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JP2001187145A - 定流量バルブを装備した医療用酸素濃縮器 - Google Patents

定流量バルブを装備した医療用酸素濃縮器

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Publication number
JP2001187145A
JP2001187145A JP37226899A JP37226899A JP2001187145A JP 2001187145 A JP2001187145 A JP 2001187145A JP 37226899 A JP37226899 A JP 37226899A JP 37226899 A JP37226899 A JP 37226899A JP 2001187145 A JP2001187145 A JP 2001187145A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
pressure
flow rate
valve
flow
Prior art date
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Pending
Application number
JP37226899A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuo Yabuuchi
伸雄 薮内
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Kofloc KK
Original Assignee
Kofloc KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流出側の圧力変動に影響を受けず、処方せん
通りの酸素ガス量を安定して供給可能な定流量バルブが
装備された医療用酸素濃縮器を提供する。 【解決手段】 圧力変動型の医療用酸素濃縮器における
流量調節バルブが、ダイヤフラム2で区切られた2つの
室1a、1bを有し、一定圧力の酸素ガスが分岐した流
路により両室に供給され、吐出側の室1bへは、マイク
ロバルブ3の先端側に設けられたニードル4を経て酸素
ガスが流入する。室1b内には、室2bの圧力が第1室
の一定圧力と平衡を保つようにしてダイヤフラムを支持
するスプリング部材5と、スプリング部材の伸縮により
室2bの圧力が室1aの圧力と平衡を保つようにガス流
出を調整可能なバルブ部6が存在し、ニードル前後の差
圧は常に一定となる。マイクロバルブに遊星歯車装置を
連結することで、360度以内の回転角度で閉塞〜全開
までの流量調整を行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、処方せん通りの酸
素ガス量を安定して供給することが可能な定流量バルブ
が装備された医療用酸素濃縮器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】これまでの医療用酸素濃縮器の流量調節
器としては、流量調節器の流入側(1次側)の圧力を決
定し、その吐出圧力で各設定流量に合ったオリフィスが
設けられており、使用流量に応じてそのオリフィスを切
り替えることで流量を調節するオリフィス式流量調節器
や、ニードルバルブを用いたニードルバルブ式流量調節
器が一般に使用されてきている。一般的に医療用酸素濃
縮器から加湿器を通り供給される酸素ガスは、カニュー
ラを通して患者が吸引するが、そのカニューラを延長し
たり、多少折れ曲がって流量調節器の流出側(2次側)
に負荷がかかった場合、オリフィス式流量調節器やニー
ドルバルブ式流量調節器では、設定流量通りの酸素ガス
は供給されなくなり、設定値流量と実際に供給されてい
る酸素ガス量とが異なってくるという重大な問題点があ
った。
【0003】又、このような流量調節器が装備された従
来の医療用酸素濃縮器にあっては、酸素ガス流量を微調
整する必要が生じた際、オリフィス式のものではオリフ
ィスの径(内径)の大きさに応じて流量が段階的に変化
することになり、一方、ニードルバルブ式のものでは、
流量を大きく変更させることが難しく、使用者(患者)
が流量計を見ながら、流量調節つまみを何回転も回さな
ければならないという欠点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、2次側に負
荷がかかった場合でも、設定値流量通りの酸素ガスを供
給することができる医療用酸素濃縮器を提供することを
課題とする。本発明者等は、圧力変動型の医療用酸素濃
縮器に、2次側に圧力変動が生じても予め設定された流
量の酸素を流し得るバルブとして、特殊な内部構造を有
した定流量バルブを装備することによって、処方せん通
りの酸素ガス量を安定して供給することができることを
見い出して、本発明を達成した。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の医療用酸素濃縮
器は、酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充
填した少なくとも1個以上の吸着筒と、該吸着筒に空気
を供給するための空気圧縮機と、該吸着筒で濃縮した酸
素を貯留するための製品ガスタンクを有し、上記製品ガ
スタンクからの酸素ガスが流量調節バルブによって流量
調節された後で吐出される圧力変動型のものにおいて、
上記流量調節バルブが、流出側(2次側)に圧力変動が
生じても予め設定された流量の酸素ガスを流し得る定流
量バルブAで、当該定流量バルブA内には、ダイヤフラ
ム2にて区切られた室1aと室1bが存在し、かつ上記
製品ガスタンクからの一定圧力の酸素ガスが上記室1a
と室1bに分岐して供給される流路が存在しており、上
記流路における室1bへ向かう分岐部にはマイクロバル
ブ3が設けられており、上記マイクロバルブ3の先端側
に設けられたニードル4を経て室1bへ酸素ガスが流入
する構造を有しており、上記ニードル4によって室1b
へのガス流量が調整可能であること、上記室1bの内部
には、上記ダイヤフラム2を支持するようにしてスプリ
ング部材5が設けられており、当該スプリング部材5の
バネ圧により上記室1bの圧力が、上記室1aの一定圧
力と平衡を保つようになっていること、及び、上記室1
bの内部には、上記スプリング部材5の伸縮によって、
当該室1bの圧力が上記室1aの圧力と平衡を保つよう
にガス吐出量を調整可能なバルブ部6が設けられてお
り、当該バルブ部6の作用によって、上記ニードル4前
後の差圧が常に一定となる構造であることを特徴とす
る。
【0006】又、本発明は、上記構造の医療用酸素濃縮
器において、上記ニードル4を回転させるための上記マ
イクロバルブ3の流量調節軸7に遊星歯車装置8が取り
付けられており、上記遊星歯車装置8の太陽歯車9が上
記流量調節軸7に取り付けられており、上記遊星歯車装
置8の内歯車10には流量調節ハンドル11が取り付け
られており、上記流量調節ハンドル11を360度(1
回転)以内の回転角度で回した際に、上記内歯車10の
力が遊星歯車12を介して上記太陽歯車9に伝達されて
上記流量調節軸7が回転することにより閉塞〜全開まで
の範囲の流量調整が行えることを特徴とするものでもあ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の医療用酸素濃縮器
の好ましい具体例を図面に示し、本発明を説明する。図
1(a)は、本発明の医療用酸素濃縮器における、定流
量バルブの好ましい一例における内部構造を示す図であ
り、(b)は、(a)におけるAOA’断面図であり、
(c)は、(a)におけるBOB’断面図である。図2
は、本発明における定流量バルブAの流量調節軸7の先
端側に遊星歯車装置8が設けられる際の内部構造の一例
を示す図であり、図3は、図2の遊星歯車装置8の好ま
しい一例における内部構造を示す図であり、図4は、定
流量バルブAによって設定値流量通りの酸素ガスが供給
可能な本発明の医療用酸素濃縮器の全体構成を示す図で
ある。
【0008】図4に示されるように、本発明の医療用酸
素濃縮器は、酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着
剤を充填した少なくとも1個以上の吸着筒と、該吸着筒
に空気を供給するための空気圧縮機と、該吸着筒で濃縮
した酸素を貯留するための製品ガスタンクを有し、上記
製品ガスタンクからの酸素ガスが流量調節バルブによっ
て流量調節された後で吐出される圧力変動型のものであ
って、流量調節バルブとして、流出側(2次側)に圧力
変動が生じても予め設定された流量の酸素ガスを流し得
る構造を有した定流量バルブが装備されている。即ち、
この定流量バルブAは、図1(b)及び(c)に示され
るようにして、その内部に、ダイヤフラム(隔膜)2に
て区切られた室1aと室1bを有しており、流入側(製
品ガスタンク側)から一定圧力に制御されて入った酸素
ガスは、マイクロバルブ3の先端側に設けられたニード
ル4が存在する分岐位置において、室1aへ向かう流路
と室1bへ向かう流路に分かれ、使用者への流出流路と
つながっている室1bへはニードル4を経て酸素ガスが
流入する。尚、室1bへのガス流量は、マイクロバルブ
3を回転させることによって前後動するニードル4によ
り任意に変えられるようになっている。
【0009】更に、この室1bの内部には、図1(b)
に示されるようにして、ダイヤフラム2を下方から押し
上げるようにして支持するスプリング部材5が設けられ
ており、このスプリング部材5は、2次側に圧力変動が
生じた場合であっても、そのバネ圧により室1bの圧力
が、室1aの一定圧力と平衡を保つように作用する。そ
の上、室1bの内部には、スプリング5の伸縮によって
室1bの圧力が室1aの圧力と平衡を保つようにガス流
出を調整可能なバルブ部6が設けられており、バルブ部
6の構造としては、図1(b)に例示したものが挙げら
れる。本発明では、室1aの一定圧力とバランスする室
1bの圧力にスプリング部材5の圧力が加えられてお
り、バルブ部6が、室1bの圧力がバランス状態を崩さ
ないようにガスの流出を調節し、ニードル4の前後の差
圧が常に一定となるように作用するので、これにより、
2次側に負荷がかかった場合でも、設定値流量通りの酸
素ガスを供給することができ、患者へ送られる酸素ガス
の流量が、マイクロバルブ3の開度にのみ関係し、2次
側の圧力変化(即ち、流量調節バルブの出口側で圧力変
動)を受けることがないという作用効果が得られる。
尚、図4における減圧弁は、流量調節バルブへの送られ
る酸素ガスの圧力を一定に保つために設けられており、
これは、流量調節バルブの入力圧力が基準となるためで
ある。
【0010】次に、2次側の圧力変動の影響を受けるこ
となく、遊星歯車装置によって流量を大きく変更させる
ことが可能な定流量バルブの構造について説明する。こ
のような定流量バルブとしては、図2に示される内部構
造のものが挙げられ、この図2の定流量バルブにおいて
は、ニードル4を回転させるためのマイクロバルブ3の
流量調節軸7の先端側に遊星歯車装置8が取り付けられ
ており、流量調節軸7には、図3に内部構造が示されて
いる遊星歯車装置8の太陽歯車9が取り付けられてい
る。そして、この太陽歯車9の周囲には、当該太陽歯車
9を中心としてその周囲を回転する4つの遊星歯車12
が存在しており、この遊星歯車12を介して、流量調節
ハンドル11に取り付けられた内歯車10の力が太陽歯
車9に伝達され、ニードル4が前後動し、流量調節が行
えるようになっている。尚、図3における符号13は第
1キャリアであり、14は第2キャリアであり、15は
遊星軸であり、16は遊星ローラーである。ただし、本
発明における遊星歯車装置8の内部構造は、図3に例示
したものに限定されるものではなく、市販の遊星歯車装
置を利用することもできる。
【0011】上記のような遊星歯車装置8が設けられた
流量調節バルブの場合、流量調節ハンドル11を360
度以内の回転角度で回した際に、流量調節軸7が数回転
し、閉塞〜全開までの範囲の連続的な流量調整を行うこ
とができ、医者の処方に応じて酸素ガス流量を大きく変
更させなければならない場合にも、使用者自身が簡単
に、かつ容易に酸素ガス流量を変えることができ、使用
者への負担が非常に少なく、流出側の圧力変動にも影響
を受けないので、医療上の利点だけでなく、使用者に安
心をもたらすという利点もある。
【0012】
【発明の効果】本発明の圧力変動型の医療用酸素濃縮器
の場合、2次側に圧力変動が生じても予め設定された流
量の酸素を流し得るバルブとして定流量バルブが装備さ
れているので、2次側に圧力変動があった場合でも、設
定値流量と実際に供給されている酸素ガス量とが異なる
ことがなく、常に処方せん通りの酸素ガス量を安定して
供給することができる。又、このような定流量バルブの
流量調節軸に遊星歯車装置を連結させたものにあって
は、ハンドル部を1回転させるだけでニードルが数回転
(例えば3〜4回転)するので、少ない回転範囲内で、
微調整から大幅な流量調整までの幅広い流量調整が可能
であり、患者にとって非常に便利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の医療用酸素濃縮器におけ
る、定流量バルブの好ましい一例における内部構造を示
す図であり、(b)は、(a)におけるAOA’断面図
であり、(c)は、(a)におけるBOB’断面図であ
る。
【図2】本発明における定流量バルブAの流量調節軸7
の先端側に遊星歯車装置8が設けられる際の内部構造の
一例を示す図である。
【図3】図2の遊星歯車装置8の好ましい一例における
内部構造を示す図である。
【図4】定流量バルブAによって設定値流量通りの酸素
ガスが供給可能な本発明の医療用酸素濃縮器の全体構成
を示す図である。
【符号の説明】
A 定流量バルブ 1a、1b 室 2 ダイヤフラム 3 マイクロバルブ 4 ニードル 5 スプリング部材 6 バルブ部(弁ノズル) 7 流量調節軸 8 遊星歯車装置 9 太陽歯車(サンギア) 10 内歯車(インターナルギア) 11 流量調節ハンドル 12 遊星歯車(プラネットギア) 13 第1キャリア 14 第2キャリア 15 遊星軸(プラネットシャフト) 16 遊星ローラー(プラネットローラー)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸
    着剤を充填した少なくとも1個以上の吸着筒と、該吸着
    筒に空気を供給するための空気圧縮機と、該吸着筒で濃
    縮した酸素を貯留するための製品ガスタンクを有し、上
    記製品ガスタンクからの酸素ガスが流量調節バルブによ
    って流量調節された後で吐出される圧力変動型の医療用
    酸素濃縮器において、上記流量調節バルブが、流出側に
    圧力変動が生じても予め設定された流量の酸素ガスを流
    し得る定流量バルブAで、当該定流量バルブA内には、
    ダイヤフラム2にて区切られた室1aと室1bが存在
    し、かつ上記製品ガスタンクからの一定圧力の酸素ガス
    が上記室1aと室1bに分岐して供給される流路が存在
    しており、上記流路における室1bへ向かう分岐部には
    マイクロバルブ3が設けられており、上記マイクロバル
    ブ3の先端側に設けられたニードル4を経て室1bへ酸
    素ガスが流入する構造を有しており、上記ニードル4に
    よって室1bへのガス流量が調整可能であること、上記
    室1bの内部には、上記ダイヤフラム2を支持するよう
    にしてスプリング部材5が設けられており、当該スプリ
    ング部材5のバネ圧により上記室1bの圧力が、上記室
    1aの一定圧力と平衡を保つようになっていること、及
    び、上記室1bの内部には、上記スプリング部材5の伸
    縮によって、当該室1bの圧力が上記室1aの圧力と平
    衡を保つようにガス吐出量を調整可能なバルブ部6が設
    けられており、当該バルブ部6の作用によって、上記ニ
    ードル4前後の差圧が常に一定となる構造であることを
    特徴とする、定流量バルブを装備した医療用酸素濃縮
    器。
  2. 【請求項2】 上記ニードル4を回転させるための上記
    マイクロバルブ3の流量調節軸7に遊星歯車装置8が取
    り付けられており、上記遊星歯車装置8の太陽歯車9が
    上記流量調節軸7に取り付けられており、上記遊星歯車
    装置8の内歯車10には流量調節ハンドル11が取り付
    けられており、上記流量調節ハンドル11を360度以
    内の回転角度で回した際に、上記内歯車10の力が遊星
    歯車12を介して上記太陽歯車9に伝達されて上記流量
    調節軸7が回転することにより閉塞〜全開までの範囲の
    流量調整が行えることを特徴とする請求項1記載の医療
    用酸素濃縮器。
JP37226899A 1999-12-28 1999-12-28 定流量バルブを装備した医療用酸素濃縮器 Pending JP2001187145A (ja)

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