弁１７１は、制御部１９０からの制御指令に基づいて、吸着部１４０により吸着された窒素の排出先をサイレンサ１７２または排出口１７３に切り替える。

【0038】

電磁弁１７１は、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に装着される接続状態において、吸着部１４０により吸着された窒素の排出先を定置ユニット２００とする。電磁弁１７１は、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続した接続状態が解除され、分離される分離状態において、吸着部１４０により吸着された窒素の排出先をサイレンサ１７２とする。サイレンサ１７２は、送り管Ｌ６から供給される窒素を機外へ排出する際の騒音を低減する。

【0039】

操作部１８０は、携帯型酸素濃縮ユニット１００の正面上部に１０～６０度程度の所定角度で上方に傾斜して設けられており、使用者からの操作入力を受け付けるとともに、受け付けた操作入力を制御部１９０に伝達するものである。図４に示すように、操作部１８０は、例えば電源スイッチ１８１と、流量インジケータ１８２と、流量設定ボタン１８３と、メンテナンスボタン１８４と、表示部１８５と、バッテリ残量モニタ１８６と、充電中ランプ１８７を有している。

【0040】

電源スイッチ１８１は、患者を含む使用者等が押すことで電源のオンオフを行うことで、酸素濃縮装置３００の運転と停止ができる。流量インジケータ１８２は、患者を含む使用者に供給されている酸素流量の設定値をデジタルで示す。流量設定ボタン１８３は、押すことで酸素流量の増減を設定できる。メンテナンスボタン１８４は、メンテナンス時に押す。バッテリ残量モニタ１８６は、バッテリの残量を例えば５段階で表示する。充電中ランプ１８７は、バッテリが充電中に点灯する。

【0041】

操作部１８０は、流量設定ボタン１８３により設定された設定値を酸素の目標流量として設定する。流量設定ボタン１８３により設定する設定値は、例えば、０～３．０までの数値であって、０．２５刻みの数値である。この数値は、酸素供給部１６０から１分間あたりに供給される濃縮酸素の流量［Ｌ］を示す数値である。

【0042】

表示部１８５は、酸素供給用の鼻カニューラが折れ曲がったことの警報発生時に点灯するチューブ折れアイコン１８５Ａと、コンセントが外れたことの警報発生時に点灯するコンセントアイコン１８５Ｂと、酸素濃縮装置３００における警報発生時に連絡をすべきときに点灯する要連絡アイコン１８５Ｃと、火気の検知の警報発生時に点灯する火気検知アイコン１８５Ｄと、酸素濃度の低下の警報発生時に点灯する濃度低下アイコン１８５Ｅを有する。

【0043】

制御部１９０は、コンプレッサ１１０，電磁弁１３１，電磁弁１３２，均等圧弁１４３，流量コントローラ１６１を含む携帯型酸素濃縮ユニット１００の各部を制御する装置である。制御部１９０は、記憶部（図示略）に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、携帯型酸素濃縮ユニット１００の各部を制御する。

【0044】

バッテリ１９１は、携帯型酸素濃縮ユニット１００の各部に電力を供給する電力供給源である。携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続される接続状態において、定置ユニット２００の電源ユニット２６０に接続している給電側コネクタ（図示略：例えばマグネット式コネクタ）と携帯型酸素濃縮ユニット１００に設けられた受電側コネクタ（図示略：例えばマグネット式コネクタ）が電気的に接続される。定置ユニット２００の電源ユニット２６０は、バッテリ１９１を充電するとともに、携帯型酸素濃縮ユニット１００の駆動電源となる。

【0045】

着脱センサ（検出部）１９２は、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続された接続状態と、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００から分離された分離状態とを検出する検出部であり、例えば、リミットスイッチが用いられる。

【0046】

次に、本実施形態の定置ユニット２００について説明する。
図５に示すように、本実施形態の定置ユニット２００は、真空ポンプ（負圧発生部）２１０と、真空タンク２２０と、排気マフラ２３０と、接続機構２４０と、制御部（負圧制御部）２５０と、電源ユニット２６０と、着脱センサ（着脱検出部）２７０と、を備える。

【0047】

真空ポンプ２１０は、電源ユニット２６０から供給される電力により駆動するモータにより大気圧よりも低い負圧を発生する。携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続される接続状態において、真空ポンプ２１０は、接続機構２４０を介して吸着部１４０に接続される。真空ポンプ２１０は、電磁弁１３１又は電磁弁１３２が送り管Ｌ５に接続される場合に、発生した負圧を吸着部１４０へ伝達して吸着部１４０を減圧する。

【0048】

真空タンク２２０は、真空ポンプ２１０が発生する負圧を貯蔵するためのタンクである。真空ポンプ２１０は、電磁弁１３１および電磁弁１３２が送り管Ｌ５に接続されない状態において、真空タンク２２０に負圧を貯蔵する。真空タンク２２０は、電磁弁１３１又は電磁弁１３２が送り管Ｌ５に接続されることにより、送り管Ｌ５に貯蔵した負圧を伝達する。

【0049】

排気マフラ２３０は、真空ポンプ２１０に接続されており、真空ポンプ２１０が発生する負圧により吸引された窒素を定置ユニット２００の機外へ排出する。排気マフラ２３０は、内部に消音機構を備えており、窒素を機外へ排出する際の騒音を低減する。

【0050】

接続機構２４０は、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続される接続状態において、携帯型酸素濃縮ユニット１００の窒素排出部１７０と定置ユニット２００の真空ポンプ２１０とを接続する機構である。携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続される接続状態において、窒素排出部１７０により排出される窒素は、接続機構２４０を介して真空ポンプ２１０へ導かれる。接続機構２４０の詳細については後述する。

【0051】

制御部２５０は、真空ポンプ２１０，真空タンク２２０を含む定置ユニット２００の各部を制御する装置である。制御部２５０は、記憶部（図示略）に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、定置ユニット２００の各部を制御する。

【0052】

電源ユニット２６０は、商用電源から入力される交流電圧に基づいて酸素濃縮装置３００の各部へ電力を供給する装置である。
着脱センサ２７０は、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続された接続状態と、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００から分離された分離状態とを検出する検出部であり、例えば、リミットスイッチが用いられる。

【0053】

次に、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続される接続状態において、酸素濃縮装置３００が大気から酸素を濃縮分離して使用者に酸素を供給する動作について説明する。

【0054】

大気中の空気は、空気取り入れ管Ｌ１から、フィルタ１１１を介して、コンプレッサ１１０に取り込まれる。この空気は、コンプレッサ１１０により加圧されて圧縮空気となり、電磁弁１３１，１３２を介して、それぞれ吸着筒１４１，１４２内のゼオライトに交互に送り込まれる。

【0055】

吸着筒１４１，１４２は、内部に収容されたゼオライトにより、送り込まれた圧縮空気から窒素を吸着し、酸素を分離して９０％以上に濃縮する。電磁弁１３１，１３２の切替えを行うことにより、吸着筒１４１および吸着筒１４２のいずれか一方は、ゼオライトに窒素を吸着させ、酸素を分離して９０％以上に濃縮する。吸着筒１４１および吸着筒１４２のいずれか他方は、内部の圧力を開放してゼオライトに吸着している窒素を脱離させ、ゼオライトを洗浄（再生）する。

【0056】

吸着筒１４１および吸着筒１４２のいずれか他方から窒素を脱離する際に、定置ユニット２００の制御部２５０は、真空ポンプ２１０を動作させて配管Ｌ１１，送り管Ｌ６，送り管Ｌ５を介して、真空ポンプ２１０が発生する負圧を吸着筒１４１および吸着筒１４２のいずれか他方に伝達する。

【0057】

吸着筒１４１および吸着筒１４２のいずれか他方から脱離された窒素は、送り管Ｌ５，送り管Ｌ６，配管Ｌ１１を介して真空ポンプ２１０へ導かれる。真空ポンプ２１０へ導かれた窒素は、排気マフラ２３０を介して酸素濃縮装置３００の機外へ排出される。２本の吸着筒１４１，１４２は、交互に使用することで、濃縮酸素を連続的に生成することができる。生成された濃縮酸素は、製品タンク１５０に貯められた後、酸素供給部１６０へ導かれる。

【0058】

制御部１９０は、製品タンク１５０から酸素供給部１６０へ供給された濃縮酸素が流量設定ボタン１８３により設定された流量で酸素出口部１６５へ供給されるように、流量コントローラ１６１を制御する。制御部１９０は、呼吸同調モードと連続供給モードのいずれかで濃縮酸素を酸素出口部１６５へ供給する。

【0059】

制御部１９０は、呼吸同調モードにおいて、使用者の吸気により生じる所定の負圧を圧力センサ１６４で検出する場合に酸素供給部１６０へ濃縮酸素を供給し、所定の負圧を圧力センサ１６４で検出しない場合に酸素供給部へ濃縮酸素を供給しないよう流量コントローラ１６１を制御する。流量コントローラ１６１は、呼吸同調モードにおいて、圧力センサ１６４が検出する圧力に応じて濃縮酸素を間欠的に供給することで、最大連続供給モードでの連続流３．０Ｌ／分に相当するまで制御することができる。

【0060】

一方、制御部１９０は、連続供給モードにおいて、連続的に濃縮酸素を酸素出口部１６５へ供給するよう流量コントローラ１６１を制御する。流量コントローラ１６１は、連続供給モードにおいて、圧力センサ１６４が検出する圧力によらず、濃縮酸素を連続的に供給する。

【0061】

次に、携帯型酸素濃縮ユニット１００の窒素排出部１７０と定置ユニット２００の真空ポンプ２１０とを接続する接続機構２４０について、図面を参照して詳細に説明する。
図６に示すように、携帯型酸素濃縮ユニット１００の下面には、排出口１７３が設けられている。図７に示すように、定置ユニット２００の上面には、接続機構２４０が設けられている。携帯型酸素濃縮ユニット１００を定置ユニット２００に接続した接続状態にするだけで、排出口１７３と接続機構２４０とを位置決めする作業を行うことなく、排出口１７３と接続機構２４０が当接し、気密性が保たれた連通状態となる。

【0062】

図８は、図７に示す接続機構２４０の部分拡大図であり、定置ユニット２００の上面を形成するカバー部材２０１を取り外した状態を示す図である。図８に示すように、接続機構２４０は、締結ボルトＢにより、接続機構２４０が設置される設置面を形成する板状部材２０２に取り付けられる。

【0063】

図９および図１０は、図８に示す接続機構２４０の縦断面図であり、図９は携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続されない分離状態を示し、図１０は携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続される接続状態を示す。図９および図１０に示すように、接続機構２４０は、配管部材２４１と、支持部２４２と、接続部２４３と、フィルタ部材２４４と、を備える。

【0064】

配管部材２４１は、配管Ｌ１１に取り付けられる部材であり、配管Ｌ１１を介して真空ポンプ２１０へ窒素を導く。配管部材２４１には、フランジ部２４１ａが設けられている。フランジ部２４１ａは、支持部２４２と板状部材２０２との間の空間に収納されている。配管部材２４１の軸線Ｘに沿った移動範囲の上端及び下端は、フランジ部２４１ａにより規制される。

【0065】

支持部２４２は、配管部材２４１と同軸に配置され、配管部材２４１を配管部材２４１が延びる軸線Ｘに沿って移動可能に支持する部材である。支持部２４２は、締結ボルトＢによって板状部材２０２に取り付けられている。

【0066】

接続部２４３は、配管部材２４１の上端（端部）に取り付けられるとともに排出口１７３に気密に当接した状態で窒素排出部１７０から排出される窒素を配管部材２４１へ導く部材である。接続部２４３は、排出口１７３に対向する位置で支持部２４２および配管部材２４１に取り付けられている。接続部２４３は、板状部材２０２に固定された支持部２４２に対する配管部材２４１の軸線Ｘ（長手方向）上の位置に応じて形状が変化する弾性材料（例えば、ゴム、熱可塑性エラストマー、ウレタン樹脂）により形成されている。

【0067】

図９に示すように、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続されない分離状態において、配管部材２４１のフランジ部２４１ａは、支持部２４２に接触する。接続部２４３は、分離状態において、排出口１７３と当接しない。分離状態において、板状部材２０２から接続部２４３の上端までの軸線Ｘ方向の長さはＬ１となる。

【0068】

一方、図１０に示すように、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続される接続状態において、配管部材２４１のフランジ部２４１ａは、板状部材２０２と接するか板状部材２０２に近接する。接続部２４３は、接続状態において、排出口１７３と当接する。接続状態において、板状部材２０２から接続部２４３の上端までの軸線Ｘ方向の長さはＬ１よりも短いＬ２となる。

【0069】

接続状態では分離状態に比べ、弾性材料により形成された接続部２４３の上端の位置が長さＬ１から長さＬ２を減算した差分だけ低くなる。図１０に示す接触状態の接続部２４３は、長さＬ１から長さＬ２を減算した差分だけ弾性変形し、窒素排出部１７０へ向けた付勢力を発生する。

【0070】

図９および図１０に示すように、携帯型酸素濃縮ユニット１００の排出口１７３は、窒素を排出する排出穴１７３ａと、排出穴１７３ａを軸線Ｘ回りに取り囲むとともに配管部材２４１の軸線Ｘと直交するように形成される平坦面１７３ｂと、を備える。接続部２４３は、接続状態において平坦面１７３ｂと当接し、排出穴１７３ａの全周を取り囲むシール領域ＳＲ１，ＳＲ２を形成するシール部２４３ａを備える。こうして、排出口１７３と接続機構２４０は、気密に連通する。

【0071】

図１１は、図１０に示す排出口１７３を下方側からみた図である。図１１において、シール領域ＳＲ１およびシール領域ＳＲ２は、平坦面１７３ｂのうちシール部２４３ａが接触する領域を示す。シール領域ＳＲ１は、排出穴１７３ａの全周を取り囲むように形成される領域である。シール領域ＳＲ２は、排出穴１７３ａおよびシール領域ＳＲ１の双方の全周を取り囲むように形成される領域である。シール部２４３ａは、排出穴１７３ａの全周を取り囲むように二重のシール領域ＳＲ１，ＳＲ２を形成する。ここでは、シール領域を二重にする例を示したが、２以上の複数のシール領域を形成してもよい。

【0072】

フィルタ部材２４４は、排出口１７３から接続機構２４０へ窒素とともに異物が流入することを防止するための部材である。フィルタ部材２４４は、例えば、メッシュ状に配置された金属材料により形成されている。

【0073】

次に、本実施形態の携帯型酸素濃縮ユニット１００の制御部１９０が実行する処理について説明する。図１２は、本実施形態の携帯型酸素濃縮ユニット１００の制御部１９０が実行する処理を示すフローチャートである。

【0074】

ステップＳ１１で、制御部１９０は、流量インジケータ１８２に表示される数値を酸素供給部１６０が１分間あたりに供給すべき濃縮酸素の流量の目標値(Ｌ／分)として設定する。
ステップＳ１２で、制御部１９０は、着脱センサ１９２から出力される信号に基づいて、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続された接続状態であるかどうかを判定する。制御部１９０は、接続状態であると判定した場合はステップＳ１３へ処理を進め、接続状態でないと判定した場合はステップＳ１５へ処理を進める。

【0075】

ステップＳ１３で、制御部１９０は、接続状態であるため、送り管Ｌ６から排出される窒素の排出先を定置ユニット２００へ切り替えるよう電磁弁１７１を制御する。
ステップＳ１４で、制御部１９０は、連続供給モードを実行するよう流量コントローラ１６１を制御する。

【0076】

ステップＳ１５で、制御部１９０は、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００から分離された分離状態であるため、送り管Ｌ６から排出される窒素の排出先をサイレンサ１７２へ切り替えるよう電磁弁１７１を制御する。

【0077】

ステップＳ１６で、制御部１９０は、ステップＳ１１で設定された濃縮酸素の設定流量が所定流量Ｆｒ(Ｌ／分)以下であるかどうかを判定する。所定流量Ｆｒ（Ｌ／分）は、例えば、１．０（Ｌ／分）である。制御部１９０は、ＹＥＳであればステップＳ１４へ処理を進め、ＮＯであればステップＳ１７へ処理を進める。制御部１９０は、ステップＳ１６でＹＥＳと判定した場合は、ステップＳ１４で連続供給モードを実行するよう流量コントローラ１６１を制御する。

【0078】

ステップＳ１７で、制御部１９０は、ステップＳ１１で設定された濃縮酸素の設定流量が所定流量Ｆｒ(Ｌ／分)より大きいため、呼吸同調モードを実行するよう流量コントローラ１６１を制御する。流量コントローラ１６１は、呼吸同調モードにおいて、圧力センサ１６４が検出する圧力に応じて濃縮酸素を使用者の吸気に同調して間欠的に供給する。

【0079】

次に、本実施形態の定置ユニット２００の制御部２５０が実行する処理について説明する。図１３は、本実施形態の定置ユニット２００の制御部２５０が実行する処理を示すフローチャートである。

【0080】

ステップＳ２１で、制御部２５０は、着脱センサ２７０から出力される信号に基づいて、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続された接続状態であるかどうかを判定する。制御部２５０は、接続状態であると判定した場合はステップＳ２２へ処理を進め、接続状態でないと判定した場合はステップＳ２５へ処理を進める。

【0081】

ステップＳ２２で、制御部２５０は、流量インジケータ１８２に表示される数値を携帯型酸素濃縮ユニット１００の制御部１９０から信号線（図示略）を介して受信することで、濃縮酸素の流量の目標値(Ｌ／分)を設定する。

【0082】

ステップＳ２３で、制御部２５０は、ステップＳ２２で設定された濃縮酸素の設定流量が所定流量Ｆｒ(Ｌ／分)以下であるかどうかを判定する。制御部２５０は、ＹＥＳであればステップＳ２５へ処理を進め、ＮＯであればステップＳ２４へ処理を進める。

【0083】

ステップＳ２４で、制御部２５０は、ステップＳ２２で設定された濃縮酸素の設定流量が所定流量Ｆｒ(Ｌ／分)より大きいことから、真空ポンプ２１０を動作させる必要があると判断し、真空ポンプ２１０を動作させる。

【0084】

ステップＳ２５で、制御部２５０は、真空ポンプ２１０を停止させる。携帯型酸素濃縮ユニット１００が接続されていない場合、真空ポンプ２１０を動作させる必要がない。そのため、制御部２５０は、ステップＳ２１でＮＯと判定する場合にステップＳ２５を実行する。また、ステップＳ２２で設定された濃縮酸素の設定流量が所定流量Ｆｒ以下である場合、真空ポンプ２１０を動作させる必要がない。そのため、制御部２５０は、ステップＳ２３でＹＥＳと判定する場合にステップＳ２５を実行する。

【0085】

以上説明した本実施形態の酸素濃縮装置３００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の酸素濃縮装置３００によれば、携帯型酸素濃縮ユニット１００を定置ユニット２００に接続した接続状態では、窒素排出部１７０と真空ポンプ２１０が接続機構２４０により気密に当接して接続されるため、吸着部１４０に吸着した窒素を負圧により積極的に洗浄する正負圧力変動吸着法を用いることができる。

【0086】

一方、携帯型酸素濃縮ユニット１００を定置ユニット２００から分離した分離状態では、真空ポンプ２１０を備える定置ユニット２００から携帯型酸素濃縮ユニット１００が分離されるため、携帯型酸素濃縮ユニット１００の重量が低減して携帯可能となる。このように、本実施形態の酸素濃縮装置３００によれば、正負圧力変動吸着法を用いて窒素の脱着操作を積極的に行うことを可能にしつつ携帯可能な携帯型酸素濃縮ユニット１００を備えた酸素濃縮装置３００を提供することができる。

【0087】

また、本実施形態の酸素濃縮装置３００によれば、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続される場合に、接続部２４３が窒素排出部１７０へ向けた付勢力を発生する。そのため、接続部２４３が窒素排出部１７０に気密に当接して接続した状態を維持し、窒素排出部１７０を介して真空ポンプ２１０が発生する負圧を吸着部１４０へ導くことができる。

【0088】

また、本実施形態の酸素濃縮装置３００によれば、配管部材２４１を配管部材２４１の軸線Ｘに沿って移動可能に支持する支持部２４２に対する配管部材２４１の位置に応じて接続部２４３が弾性変形するため、弾性変形した接続部２４３の付勢力によって接続部２４３が窒素排出部１７０に気密に当接して接続した状態を維持することができる。

【0089】

また、本実施形態の酸素濃縮装置３００によれば、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続される場合に、シール部２４３ａが排出口１７３の全周を取り囲むシール領域ＳＲ１，ＳＲ２を形成するため、排出口１７３を介して真空ポンプ２１０が発生する負圧をより確実に吸着部１４０へ導くことができる。特に、２以上のシール領域ＳＲ１，ＳＲ２を形成することにより、排出口１７３を介して真空ポンプ２１０が発生する負圧を更に確実に吸着部１４０へ導くことができる。

【0090】

また、本実施形態の酸素濃縮装置３００によれば、携帯型酸素濃縮ユニット１００は、定置ユニット２００から分離された分離状態において、吸着部１４０の窒素の洗浄を略大気圧下で行う正圧力変動吸着法を用いる。この場合、窒素の洗浄能力は低下するが、操作部１８０が設定する流量が所定流量Ｆｒ(Ｌ／分)以下である場合、酸素供給部１６０は、設定された流量の酸素を連続的に供給する。

【0091】

また、操作部１８０が設定する流量が所定流量Ｆｒ(Ｌ／分)より大きい場合、酸素供給部１６０は、設定された流量の酸素を連続的に供給することができないが、設定された流量の酸素を間欠的に供給する。設定された流量に応じて酸素を連続的に供給するか間欠的に供給するかを切り替えることで、定置ユニット２００の真空ポンプ２１０による負圧が利用できない場合であっても、設定された流量の酸素を使用者に供給することができる。

【0092】

本実施形態の酸素濃縮装置３００によれば、定置ユニット２００は、携帯型酸素濃縮ユニット１００が接続される接続状態において、操作部１８０が設定する流量が所定流量Ｆｒ(Ｌ／分)以下である場合、真空ポンプ２１０を停止させ、正圧力変動吸着法による動作を行う。真空ポンプ２１０を動作させなくとも設定する流量の酸素を供給することができるため、真空ポンプ２１０を動作させることによる動作負荷や動作音を低減することができる。

【0093】

一方、定置ユニット２００は、携帯型酸素濃縮ユニット１００が接続される接続状態において、操作部１８０が設定する流量が所定流量Ｆｒ(Ｌ／分)より大きい場合、真空ポンプ２１０を動作させ、正負圧力変動吸着法による動作を行う。そのため、本実施形態の酸素濃縮装置３００は、真空ポンプ２１０を動作させることにより所定流量Ｆｒよりも大きい流量の酸素を供給することができる。

【0094】

以上の説明においては、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００に接続された接続状態と、分離状態とを、着脱センサ１９２，２７０により検出するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、携帯型酸素濃縮ユニット１００の制御部１９０と定置ユニット２００の制御部２５０との通信信号の確立ができているか否かを制御部１９０、制御部２５０のそれぞれで判断を行うことで、接続状態と分離状態とを検出してもよい。

【0095】

また、例えば、定置ユニット２００の給電側コネクタと携帯型酸素濃縮ユニット１００の受電側コネクタとが電気的に接続しているか否かを制御部１９０、制御部２５０のそれぞれで判断を行うことで、接続状態と分離状態とを検出してもよい。
また、例えば、通信手段に赤外線を用い、携帯型酸素濃縮ユニット１００側に赤外線送信部または赤外線受信部、定置ユニット２００側に赤外線受信部または赤外線送信部を設け、赤外線通信が確立されているか否かを制御部１９０，制御部２５０のそれぞれで判断を行うことで、接続状態と分離状態とを検出してもよい。

【0096】

以上の３つの変形例においては、制御部１９０，２５０が、着脱センサ１９２，２７０の機能を実行する。なお、携帯型酸素濃縮ユニット１００が定置ユニット２００と分離状態であると判断された場合、安全性を考慮して定置ユニット２００の給電側コネクタへの通電を停止するように制御部２５０で制御するようにすることが好ましい。
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。

【符号の説明】

【0097】

１００・・・携帯型酸素濃縮ユニット、 １１０・・・コンプレッサ、 １２０・・・安全弁、 １３１，１３２・・・電磁弁、 １４０・・・吸着部、 １４１，１４２・・・吸着筒、 １５０・・・製品タンク、 １６０・・・酸素供給部、 １６１・・・流量コントローラ、 １６４・・・圧力センサ、 １６５・・・酸素出口部、 １７０・・・窒素排出部、 １７１・・・電磁弁、 １７２・・・サイレンサ、 １７３・・・排出口、 １７３ａ・・・排出穴、 １７３ｂ・・・平坦面、 １８０・・・操作部、 １８３・・・流量設定ボタン、 １９０・・・制御部、 １９１・・・バッテリ、 １９２・・・着脱センサ、 ２００・・・定置ユニット、 ２１０・・・真空ポンプ、 ２２０・・・真空タンク、 ２４０・・・接続機構、 ２４１・・・配管部材、 ２４２・・・支持部、 ２４３・・・接続部、 ２４３ａ・・・シール部、 ２５０・・・制御部、 ２６０・・・電源ユニット、 ２７０・・・着脱センサ、 ３００・・・酸素濃縮装置、 ＳＲ１，ＳＲ２・・・シール領域、 Ｘ・・・軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】