專利名稱：氧氣濃縮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用選擇性吸收氮?dú)獾奈談目諝庵袑⒀鯕鉂饪s的醫(yī)療用氧氣濃縮裝置。
背景技術(shù)：
作為肺氣腫、慢性氣管炎等呼吸系統(tǒng)疾病的有效治療方法之一，一般采用氧氣吸入療法。氧氣吸入療法是把通過從空氣中分離出氮?dú)舛傻臐饪s氧氣提供給患者。為了該目的而開發(fā)出用于從空氣中生成濃縮氧氣的氧氣濃縮器。
作為這種氧氣濃縮器的一例，在美國專利第6,311,719 B1號中，記載了一種具有多個氮?dú)馕胀驳膲毫ψ兓轿?PSA)系統(tǒng)。為了配合家庭氧氣吸入療法，已經(jīng)提供有組合了氧氣濃縮器和向該氧氣濃縮器供給壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)的小型氧氣濃縮裝置。但是，這種氧氣濃縮裝置由于是在家庭中使用，所以空氣壓縮機(jī)和冷卻風(fēng)扇的噪音成為需要解決的問題。
為了減小從氧氣濃縮裝置的各個機(jī)器發(fā)出的噪音，例如在特開昭61-155204號公報(bào)、特開昭60-200804號公報(bào)以及特開平2-211175號公報(bào)中，記載了一種氧氣濃縮裝置，其具有包圍空氣壓縮機(jī)及冷卻風(fēng)扇的金屬制防音箱及把來自冷卻風(fēng)扇的排氣引出到外部的排氣通道，所述排氣通道具有多個彎曲部，形成曲折的流路。
但是，這樣的以往技術(shù)存在著以下的問題。
在設(shè)置了包圍空氣壓縮機(jī)以及冷卻風(fēng)扇的金屬制防音箱的場合，由于空氣壓縮機(jī)在向氧氣濃縮器供給空氣時所產(chǎn)生的噪音，使該金屬制防音箱內(nèi)壓力發(fā)生變化。由于該壓力變化，特別是在100～400Hz的低頻頻段使防音箱的側(cè)壁振動，反而使金屬制防音箱成為新的噪音源。
如果在用于排出來自冷卻風(fēng)扇的排氣的通道上形成多個彎曲部，雖然來自冷卻風(fēng)扇的排氣音降低，但存在著氧氣濃縮裝置的整體體積增大，通道的壓力損失增大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將解決這樣的以往技術(shù)問題作為技術(shù)課題，其目的是提供一種實(shí)現(xiàn)了小型化并降低了噪音水平的氧氣濃縮裝置。
根據(jù)本發(fā)明，可提供一種氧氣濃縮裝置，用于通過從空氣中將氮?dú)馕?、分離出來而生成氧氣濃縮氣體，其包括氧氣濃縮器，具有填充了用于吸收氮?dú)獾奈談┑奈胀病⒖諝馊肟?、氧氣出口和氮?dú)獬隹?；用于從所述空氣入口供給壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)；防音箱，通過包圍所述空氣壓縮機(jī)來降低從該空氣壓縮機(jī)發(fā)出的噪音，在其側(cè)壁上形成有肋；冷卻風(fēng)扇，用于將空氣導(dǎo)入所述防音箱內(nèi)，利用該空氣對所述空氣壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻；包圍所述氧氣濃縮器及防音箱的殼體；和排氣管道，設(shè)置在所述殼體內(nèi)，用于將來自所述冷卻風(fēng)扇的排氣導(dǎo)向所述殼體的外部。
根據(jù)本發(fā)明的其它特征，可提供一種氧氣濃縮裝置，用于通過從空氣中將氮?dú)馕?、分離出來而生成氧氣濃縮氣體，其包括氧氣濃縮器，具有填充了用于吸收氮?dú)獾奈談┑奈胀?、空氣入口、氧氣出口和氮?dú)獬隹?；用于從所述空氣入口供給壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)；防音箱，通過包圍所述空氣壓縮機(jī)來降低從該空氣壓縮機(jī)發(fā)出的噪音；冷卻風(fēng)扇，用于將空氣導(dǎo)入所述防音箱內(nèi)，利用該空氣對所述空氣壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻；包圍所述氧氣濃縮器及防音箱的殼體；和排氣管道，設(shè)置在所述殼體內(nèi)，用于將來自所述冷卻風(fēng)扇的排氣導(dǎo)向所述殼體的外部，所述排氣管道包括具有水平部分和通過一個彎曲部與所述水平部分的一端連接的垂直部分，并大致呈L字形延伸設(shè)置的中空外殼；和被貼附在所述外殼的內(nèi)面上具有2～20mm厚度的吸音材料，所述外殼被配置在所述殼體內(nèi)，使所述水平部分的另一端與所述冷卻風(fēng)扇的空氣出口連通，使所述垂直部分的下端與所述排氣口連通，并具有12～20cm2的截面面積和350～450mm的長度。


圖1是本發(fā)明的氧氣濃縮裝置的簡略圖。
圖2是表示形成在防音箱的側(cè)壁上的肋的剖視圖。
圖3是將本發(fā)明的氧氣濃縮裝置與以往技術(shù)的氧氣濃縮裝置的噪音水平在各個頻段進(jìn)行比較的曲線圖。
圖4是排氣通道的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的氧氣濃縮裝置10具有殼體12、設(shè)置在殼體12內(nèi)的氧氣濃縮器40、用于向氧氣濃縮器40供給壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)30、用于使空氣在殼體12內(nèi)流通進(jìn)行冷卻的冷卻風(fēng)扇36、將來自冷卻風(fēng)扇的排氣導(dǎo)向殼體12外部的排氣通道60和氧氣濃縮器40、空氣壓縮機(jī)30以及冷卻風(fēng)扇36用的電氣控制裝置15。
殼體12具有由形成在側(cè)壁上的多個小孔構(gòu)成的空氣入口12a和由形成在底壁上的多個小孔構(gòu)成的排氣口12b。另外，在殼體12的頂壁上設(shè)置有包括用于啟動或停止氧氣濃縮裝置10的ON-OFF開關(guān)和用于設(shè)定濃縮氧氣流量的調(diào)節(jié)旋鈕的一個或多個開關(guān)16，以及顯示裝置18，該調(diào)節(jié)旋鈕16和顯示裝置18與電氣控制裝置15連接。并且殼體12的底壁安裝有使該殼體12自由移動的多個車輪14。
作為氧氣濃縮器40，雖然可以使用各種類型的濃縮器，但優(yōu)選使用具有一個或多個填充了沸石的吸收筒(在圖1中只示出了一個吸收筒)的氧氣濃縮器，例如，可使用位于美國加里佛尼亞州圣地亞哥的シ一コ一ル公司以ATF模塊的商標(biāo)名出售的，并且通過美國專利第6,311,719 B1號公開的PSA系統(tǒng)從空氣中分離出氮?dú)獾难鯕鉂饪s器。把美國專利第6,311,719 B1號公開的內(nèi)容作為與本說明書構(gòu)成一體的內(nèi)容進(jìn)行引用。在圖1中雖然未被詳細(xì)地圖示，但氧氣濃縮器40包括一個或多個填充有選擇性吸收氮?dú)獾奈談?、例如沸石的吸收筒、空氣入?4、氧氣出口50和氮?dú)獬隹?6。氧氣出口50通過氧氣管路52與氧氣濃縮裝置10的輸出口54連通。
空氣壓縮機(jī)30以及冷卻風(fēng)扇36在殼體12內(nèi)被防音箱20包圍。防音箱20可以由塑料材料或金屬材料形成，其具有形成在一個側(cè)壁的下部的空氣入口開口部24和形成后述的冷卻風(fēng)扇36的空氣出口的開口部(未圖示)。另外，在防音箱20內(nèi)，比空氣入口開口部24高的位置上，水平延伸設(shè)置有分隔壁22，將防音箱20內(nèi)分隔成該分隔壁22的上方空間和下方空間，在分隔壁22上形成有連通所述上方空間和下方空間的冷卻空氣通路22a。另外，在防音箱20的至少一個側(cè)壁上，如圖1、圖2所示，形成呈對角線狀延伸的肋20a。并且，在防音箱20內(nèi)，所述分隔壁22的上側(cè)的所述上方空間通過氮?dú)夤苈?8與氧氣濃縮器40的氮?dú)獬隹?6連通。
空氣壓縮機(jī)30被設(shè)置在分隔壁22的上面，可以采用往復(fù)活塞式空氣壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)、渦旋式空氣壓縮機(jī)、螺旋式空氣壓縮機(jī)及擺動式空氣壓縮機(jī)等?？諝鈮嚎s機(jī)30還具有為了與位于防音箱20的分隔壁22下側(cè)的下方空間連通而貫通分隔壁22延伸設(shè)置的吸入管32和排出被壓縮的壓縮空氣的排出口(未圖示)，排出口通過空氣供給管34與氧氣濃縮器40的空氣入口44連接。優(yōu)選在空氣壓縮機(jī)30與分隔壁22的上面之間配置橡膠或塑料制的防震部件26。
冷卻風(fēng)扇36在防音箱20內(nèi)被配置的空氣壓縮機(jī)30的更上方，可使用軸流風(fēng)扇、西洛克風(fēng)扇等。冷卻風(fēng)扇36具有為了吸引殼體12內(nèi)的上述上方空間中的空氣壓縮機(jī)30周圍的空氣而設(shè)置的空氣入口(未圖示)和為了將吸引的空氣排出到防音箱20外部而配置的空氣出口(未圖示)，該空氣出口通過橡膠制的連接管28與排氣管道60連通。
排氣管道60具有外殼62，該外殼62由具有水平部分和通過一個彎曲部與所述水平部分的一端連接的垂直部分、大致呈L字形的中空部件構(gòu)成(參照圖4)，該中空部件的上方的入口與連接管28連接，下方的出口與排氣口12b連通。參照圖4，排氣管路60包括形成具有側(cè)壁1～4的矩形截面的外殼62和貼附在外殼62內(nèi)面上的吸音材料。外殼62可以由丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等塑料材料、經(jīng)過電鍍處理的鐵板或鋁板等金屬材料或者木材形成。另外，外殼62也可以由上述塑料材料和玻璃纖維或炭纖維等強(qiáng)化纖維的復(fù)合材料形成。作為吸音材料，優(yōu)選多孔性的塑料材料，特別優(yōu)選軟質(zhì)氨基甲酸乙酯泡沫。此外，圖4所示的排氣管道雖然具有矩形截面，但也可以具有圓形截面。
下面，說明本實(shí)施方式的作用。
當(dāng)使用者打開氧氣濃縮裝置10的ON-OFF開關(guān)時，空氣壓縮機(jī)30和冷卻風(fēng)扇36啟動。由此，氧氣濃縮裝置10周圍的空氣通過空氣入口12a被吸入到殼體12內(nèi)。理想的是，如圖1所示，在殼體12內(nèi)設(shè)置偏向板56，使從空氣入口12a進(jìn)入殼體12內(nèi)的空氣如圖1中箭頭A所示，在殼體12內(nèi)部，朝向電氣控制裝置15，向上方移動，對電氣控制裝置15進(jìn)行冷卻。
流入到殼體12內(nèi)的空氣從形成于防音箱20側(cè)壁的下方部分的空氣入口開口部24被吸引到防音箱20內(nèi)的特別是所述下方空間內(nèi)。殼體12內(nèi)部分隔壁22下側(cè)的下方空間內(nèi)的空氣的一部分通過吸入管32被吸入到空氣壓縮機(jī)30內(nèi)，被空氣壓縮機(jī)30壓縮。由空氣壓縮機(jī)30壓縮的空氣通過空氣供給管34及空氣入口44供給到氧氣濃縮器40。
在氧氣濃縮器40中，通過吸收劑從空氣中把氮?dú)馕?、分離出來，生成至少為90％(體積)的氧氣濃度的氧氣濃縮氣體。該氧氣濃縮氣體通過氧氣出口50、氧氣管路52供給到氧氣濃縮裝置10的輸出口54。使用者將導(dǎo)管(未圖示)的一端連接在輸出口54上，通過與該導(dǎo)管的另一端連接的鼻罩(未圖示)或鼻插管(未圖示)接受濃縮氧氣的供給。被吸收劑吸收的氮?dú)?，在吸收劑的再生處理中，通過對吸收筒內(nèi)進(jìn)行減壓，從吸收劑中釋放出來，通過氮?dú)獬隹?6及氮?dú)夤苈?8在防音箱20內(nèi)向分隔壁22上側(cè)的上方空間排出。
殼體12內(nèi)部的所述下方空間內(nèi)殘留的一部分空氣被冷卻風(fēng)扇36吸引，通過分隔壁22的冷卻空氣通路22a流向上方空間。該空氣在通過空氣壓縮機(jī)30周圍時，對該空氣壓縮機(jī)30進(jìn)行冷卻。冷卻了空氣壓縮機(jī)30的空氣在通過了冷卻風(fēng)扇36后，通過連接管28及排氣管道60，從排氣口12b向殼體12的外部排出。
如上所述，在防音箱20內(nèi)未形成肋20a的以往技術(shù)中，空氣壓縮機(jī)30啟動，向氧氣濃縮器40供給空氣時，所產(chǎn)生的噪音使防音箱內(nèi)的壓力變化，從而，特別是在100～400Hz的低頻頻段使防音箱的側(cè)壁振動。而本發(fā)明在防音箱20的側(cè)壁上形成肋20a，因而提高了側(cè)壁的剛性，能夠降低這種防音箱20側(cè)壁的振動。參照圖3所示的本發(fā)明的氧氣濃縮裝置40與以往技術(shù)的氧氣濃縮裝置的噪音水平在各個頻段的比較曲線可知，根據(jù)本發(fā)明，特別是在100～400Hz的低頻頻段，音壓水平降低。
另外，在下記表1中，對排氣管道的噪音降低效果及壓力損失，將本發(fā)明與例1～3進(jìn)行了比較。在實(shí)驗(yàn)中，使用配備了具有12個填充了沸石的吸收筒的PSA系統(tǒng)的氧氣濃縮器。該氧氣濃縮器能夠以最大3×10-3m3/mim來生成90％以上的氧氣濃縮氣體。實(shí)驗(yàn)中所使用的本發(fā)明的排氣管道60包括具有矩形截面、一個彎曲部、18cm3的截面面積、全長為400mm的ABS制的外殼62，以及貼附在外殼62內(nèi)面上的軟質(zhì)氨基甲酸乙酯泡沫制的吸音材料64。吸音材料64的厚度t在側(cè)壁1上為15mm、在側(cè)壁2上為10mm、在側(cè)壁3上為5mm、在側(cè)壁4上為10mm。
表1

從表1可看出，在具有3個彎曲部的比較例1中，噪音水平為29.0dB(A)，與本發(fā)明比較，雖然可降低噪音水平，但由于增加了彎曲部的數(shù)目，使得管道的全長變長，同時也必須增大殼體的內(nèi)部容積。另外，如果像比較例2那樣減小管道的截面面積，由于排氣管道的壓力損失增大，因而必須加大冷卻風(fēng)扇，也必須增大殼體的內(nèi)部容積。并且，如果像比較例3那樣加長管道，則必須增大殼體的內(nèi)部容積，而且，噪音水平的降低效果也沒有減小。
權(quán)利要求
1.一種氧氣濃縮裝置，用于從空氣中將氮?dú)馕?、分離出來，生成氧氣濃縮氣體，其特征在于，包括氧氣濃縮器，具有填充了用于吸收氮?dú)獾奈談┑奈胀病⒖諝馊肟?、氧氣出口和氮?dú)獬隹冢挥糜趶乃隹諝馊肟诠┙o壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)；防音箱，通過包圍所述空氣壓縮機(jī)來降低從該空氣壓縮機(jī)發(fā)出的噪音，在其側(cè)壁上形成有肋；冷卻風(fēng)扇，用于將空氣導(dǎo)入所述防音箱內(nèi)，利用該空氣對所述空氣壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻；包圍所述氧氣濃縮器及防音箱的殼體；和排氣管道，設(shè)置在所述殼體內(nèi)，用于將來自所述冷卻風(fēng)扇的排氣導(dǎo)向所述殼體的外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，在所述防音箱的側(cè)壁上呈對角線狀延伸設(shè)置所述肋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，在所述防音箱內(nèi)設(shè)有水平配置的分隔壁，由該分隔壁將所述防音箱的內(nèi)部空間分隔成上方空間和下方空間，在所述上方空間內(nèi)，所述空氣壓縮機(jī)設(shè)置在所述分隔壁的上面，在所述上方空間內(nèi)，所述冷卻風(fēng)扇設(shè)置在所述空氣壓縮機(jī)的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述防音箱在其側(cè)壁上，于比所述分隔壁低的位置上形成空氣入口開口部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述空氣壓縮機(jī)具有為了與所述下方空間連通而貫通所述分隔壁延伸設(shè)置的吸入管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述分隔壁具有連通所述上方空間和所述下方空間用的冷卻空氣通路，使所述下方空間內(nèi)的空氣的一部分通過冷卻空氣通路流入所述上方空間內(nèi)，對所述空氣壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻，由所述冷卻風(fēng)扇通過所述排氣管道排出到所述殼體外部。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述氧氣濃縮器的氮?dú)獬隹谂c所述防音箱的上方空間連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述殼體在側(cè)壁上形成空氣入口，在底壁上形成排氣口，所述排氣管道與所述排氣口連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，在所述殼體的頂壁的內(nèi)面，設(shè)置用于控制所述空氣壓縮機(jī)、所述冷卻風(fēng)扇以及所述氧氣濃縮器的電氣控制裝置，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有用于使從所述空氣入口流入所述殼體內(nèi)的空氣向所述電氣控制裝置流動的偏向板。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述排氣管道包括具有水平部分和通過一個彎曲部與所述水平部分的一端連接的垂直部分，并呈大致L字形延伸設(shè)置的中空外殼；以及被貼附在所述外殼內(nèi)面上、具有2～20mm厚度的吸音材料，所述外殼配置在所述殼體內(nèi)，使所述水平部分的另一端與所述冷卻風(fēng)扇的空氣出口連通，使所述垂直部分的下端與所述排氣口連通，并具有12～20cm2的截面面積和350～450mm的長度。
11.一種氧氣濃縮裝置，用于從空氣中將氮?dú)馕?、分離出來，生成氧氣濃縮氣體，其特征在于，包括氧氣濃縮器，具有填充了用于吸收氮?dú)獾奈談┑奈胀?、空氣入口、氧氣出口和氮?dú)獬隹?；用于從所述空氣入口供給壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)；防音箱，包圍所述空氣壓縮機(jī)來降低從該空氣壓縮機(jī)發(fā)出的噪音；冷卻風(fēng)扇，用于將空氣導(dǎo)入所述防音箱內(nèi)，利用該空氣對所述空氣壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻；包圍所述氧氣濃縮器及防音箱的殼體；和排氣管道，設(shè)置在所述殼體內(nèi)，用于將來自所述冷卻風(fēng)扇的排氣導(dǎo)向所述殼體的外部，所述排氣管道包括具有水平部分和通過一個彎曲部與所述水平部分的一端連接的垂直部分，并呈大致L字形延伸設(shè)置的中空外殼；以及貼附在所述外殼的內(nèi)面上、具有2～20mm厚度的吸音材料，所述外殼配置在所述殼體內(nèi)，使所述水平部分的另一端與所述冷卻風(fēng)扇的空氣出口連通，使所述垂直部分的下端與所述排氣口連通，并具有12～20cm2的截面面積和350～450mm的長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，在所述防音箱內(nèi)設(shè)有水平配置的分隔壁，由該分隔壁將所述防音箱的內(nèi)部空間分隔成上方空間和下方空間，在所述上方空間內(nèi)，所述空氣壓縮機(jī)設(shè)置在所述分隔壁的上面，在所述上方空間內(nèi)，所述冷卻風(fēng)扇設(shè)置在所述空氣壓縮機(jī)的上方。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述防音箱在其側(cè)壁上，于比所述分隔壁低的位置上形成空氣入口開口部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述空氣壓縮機(jī)具有為了與所述下方空間連通而貫通所述分隔壁延伸設(shè)置的吸入管。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述分隔壁具有連通所述上方空間和所述下方空間用的冷卻空氣通路，使所述下方空間內(nèi)的空氣的一部分通過冷卻空氣通路流入所述上方空間內(nèi)，對所述空氣壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻，由所述冷卻風(fēng)扇通過所述排氣管道排出到所述殼體外部。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述氧氣濃縮器的氮?dú)獬隹谂c所述防音箱的上方空間連通。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，所述殼體在側(cè)壁上形成空氣入口，在底壁上形成排氣口，所述排氣管道與所述排氣口連通。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氧氣濃縮裝置，其特征在于，在所述殼體頂壁的內(nèi)面上，設(shè)置用于控制所述空氣壓縮機(jī)、所述冷卻風(fēng)扇以及所述氧氣濃縮器的電氣控制裝置，在所述殼體內(nèi)設(shè)置有用于使從所述空氣入口流入所述殼體內(nèi)的空氣向所述電氣控制裝置流動的偏向板。
全文摘要
一種從空氣中將氮?dú)馕?、分離出來生成氧氣濃縮氣體的氧氣濃縮裝置10，包括氧氣濃縮器40，具有填充了用于吸收氮?dú)獾奈談┑奈胀?、空氣入?4、氧氣出口50和氮?dú)獬隹?6；用于從空氣入口44供給壓縮空氣的空氣壓縮機(jī)30；防音箱20，通過包圍空氣壓縮機(jī)30來降低從空氣壓縮機(jī)30發(fā)出的噪音，在側(cè)壁上形成有肋20a；冷卻風(fēng)扇36，用于將空氣導(dǎo)入防音箱20內(nèi)，利用該空氣對空氣壓縮機(jī)30進(jìn)行冷卻；包圍氧氣濃縮器40及防音箱20的殼體12；和排氣管道60，設(shè)置在殼體12內(nèi)，用于將來自冷卻風(fēng)扇36的排氣導(dǎo)向殼體12的外部。
文檔編號B01D53/04GK1638832SQ03805139
公開日2005年7月13日 申請日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月5日
發(fā)明者中村仁志, 田川正和, 岡田克彥 申請人:帝人株式會社