酸素濃縮装置
【課題】電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる酸素濃縮装置を提供する。
【解決手段】酸素濃縮装置５０では、ＡＣ電源１の波形を判定してＡＣ電源１が供給されているか否かを判定するＡＣ電源判定回路４と、ＡＣ電源判定回路４によりＡＣ電源１が供給されていると判定された場合には、ＡＣ電源判定回路４を制御するための中央処理部２３の初期化前のタイミングでＡＣ／ＤＣ電源１４を動作させてＡＣ／ＤＣ電源１４からＤＣ電源出力１９を負荷に供給させ、ＡＣ電源判定回路４によりＡＣ電源１が供給されていないと判定された場合には、中央処理部２３の初期化後のタイミングでＤＣ／ＤＣ電源１３を動作させてＤＣ／ＤＣ電源１３からＤＣ電源出力１９を負荷に供給させる電源短時間起動回路２００とを備える。
【解決手段】酸素濃縮装置５０では、ＡＣ電源１の波形を判定してＡＣ電源１が供給されているか否かを判定するＡＣ電源判定回路４と、ＡＣ電源判定回路４によりＡＣ電源１が供給されていると判定された場合には、ＡＣ電源判定回路４を制御するための中央処理部２３の初期化前のタイミングでＡＣ／ＤＣ電源１４を動作させてＡＣ／ＤＣ電源１４からＤＣ電源出力１９を負荷に供給させ、ＡＣ電源判定回路４によりＡＣ電源１が供給されていないと判定された場合には、中央処理部２３の初期化後のタイミングでＤＣ／ＤＣ電源１３を動作させてＤＣ／ＤＣ電源１３からＤＣ電源出力１９を負荷に供給させる電源短時間起動回路２００とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素濃縮装置に関し、特に取り込んだ原料空気を圧縮して、この圧縮空気を吸着剤に供給することで酸素の供給が可能な医療用の酸素濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧力スイング吸着法を利用した酸素濃縮装置は、原料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濃縮酸素を得る構成になっている。
この方式の酸素濃縮装置によれば、取り込んだ原料空気をコンプレッサで圧縮して圧縮空気を発生し、吸着剤を内蔵した吸着筒に対してこの圧縮空気を供給することで該吸着剤に窒素を吸着させ酸素を生成する。そして、生成された濃縮酸素はタンクに貯めておき、減圧弁や流量設定器を介してタンクから所定流量の酸素を供給可能な状態にすることで、患者は鼻カニューラ等の器具を用いて酸素吸入ができる。
【０００３】
この酸素濃縮装置はＡＣ電源（商用交流１００Ｖ電源）が利用できる場所に設置しておけば、例えば肺機能が低下した在宅酸素療法患者が、就寝中でも安全に酸素を吸うことができるようになり安眠できる。特に、在宅酸素療法患者が就寝中も使用する場合には、酸素濃縮装置は騒音発生が極めて少ないことが好ましい。例えば、酸素濃縮装置の騒音は、室内の空調設備から発生する騒音レベル以下となることが望ましい。
【０００４】
また、慢性気管支炎等の呼吸器疾患の患者の治療法として有効となる長期酸素吸入療法に使用される酸素濃縮装置は、一般的には可搬型ではなく、患者が外出先に持ち出せるようには構成されていない。
患者がやむなく外出する場合には、例えば、所定の収容容器に酸素を充填した酸素ボンベを搭載したカートを押しながら、その酸素ボンベから濃縮酸素を吸うようにしている。この酸素ボンベに対する酸素の充填は専用設備にて行なわなければならない。そこで、可搬型や移動型の酸素濃縮装置が提案されており、可搬型や移動型の酸素濃縮装置は、原料空気を取り込んで圧縮空気と減圧空気を発生するコンプレッサを備え、この種の酸素濃縮装置は、ＡＣ電源だけでなく、ＡＣ電源に代えて繰り返して充電可能なバッテリであるＤＣ電源を利用している(特許文献１を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１１０１６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、従来の酸素濃縮装置は、ＡＣ電源を利用できる場所であってもＡＣ電源を利用できない場所であっても酸素生成を行えるようにするために、バッテリを有するＤＣ電源を備えており、ＡＣ電源とＤＣ電源（直流電源）を切り替えることができる二電源供給回路を有している。この二電源供給回路は中央処理部（ＣＰＵ）を有し、二電源供給回路はＡＣ電源を任意のＤＣ電源出力に変換して負荷に対して供給するためのＡＣ／ＤＣ電源と、ＤＣ電源を任意のＤＣ電源出力に変換して負荷に対して供給するためのＤＣ／ＤＣ電源を備えている。
ＡＣ電源を利用できる場所では、ＡＣ／ＤＣ電源がＤＣ／ＤＣ電源よりも優先して任意の直流電源出力を負荷に対して供給できるようにするために、上記の二電源供給回路のＣＰＵは、停電しておらずＡＣ電源が正常に供給されている状態であるか、停電しておりＡＣ電源が供給されていない状態であるかを判定する必要がある。
【０００７】
ここで、二電源供給回路のＣＰＵのプログラムは、上記のようなＡＣ電源の供給の有無を判定する作業を、ＣＰＵの初期化を済ませてからプログラムの処理速度に依存して行うようになっている。
このため、「ＡＣ電源の供給有り」と判定してからＡＣ／ＤＣ電源から負荷に対してＤＣ電源出力を与え、あるいは停電していて「ＡＣ電源の供給無し」と判定してからＡＣ／ＤＣ電源からＤＣ／ＤＣ電源に切り替えて、ＤＣ／ＤＣ電源から負荷に対してＤＣ電源出力を与える。
すなわち、これまでの酸素濃縮装置では、使用者が電源スイッチを投入した後に、ＡＣ電源の供給の有無を判定する作業を、ＣＰＵの初期化を済ませてからプログラムの処理速度に依存して行っている。このようにしてＡＣ／ＤＣ電源とＤＣ／ＤＣ電源の電源供給ラインを切り替えるようにしていることから、この切り替え作業に時間がかかり、ユーザは、電源スイッチが投入後に、負荷に対してＤＣ電源出力が供給されるまでに比較的長い時間待たされる。
このため、ユーザが、待ち時間の間に、酸素濃縮装置が故障していると勘違いしてしまうことが懸念される。
本発明は以上の課題を解決するためになされたものであり、電源投入後、負荷に対してＤＣ電源出力を迅速に供給することができる酸素濃縮装置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】
本発明の酸素濃縮装置は、ＡＣ電源によりＡＣ／ＤＣ電源から負荷に対してＤＣ電源出力を供給するか、あるいはＤＣ電源によりＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力の供給を負荷に対して行うことで、原料空気から濃縮酸素を生成する酸素濃縮装置であって、前記ＡＣ電源の波形を判定して前記ＡＣ電源が供給されているか否かを判定するＡＣ電源判定回路と、電源投入後に前記ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、前記ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングで前記ＡＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＡＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させ、前記ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていないと判定された場合には、前記中央処理部の初期化後のタイミングで前記ＤＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させる電源短時間起動回路とを備えることを特徴とする。
上記構成によれば、電源投入後、中央処理部の初期化以前においても、ＡＣ電源判定回路が、ＡＣ電源の供給さえ確認できれば、ＡＣ／ＤＣ電源を利用し交流−直流変換して、電源出力の供給を中央処理部のプログラムにおける判定を待たずに、変換後のＤＣ電源出力を負荷に対して、前記電源投入と同時に供給することができる。
例えば、酸素濃縮装置のプラグがコンセントに挿入されていない場合には、前記中央処理部の初期化後のタイミングで、例えば内蔵のＤＣ電源からのＤＣ電源出力が負荷に対して供給される。
このように、電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができるから、ユーザが、例えばプラグをコンセントに差し込んでいるのに、なかなか酸素濃縮装置が起動しないことから、停電や機器の故障であると誤って判断したり、疑念を持ったりすることがない。また、ＤＣ電源からＤＣ電源出力を使用しなければならない場合には、従来どおり中央処理部のプログラムの初期化を待って、適切にＤＣ電源が供給されるが、この場合は、通常、プラグがコンセントに差し込まれていないので、ユーザは故障などの疑いを持つことはない。
【０００９】
本発明の酸素濃縮装置では、前記電源短時間起動回路は、前記中央処理部の初期化後のタイミングで前記中央処理部は前記ＡＣ電源が供給されているか否かの判定を行うＡＣ電源供給判定中に前記ＤＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させることを特徴とする。
上記構成により、中央処理部の初期化後のタイミングでＡＣ電源供給判定中に前記ＤＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給するので、ＡＣ電源の供給の判定結果を待たずにＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給でき、電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる。
【００１０】
本発明の酸素濃縮装置では、使用者が操作することでオンオフ可能な電源スイッチを有し、前記電源スイッチがオンされると、前記電源短時間起動回路は、前記ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、前記ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングで前記ＡＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＡＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させることを特徴とする。
上記構成により、使用者が電源スイッチをオンして電源投入後に、ＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる。
【００１１】
本発明の酸素濃縮装置では、前記ＤＣ電源は、前記ＡＣ電源からの電源供給により繰り返して充放電可能なバッテリを有することを特徴とする。
上記構成により、ＤＣ電源のバッテリはＡＣ電源を電気的に接続すれば、ＡＣ電源からの電源供給により充電可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、電源投入後、負荷に対してＤＣ電源出力を迅速に供給することができる酸素濃縮装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の酸素濃縮装置の実施形態の外観を示す前側から見た斜視図である。
【図２】図１の酸素濃縮装置の外観の背面図である。
【図３】図１と図２に示す酸素濃縮装置の概略構成を示す系統図である。
【図４】電源供給判定回路を有する電源短時間起動回路の構成を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、電源供給判定回路の電源供給判定表を示し、図５（Ｂ）は、電源供給判定回路の動作タイミングを示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、ＡＣ電源判定回路を示し、図６（Ｂ）は、ＡＣ電源判定波形を示す図である。
【図７】自動電源遮断回路の回路構成を示す図である。
【図８】図７の自動電源遮断回路の動作タイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
図１は、本発明の酸素濃縮装置の実施形態の外観を示す前側から見た斜視図である。図２は、図１の酸素濃縮装置の外観の背面図である。
図１と図２に示す酸素濃縮装置５０は、例えば、携帯型（可搬型や移動型ともいう）の酸素濃縮装置である。図１に示す酸素濃縮装置５０は、例えば、酸素生成原理として圧縮空気による圧縮空気力変動吸着法（ＰＳＡ）を用いている。
【００１５】
図１と図２に示す酸素濃縮装置５０は、一例として９０％以上に濃縮された酸素の供給流量が最大５Ｌクラス（５Ｌ／分）の酸素濃縮装置（高さ６２．５ｃｍ，幅３５ｃｍ，奥行き２９．５ｃｍ，重量２３ｋｇ）であり、酸素流量の設定単位は、例えば０．２５Ｌ〜５．００Ｌまで設定できる（０．２５Ｌ〜２．００Ｌまでは、０．２５Ｌごと、２．００Ｌ〜５．００Ｌまでは、０．５０Ｌごと）。酸素濃縮装置５０は、ほぼ直方体状の主筐体１０２と、流量設定が可能な表示部１２８と、加湿器７４と、カニューラ掛け１０２Ｋと、４隅のキャスタ１０２Ｔを有している。
主筐体１０２は、フロントパネル１０２Ｆと、左右のサイドパネル１０２Ｓと、リアパネル１０２Ｒと、上面部１０２Ｄと、底部１０２Ｂを有している。図１に示すように、上面部１０２Ｄには表示部１２８と、酸素出口部１００と、電源スイッチ１０１等が配置されている。フロントパネル１０２Ｆの上部には、幅方向のほぼ中央に加湿器７４の配置部１０２Ｇが開口して設けられている。キャスタ１０２Ｔは底部１０２Ｂの四隅部分に配置され、酸素濃縮装置５０はこれらのキャスタ１０２を用いて移動可能になっている。
【００１６】
図２を参照すると、リアパネル１０２Ｒは、上部の中央位置に主筐体１０２内に外気を取り入れるための空気取り入れ口１０５が形成され、下部の右側に主筐体１０２内の温まった空気を外部に排出するための排気口１０６が形成されている。空気取り入れ口１０５の内面側には、空気取り入れフィルタ５１が着脱可能に装着されている。その他に、左右のサイドパネル１０２Ｂは取手１０８を有し、底部１０２Ｂは巻き取り式の電源コード９を有している。
【００１７】
図３は、図１と図２に示す酸素濃縮装置５０の概略構成を示す系統図である。
図３において、酸素濃縮装置５０は、制御部３０を備えている。制御部３０は、生成する酸素量に応じた、最適な動作モードに切り替える機能を備えており、後述するように、自動的にコンプレッサ５２と送風ファン５３を、多くの酸素生成をする場合は高速に、少ない酸素生成時において低速に、それぞれ回転駆動する制御を行う。
【００１８】
図３の制御部３０には、原料空気から濃縮酸素を生成する濃縮酸素生成手段を構成するコンプレッサ５２のモータおよび送風ファン５３のモータの駆動制御を夫々行うモータ制御部やセンサ類が直接あるいは付加する制御部を介して電気的に接続されているが、その配線は図３を見にくくして理解を妨げるので省略する。
制御部３０には、バッテリ２４と、家庭用の交流電源用のコンバータ等を内蔵したアダプタ３１が接続されている。バッテリ２４としては、例えば、繰り返して充放電可能でいわゆるマネジメント機能を備えたリチウムイオンバッテリ等の二次電池が使用されている。
制御部３０には所定動作プログラムを記憶したＲＯＭ（読み出し専用メモリ）が内蔵されるとともに、制御部３０には記憶装置と揮発メモリと一時記憶装置とリアルタイムクロック等がさらに接続されており、制御部３０は図示しない外部コネクタを介して通信回線などと接続することで記憶内容へのアクセスが可能となるように構成されている。
【００１９】
図３において、酸素濃縮装置５０は、図２に示す空気取り入れ口１０５から原料空気を取り入れるようになっており、取り入れされた原料空気は、空気取り入れ管Ｌ１とフィルタ５１を通じて、空気圧縮部としてのコンプレッサ５２に供給され、コンプレッサ５２は濃縮酸素を生成するために必要な圧縮空気を発生させている。このコンプレッサ５２の近傍には、コンプレッサ５２を冷却するための送風ファン５３が設けられており、コンプレッサ５２の昇圧とともに温度が上がるので、この送風ファン５３はコンプレッサ５２を冷却する。
【００２０】
コンプレッサ５２からは、安全弁５４と熱交換器５５が接続された圧縮空気の送り管Ｌ２が延びている。その圧縮空気の送り管Ｌ２の下流側と供給経路切り替え手段５６との間は、送り管Ｌ４により接続されている。送り管Ｌ４は、２つに分かれた分岐管Ｌ４−１、Ｌ４−２を備え、分岐管Ｌ４−１は、第１の三方弁５７に接続され、分岐管Ｌ４−２は、第２の三方弁５８に接続されている。第１の三方弁５７と第２の三方弁５８は、供給経路切り替え手段５６に対して通電することで、流路の切り替えができる２位置切換え型のパイロット弁付電磁弁である。
【００２１】
図３に示すように、第１の三方弁５７のノーマルオープンポート５７ａに分岐管Ｌ４−１の先端の加圧空気ポートが接続され、この第１の三方弁５７のノーマルクローズポート５７ｂにはバイパス管Ｌ５が接続されている。バイパス管Ｌ５は大気解放管Ｌ６に接続されている。同様に、第２の三方弁５８のノーマルオープンポート５８ａに分岐管Ｌ４−２先端の加圧空気ポートが接続され、ノーマルクローズポート５８ｂはバイパス管Ｌ５と接続された大気解放管Ｌ６に接続されている。大気解放管Ｌ６の下流には、大気解放時の消音を図るためのサイレンサ５９が配置されている。
【００２２】
三方弁５７の出口ポート５７ｃは、原料空気から濃縮酸素を生成する濃縮酸素生成手段を構成する第１吸着筒６１に対して管路Ｌ７を介して接続され、三方弁５８の出口ポート５８ｃは、第２吸着筒６２に対して管路Ｌ８を介して接続されている。第１吸着筒６１と第２吸着筒６２内には、それぞれ合成ゼオライトが充填されている。第１吸着筒６１と第２吸着筒６２の出口側から延びる管路Ｌ９、Ｌ１０は、１つの均等圧弁６３に接続されている。第１吸着筒６１と第２吸着筒６２の下流には、管路Ｌ１１、Ｌ１２と逆止弁６４，６５を介して、製品タンク６６が配置されている。この製品タンク６６は、生成した濃縮酸素を貯留するためのタンクであり、製品タンク６６にはこのタンク内の圧力を計測するための圧力センサ６７が接続されている。
製品タンク６６から延びる下流の配管Ｌ１３には、圧力調整器（減圧弁）６８、フィルタ６９、酸素センサ７１、流量コントローラ７２、圧力センサ７３、加湿器７４、流量センサ７５が順次接続され、濃縮酸素は酸素出口部１００と図示しない鼻カニューラを通じて、使用者に供給できるようになっている。
【００２３】
上述した酸素濃縮装置５０を使用して、濃縮酸素を使用者に供給する場合には、室内の原料空気は、図２の空気取り入れフィルタ５１と吸気フィルタを経て、コンプレッサ５２で加圧され、合成ゼオライトが充填されている第１吸着筒６１と第２吸着筒６２に送りこまれる。この合成ゼオライトは、例えばＳｉ２０３／Ａｌ２Ｏ３比が２．０〜３．０であるＸ型ゼオライトであり、かつこのＡｌ２Ｏ３の四面体単位の少なくとも８８％以上をリチウムカチオンと結合させたものを用いることで、単位重量当たりの窒素の吸着量を増やせるようにしている。送りこまれた原料空気の窒素は、加圧された状態で第１吸着筒６１と第２吸着筒６２内の合成ゼオライトにより吸着されて濃縮酸素が生成される。第１吸着筒６１と第２吸着筒６２の内の一方で窒素を吸着し、第１吸着筒６１と第２吸着筒６２の内の他方は、三方弁５７，５８の切り替え動作により圧力を開放して吸着している窒素を脱離して、合成ゼオライトの再生が行われる。
【００２４】
脱離された窒素は、管路Ｌ６とサイレンサ５９を通じて室内に排出される。第１吸着筒６１と第２吸着筒６２を交互に使用することにより、連続して濃縮酸素を生成する。生成された濃縮酸素は、製品タンク６６に貯められて、圧力調整器７２により一定圧力にされた後に、患者等の使用者に供給される。使用者は、酸素出口部１００と鼻カニューラとを経て、例えば最大流量５Ｌ／分の流量で、約９０％程度以上に濃縮された酸素の吸入が可能である。
【００２５】
次に、図４は、電源短時間起動回路２００の構成を示す図である。図５（Ａ）は、電源短時間起動回路２００の電源供給判定表を示し、図５（Ｂ）は、電源短時間起動回路２００の動作タイミングを示す図である。図６の図６（Ａ）は、ＡＣ電源判定回路４を示し、図６（Ｂ）は、ＡＣ電源判定波形を示す図である。
まず、図４に示す電源短時間起動回路２００の構成を説明する。
図４に示す電源短時間起動回路２００は、図３に示す制御部３０内に配置されており、この電源短時間起動回路２００は、ＤＣ電源（直流電源）２と、制御用電源３と、第１電源スイッチ１０（図１の電源スイッチ１０１に不図示の回路を設けてスイッチ信号を機能拡張したもので、電源スイッチ１０１と同様の機能である）と第２電源スイッチ１１と、電源供給判定回路１２と、ＤＣ／ＤＣ電源１３と、ＡＣ／ＤＣ電源１４を有している。ＤＣ電源２と制御用電源３とＡＣ／ＤＣ電源１４の整流器１４Ｒが、ＡＣ電源（商用交流電源）１に対して電気的に接続されている。電源供給判定回路１２は、ＡＣ電源１とＤＣ電源２の２つの異なる電源の供給状態を判定する。
【００２６】
図４に示すＤＣ電源２は、充電・出力制御回路７と、ＡＣ電源判定回路４を有している。充電・出力制御回路７は、ＤＣ出力スイッチ９、バッテリ２４を有する。ＡＣ電源判定回路４は、ＣＰＵ（中央処理部）２３を有している。このＣＰＵ２３は、ＤＣ電源２を制御するために配置されている。ＤＣ電源２は、ＡＣ電源１からの電源供給により繰り返して充放電可能なバッテリ２４を有する。これにより、ＤＣ電源２のバッテリ２４はＡＣ電源１を電気的に接続すれば、ＡＣ電源１からの電源供給により繰り返して充電可能である。
充電・出力制御回路７のＤＣ出力スイッチ９をオンすると、ＤＣ入力２２がＤＣ／ＤＣ電源１３に対して入力されるようになっている。
ＡＣ電源判定回路４から電源供給判定回路１２に対して停電検出（信号）５と復電検出（信号）６が入力される。制御用電源３から電源供給判定回路１２に対して制御電源２５が供給される。ＧＮＤ２１と電源供給判定回路１２の間には、第１電源スイッチ１０が配置され、ＡＣ電源１と整流器１４Ｒの間には、第２電源スイッチ１１が配置されていて、第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１のオンオフ操作は連動している。第１電源スイッチ１０をオンすると、ＧＮＤ２１から電源供給判定回路１２に対して第１電源スイッチ信号２６が送られる。制御電源２５と第１電源スイッチ信号２６の間には、抵抗Ｒ２０が配置されている。
【００２７】
図４の電源供給判定回路１２は、３つのインバータ回路１２Ｂ、１２Ｈ、１２Ｋ、アンド回路１２Ｃ、オア回路１２Ｄ、アンド回路１２Ｆ、１２Ｇを有している。停電検出５は、アンド回路１２Ｇの入力端とインバータ回路１２Ｈの入力端に入力され、アンド回路１２Ｇは、ＤＣ／ＤＣ電源１３に対してＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５を出力する。
復電検出６は、インバータ回路１２Ｂ入力端とオア回路１２Ｄの入力端に入力され、インバータ回路１２Ｂ、１２Ｈの出力端はアンド回路１２Ｃの入力端に入力され、アンド回路１２ＣからのＤＣ電源無し信号２８は、オア回路１２Ｄの入力端に入力されることで、オア回路１２Ｄの出力端からはアンド回路１２Ｆの入力端に対して復電制御信号２９が入力される。第１電源スイッチ信号２６はインバータ回路１２Ｋの入力端に入力され、インバータ回路１２Ｋの出力端からは、電源スイッチ信号２７がアンド回路１２Ｇの入力端とアンド回路１２Ｆの入力端に入力される。
【００２８】
アンド回路１２Ｆは、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６をＡＣ／ＤＣ電源１４に出力する。ＤＣ／ＤＣ電源１３から出力される第１ＤＣ出力１７、あるいはＡＣ／ＤＣ電源１４から出力される第２ＤＣ出力１８は、ＤＣ電源出力１９として酸素濃縮装置の負荷Ｍに供給されるようになっている。
ＡＣ／ＤＣ電源１４は、ＡＣ電源１の交流電源を直流電源に変換して任意の直流電源出力であるＤＣ電源出力１９を生成するためのものである。ＤＣ／ＤＣ電源１３は、バッテリ２４の直流電源を直流／直流変換して任意の直流電源出力であるＤＣ電源出力１９を生成するためのものである。
【００２９】
ここで、図６（Ａ）を参照して、図４に示すＤＣ電源２のＡＣ電源判定回路４の構成例を説明する。
図６（Ａ）に示すＡＣ電源１は、例えば商用交流電源であるＡＣ１００Ｖ電源であり、端子ＡＣ１、ＡＣ２とスイッチ１３Ｔを介してトランス２Ｔに電気的に接続されている。このトランス２Ｔは、整流器３ＲとコンデンサＣ４を介して電圧安定化回路５Ｄに接続されている。また、トランス２Ｔは、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を介して、ＡＣ電源判定回路４に接続されている。
図６（Ａ）に示す電圧安定化回路５ＤとＡＣ電源判定回路４からは、電源出力Ｖ１６ＣとＧＮＤ７Ｃが得られる。電圧安定化回路５Ｄは、ＡＣ電源判定回路４に配置されたＣＰＵ２３に供給するＤＣ電源であり、電源出力Ｖ１６ＣがＣＰＵ２３の電源として供給されている。抵抗Ｒ３の両端に発生するＡＣ電源判定電圧Ｖ２は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により調整されており、ＡＣ電源判定電圧Ｖ２はＣＰＵ２３が判断できるように調整された電圧である。
図６（Ｂ）には、ＷＡＶＥ(ＡＣ電源判定波形)１５Ｗを示している。ＡＣ電源有無を判定するためのＣＰＵ２３の判定プログラムは、このＷＡＶＥ(ＡＣ電源判定波形)１５Ｗの極大―極小値、ＡＣ電源判定電圧Ｖ２、１／２周期期間Ｔ２、Ｔ３、そしてＡＣ電源周期期間Ｔ１等により、正弦波および周波数の判定をする。このＡＣ電源有無の判定時間は数秒を要しており、ＡＣ電源有無の判定時間は図５(Ｂ)に示すＡＣ電源供給判定時間ｔ３に相当する。
【００３０】
次に、図４と図５を参照して、酸素濃縮装置における電源短時間起動回路２００の動作を説明する。
なお、図５（Ａ）に示すように、本発明の実施形態の酸素濃縮装置の電源短時間起動回路２００では、「ＤＣ電源２」有りのシステム構成と、「ＤＣ電源２」無しのシステム構成がある。なお、「ＤＣ電源２」無しの場合は図４に示すＤＣ／ＤＣ電源１３及びＤＣ電源２が構成からはずされる。
【００３１】
図５（Ａ）において、図４のＤＣ／ＤＣ電源１３が無いシステム構成では、（すなわちＡＣ電源１が電気的に接続されていて停電していない場合）ＡＣ／ＤＣ電源１４がオンとなり、ＤＣ／ＤＣ電源１３はオフになり、ＤＣ電源出力１９はオンである。ＡＣ電源１が電気的に接続されているが停電している場合、ＡＣ／ＤＣ電源１４がオフになり、ＤＣ／ＤＣ電源１３はオフになり、ＤＣ電源出力１９はオフである。
これに対して、図５（Ａ）において、ＤＣ／ＤＣ電源１３が有るシステム構成では、ＣＰＵ２３から復電検出６がある（すなわちＡＣ電源１が電気的に接続されていて停電していない場合）とＡＣ／ＤＣ電源１４がオンとなり、ＤＣ／ＤＣ電源１３はオフになり、ＤＣ電源出力１９はオンである。ＣＰＵ２３から停電検出５がある（すなわちＡＣ電源１が電気的に接続されているが停電している場合）とＡＣ／ＤＣ電源１４がオフになり、ＤＣ／ＤＣ電源１３はオンになり、ＤＣ電源出力１９はオンである。このように、ＡＣ電源１が電気的に接続されておりＡＣ電源出力が供給されていると、ＤＣ電源であるバッテリ２４に優先して供給されるようになっている。
【００３２】
図４に示すＡＣ電源判定回路４中のＣＰＵ２３が、図６（Ｂ）に示すＡＣ電源判定波形１５ＷをＣＰＵプログラムで判定して、ＡＣ電源１が電気的に接続されて供給されているか、あるいは接続されておらず供給されていないかを判定する。
図４において、「ＤＣ電源２」無しのシステム構成においては、電源供給判定回路１２が「ＤＣ電源２」無しを判定して、ＡＣ／ＤＣ電源１４を動作させる。「ＤＣ電源２」無しの場合には、停電検出５と復電検出６がインアクティブ（ＩＮＡＣＴＩＶＥ）となり、電源供給判定回路１２が動作して、ＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５がインアクティブになる一方、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６がアクティブ（ＡＣＴＩＶＥ）となってＡＣ／ＤＣ電源１４だけが動作する。従って、第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１が連動してオンされていた場合には、ＡＣ電源１が整流器１４Ｒに供給されるので、第２ＤＣ出力１８が、ＤＣ電源出力１９としてコンプレッサ５２のモータや送風ファンのモータ、パイロットランプ等の負荷Ｍに対して出力される。
【００３３】
一方、図４において、「ＤＣ電源２」有りのシステム構成においては、ＣＰＵ２３からの停電検出５がアクティブの場合（すなわちＡＣ電源１が停電中）には、ＣＰＵ２３が、ＤＣ出力スイッチ制御信号８をアクティブにし、ＤＣ出力スイッチ９をオンして、バッテリ２４のＤＣ電源出力をＤＣ入力２２としてＤＣ／ＤＣ電源１３に対して出力させる。さらに、ＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５がアクティブになり、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６がインアクティブになり、ＤＣ／ＤＣ電源１３だけが動作する。従って、第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１が連動してオンされた場合には、ＤＣ／ＤＣ電源１３からの第１ＤＣ出力１７が、ＤＣ電源出力１９としてコンプレッサ５２のモータや送風ファンのモータ、パイロットランプ等の負荷Ｍに対して出力される。
【００３４】
また、「ＤＣ電源２」有りのシステム構成において、ＣＰＵ２３からの復電検出６がアクティブである場合には、ＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５がインアクティブになり、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６がアクティブになり、ＡＣ／ＤＣ電源１４が動作する。従って、第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１が連動してオンされた場合には、ＡＣ／ＤＣ電源１４がＤＣ／ＤＣ電源１３に対して優先して動作して、ＡＣ／ＤＣ電源１４からの第２ＤＣ出力１８が、ＤＣ電源出力１９としてコンプレッサ５２のモータや送風ファンのモータ、パイロットランプ等の負荷Ｍに対して出力される。
【００３５】
ここで、図５（Ｂ）の電源短時間起動回路２００の動作タイミングを参照する。
図５（Ｂ）では、ＡＣ電源１、制御電源２５、第１電源スイッチ１０、第２電源スイッチ１１、電源出力Ｖ１６Ｃ、停電検出５、復電検出６、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６、ＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５、第２ＤＣ出力１８、第１ＤＣ出力１７、そしてＤＣ電源出力１９についての動作タイミング関係例を示している。
図５（Ｂ）において、第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１が時刻ＴＴ１で連動してオンされて、ＣＰＵ２３のために電源出力Ｖ１６Ｃが出力されるまでの期間をｔ１で示している。この時刻ｔ１の終了時刻ＴＴ２からＣＰＵ２３のプログラム初期化が開始され、プログラム初期化が終了するまでの初期化期間をｔ２で示している。この初期化期間ｔ２の後に、ＣＰＵ２３がＡＣ電源供給判定するためのＡＣ電源供給判定期間をｔ３で示し、ＣＰＵ２３がＡＣ電源供給判定結果を出したタイミングはｔ４の開始時点ＴＴ５（ＴＴ５をｔ４の左側とする）である。
【００３６】
図４と図５（Ｂ）を参照すると、図４と図５（Ｂ）に示すＡＣ電源１が、図５（Ａ）に示す時刻ＴＴ０において供給された場合には、制御電源２５は常時動作しており、図４に示すようにこの制御電源２５が電源供給判定回路１２に供給されるので、電源供給判定回路１２は動作している。
使用者が図５（Ａ）に示す時刻ＴＴ１において、図４の第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１を連動してオンすると、図５(Ｂ)に示すようにＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６がアクティブになり、ＡＣ／ＤＣ電源１４から第２ＤＣ出力１８が出力されるので、ＤＣ電源出力１９が出力される。また、図５（Ｂ）に示す電源出力Ｖ１６Ｃも時刻ＴＴ２において出力され、ＣＰＵ２３が期間ｔ２においてプログラムの初期化を実行する。
このＣＰＵ２３は、ＡＣ電源供給判定プログラムを作動する前に、停電検出５と復電検出６をアクティブにして、ＤＣ／ＤＣ電源１３とＡＣ／ＤＣ電源１４をアクティブにし、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６とＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５を同時にアクティブにして、ＤＣ／ＤＣ電源１３とＡＣ／ＤＣ電源１４を同時に作動させ、ＡＣ電源１が供給されていない（すなわち停電中）の場合には、図４のＤＣ電源２のバッテリ２４から、ＤＣ／ＤＣ電源１３を介してコンプレッサのモータ等の負荷Ｍに対して電源供給する。
【００３７】
これにより、図５（Ｂ）におけるＴＴ５（ＴＴ５をｔ４の左側とする）の「ＡＣ電源供給判定結果」が出るのを待たずに、「ＡＣ電源供給判定結果」以前に、ＡＣ電源１が供給されている(停電しておらず通電が可能な状態)場合には、ＡＣ電源１がバッテリ２４に優先して、期間ｔ１中の時刻ＴＴ３のタイミングで、ＤＣ電源出力１９が負荷Ｍに対して供給される。
また、ＡＣ電源１が供給されていない(停電しており通電が不可能な状態)場合には、期間ｔ３中の時刻ＴＴ４のタイミングで、バッテリ２４からのＤＣ電源はＤＣ／ＤＣ電源１３で直流―直流変換されて、ＤＣ／ＤＣ電源１３からＤＣ電源出力１９が負荷Ｍに対して供給される。
従って、ＣＰＵ２３のプログラムが初期化される以前では、ＡＣ電源１の供給をＣＰＵ２３のプログラムでは判断せずに、ＡＣ電源１をＡＣ／ＤＣ電源１４に同時に供給し、その後、ＣＰＵ２３のプログラムでＡＣ／ＤＣ電源１４の供給の有無を判定して、適切に切り替えて、二電源供給の判定時間によって電源スイッチの投入後に、ＤＣ電源出力１９が負荷Ｍに対して供給されるまでの遅れが生じてしまうことを回避して、電源を短時間で起動することができる。
【００３８】
次に、図７と図８を参照して、酸素濃縮装置における自動電源遮断回路３００の構成と動作について説明する。
図７は、自動電源遮断回路３００の回路構成を示す図である。図８は、図７の自動電源遮断回路３００の動作タイミングを示す図である。
図７の自動電源遮断回路３００は、図３に示す制御部３０内に配置されており、自動電源遮断回路３００では、ＡＣ／ＤＣ電源１４は、ＡＣ電源１からＡＣ／ＤＣ電源入力３１１ａ、３１１ｂが入力され、ＡＣ／ＤＣ電源１４は、電源供給スイッチ３０６にＡＣ／ＤＣ電源出力３１２を供給する。電源供給スイッチ３０６がオンすると、ＡＣ／ＤＣ電源１４は酸素濃縮装置用のＤＣ電源３１３を出力し、このＤＣ電源３１３はＣＰＵ供給電源３２０としてＣＰＵ２３に対して供給されるとともに、蓄電器供給電源３２１として電源スイッチ３０９ｂを介して保持制御信号用蓄電器３０８に供給される。この保持制御信号用蓄電器３０８の一端部は電源スイッチ３０９ｂを接続し、この保持制御信号用蓄電器３０８の他端部はグラウンド３１０ｂに接地されている。
【００３９】
図７のＡＣ／ＤＣ電源１４はグラウンド３１０ｃに接地されている。電源供給スイッチ３０６は、電源スイッチ３０９ａと電源制御スイッチ３０７に接続されている。電源スイッチ３０９ａはグラウンド３１０ａに接地されている。電源制御スイッチ３０７は、２入力ＮＡＮＤ回路３０５の出力側に接続され、ＮＡＮＤ回路３０５の入力側はＣＰＵ２３と保持制御信号用蓄電器３０８側に接続されている。電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃは連動してオンオフできる。電源スイッチ３０９ｃはグラウンド３１０ｃに接地されている。
【００４０】
図７において、ＡＣ／ＤＣ電源１４がＡＣ電源１からＡＣ／ＤＣ電源入力３１１ａ、３１１ｂが入力され、使用者が電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ（図１の電源スイッチ１０１に不図示の回路を設けてスイッチ信号を機能拡張したもので、これらは電源スイッチ１０１と同様の機能である）を連動してオンすると、電源制御信号３２２がアクティブになり、電源供給スイッチ３０６がオンして、ＡＣ／ＤＣ電源１４は酸素濃縮装置用のＤＣ電源３１３を出力し、このＤＣ電源３１３はＣＰＵ供給電源３２０としてＣＰＵ２３に対して供給されるとともに、蓄電器供給電源３２１として電源スイッチ３０９ｂを介して保持制御信号用蓄電器３０８を充電し、ＮＡＮＤ回路３０５の一方の入力信号であるハードウェア保持制御信号３１５をアクティブにする。酸素濃縮装置用のＤＣ電源３１３は、図示していないＮＡＮＤ回路３０５の電源及びＣＰＵ２３のＣＰＵ電源３１８に供給され、予めＣＰＵ２３は設定されているプログラムを起動する。
【００４１】
このＣＰＵ２３に設定されているプログラムは、この起動時に必要な初期設定等の処理後、ＮＡＮＤ回路３０５の他方の入力信号である電源保持制御信号３１４をアクティブにする。これにより、ＮＡＮＤ回路３０５の出力である電源制御スイッチオン／オフ信号３１６がアクティブになって電源制御スイッチ３０７がオンになり、電源制御信号３２２が電源スイッチ３０９ａと並列にアクティブとなり、電源供給スイッチ３０６を重複してオンさせる。この後、酸素濃縮装置では図８に示す動作タイミングに従って酸素生成動作が実行される。
【００４２】
図８に示す酸素生成動作の途中で電源スイッチ３０９ａが、例えば図８に示す動作タイミングで示す「電源スイッチオフタイミングＴＦ」で連動されている電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃがオフされると、蓄電器３０８の電荷蓄積量は、ＴＰのタイミングまで２入力ＮＡＮＤ回路３０５の入力信号３１５をアクティブに保持できる能力があり、電源制御スイッチ３０７はオンを続行する。ＣＰＵ２３は酸素生成動作を終了するＴＲのタイミングまで酸素濃縮装置５０を動作させ、電源保持制御信号３１４をインアクティブにし、２入力ＮＡＮＤ回路３０５の電源制御スイッチオン／オフ信号３１６がインアクティブになって電源制御スイッチ３０７がオフになり、電源制御信号３２２がインアクティブとなり、電源供給スイッチ３０６が非導通になり、酸素濃縮装置用のＤＣ電源３１３の供給が絶たれる。従って、ＣＰＵ２３と酸素濃縮装置５０の動作が、図８に示す電源スイッチのオフタイミングＴＲにおいて停止する。
この動作停止の結果、図８に示すように、ＣＰＵ２３と酸素濃縮装置５０の動作の停止である電源スイッチのオフタイミングＴＲが、従来の場合の電源オフタイミングＴＰよりも、電力低減時間ＨＴだけ早いために、オフタイミングＴＲ〜ＴＰ間である図８の「電力低減時間ＨＴ」における無駄な電力消費を防止できる。
【００４３】
ここで、図８を参照して、酸素濃縮装置の動作タイミング例を説明する。
図８においては、起動時ＴＧ、通常運転時動作シーケンスＳＳ、電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃのオフタイミングＴＦ、本発明の実施形態における改良後の電源オフタイミングＴＲ、比較例である従来の電源オフタイミングＴＰを示している。
図８では、図７の電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃをオンした後、電源供給によりハードウェア保持制御信号３１５が立ち上がるとともにＣＰＵ２３の命令により電源保持制御信号３１４が立ち上がる。これにより、図３に示す酸素生成機構のコンプレッサ５２が起動され、三方弁５７，５８が交互に各２秒間駆動（２―３ポート間が貫通）され、第１吸着筒（ＳＶ１）６１と第２吸着筒（ＳＶ２）６２がサイレンサ５９を介して大気につながり、第１吸着筒６１と第２吸着筒６２の圧力が徐圧される。
【００４４】
図３の三方弁５７が、コンプレッサ５２の起動前に、１秒間非駆動状態（１−２ポートが貫通、すなわちノーマルオープンポート５７ａ―出口ポート５７ｃが貫通）にし、コンプレッサ５２の起動後は、コンプレッサ５２から第１吸着筒６１と第２吸着筒６２内に圧縮空気が送り込まれる。三方弁５７が非駆動（１−−２ポートが貫通）の場合には、第１吸着筒６１がコンプレッサ５２につながり加圧され、三方弁５８が非駆動（１−−２ポートが貫通）の場合には、第２吸着筒６２がコンプレッサ５２につながり加圧される。
図３の製品タンク６６内の圧力を監視するセンサ６７が、図８に示す通常運転時動作シーケンスＳＳにおいて最高圧力Ｐ１を検知すると、次のＴ１（洗浄工程）とＴ２（均圧工程）に進む。再びセンサ６７が、最高圧力Ｐ１を検知すると、Ｔ３（洗浄工程）とＴ４（均圧工程）に進み、このシーケンスを繰り返すことにより連続的に濃縮酸素が生成される。
【００４５】
通常の運転時動作シーケンスＳＳに従い酸素生成の連続運転している際に、使用者が図７の電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃを、図８の電源スイッチオフタイミングＴＦにおいてオフすると、電源スイッチオフタイミングＴＦ以降に最高圧力Ｐ１を検知した後に、本発明の実施形態における改良後の電源オフタイミングＴＲにおいてコンプレッサ５２が停止し、三方弁５７、５８の停止直前の駆動が反転駆動されて、第１吸着筒６１と第２吸着筒６２内が徐圧されて終了する。その後、ＣＰＵ２３の命令により電源保持制御信号３１４がオフされ、直ちに電源がオフされる。
【００４６】
通常用いられているハードウェアによる電源自己保持回路では、電源スイッチをオフして遮断後に、酸素濃縮装置の終了動作時間（酸素生成サイクル終了時間）以上経過した後に、図８に示す従来の電源オフタイミングＴＰにおいて電源を遮断するようになっている。このため、電源スイッチが遮断されるタイミングにより酸素濃縮装置の終了動作時間がまちまちになってしまう。すなわち、通常では自己保持回路の保持時間は、コンデンサの電荷蓄積量と放電量により決まる固定値である。従って、酸素濃縮装置の終了動作時間以上の余裕を持った時間ＨＴが必要となり、酸素濃縮装置の終了動作後に酸素濃縮装置が長い時間ＨＴだけ延長して動作することになる。ただし、酸素濃縮装置の終了動作後には新たな酸素生成サイクル動作には入らない。このため、通常の酸素濃縮装置の終了動作後に酸素濃縮装置の電源は自己保持時間動作をし、時間ＨＴだけ無駄な電力消費をしている。
【００４７】
これに対して、本実施形態の酸素濃縮装置では、図７と図８を参照して説明したように、図７に示す自動電源遮断回路３００は、電源自己保持回路に従来のコンデンサ３０８を使用する回路と、ＣＰＵ２３の命令による電源制御スイッチ３０７を直列に入れて、電源スイッチを遮断後、酸素濃縮装置の終了動作が終了すると同時に、ＣＰＵ２３の命令によって電源スイッチを遮断して装置の電源を切る。従って、酸素濃縮装置の濃縮酸素の生成動作の動作終了後、ただちに酸素濃縮装置の電源が切れるので無駄な電力を消費することはない。また、ＣＰＵ２３のプログラムが暴走したとしても、コンデンサによる自己保持時間経過後は電源が遮断されるので、電源がオンのままになる危険も回避できる。
【００４８】
本実施形態の酸素濃縮装置では、ＡＣ電源によりＡＣ／ＤＣ電源から負荷に対してＤＣ電源出力を供給するか、あるいはＤＣ電源によりＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力の供給を負荷に対して行うことで、原料空気を圧縮して圧縮空気を得て、圧縮空気から窒素を吸着して濃縮酸素を生成する酸素濃縮装置であって、ＡＣ電源の波形を判定してＡＣ電源が供給されているか否かを判定するＡＣ電源判定回路を有し、電源投入後にＡＣ電源判定回路によりＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングでＡＣ／ＤＣ電源を動作させてＡＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給させ、ＡＣ電源判定回路によりＡＣ電源が供給されていないと判定された場合には、中央処理部の初期化後のタイミングでＤＣ／ＤＣ電源を動作させてＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給させる電源短時間起動回路を備える。
これにより、中央処理部の初期化以前ではＡＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力の供給を中央処理部のプログラムでは判定せずにＡＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に対して電源投入をするとともに供給することができ、電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる。
つまり、電源投入後、中央処理部の初期化以前においても、ＡＣ電源判定回路が、ＡＣ電源の供給さえ確認できれば、ＡＣ／ＤＣ電源を利用し交流−直流変換して、電源出力の供給を中央処理部のプログラムにおける判定を待たずに、変換後のＤＣ電源出力を負荷に対して、前記電源投入と同時に供給することができる。
例えば、酸素濃縮装置のプラグがコンセントに挿入されていない場合には、前記中央処理部の初期化後のタイミングで、例えば内蔵のＤＣ電源からのＤＣ電源出力が負荷に対して供給される。
このように、電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができるから、ユーザが、例えばプラグをコンセントに差し込んでいるのに、なかなか酸素濃縮装置が起動しないことから、停電や機器の故障であると誤って判断したり、疑念を持ったりすることがない。
また、ＤＣ電源からＤＣ電源出力を使用しなければならない場合には、従来どおり中央処理部のプログラムの初期化を待って、適切にＤＣ電源が供給されるが、この場合は、通常、プラグがコンセントに差し込まれていないので、ユーザは故障などの疑いを持つことはない。
【００４９】
本発明の酸素濃縮装置の実施形態では、電源短時間起動回路は、中央処理部の初期化後のタイミングで中央処理部はＡＣ電源が供給されているか否かの判定を行うＡＣ電源供給判定中にＤＣ／ＤＣ電源を動作させてＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給させる構成である。これにより、中央処理部の初期化後のタイミングでＡＣ電源供給判定中にＤＣ／ＤＣ電源を動作させてＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給するので、ＡＣ電源の供給の判定結果を待たずにＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給でき、電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる。
【００５０】
本発明の酸素濃縮装置の実施形態では、使用者が操作することでオンオフ可能な電源スイッチを有し、電源スイッチがオンされると、電源短時間起動回路は、ＡＣ電源判定回路によりＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングでＡＣ／ＤＣ電源を動作させてＡＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給させる構成である。これにより、使用者が電源スイッチをオンして電源投入後に、ＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる。
【００５１】
本発明の酸素濃縮装置の実施形態では、ＤＣ電源は、ＡＣ電源からの電源供給により繰り返して充放電可能なバッテリを有する。これにより、ＤＣ電源のバッテリはＡＣ電源を電気的に接続すれば、ＡＣ電源からの電源供給により充電可能である。
【００５２】
ところで、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明は様々な修正と変更が可能であり、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形が可能である。
図１に示す酸素濃縮装置５０のコンプレッサ５２は、例えば５Ｌクラスのモータを用いているが、これに限らず例えば３Ｌクラス等に適するモータを用いても良い。また、原料空気から濃縮酸素を生成するには、圧力スイング吸着法に限られず、膜型であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・ＡＣ電源、２・・・ＤＣ電源、１０・・・第１電源スイッチ、１１・・・第２電源スイッチ、１３・・・ＤＣ／ＤＣ電源、１４・・・ＤＣ／ＤＣ電源、１９・・・ＤＣ電源出力、Ｍ・・・負荷、２４・・・バッテリ、５０・・・酸素濃縮装置、５２・・・コンプレッサ、５７・・・第１の三方弁、５８・・・第２の三方弁、６１・・・第１吸着筒、６２・・・第２吸着筒、２００・・・電源短時間起動回路、３００・・・自動電源遮断回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素濃縮装置に関し、特に取り込んだ原料空気を圧縮して、この圧縮空気を吸着剤に供給することで酸素の供給が可能な医療用の酸素濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧力スイング吸着法を利用した酸素濃縮装置は、原料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濃縮酸素を得る構成になっている。
この方式の酸素濃縮装置によれば、取り込んだ原料空気をコンプレッサで圧縮して圧縮空気を発生し、吸着剤を内蔵した吸着筒に対してこの圧縮空気を供給することで該吸着剤に窒素を吸着させ酸素を生成する。そして、生成された濃縮酸素はタンクに貯めておき、減圧弁や流量設定器を介してタンクから所定流量の酸素を供給可能な状態にすることで、患者は鼻カニューラ等の器具を用いて酸素吸入ができる。
【０００３】
この酸素濃縮装置はＡＣ電源（商用交流１００Ｖ電源）が利用できる場所に設置しておけば、例えば肺機能が低下した在宅酸素療法患者が、就寝中でも安全に酸素を吸うことができるようになり安眠できる。特に、在宅酸素療法患者が就寝中も使用する場合には、酸素濃縮装置は騒音発生が極めて少ないことが好ましい。例えば、酸素濃縮装置の騒音は、室内の空調設備から発生する騒音レベル以下となることが望ましい。
【０００４】
また、慢性気管支炎等の呼吸器疾患の患者の治療法として有効となる長期酸素吸入療法に使用される酸素濃縮装置は、一般的には可搬型ではなく、患者が外出先に持ち出せるようには構成されていない。
患者がやむなく外出する場合には、例えば、所定の収容容器に酸素を充填した酸素ボンベを搭載したカートを押しながら、その酸素ボンベから濃縮酸素を吸うようにしている。この酸素ボンベに対する酸素の充填は専用設備にて行なわなければならない。そこで、可搬型や移動型の酸素濃縮装置が提案されており、可搬型や移動型の酸素濃縮装置は、原料空気を取り込んで圧縮空気と減圧空気を発生するコンプレッサを備え、この種の酸素濃縮装置は、ＡＣ電源だけでなく、ＡＣ電源に代えて繰り返して充電可能なバッテリであるＤＣ電源を利用している(特許文献１を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１１０１６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、従来の酸素濃縮装置は、ＡＣ電源を利用できる場所であってもＡＣ電源を利用できない場所であっても酸素生成を行えるようにするために、バッテリを有するＤＣ電源を備えており、ＡＣ電源とＤＣ電源（直流電源）を切り替えることができる二電源供給回路を有している。この二電源供給回路は中央処理部（ＣＰＵ）を有し、二電源供給回路はＡＣ電源を任意のＤＣ電源出力に変換して負荷に対して供給するためのＡＣ／ＤＣ電源と、ＤＣ電源を任意のＤＣ電源出力に変換して負荷に対して供給するためのＤＣ／ＤＣ電源を備えている。
ＡＣ電源を利用できる場所では、ＡＣ／ＤＣ電源がＤＣ／ＤＣ電源よりも優先して任意の直流電源出力を負荷に対して供給できるようにするために、上記の二電源供給回路のＣＰＵは、停電しておらずＡＣ電源が正常に供給されている状態であるか、停電しておりＡＣ電源が供給されていない状態であるかを判定する必要がある。
【０００７】
ここで、二電源供給回路のＣＰＵのプログラムは、上記のようなＡＣ電源の供給の有無を判定する作業を、ＣＰＵの初期化を済ませてからプログラムの処理速度に依存して行うようになっている。
このため、「ＡＣ電源の供給有り」と判定してからＡＣ／ＤＣ電源から負荷に対してＤＣ電源出力を与え、あるいは停電していて「ＡＣ電源の供給無し」と判定してからＡＣ／ＤＣ電源からＤＣ／ＤＣ電源に切り替えて、ＤＣ／ＤＣ電源から負荷に対してＤＣ電源出力を与える。
すなわち、これまでの酸素濃縮装置では、使用者が電源スイッチを投入した後に、ＡＣ電源の供給の有無を判定する作業を、ＣＰＵの初期化を済ませてからプログラムの処理速度に依存して行っている。このようにしてＡＣ／ＤＣ電源とＤＣ／ＤＣ電源の電源供給ラインを切り替えるようにしていることから、この切り替え作業に時間がかかり、ユーザは、電源スイッチが投入後に、負荷に対してＤＣ電源出力が供給されるまでに比較的長い時間待たされる。
このため、ユーザが、待ち時間の間に、酸素濃縮装置が故障していると勘違いしてしまうことが懸念される。
本発明は以上の課題を解決するためになされたものであり、電源投入後、負荷に対してＤＣ電源出力を迅速に供給することができる酸素濃縮装置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】
本発明の酸素濃縮装置は、ＡＣ電源によりＡＣ／ＤＣ電源から負荷に対してＤＣ電源出力を供給するか、あるいはＤＣ電源によりＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力の供給を負荷に対して行うことで、原料空気から濃縮酸素を生成する酸素濃縮装置であって、前記ＡＣ電源の波形を判定して前記ＡＣ電源が供給されているか否かを判定するＡＣ電源判定回路と、電源投入後に前記ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、前記ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングで前記ＡＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＡＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させ、前記ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていないと判定された場合には、前記中央処理部の初期化後のタイミングで前記ＤＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させる電源短時間起動回路とを備えることを特徴とする。
上記構成によれば、電源投入後、中央処理部の初期化以前においても、ＡＣ電源判定回路が、ＡＣ電源の供給さえ確認できれば、ＡＣ／ＤＣ電源を利用し交流−直流変換して、電源出力の供給を中央処理部のプログラムにおける判定を待たずに、変換後のＤＣ電源出力を負荷に対して、前記電源投入と同時に供給することができる。
例えば、酸素濃縮装置のプラグがコンセントに挿入されていない場合には、前記中央処理部の初期化後のタイミングで、例えば内蔵のＤＣ電源からのＤＣ電源出力が負荷に対して供給される。
このように、電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができるから、ユーザが、例えばプラグをコンセントに差し込んでいるのに、なかなか酸素濃縮装置が起動しないことから、停電や機器の故障であると誤って判断したり、疑念を持ったりすることがない。また、ＤＣ電源からＤＣ電源出力を使用しなければならない場合には、従来どおり中央処理部のプログラムの初期化を待って、適切にＤＣ電源が供給されるが、この場合は、通常、プラグがコンセントに差し込まれていないので、ユーザは故障などの疑いを持つことはない。
【０００９】
本発明の酸素濃縮装置では、前記電源短時間起動回路は、前記中央処理部の初期化後のタイミングで前記中央処理部は前記ＡＣ電源が供給されているか否かの判定を行うＡＣ電源供給判定中に前記ＤＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させることを特徴とする。
上記構成により、中央処理部の初期化後のタイミングでＡＣ電源供給判定中に前記ＤＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給するので、ＡＣ電源の供給の判定結果を待たずにＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給でき、電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる。
【００１０】
本発明の酸素濃縮装置では、使用者が操作することでオンオフ可能な電源スイッチを有し、前記電源スイッチがオンされると、前記電源短時間起動回路は、前記ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、前記ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングで前記ＡＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＡＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させることを特徴とする。
上記構成により、使用者が電源スイッチをオンして電源投入後に、ＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる。
【００１１】
本発明の酸素濃縮装置では、前記ＤＣ電源は、前記ＡＣ電源からの電源供給により繰り返して充放電可能なバッテリを有することを特徴とする。
上記構成により、ＤＣ電源のバッテリはＡＣ電源を電気的に接続すれば、ＡＣ電源からの電源供給により充電可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、電源投入後、負荷に対してＤＣ電源出力を迅速に供給することができる酸素濃縮装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の酸素濃縮装置の実施形態の外観を示す前側から見た斜視図である。
【図２】図１の酸素濃縮装置の外観の背面図である。
【図３】図１と図２に示す酸素濃縮装置の概略構成を示す系統図である。
【図４】電源供給判定回路を有する電源短時間起動回路の構成を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、電源供給判定回路の電源供給判定表を示し、図５（Ｂ）は、電源供給判定回路の動作タイミングを示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、ＡＣ電源判定回路を示し、図６（Ｂ）は、ＡＣ電源判定波形を示す図である。
【図７】自動電源遮断回路の回路構成を示す図である。
【図８】図７の自動電源遮断回路の動作タイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
図１は、本発明の酸素濃縮装置の実施形態の外観を示す前側から見た斜視図である。図２は、図１の酸素濃縮装置の外観の背面図である。
図１と図２に示す酸素濃縮装置５０は、例えば、携帯型（可搬型や移動型ともいう）の酸素濃縮装置である。図１に示す酸素濃縮装置５０は、例えば、酸素生成原理として圧縮空気による圧縮空気力変動吸着法（ＰＳＡ）を用いている。
【００１５】
図１と図２に示す酸素濃縮装置５０は、一例として９０％以上に濃縮された酸素の供給流量が最大５Ｌクラス（５Ｌ／分）の酸素濃縮装置（高さ６２．５ｃｍ，幅３５ｃｍ，奥行き２９．５ｃｍ，重量２３ｋｇ）であり、酸素流量の設定単位は、例えば０．２５Ｌ〜５．００Ｌまで設定できる（０．２５Ｌ〜２．００Ｌまでは、０．２５Ｌごと、２．００Ｌ〜５．００Ｌまでは、０．５０Ｌごと）。酸素濃縮装置５０は、ほぼ直方体状の主筐体１０２と、流量設定が可能な表示部１２８と、加湿器７４と、カニューラ掛け１０２Ｋと、４隅のキャスタ１０２Ｔを有している。
主筐体１０２は、フロントパネル１０２Ｆと、左右のサイドパネル１０２Ｓと、リアパネル１０２Ｒと、上面部１０２Ｄと、底部１０２Ｂを有している。図１に示すように、上面部１０２Ｄには表示部１２８と、酸素出口部１００と、電源スイッチ１０１等が配置されている。フロントパネル１０２Ｆの上部には、幅方向のほぼ中央に加湿器７４の配置部１０２Ｇが開口して設けられている。キャスタ１０２Ｔは底部１０２Ｂの四隅部分に配置され、酸素濃縮装置５０はこれらのキャスタ１０２を用いて移動可能になっている。
【００１６】
図２を参照すると、リアパネル１０２Ｒは、上部の中央位置に主筐体１０２内に外気を取り入れるための空気取り入れ口１０５が形成され、下部の右側に主筐体１０２内の温まった空気を外部に排出するための排気口１０６が形成されている。空気取り入れ口１０５の内面側には、空気取り入れフィルタ５１が着脱可能に装着されている。その他に、左右のサイドパネル１０２Ｂは取手１０８を有し、底部１０２Ｂは巻き取り式の電源コード９を有している。
【００１７】
図３は、図１と図２に示す酸素濃縮装置５０の概略構成を示す系統図である。
図３において、酸素濃縮装置５０は、制御部３０を備えている。制御部３０は、生成する酸素量に応じた、最適な動作モードに切り替える機能を備えており、後述するように、自動的にコンプレッサ５２と送風ファン５３を、多くの酸素生成をする場合は高速に、少ない酸素生成時において低速に、それぞれ回転駆動する制御を行う。
【００１８】
図３の制御部３０には、原料空気から濃縮酸素を生成する濃縮酸素生成手段を構成するコンプレッサ５２のモータおよび送風ファン５３のモータの駆動制御を夫々行うモータ制御部やセンサ類が直接あるいは付加する制御部を介して電気的に接続されているが、その配線は図３を見にくくして理解を妨げるので省略する。
制御部３０には、バッテリ２４と、家庭用の交流電源用のコンバータ等を内蔵したアダプタ３１が接続されている。バッテリ２４としては、例えば、繰り返して充放電可能でいわゆるマネジメント機能を備えたリチウムイオンバッテリ等の二次電池が使用されている。
制御部３０には所定動作プログラムを記憶したＲＯＭ（読み出し専用メモリ）が内蔵されるとともに、制御部３０には記憶装置と揮発メモリと一時記憶装置とリアルタイムクロック等がさらに接続されており、制御部３０は図示しない外部コネクタを介して通信回線などと接続することで記憶内容へのアクセスが可能となるように構成されている。
【００１９】
図３において、酸素濃縮装置５０は、図２に示す空気取り入れ口１０５から原料空気を取り入れるようになっており、取り入れされた原料空気は、空気取り入れ管Ｌ１とフィルタ５１を通じて、空気圧縮部としてのコンプレッサ５２に供給され、コンプレッサ５２は濃縮酸素を生成するために必要な圧縮空気を発生させている。このコンプレッサ５２の近傍には、コンプレッサ５２を冷却するための送風ファン５３が設けられており、コンプレッサ５２の昇圧とともに温度が上がるので、この送風ファン５３はコンプレッサ５２を冷却する。
【００２０】
コンプレッサ５２からは、安全弁５４と熱交換器５５が接続された圧縮空気の送り管Ｌ２が延びている。その圧縮空気の送り管Ｌ２の下流側と供給経路切り替え手段５６との間は、送り管Ｌ４により接続されている。送り管Ｌ４は、２つに分かれた分岐管Ｌ４−１、Ｌ４−２を備え、分岐管Ｌ４−１は、第１の三方弁５７に接続され、分岐管Ｌ４−２は、第２の三方弁５８に接続されている。第１の三方弁５７と第２の三方弁５８は、供給経路切り替え手段５６に対して通電することで、流路の切り替えができる２位置切換え型のパイロット弁付電磁弁である。
【００２１】
図３に示すように、第１の三方弁５７のノーマルオープンポート５７ａに分岐管Ｌ４−１の先端の加圧空気ポートが接続され、この第１の三方弁５７のノーマルクローズポート５７ｂにはバイパス管Ｌ５が接続されている。バイパス管Ｌ５は大気解放管Ｌ６に接続されている。同様に、第２の三方弁５８のノーマルオープンポート５８ａに分岐管Ｌ４−２先端の加圧空気ポートが接続され、ノーマルクローズポート５８ｂはバイパス管Ｌ５と接続された大気解放管Ｌ６に接続されている。大気解放管Ｌ６の下流には、大気解放時の消音を図るためのサイレンサ５９が配置されている。
【００２２】
三方弁５７の出口ポート５７ｃは、原料空気から濃縮酸素を生成する濃縮酸素生成手段を構成する第１吸着筒６１に対して管路Ｌ７を介して接続され、三方弁５８の出口ポート５８ｃは、第２吸着筒６２に対して管路Ｌ８を介して接続されている。第１吸着筒６１と第２吸着筒６２内には、それぞれ合成ゼオライトが充填されている。第１吸着筒６１と第２吸着筒６２の出口側から延びる管路Ｌ９、Ｌ１０は、１つの均等圧弁６３に接続されている。第１吸着筒６１と第２吸着筒６２の下流には、管路Ｌ１１、Ｌ１２と逆止弁６４，６５を介して、製品タンク６６が配置されている。この製品タンク６６は、生成した濃縮酸素を貯留するためのタンクであり、製品タンク６６にはこのタンク内の圧力を計測するための圧力センサ６７が接続されている。
製品タンク６６から延びる下流の配管Ｌ１３には、圧力調整器（減圧弁）６８、フィルタ６９、酸素センサ７１、流量コントローラ７２、圧力センサ７３、加湿器７４、流量センサ７５が順次接続され、濃縮酸素は酸素出口部１００と図示しない鼻カニューラを通じて、使用者に供給できるようになっている。
【００２３】
上述した酸素濃縮装置５０を使用して、濃縮酸素を使用者に供給する場合には、室内の原料空気は、図２の空気取り入れフィルタ５１と吸気フィルタを経て、コンプレッサ５２で加圧され、合成ゼオライトが充填されている第１吸着筒６１と第２吸着筒６２に送りこまれる。この合成ゼオライトは、例えばＳｉ２０３／Ａｌ２Ｏ３比が２．０〜３．０であるＸ型ゼオライトであり、かつこのＡｌ２Ｏ３の四面体単位の少なくとも８８％以上をリチウムカチオンと結合させたものを用いることで、単位重量当たりの窒素の吸着量を増やせるようにしている。送りこまれた原料空気の窒素は、加圧された状態で第１吸着筒６１と第２吸着筒６２内の合成ゼオライトにより吸着されて濃縮酸素が生成される。第１吸着筒６１と第２吸着筒６２の内の一方で窒素を吸着し、第１吸着筒６１と第２吸着筒６２の内の他方は、三方弁５７，５８の切り替え動作により圧力を開放して吸着している窒素を脱離して、合成ゼオライトの再生が行われる。
【００２４】
脱離された窒素は、管路Ｌ６とサイレンサ５９を通じて室内に排出される。第１吸着筒６１と第２吸着筒６２を交互に使用することにより、連続して濃縮酸素を生成する。生成された濃縮酸素は、製品タンク６６に貯められて、圧力調整器７２により一定圧力にされた後に、患者等の使用者に供給される。使用者は、酸素出口部１００と鼻カニューラとを経て、例えば最大流量５Ｌ／分の流量で、約９０％程度以上に濃縮された酸素の吸入が可能である。
【００２５】
次に、図４は、電源短時間起動回路２００の構成を示す図である。図５（Ａ）は、電源短時間起動回路２００の電源供給判定表を示し、図５（Ｂ）は、電源短時間起動回路２００の動作タイミングを示す図である。図６の図６（Ａ）は、ＡＣ電源判定回路４を示し、図６（Ｂ）は、ＡＣ電源判定波形を示す図である。
まず、図４に示す電源短時間起動回路２００の構成を説明する。
図４に示す電源短時間起動回路２００は、図３に示す制御部３０内に配置されており、この電源短時間起動回路２００は、ＤＣ電源（直流電源）２と、制御用電源３と、第１電源スイッチ１０（図１の電源スイッチ１０１に不図示の回路を設けてスイッチ信号を機能拡張したもので、電源スイッチ１０１と同様の機能である）と第２電源スイッチ１１と、電源供給判定回路１２と、ＤＣ／ＤＣ電源１３と、ＡＣ／ＤＣ電源１４を有している。ＤＣ電源２と制御用電源３とＡＣ／ＤＣ電源１４の整流器１４Ｒが、ＡＣ電源（商用交流電源）１に対して電気的に接続されている。電源供給判定回路１２は、ＡＣ電源１とＤＣ電源２の２つの異なる電源の供給状態を判定する。
【００２６】
図４に示すＤＣ電源２は、充電・出力制御回路７と、ＡＣ電源判定回路４を有している。充電・出力制御回路７は、ＤＣ出力スイッチ９、バッテリ２４を有する。ＡＣ電源判定回路４は、ＣＰＵ（中央処理部）２３を有している。このＣＰＵ２３は、ＤＣ電源２を制御するために配置されている。ＤＣ電源２は、ＡＣ電源１からの電源供給により繰り返して充放電可能なバッテリ２４を有する。これにより、ＤＣ電源２のバッテリ２４はＡＣ電源１を電気的に接続すれば、ＡＣ電源１からの電源供給により繰り返して充電可能である。
充電・出力制御回路７のＤＣ出力スイッチ９をオンすると、ＤＣ入力２２がＤＣ／ＤＣ電源１３に対して入力されるようになっている。
ＡＣ電源判定回路４から電源供給判定回路１２に対して停電検出（信号）５と復電検出（信号）６が入力される。制御用電源３から電源供給判定回路１２に対して制御電源２５が供給される。ＧＮＤ２１と電源供給判定回路１２の間には、第１電源スイッチ１０が配置され、ＡＣ電源１と整流器１４Ｒの間には、第２電源スイッチ１１が配置されていて、第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１のオンオフ操作は連動している。第１電源スイッチ１０をオンすると、ＧＮＤ２１から電源供給判定回路１２に対して第１電源スイッチ信号２６が送られる。制御電源２５と第１電源スイッチ信号２６の間には、抵抗Ｒ２０が配置されている。
【００２７】
図４の電源供給判定回路１２は、３つのインバータ回路１２Ｂ、１２Ｈ、１２Ｋ、アンド回路１２Ｃ、オア回路１２Ｄ、アンド回路１２Ｆ、１２Ｇを有している。停電検出５は、アンド回路１２Ｇの入力端とインバータ回路１２Ｈの入力端に入力され、アンド回路１２Ｇは、ＤＣ／ＤＣ電源１３に対してＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５を出力する。
復電検出６は、インバータ回路１２Ｂ入力端とオア回路１２Ｄの入力端に入力され、インバータ回路１２Ｂ、１２Ｈの出力端はアンド回路１２Ｃの入力端に入力され、アンド回路１２ＣからのＤＣ電源無し信号２８は、オア回路１２Ｄの入力端に入力されることで、オア回路１２Ｄの出力端からはアンド回路１２Ｆの入力端に対して復電制御信号２９が入力される。第１電源スイッチ信号２６はインバータ回路１２Ｋの入力端に入力され、インバータ回路１２Ｋの出力端からは、電源スイッチ信号２７がアンド回路１２Ｇの入力端とアンド回路１２Ｆの入力端に入力される。
【００２８】
アンド回路１２Ｆは、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６をＡＣ／ＤＣ電源１４に出力する。ＤＣ／ＤＣ電源１３から出力される第１ＤＣ出力１７、あるいはＡＣ／ＤＣ電源１４から出力される第２ＤＣ出力１８は、ＤＣ電源出力１９として酸素濃縮装置の負荷Ｍに供給されるようになっている。
ＡＣ／ＤＣ電源１４は、ＡＣ電源１の交流電源を直流電源に変換して任意の直流電源出力であるＤＣ電源出力１９を生成するためのものである。ＤＣ／ＤＣ電源１３は、バッテリ２４の直流電源を直流／直流変換して任意の直流電源出力であるＤＣ電源出力１９を生成するためのものである。
【００２９】
ここで、図６（Ａ）を参照して、図４に示すＤＣ電源２のＡＣ電源判定回路４の構成例を説明する。
図６（Ａ）に示すＡＣ電源１は、例えば商用交流電源であるＡＣ１００Ｖ電源であり、端子ＡＣ１、ＡＣ２とスイッチ１３Ｔを介してトランス２Ｔに電気的に接続されている。このトランス２Ｔは、整流器３ＲとコンデンサＣ４を介して電圧安定化回路５Ｄに接続されている。また、トランス２Ｔは、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を介して、ＡＣ電源判定回路４に接続されている。
図６（Ａ）に示す電圧安定化回路５ＤとＡＣ電源判定回路４からは、電源出力Ｖ１６ＣとＧＮＤ７Ｃが得られる。電圧安定化回路５Ｄは、ＡＣ電源判定回路４に配置されたＣＰＵ２３に供給するＤＣ電源であり、電源出力Ｖ１６ＣがＣＰＵ２３の電源として供給されている。抵抗Ｒ３の両端に発生するＡＣ電源判定電圧Ｖ２は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により調整されており、ＡＣ電源判定電圧Ｖ２はＣＰＵ２３が判断できるように調整された電圧である。
図６（Ｂ）には、ＷＡＶＥ(ＡＣ電源判定波形)１５Ｗを示している。ＡＣ電源有無を判定するためのＣＰＵ２３の判定プログラムは、このＷＡＶＥ(ＡＣ電源判定波形)１５Ｗの極大―極小値、ＡＣ電源判定電圧Ｖ２、１／２周期期間Ｔ２、Ｔ３、そしてＡＣ電源周期期間Ｔ１等により、正弦波および周波数の判定をする。このＡＣ電源有無の判定時間は数秒を要しており、ＡＣ電源有無の判定時間は図５(Ｂ)に示すＡＣ電源供給判定時間ｔ３に相当する。
【００３０】
次に、図４と図５を参照して、酸素濃縮装置における電源短時間起動回路２００の動作を説明する。
なお、図５（Ａ）に示すように、本発明の実施形態の酸素濃縮装置の電源短時間起動回路２００では、「ＤＣ電源２」有りのシステム構成と、「ＤＣ電源２」無しのシステム構成がある。なお、「ＤＣ電源２」無しの場合は図４に示すＤＣ／ＤＣ電源１３及びＤＣ電源２が構成からはずされる。
【００３１】
図５（Ａ）において、図４のＤＣ／ＤＣ電源１３が無いシステム構成では、（すなわちＡＣ電源１が電気的に接続されていて停電していない場合）ＡＣ／ＤＣ電源１４がオンとなり、ＤＣ／ＤＣ電源１３はオフになり、ＤＣ電源出力１９はオンである。ＡＣ電源１が電気的に接続されているが停電している場合、ＡＣ／ＤＣ電源１４がオフになり、ＤＣ／ＤＣ電源１３はオフになり、ＤＣ電源出力１９はオフである。
これに対して、図５（Ａ）において、ＤＣ／ＤＣ電源１３が有るシステム構成では、ＣＰＵ２３から復電検出６がある（すなわちＡＣ電源１が電気的に接続されていて停電していない場合）とＡＣ／ＤＣ電源１４がオンとなり、ＤＣ／ＤＣ電源１３はオフになり、ＤＣ電源出力１９はオンである。ＣＰＵ２３から停電検出５がある（すなわちＡＣ電源１が電気的に接続されているが停電している場合）とＡＣ／ＤＣ電源１４がオフになり、ＤＣ／ＤＣ電源１３はオンになり、ＤＣ電源出力１９はオンである。このように、ＡＣ電源１が電気的に接続されておりＡＣ電源出力が供給されていると、ＤＣ電源であるバッテリ２４に優先して供給されるようになっている。
【００３２】
図４に示すＡＣ電源判定回路４中のＣＰＵ２３が、図６（Ｂ）に示すＡＣ電源判定波形１５ＷをＣＰＵプログラムで判定して、ＡＣ電源１が電気的に接続されて供給されているか、あるいは接続されておらず供給されていないかを判定する。
図４において、「ＤＣ電源２」無しのシステム構成においては、電源供給判定回路１２が「ＤＣ電源２」無しを判定して、ＡＣ／ＤＣ電源１４を動作させる。「ＤＣ電源２」無しの場合には、停電検出５と復電検出６がインアクティブ（ＩＮＡＣＴＩＶＥ）となり、電源供給判定回路１２が動作して、ＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５がインアクティブになる一方、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６がアクティブ（ＡＣＴＩＶＥ）となってＡＣ／ＤＣ電源１４だけが動作する。従って、第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１が連動してオンされていた場合には、ＡＣ電源１が整流器１４Ｒに供給されるので、第２ＤＣ出力１８が、ＤＣ電源出力１９としてコンプレッサ５２のモータや送風ファンのモータ、パイロットランプ等の負荷Ｍに対して出力される。
【００３３】
一方、図４において、「ＤＣ電源２」有りのシステム構成においては、ＣＰＵ２３からの停電検出５がアクティブの場合（すなわちＡＣ電源１が停電中）には、ＣＰＵ２３が、ＤＣ出力スイッチ制御信号８をアクティブにし、ＤＣ出力スイッチ９をオンして、バッテリ２４のＤＣ電源出力をＤＣ入力２２としてＤＣ／ＤＣ電源１３に対して出力させる。さらに、ＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５がアクティブになり、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６がインアクティブになり、ＤＣ／ＤＣ電源１３だけが動作する。従って、第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１が連動してオンされた場合には、ＤＣ／ＤＣ電源１３からの第１ＤＣ出力１７が、ＤＣ電源出力１９としてコンプレッサ５２のモータや送風ファンのモータ、パイロットランプ等の負荷Ｍに対して出力される。
【００３４】
また、「ＤＣ電源２」有りのシステム構成において、ＣＰＵ２３からの復電検出６がアクティブである場合には、ＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５がインアクティブになり、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６がアクティブになり、ＡＣ／ＤＣ電源１４が動作する。従って、第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１が連動してオンされた場合には、ＡＣ／ＤＣ電源１４がＤＣ／ＤＣ電源１３に対して優先して動作して、ＡＣ／ＤＣ電源１４からの第２ＤＣ出力１８が、ＤＣ電源出力１９としてコンプレッサ５２のモータや送風ファンのモータ、パイロットランプ等の負荷Ｍに対して出力される。
【００３５】
ここで、図５（Ｂ）の電源短時間起動回路２００の動作タイミングを参照する。
図５（Ｂ）では、ＡＣ電源１、制御電源２５、第１電源スイッチ１０、第２電源スイッチ１１、電源出力Ｖ１６Ｃ、停電検出５、復電検出６、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６、ＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５、第２ＤＣ出力１８、第１ＤＣ出力１７、そしてＤＣ電源出力１９についての動作タイミング関係例を示している。
図５（Ｂ）において、第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１が時刻ＴＴ１で連動してオンされて、ＣＰＵ２３のために電源出力Ｖ１６Ｃが出力されるまでの期間をｔ１で示している。この時刻ｔ１の終了時刻ＴＴ２からＣＰＵ２３のプログラム初期化が開始され、プログラム初期化が終了するまでの初期化期間をｔ２で示している。この初期化期間ｔ２の後に、ＣＰＵ２３がＡＣ電源供給判定するためのＡＣ電源供給判定期間をｔ３で示し、ＣＰＵ２３がＡＣ電源供給判定結果を出したタイミングはｔ４の開始時点ＴＴ５（ＴＴ５をｔ４の左側とする）である。
【００３６】
図４と図５（Ｂ）を参照すると、図４と図５（Ｂ）に示すＡＣ電源１が、図５（Ａ）に示す時刻ＴＴ０において供給された場合には、制御電源２５は常時動作しており、図４に示すようにこの制御電源２５が電源供給判定回路１２に供給されるので、電源供給判定回路１２は動作している。
使用者が図５（Ａ）に示す時刻ＴＴ１において、図４の第１電源スイッチ１０と第２電源スイッチ１１を連動してオンすると、図５(Ｂ)に示すようにＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６がアクティブになり、ＡＣ／ＤＣ電源１４から第２ＤＣ出力１８が出力されるので、ＤＣ電源出力１９が出力される。また、図５（Ｂ）に示す電源出力Ｖ１６Ｃも時刻ＴＴ２において出力され、ＣＰＵ２３が期間ｔ２においてプログラムの初期化を実行する。
このＣＰＵ２３は、ＡＣ電源供給判定プログラムを作動する前に、停電検出５と復電検出６をアクティブにして、ＤＣ／ＤＣ電源１３とＡＣ／ＤＣ電源１４をアクティブにし、ＯＮ２（ＡＣ／ＤＣ電源動作信号）１６とＯＮ１（ＤＣ／ＤＣ電源動作信号）１５を同時にアクティブにして、ＤＣ／ＤＣ電源１３とＡＣ／ＤＣ電源１４を同時に作動させ、ＡＣ電源１が供給されていない（すなわち停電中）の場合には、図４のＤＣ電源２のバッテリ２４から、ＤＣ／ＤＣ電源１３を介してコンプレッサのモータ等の負荷Ｍに対して電源供給する。
【００３７】
これにより、図５（Ｂ）におけるＴＴ５（ＴＴ５をｔ４の左側とする）の「ＡＣ電源供給判定結果」が出るのを待たずに、「ＡＣ電源供給判定結果」以前に、ＡＣ電源１が供給されている(停電しておらず通電が可能な状態)場合には、ＡＣ電源１がバッテリ２４に優先して、期間ｔ１中の時刻ＴＴ３のタイミングで、ＤＣ電源出力１９が負荷Ｍに対して供給される。
また、ＡＣ電源１が供給されていない(停電しており通電が不可能な状態)場合には、期間ｔ３中の時刻ＴＴ４のタイミングで、バッテリ２４からのＤＣ電源はＤＣ／ＤＣ電源１３で直流―直流変換されて、ＤＣ／ＤＣ電源１３からＤＣ電源出力１９が負荷Ｍに対して供給される。
従って、ＣＰＵ２３のプログラムが初期化される以前では、ＡＣ電源１の供給をＣＰＵ２３のプログラムでは判断せずに、ＡＣ電源１をＡＣ／ＤＣ電源１４に同時に供給し、その後、ＣＰＵ２３のプログラムでＡＣ／ＤＣ電源１４の供給の有無を判定して、適切に切り替えて、二電源供給の判定時間によって電源スイッチの投入後に、ＤＣ電源出力１９が負荷Ｍに対して供給されるまでの遅れが生じてしまうことを回避して、電源を短時間で起動することができる。
【００３８】
次に、図７と図８を参照して、酸素濃縮装置における自動電源遮断回路３００の構成と動作について説明する。
図７は、自動電源遮断回路３００の回路構成を示す図である。図８は、図７の自動電源遮断回路３００の動作タイミングを示す図である。
図７の自動電源遮断回路３００は、図３に示す制御部３０内に配置されており、自動電源遮断回路３００では、ＡＣ／ＤＣ電源１４は、ＡＣ電源１からＡＣ／ＤＣ電源入力３１１ａ、３１１ｂが入力され、ＡＣ／ＤＣ電源１４は、電源供給スイッチ３０６にＡＣ／ＤＣ電源出力３１２を供給する。電源供給スイッチ３０６がオンすると、ＡＣ／ＤＣ電源１４は酸素濃縮装置用のＤＣ電源３１３を出力し、このＤＣ電源３１３はＣＰＵ供給電源３２０としてＣＰＵ２３に対して供給されるとともに、蓄電器供給電源３２１として電源スイッチ３０９ｂを介して保持制御信号用蓄電器３０８に供給される。この保持制御信号用蓄電器３０８の一端部は電源スイッチ３０９ｂを接続し、この保持制御信号用蓄電器３０８の他端部はグラウンド３１０ｂに接地されている。
【００３９】
図７のＡＣ／ＤＣ電源１４はグラウンド３１０ｃに接地されている。電源供給スイッチ３０６は、電源スイッチ３０９ａと電源制御スイッチ３０７に接続されている。電源スイッチ３０９ａはグラウンド３１０ａに接地されている。電源制御スイッチ３０７は、２入力ＮＡＮＤ回路３０５の出力側に接続され、ＮＡＮＤ回路３０５の入力側はＣＰＵ２３と保持制御信号用蓄電器３０８側に接続されている。電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃは連動してオンオフできる。電源スイッチ３０９ｃはグラウンド３１０ｃに接地されている。
【００４０】
図７において、ＡＣ／ＤＣ電源１４がＡＣ電源１からＡＣ／ＤＣ電源入力３１１ａ、３１１ｂが入力され、使用者が電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ（図１の電源スイッチ１０１に不図示の回路を設けてスイッチ信号を機能拡張したもので、これらは電源スイッチ１０１と同様の機能である）を連動してオンすると、電源制御信号３２２がアクティブになり、電源供給スイッチ３０６がオンして、ＡＣ／ＤＣ電源１４は酸素濃縮装置用のＤＣ電源３１３を出力し、このＤＣ電源３１３はＣＰＵ供給電源３２０としてＣＰＵ２３に対して供給されるとともに、蓄電器供給電源３２１として電源スイッチ３０９ｂを介して保持制御信号用蓄電器３０８を充電し、ＮＡＮＤ回路３０５の一方の入力信号であるハードウェア保持制御信号３１５をアクティブにする。酸素濃縮装置用のＤＣ電源３１３は、図示していないＮＡＮＤ回路３０５の電源及びＣＰＵ２３のＣＰＵ電源３１８に供給され、予めＣＰＵ２３は設定されているプログラムを起動する。
【００４１】
このＣＰＵ２３に設定されているプログラムは、この起動時に必要な初期設定等の処理後、ＮＡＮＤ回路３０５の他方の入力信号である電源保持制御信号３１４をアクティブにする。これにより、ＮＡＮＤ回路３０５の出力である電源制御スイッチオン／オフ信号３１６がアクティブになって電源制御スイッチ３０７がオンになり、電源制御信号３２２が電源スイッチ３０９ａと並列にアクティブとなり、電源供給スイッチ３０６を重複してオンさせる。この後、酸素濃縮装置では図８に示す動作タイミングに従って酸素生成動作が実行される。
【００４２】
図８に示す酸素生成動作の途中で電源スイッチ３０９ａが、例えば図８に示す動作タイミングで示す「電源スイッチオフタイミングＴＦ」で連動されている電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃがオフされると、蓄電器３０８の電荷蓄積量は、ＴＰのタイミングまで２入力ＮＡＮＤ回路３０５の入力信号３１５をアクティブに保持できる能力があり、電源制御スイッチ３０７はオンを続行する。ＣＰＵ２３は酸素生成動作を終了するＴＲのタイミングまで酸素濃縮装置５０を動作させ、電源保持制御信号３１４をインアクティブにし、２入力ＮＡＮＤ回路３０５の電源制御スイッチオン／オフ信号３１６がインアクティブになって電源制御スイッチ３０７がオフになり、電源制御信号３２２がインアクティブとなり、電源供給スイッチ３０６が非導通になり、酸素濃縮装置用のＤＣ電源３１３の供給が絶たれる。従って、ＣＰＵ２３と酸素濃縮装置５０の動作が、図８に示す電源スイッチのオフタイミングＴＲにおいて停止する。
この動作停止の結果、図８に示すように、ＣＰＵ２３と酸素濃縮装置５０の動作の停止である電源スイッチのオフタイミングＴＲが、従来の場合の電源オフタイミングＴＰよりも、電力低減時間ＨＴだけ早いために、オフタイミングＴＲ〜ＴＰ間である図８の「電力低減時間ＨＴ」における無駄な電力消費を防止できる。
【００４３】
ここで、図８を参照して、酸素濃縮装置の動作タイミング例を説明する。
図８においては、起動時ＴＧ、通常運転時動作シーケンスＳＳ、電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃのオフタイミングＴＦ、本発明の実施形態における改良後の電源オフタイミングＴＲ、比較例である従来の電源オフタイミングＴＰを示している。
図８では、図７の電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃをオンした後、電源供給によりハードウェア保持制御信号３１５が立ち上がるとともにＣＰＵ２３の命令により電源保持制御信号３１４が立ち上がる。これにより、図３に示す酸素生成機構のコンプレッサ５２が起動され、三方弁５７，５８が交互に各２秒間駆動（２―３ポート間が貫通）され、第１吸着筒（ＳＶ１）６１と第２吸着筒（ＳＶ２）６２がサイレンサ５９を介して大気につながり、第１吸着筒６１と第２吸着筒６２の圧力が徐圧される。
【００４４】
図３の三方弁５７が、コンプレッサ５２の起動前に、１秒間非駆動状態（１−２ポートが貫通、すなわちノーマルオープンポート５７ａ―出口ポート５７ｃが貫通）にし、コンプレッサ５２の起動後は、コンプレッサ５２から第１吸着筒６１と第２吸着筒６２内に圧縮空気が送り込まれる。三方弁５７が非駆動（１−−２ポートが貫通）の場合には、第１吸着筒６１がコンプレッサ５２につながり加圧され、三方弁５８が非駆動（１−−２ポートが貫通）の場合には、第２吸着筒６２がコンプレッサ５２につながり加圧される。
図３の製品タンク６６内の圧力を監視するセンサ６７が、図８に示す通常運転時動作シーケンスＳＳにおいて最高圧力Ｐ１を検知すると、次のＴ１（洗浄工程）とＴ２（均圧工程）に進む。再びセンサ６７が、最高圧力Ｐ１を検知すると、Ｔ３（洗浄工程）とＴ４（均圧工程）に進み、このシーケンスを繰り返すことにより連続的に濃縮酸素が生成される。
【００４５】
通常の運転時動作シーケンスＳＳに従い酸素生成の連続運転している際に、使用者が図７の電源スイッチ３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃを、図８の電源スイッチオフタイミングＴＦにおいてオフすると、電源スイッチオフタイミングＴＦ以降に最高圧力Ｐ１を検知した後に、本発明の実施形態における改良後の電源オフタイミングＴＲにおいてコンプレッサ５２が停止し、三方弁５７、５８の停止直前の駆動が反転駆動されて、第１吸着筒６１と第２吸着筒６２内が徐圧されて終了する。その後、ＣＰＵ２３の命令により電源保持制御信号３１４がオフされ、直ちに電源がオフされる。
【００４６】
通常用いられているハードウェアによる電源自己保持回路では、電源スイッチをオフして遮断後に、酸素濃縮装置の終了動作時間（酸素生成サイクル終了時間）以上経過した後に、図８に示す従来の電源オフタイミングＴＰにおいて電源を遮断するようになっている。このため、電源スイッチが遮断されるタイミングにより酸素濃縮装置の終了動作時間がまちまちになってしまう。すなわち、通常では自己保持回路の保持時間は、コンデンサの電荷蓄積量と放電量により決まる固定値である。従って、酸素濃縮装置の終了動作時間以上の余裕を持った時間ＨＴが必要となり、酸素濃縮装置の終了動作後に酸素濃縮装置が長い時間ＨＴだけ延長して動作することになる。ただし、酸素濃縮装置の終了動作後には新たな酸素生成サイクル動作には入らない。このため、通常の酸素濃縮装置の終了動作後に酸素濃縮装置の電源は自己保持時間動作をし、時間ＨＴだけ無駄な電力消費をしている。
【００４７】
これに対して、本実施形態の酸素濃縮装置では、図７と図８を参照して説明したように、図７に示す自動電源遮断回路３００は、電源自己保持回路に従来のコンデンサ３０８を使用する回路と、ＣＰＵ２３の命令による電源制御スイッチ３０７を直列に入れて、電源スイッチを遮断後、酸素濃縮装置の終了動作が終了すると同時に、ＣＰＵ２３の命令によって電源スイッチを遮断して装置の電源を切る。従って、酸素濃縮装置の濃縮酸素の生成動作の動作終了後、ただちに酸素濃縮装置の電源が切れるので無駄な電力を消費することはない。また、ＣＰＵ２３のプログラムが暴走したとしても、コンデンサによる自己保持時間経過後は電源が遮断されるので、電源がオンのままになる危険も回避できる。
【００４８】
本実施形態の酸素濃縮装置では、ＡＣ電源によりＡＣ／ＤＣ電源から負荷に対してＤＣ電源出力を供給するか、あるいはＤＣ電源によりＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力の供給を負荷に対して行うことで、原料空気を圧縮して圧縮空気を得て、圧縮空気から窒素を吸着して濃縮酸素を生成する酸素濃縮装置であって、ＡＣ電源の波形を判定してＡＣ電源が供給されているか否かを判定するＡＣ電源判定回路を有し、電源投入後にＡＣ電源判定回路によりＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングでＡＣ／ＤＣ電源を動作させてＡＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給させ、ＡＣ電源判定回路によりＡＣ電源が供給されていないと判定された場合には、中央処理部の初期化後のタイミングでＤＣ／ＤＣ電源を動作させてＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給させる電源短時間起動回路を備える。
これにより、中央処理部の初期化以前ではＡＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力の供給を中央処理部のプログラムでは判定せずにＡＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に対して電源投入をするとともに供給することができ、電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる。
つまり、電源投入後、中央処理部の初期化以前においても、ＡＣ電源判定回路が、ＡＣ電源の供給さえ確認できれば、ＡＣ／ＤＣ電源を利用し交流−直流変換して、電源出力の供給を中央処理部のプログラムにおける判定を待たずに、変換後のＤＣ電源出力を負荷に対して、前記電源投入と同時に供給することができる。
例えば、酸素濃縮装置のプラグがコンセントに挿入されていない場合には、前記中央処理部の初期化後のタイミングで、例えば内蔵のＤＣ電源からのＤＣ電源出力が負荷に対して供給される。
このように、電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができるから、ユーザが、例えばプラグをコンセントに差し込んでいるのに、なかなか酸素濃縮装置が起動しないことから、停電や機器の故障であると誤って判断したり、疑念を持ったりすることがない。
また、ＤＣ電源からＤＣ電源出力を使用しなければならない場合には、従来どおり中央処理部のプログラムの初期化を待って、適切にＤＣ電源が供給されるが、この場合は、通常、プラグがコンセントに差し込まれていないので、ユーザは故障などの疑いを持つことはない。
【００４９】
本発明の酸素濃縮装置の実施形態では、電源短時間起動回路は、中央処理部の初期化後のタイミングで中央処理部はＡＣ電源が供給されているか否かの判定を行うＡＣ電源供給判定中にＤＣ／ＤＣ電源を動作させてＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給させる構成である。これにより、中央処理部の初期化後のタイミングでＡＣ電源供給判定中にＤＣ／ＤＣ電源を動作させてＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給するので、ＡＣ電源の供給の判定結果を待たずにＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給でき、電源投入後にＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる。
【００５０】
本発明の酸素濃縮装置の実施形態では、使用者が操作することでオンオフ可能な電源スイッチを有し、電源スイッチがオンされると、電源短時間起動回路は、ＡＣ電源判定回路によりＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングでＡＣ／ＤＣ電源を動作させてＡＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力を負荷に供給させる構成である。これにより、使用者が電源スイッチをオンして電源投入後に、ＤＣ電源出力が負荷に対して供給されるまでの時間的な遅れを回避することができる。
【００５１】
本発明の酸素濃縮装置の実施形態では、ＤＣ電源は、ＡＣ電源からの電源供給により繰り返して充放電可能なバッテリを有する。これにより、ＤＣ電源のバッテリはＡＣ電源を電気的に接続すれば、ＡＣ電源からの電源供給により充電可能である。
【００５２】
ところで、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明は様々な修正と変更が可能であり、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形が可能である。
図１に示す酸素濃縮装置５０のコンプレッサ５２は、例えば５Ｌクラスのモータを用いているが、これに限らず例えば３Ｌクラス等に適するモータを用いても良い。また、原料空気から濃縮酸素を生成するには、圧力スイング吸着法に限られず、膜型であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・ＡＣ電源、２・・・ＤＣ電源、１０・・・第１電源スイッチ、１１・・・第２電源スイッチ、１３・・・ＤＣ／ＤＣ電源、１４・・・ＤＣ／ＤＣ電源、１９・・・ＤＣ電源出力、Ｍ・・・負荷、２４・・・バッテリ、５０・・・酸素濃縮装置、５２・・・コンプレッサ、５７・・・第１の三方弁、５８・・・第２の三方弁、６１・・・第１吸着筒、６２・・・第２吸着筒、２００・・・電源短時間起動回路、３００・・・自動電源遮断回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ電源によりＡＣ／ＤＣ電源から負荷に対してＤＣ電源出力を供給するか、あるいはＤＣ電源によりＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力の供給を負荷に対して行うことで、原料空気から濃縮酸素を生成する酸素濃縮装置であって、
前記ＡＣ電源の波形を判定して前記ＡＣ電源が供給されているか否かを判定するＡＣ電源判定回路と、
該ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、前記ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングで前記ＡＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＡＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させ、前記ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていないと判定された場合には、前記中央処理部の初期化後のタイミングで前記ＤＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させる電源短時間起動回路と
を備えることを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項２】
前記電源短時間起動回路は、前記中央処理部の初期化後のタイミングで前記中央処理部は前記ＡＣ電源が供給されているか否かの判定を行うＡＣ電源供給判定中に前記ＤＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させ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】
使用者が操作することでオンオフ可能な電源スイッチを有し、
前記電源スイッチがオンされると、前記電源短時間起動回路は、前記ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、前記ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングで前記ＡＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＡＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の酸素濃縮装置。
【請求項４】
前記ＤＣ電源は、前記ＡＣ電源からの電源供給により繰り返して充放電可能なバッテリを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の酸素濃縮装置。
【請求項１】
ＡＣ電源によりＡＣ／ＤＣ電源から負荷に対してＤＣ電源出力を供給するか、あるいはＤＣ電源によりＤＣ／ＤＣ電源からＤＣ電源出力の供給を負荷に対して行うことで、原料空気から濃縮酸素を生成する酸素濃縮装置であって、
前記ＡＣ電源の波形を判定して前記ＡＣ電源が供給されているか否かを判定するＡＣ電源判定回路と、
該ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、前記ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングで前記ＡＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＡＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させ、前記ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていないと判定された場合には、前記中央処理部の初期化後のタイミングで前記ＤＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させる電源短時間起動回路と
を備えることを特徴とする酸素濃縮装置。
【請求項２】
前記電源短時間起動回路は、前記中央処理部の初期化後のタイミングで前記中央処理部は前記ＡＣ電源が供給されているか否かの判定を行うＡＣ電源供給判定中に前記ＤＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＤＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させ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】
使用者が操作することでオンオフ可能な電源スイッチを有し、
前記電源スイッチがオンされると、前記電源短時間起動回路は、前記ＡＣ電源判定回路により前記ＡＣ電源が供給されていると判定された場合には、前記ＡＣ電源判定回路を制御するための中央処理部の初期化前のタイミングで前記ＡＣ／ＤＣ電源を動作させて前記ＡＣ／ＤＣ電源から前記ＤＣ電源出力を前記負荷に供給させることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の酸素濃縮装置。
【請求項４】
前記ＤＣ電源は、前記ＡＣ電源からの電源供給により繰り返して充放電可能なバッテリを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の酸素濃縮装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１４３１７７（Ｐ２０１１−１４３１７７Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４４２（Ｐ２０１０−８４４２）
【出願日】平成２２年１月１８日（２０１０．１．１８）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【出願人】（３９６００７６９４）株式会社医器研 (57)
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１８日（２０１０．１．１８）
【出願人】（０００１０９５４３）テルモ株式会社 (2,232)
【出願人】（３９６００７６９４）株式会社医器研 (57)
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