説明

酸素濃縮器

【課題】酸素富化膜を利用し、目の細かなフィルターを使用しなくとも、酸素濃縮能の低下を防止し、もって実用化し得るようにした酸素濃縮器を提供する。
【解決手段】酸素富化膜の大気側にエアーの流れを生じさせ、該酸素富化膜の他面を減圧にして酸素富化空気を得る酸素濃縮装置において、前記酸素富化膜を通過した大気側のエアーの流れを、マイナスイオン発生器を通してマイナスイオン化エアーとした。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明は、酸素の豊富な空気を吸ってリラックスしたり、有酸素運動効果などが期待できる酸素富化膜を利用した酸素濃縮器に係り、詳記すれば、酸素富化膜の酸素濃縮能の低下を抑制し、酸素富化膜のライフサイクルを向上させた酸素濃縮器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の普及、冷暖房の普及などにより、大気中の炭酸ガス濃度は、徐々に増大していると伝えられている。
【0003】そのため、人体の呼吸による酸素摂取量を増大させるため、エアロビクス体操やジョギングなどが普及し、その対策が講じられている。しかしながら、混雑した車内や換気が不充分な室内など、酸素が欠乏した状況は、我々の生活空間の至るところに存在する。
【0004】このような理由から、身近にあって手軽に酸素を補給するための酸素呼吸器が利用されているが、従来の酸素呼吸器としては、主としてモレキュラーシーブを使用したもの(PAS方式と呼ばれている)が、知られていた。しかしながら、このものは大型になり、騒音を発することと高価になる欠点があるほか、使用しているとモレキュラーシーブの酸素濃縮能が低下する問題があった。
【0005】一方、酸素富化膜を利用した酸素呼吸器も提案されているが、未だ実用化には至っていない。その理由は、酸素富化膜は無孔膜であるが、油分やたばこのヤニなどの有機物が膜の大気側に付着すると、酸素濃縮能が低下するからである。油分やヤニなどの除去には、目の細かなフイルターが必要であるが、目が細かくなると空気の通過抵抗が大きくなるので、所望の濃縮度を達成するには、大型のブロアーを使用しなければならなかったが、大型のブロアーを使用したのでは、酸素富化膜を使用した利点がなくなるからである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】この発明は、このような点に着目してなされたものであり、酸素富化膜を利用し、目の細かなフィルターを使用しなくとも、酸素濃縮能の低下を防止し、もって実用化し得るようにした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】上記目的を達成するため、本発明者は鋭意研究の結果、大気中のエアーをマイナスイオン化することによって、油分やヤニなどが酸素富化膜に付着し難くなることを想到し、本発明に到達した。即ち、エアーをマイナスイオン化することによって、油分やヤニなどがエアーに含まれなくなることと、若干含まれていても、マイナスイオン化することによって、粗いフイルターでも除去できるようになるからである。
【0009】本発明のうち請求項1に記載の発明は、酸素富化膜の大気側にエアーの流れを生じさせ、該酸素富化膜の他面を減圧にして酸素富化空気を得る酸素濃縮装置において、前記酸素富化膜を通過した大気側のエアーの流れをマイナスイオン発生器を通してマイナスイオン化エアーとしたことを特徴とする。
【0010】送風機によって前記エアーの流れを生じさせ、室内の空気を循環させて、マイナスイオン化した空気の流れを、酸素富化膜の大気側に生じさせるようにすれば、油分やヤニなどが酸素富化膜に付着するのを効果的に防止することができる(請求項3)。
【0011】前記送風機からのエアーをゴミなどを除去するフイルターを通して、酸素富化膜の大気側にエアーの流れを生じさせるようにすると、より完全に油分やヤニなどが酸素富化膜に付着するのを防止することができる(請求項4)。
【0012】減圧にするポンプと酸素富化空気の吸入口との間に第1の逆止弁を連結し、該ポンプと該第1の逆止弁との間に、第2の逆止弁と除菌フィルターとを連結したバイパスラインを設け、該第2の逆止弁は、酸素富化空気は通過しないが、ポンプ停止時には、外気が前記除菌フィルターを通って通過するように構成すると良い(請求項5)。このように構成すれば、菌は酸素富化膜を通過しないので、装置内のバクテリアの繁殖を防止し、装置内を常に無菌の状態に保つことができる。
【0013】酸素富化空気の吸入口には、マスク若しくはカニューラを連結し、該マスク若しくはカニューラには、酸素富化空気中の水分を除去する水トラップを連結すると良い。このようにすれば、空気中の水分濃度が高い場合でも、鼻孔に水が入るのを防止することができる。
【0014】また本発明は、波動エネルギーを付与した酸素富化空気を生成する酸素濃縮器を提供することを目的とする。しかして従来、水に波動エネルギーを付与することは知られていたが、酸素富化空気のような気体に波動エネルギーを付与することは知られていない。
【0015】ここで波動とは、量子力学の世界における原子を構成する電子・陽子・中性子等の素粒子レベルの振動エネルギーをいい、超微弱なエネルギーである。自然界に存在するあらゆる物質は原子から成り、さらに分子は1個あるいは多数個の原子から構成されている。そして、人間をはじめとするあらゆる動物も、また、樹木をはじめとする植物も、本来、固有かつ正常な波動エネルギーを有する。
【0016】しかしながら、固有かつ正常な波動エネルギーを示すのは、その動物や植物が健康な状態の場合であって、環境、呼吸、食事等の摂取などの外的要因や、遺伝情報、ストレス等のネガティブな感情などの内的要因により、原子、分子、細胞、器官や組織等の生物体、物体、生命体に波動の乱れが生じて、正常な波動エネルギーが阻害され、その結果、病気等の不健康な状態となって、異常波動を放射する。
【0017】本発明は、健康的な体や精神あるいは健康的な環境に積極的に関与することができる酸素富化空気を提供しようとするものであり、酸素富化空気を波動セラミックスに接触させ、該波動セラミックスからの波動エネルギーを、酸素富化空気に付与することを特徴とする(請求項7)。前記波動セラミックスを水に浸漬し、該波動セラミックスからの波動エネルギーを、水を介して前記酸素富化空気に付与すると更に効果的である(請求項8)。
【0018】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明する。
【0019】図1は、酸素富化膜による酸素濃縮の原理を示すものである。酸素富化膜の両面に圧力差を設けると、大気側の酸素と窒素は、膜表面に「溶解」し、膜内に「拡散」し、減圧側の膜表面から「離脱」する。「溶解」と「拡散」のスピードが、酸素は窒素の約2.5倍であるため、減圧側で酸素富化空気が得られる。大気側は、窒素富化空気となるが、空気の流れによって、酸素富化膜から除去される。
【0020】図2は、本発明の酸素濃縮システムの原理図を示すものであり、酸素富化膜の大気側に或る程度以上の速度の空気の流れを作る。流れが不充分であると、膜表面で酸素濃度が低下し、酸素富化空気の濃度が低下する。減圧ポンプで−560mmHgの減圧度にすると、図1に示すように酸素濃度32%の酸素富化空気が得られる。減圧ポンプによる減圧度は、酸素富化膜の種類、目的とする酸素富化濃度によって異なるが、健康に良い32%前後の酸素濃度にするには、−500〜600mmHgの減圧度にするのが良い。
【0021】図3は、本発明の酸素濃縮器の実施例を示すものであり、酸素富化膜2は、酸素富化空気の通路となる連続発泡体(図示せず)を多孔質支持膜(図示せず)を介して挟持した構造体を、枠体に収容し、枠体と酸素富化膜2との連結部は、シールテープでシールした構造に形成されている。そして酸素富化膜2の外周大気側にファン1によってエアーの流れが生じるように構成され、多孔質支持膜と連続発泡体とからなる内周減圧側は、ポンプ4によって、減圧にされるようになっている。
【0022】酸素富化膜2を通過した酸素富化空気は、多孔質支持膜と連続発泡体とを通って、ラインへの出口13からポンプ4、逆止弁5を通って出口6から流出するようになっている。
【0023】筒状体外周側のエアーの流れは、マイナスイオン発生器3を通ってマイナスイオン化エアー(マイナスイオン化空気)となり、室内の空気の循環により、ファン1によって、マイナスイオン化エアーの流れが、酸素富化膜2の大気側に生じるようになっている。
【0024】酸素富化膜は、無孔膜であるが、油分やたばこのヤニなどの有機物が膜の大気側に付着すると、酸素濃縮能力が低下する。膜を長期間安定して使用するためには、膜に供給する空気を清浄に保つ必要がある。しかし、油分やヤニなどの微粒子の浄化には、目の細かなフィルターなどが必要であるが、目が細かくなると空気の通過抵抗(通気抵抗)が大きくなり、大型のブロアなどの通風装置が必要となる。酸素富化膜の性能上、大気側の空気の流量は、酸素富化空気の流量の50倍程度必要であるからである。
【0025】このようにエアーをマイナスイオン化することによって、油分、ヤニ及びごみなどが室内に付着するので、これらが酸素富化膜に付着するのを防止することができる。
【0026】しかしながら、送風機1からのエアーをゴミなどを除去するフイルターを通したエアーによって、酸素富化膜2の大気側にエアーの流れを生じさせるようにするのが良い。マイナスイオン化しても若干の異物は混入することと、マイナスイオン化することにより、目の粗いフィルターによっても、油分、ヤニ及びごみなどを除去することができるので、エアーの流速を落とさなくとも良いので、大型のブロアを使用しなくとも、酸素富化能の低下を防止することができるからである。
【0027】本発明に使用する酸素富化膜2及びマイナスイオン発生器3自体は公知であり、公知のものを使用すれば良い。また、上記実施例では、酸素富化膜2で、連続発泡体を多孔質支持膜を介して挟持した構成としている。これは酸素富化膜2が非常に薄いものでるので、このようにしているわけであるが、他の公知の手段によっても勿論良い。
【0028】減圧ポンプ4が停止すると、酸素富化膜2と減圧ポンプ4のラインが負圧となり、第1の逆止弁5の動作不良などが原因で、酸素富化空気出口6から空気が逆流する場合が生じる。このように逆流が生じると、配管内部に雑菌が入り、これが繁殖すると極めて非衛生的になる。また、加湿瓶を使用する場合は、加湿瓶内の水が配管及び減圧ポンプ4に浸入する。
【0029】第2の逆止弁7は空気を負圧側に供給し、この逆流を防止するものである。尚、空気の供給に際し、菌が混入しないように、菌を通過させない除菌フィルタ8が設けられている。
【0030】酸素富化空気出口6には、図4に示すようなマスク9やカニューラ10が、チューブ12によって連結されている。マスク9やカニューラ10には、水トラップ11が連結されている。
【0031】酸素富化膜は、水分子を透過させるため、加湿瓶などを利用した加湿が不要な利点があるが、酸素富化膜に供給する大気側の空気の湿度によって、得られる高酸素空気の湿度が左右される。特に供給する空気の湿度が高い場合は、マスク9やカニューラ10のチューブ12に高酸素空気に含まれる水蒸気が結露し、チューブ内の気流によって、鼻孔に水分が入る場合が生じる。上記したように、水トラップ11を連結することによって、鼻孔に水分が入るのを効果的に防止することができる。
【0032】水トラップ11は、図6に示すように、底面に管13が立設し、水溜め空間14が形成されるようになっている。
【0033】マスク9及びカニューラ10と水トラップ11との距離A及びA´は、30cm以内とするのが良い。
【0034】上記マスク9及びカニューラ10を連結する装置本体部分には、フレーバーボックスを設け、該ボックスに好みのフレーバーシートを入れられるようにすると良い。
【0035】本発明の効果を更に十分発揮させるため、上記のようにして生成した酸素富化空気を波動セラミックスに接触させ、該波動セラミックスからの波動エネルギーを、前記酸素富化空気に付与するようにするのが良い。波動セラミックスを水に浸漬し、該波動セラミックスからの波動エネルギーを、水を介して前記酸素富化空気に付与すると更に効果的である。この場合、加湿瓶の中に波動セラミックスを入れておくと良い。
【0036】本発明に使用する波動セラミックスとしては、好ましくは遠赤外線を放射するセラミックス、例えば風化花崗岩、木節粘土、水晶、トルマリン、コージライトセラミックス及びアルミナセラミックス等が挙げられる。
【0037】次に、波動測定器として、オムニジャパン(株)製オムニセンスを使用し、波動エネルギーを付与した効果を測定した結果を示す。
(A)下記4検体について検査を行った。
空気本発明の酸素濃縮器で生成した酸素濃度32%の酸素富化空気本発明の酸素濃縮器で生成した酸素濃度32%の酸素富化空気を、波動セラミックス(風化花崗岩を使用した)100g収容した容器内を通過させて波動エネルギーを付与した。本発明の酸素濃縮器で生成した酸素濃度32%の酸素富化空気を、風化花崗岩100gと水250cc収容した水中に導入し、水を介して波動エネルギーを付与した。
【0038】波動の乱れの程度を示す波動値の測定結果(全て+の値)は、次表1に示す通りであった。
【0039】
【表1】


この波動測定器は、検査される気体を容器につめて、測定器の入力側に置き、訓練された測定者の官能を活用して、あらかじめコード化された正常(健康)な波動と対照させて、共鳴するか否かを測定し、正常な固有波動に対してどの程度乱れているかを出力側にデジタル表示させた機器である。
【0040】波動値は、+21〜−21の範囲で評価され、+21〜+15が非常に良い状態、+14〜+10が正常の状態、+9〜+5が要注意の状態、+4〜マイナスに至る数値が危険を伴う状態である。
【0041】表1の結果から、通常の空気は、要注意の状態であり、本発明の酸素濃縮器で濃縮した酸素富化空気は、正常の状態に改善され、更に波動セラミックスを通過させると、正常〜非常に良い状態に改善され、更に波動水を通過させると、測定項目全てについて、非常に良い状態に改善される。
【0042】
【発明の効果】以上のべた如く、本発明によれば、大気中のエアーをマイナスイオン化することによって、油分やヤニなどがエアーに含まれなくなることと、若干含まれていても、マイナスイオン化することによって、粗いフイルターでも除去できるようになるので、大型のブロアーを使用しなくとも酸素濃縮能の低下を防止することができるから、酸素富化膜を使用した酸素濃縮器の実用化を初めて達成したものであり、それゆえ極めて画期的な発明である。尚、本出願人の知る限り、この方式による酸素濃縮器は、日本国内はもとより、外国においても市販されていない。
【0043】
【図面の簡単な説明】
【図1】酸素富化膜による酸素濃縮の原理図である。
【図2】酸素富化膜による酸素濃縮システムの原理図である。
【図3】本発明の一実施例を示すフロー図である。
【図4】本発明に使用するマスクの一例を示す斜視図である。
【図5】本発明に使用するカニューラの一例を示す斜視図である。
【図6】本発明に使用する水トラップの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1………ファン
2………酸素富化膜
3………マイナスイオン発生器
4………減圧ポンプ
5………第1の逆止弁
7………第2の逆止弁
8………除菌フィルタ
9………マスク
10………カニューラ
11………水トラップ

【特許請求の範囲】
【請求項1】酸素富化膜の大気側にエアーの流れを生じさせ、該酸素富化膜の他面を減圧にして酸素富化空気を得る酸素濃縮装置において、前記酸素富化膜を通過した大気側のエアーの流れを、マイナスイオン発生器を通してマイナスイオン化エアーとしたことを特徴とする酸素濃縮器。
【請求項2】送風機によって前記エアーの流れを生じさせ、室内の空気を循環させて、前記マイナスイオン化エアーの流れを、前記酸素富化膜の大気側に生じさせるように構成してなる請求項1記載の酸素濃縮器。
【請求項3】前記送風機からのエアーを、ゴミなどを除去するフイルターを通して、前記酸素富化膜の大気側にエアーの流れを生じさせる請求項2記載の酸素濃縮器。
【請求項4】前記減圧にするポンプと酸素富化空気出口との間に第1の逆止弁を連結し、該ポンプと該第1の逆止弁との間に、第2の逆止弁と除菌フィルターとを連結したバイパスラインを設け、該第2の逆止弁は、酸素富化空気は通過しないが、ポンプ停止時には、外気が前記除菌フィルターを通って通過するように構成してなる請求項1〜3のいずれか1項記載の酸素濃縮器。
【請求項5】前記酸素富化空気出口には、マスク若しくはカニューラを連結し、該マスク若しくはカニューラには、酸素富化空気中の水分を除去する水トラップが連結されている請求項4記載の酸素濃縮器。
【請求項6】前記酸素富化空気を波動セラミックスに接触させ、該波動セラミックスからの波動エネルギーを、前記酸素富化空気に付与する請求項1〜5のいずれか1項記載の酸素濃縮器。
【請求項7】前記波動セラミックスを水に浸漬し、該波動セラミックスからの波動エネルギーを、水を介して前記酸素富化空気に付与する請求項6記載の酸素濃縮器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2003−26405(P2003−26405A)
【公開日】平成15年1月29日(2003.1.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2001−216765(P2001−216765)
【出願日】平成13年7月17日(2001.7.17)
【出願人】(000232885)株式会社ロキテクノ (18)
【Fターム(参考)】