[发明专利]消声器以及具有该消声器的氧浓缩装置

说明书

技术领域

本发明涉及消声器，特别涉及向呼吸系统疾病患者等使用者供给氧浓缩空气的医疗用氧浓缩装置、和用于降低该氧浓缩装置运转时特别成为问题的噪音的消声器。

背景技术

对于肺气肿、肺结核后遗症、慢性支气管炎等慢性呼吸系统疾病患者，进行吸入高浓度氧的氧吸入疗法。氧吸入疗法是使慢性呼吸系统疾病患者吸入高浓度氧气或者氧浓缩气体的治疗方法。作为这样的将高浓度氧气或者氧浓缩气体供给患者的机构，可使用高压氧储气瓶、液体氧储气瓶、氧浓缩装置等。但是，由于可长时间连续使用和使用方便等原因，使用氧浓缩装置的病例逐渐增加。

氧浓缩装置是能够分离空气中的氧并进行浓缩的装置。作为这样的氧浓缩装置，公知有使用氧透过膜分离氧的分离膜型装置、和向一个或者多个吸附床填充可选择性地吸附氮的吸附剂的吸附型装置，但从可得到更高浓度的氧的观点出发，吸附型的氧浓缩装置被广泛使用。其中，特别是作为压力变动装置使用压缩机的压力变动吸附型的氧浓缩装置得到了普及。

在压力变动吸附型的氧浓缩装置中，通常以一定的循环反复进行下述工序而得到高浓度的氧：吸附工序，从压缩机向填充有选择性地吸附氮的吸附剂的一个或者多个吸附床供给压缩空气，使吸附床内为加压状态并吸附氮，从而得到高浓度的氧；以及脱附工序，对吸附床内减压而使氮脱附。

这样的氧浓缩装置在患者旁边，基本上无论在患者饮食时还是就寝时都能终日连续使用。因此，从氧浓缩装置发出的噪音直接进入到患者或者患者家属等的耳中，有可能产生不舒服的感觉。特别在就寝时等，噪音产生的影响大，妨碍患者或者患者家属的睡眠，还有可能对精神健康产生不良影响。作为压力变动吸附型的氧浓缩装置的噪音产生因素，包括来自压力变动用的压缩机的固体音、该压缩机的吸气音以及排气音、压缩机驱动用马达的动作音、吸附床吹扫气流音、机体内冷却用风扇的动作音等。其中，压缩机自身的固体放射音、压缩机的吸气音以及排气音等由压缩机引起的噪音在整体中所占比例较大。

在现有的氧浓缩装置中，为了降低来自压缩机的吸气音、排气音或者各种吹扫音等气流音，使用所谓的空洞型或者膨胀型的消声器。例如，在日本特开2001-120662号公报中，记载了为了降低吹扫音而应用膨胀型消声器的氧浓缩装置的例子。该膨胀型消声器具有膨胀室、用于使吹扫气体流入膨胀室的流入管、和用于使吹扫气体从膨胀室流出的流出管，借助从流入管进入膨胀室的急剧扩大部分、以及从膨胀室进入流出管的急剧缩小部分的音阻的变化，来获得减音效果。这样的膨胀型消声器通常具有圆筒形状，在其上下表面连接有由圆配管构成的流入管以及流出管，利用流入管、流出管与圆筒形的膨胀室的截面积比来降低噪声。为了提高消声效果，也开发了将流入管以及流出管的一部分插入并突出到膨胀室内的插入管型的消声器。

此外，如日本特开平10-245203号公报所记载的那样，也开发了使膨胀室的形状为长方体形状的消声器。

如上所述，在氧浓缩装置中，需要压缩机等的噪声源的静稳化。此外，为了实现氧浓缩装置的小型轻质化，也需要消声器的小型轻质化。但是，在上述插入管型消声器中，流入管以及流出管的截面积(流入管径以及流出管径)与膨胀室截面积的比越大，排出的声音的衰减率越大，膨胀室的长度与想要降低的声音的频率有关。因此，膨胀室的物理尺寸由想要降低的声音的频率带以及衰减率确定，这成为妨碍低噪音的氧浓缩装置主体的小型轻质化的主要原因之一。例如，现有的膨胀型消声器一般为圆筒形状，若确定了膨胀室的截面积则厚度也被确定，而且由于在消声器的周围产生死区，所以需要较大的设置空间。

此外，膨胀部、插入管部为圆管形状，难以确保在通过树脂成形制造时所需的管的拔模斜度，加工精度也差等，树脂成形困难。因此，需要分为插入管部和膨胀部成形并将它们组装，必需的部件个数在三个以上等，缺乏批量生产性。进而，插入管内的加工也困难。此外，为了降低噪音，需要通过改变插入管的长度和内径来调整压力损失即动力源的消耗电力和消声效果，也存在设计自身困难的问题。

这样，在消声器中，为了提高消声效果同时实现小型轻质化并进而降低成本，需要使消声器的材质从金属变为树脂，并减薄消声器的分隔壁的壁厚等各种对策，但在现在的组合流入管以及流出管和圆筒形状的膨胀室的膨胀型消声器中，无法在不增大压力损失的情况下实现充分的小型化和消声效果。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决这样的现有的消声器以及氧浓缩装置所存在的问题，在使消声器自身小型化的同时，基于该消声器的小型化而实现小型、轻质、低噪音、低消耗电力的氧浓缩装置。