专利名称：氧气富化器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种向用户提供富氧空气的氧气富化器。
背景技术：
下面先使用图12来说明现有的这种氧气富化器。图12为现有氧气富化器的截面图。氧气富化器的机体50内部设有用于提高空气中的氧气浓度的氧气富化装置51、和将氧气富化装置51中得到的富氧空气供给到排气装置52中的气泵装置53。此外，机体50上还设有用于进行搬运的提手54、和用于向气泵装置53提供电源的电源线55。排气装置52与设置在用户头上的头戴器具(图中未示出)中的排气口(图中未示出)相连通。
在使用时，用户先在头上戴上头戴器具，将电源线55插入屋内的电源插座中，然后接通主机体50上的电源开关(图中未示出)，使气泵装置53开始工作。气泵装置53开始工作后，外气被吸入氧气富化装置51中，同时，经氧气富化处理的空气被送向排气装置52，用户就可以从设置在自己嘴边的排气口呼吸到富氧空气(其中的一例可参见日本实用新案专利公报第3096113号)。
但是，上述的现有氧气富化器中存在着下面的问题，即，由于机体50是由交流电源来驱动的，故只能在有交流电源的地方(如房间内)使用，在没有市电电源的户外及汽车内就使用不了。
最近以来，用户对这种氧气富化器的接受程度逐渐高涨，很希望在体育运动中、学习中、以及汽车驾驶过程中等各种场合下加以使用。因此，上述的对使用场所的限制已经成为一个很大的问题。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，其目的在于提供一种在得不到市电电源的户外、汽车、电气火车等车辆内也可以自由使用、且设在其内部的电气部件的可靠性也很高的氧气富化器。
为了实现上述目的，本发明的氧气富化器中设有内部设有氧气富化装置和把从所述氧气富化装置得到的富氧空气供应到规定位置上的气泵装置的主机体；将外气吸入所述主机体内、供应给所述氧气富化装置后再排到所述主机体外的鼓风装置；和控制所述气泵装置及所述鼓风装置的控制装置，其中，构成所述气泵装置、所述鼓风装置和所述控制装置的电源的二次电池被组装在所述主机体中。这样，由于设有二次电池，因此氧气富化器在没有交流电源的户外、车辆等中也能使用，其使用方便程度可以大幅提高。
另外，本发明在上述结构的基础上，分别在所述氧气富化装置的一侧的表面上安装上所述控制装置，在另一侧的表面上设置上所述的二次电池。这样，由于充、放电时会放热的二次电池安装在被鼓风装置吸入的外气所冷却的氧气富化装置的一侧的表面上，工作时也会放热的控制装置被安装在另一侧的表面上，使它们能够得到有效的冷却，从而可以防止二次电池的过早劣化，控制装置的可靠性也可以得到提高。
另外，在本发明的上述各个结构中，氧气富化装置被设置在气泵装置的上部。这样，可以使体积相对较大、质量较重的气泵装置设置在下部，增加主机体的稳定感；同时，相对较薄的氧气富化装置的两侧产生的无用空间可以用来设置二次电池和控制装置，可以使整个机体变薄，主机体的设置、搬运、操作起来也比较容易。
另外，在本发明的上述各个结构中，主机体内设有其内部安装有所述气泵装置及氧气富化装置的内机壳，由鼓风装置产生的空气在所述内机壳内流动。这样，通过将气泵装置及氧气富化装置预先安装到内机壳中，可以使部件实现单元化，使整个主机体的组装变得容易进行，且所述内机壳还可以兼作供鼓风装置产生的气流通过的空气通道，这样可以省掉专门用作空气通道的其他部件，降低氧气富化器的造价。
另外，在本发明的上述各个结构中，还设有用于供鼓风装置吸入外气的吸气口、和用于将吸入外气排气的排气口，所述吸气口及所述排气口被设置在主机体的同一面上。这样，在主机体被使用时，除了设有吸气口及排气口的那一面以外的5个侧面都可以朝下、作为设置面来使用，因此，设置形态的可选择方案可以增加，使用起来更加方便。
另外，在本发明的上述各个结构中，所述主机体上设有供电端子，所述供电端子既可以与二次电池进行电气连接，也可以与外部电源进行连接。这样，在室内使用的场合下，可以将供电端子与一般的交流电源相连接，在车内进行使用时，可以从点烟器向供电端子进行供电，可以抑制二次电池的消耗。同时，还可以从交流电源和点烟器电源对所述二次电池进行充电，防止二次电池的过早劣化，提高主机体的使用方便程度。
另外，在本发明的上述各个结构中，在主机体的适当位置上设有用于安装肩挂背带的挂钩部件。这样，由于装有较重的二次电池的主机体可以通过背带挂到肩上，因此在搬运时加到手上及手腕上的负担可以大幅减轻，使用起来可以更加方便。
另外，在本发明的上述各个结构中，所述主机体的上部设有用来进行搬运的提手，所述主机体的重心位于经过所述提手的中心并从控制装置和二次电池之间穿过的中心线上。这样，由于主机体的重心大致位于提手中心的下方，因此在搬运主机体时，在提着机体的手上不会加上过大的力。
另外，在本发明的上述各个结构中，所述主机体上部设有用于搬运的提手，将汽车车内的安全带穿过所述提手和所述主机体之间后，所述主机体可以固定在车内的座席上。这样，在驾驶车辆时、或者在将主机体搬运到副驾驶席或后座等上以吸入富氧空气之际，可以用安全带将主机体固定住。在汽车行驶过程中机体也不会发生意外滑动或翻倒的情况，从而可以放心地使用，而且还可以避免机体掉落到车底、与机门发生碰撞而受损的情况出现。
另外，本发明中的提手可以相对于主机体被自如地拉出。这样，在机体工作时及收藏时，提手可以隐藏在机体中，外观比较美观，且不占地方，要搬运时提手又可以拉出，从而可以提供使用极其方便的氧气富化器。
图1(a)为本发明的一个实施例中的氧气富化器的左侧视图，图1(b)与该氧气富化器相连接的电源转接器的侧视图，图2为该氧气富化器的后视图，图3为该氧气富化器的俯视图，图4为该氧气富化器的机壳拆掉时的左侧视图，图5为该氧气富化器的机壳拆掉时的右侧视图，图6为该氧气富化器的机壳拆掉时的后视图，图7(a)为表示该氧气富化器的基板及安装板的组装状态的截面图，图7(b)为表示上述基板、安装板的组装状态的俯视图，图8为该氧气富化器的氧气富化装置中的氧气富化单元的分解图，图9(a)为表示上述的氧气富化单元的组装状态的斜视图，图9(b)为组装成的氧气富化组件的斜视图，图10为该氧气富化器中的富氧空气排气单元的斜视图，图11为表示该氧气富化器在座席上的设置状态的斜视图，图12为现有的氧气富化器的截面图。
具体实施例方式
下面使用图1～11来说明本发明的一个实施例中的氧气富化器。需要说明的是，这样的实施例不产生限定本发明的作用。
在上述各附图中，1为纵长的箱状外机体，其外壳由前后二个机壳1a、1b互相扣合而成，通过螺钉固定在底板2上。3为设在机体1内部的内机壳，由左右二个机壳3a、3b互相扣合而成，且通过螺钉以装拆自如的方式固定在所述主机体1的底板2上。4为覆盖住所述主机体1的上部开口的顶板，通过螺钉以装拆自如的方式固定在所述内机壳3上。
5为安装在内机壳3的下部的、由风箱式气泵等构成的气泵装置，与下述的氧气富化装置15互相连通。气泵装置5通过下面所述的结构有弹性地安装在底板2上。
具体说来，6为嵌入到底板2上的气泵装置安装凹坑部2a中的基板(见图6)，其上的多个适当位置通过螺钉固定在底板2上。7为通过螺钉固定到所述气泵装置5的底面上的安装板，该安装板7垫着第1弹性装置8和第2弹性装置9安装到所述基板6上。其中，第1弹性装置8由圈簧等构成，设置在前、后、左、右的多个角落部；而第2弹性装置9设置成比第1弹性装置8靠近中心部，由橡胶等具有弹性的柱状弹性体构成。
这里所述的第2弹性装置9的上下各个端部的端面上设有钩紧部9a(图7a)，这些钩紧部9a嵌入到分别设在基板6及安装板7上的孔6a、7a的孔缘上，实现紧固。这样的结合使基板6和安装板7联接在一起，构成一种防振机构。另外，在支承着上述基板6及安装板7的第1弹性装置8上最好还设置上用于防止其发生压曲的突起等物。
此外，气泵装置5也通过下面所述的结构有弹性地支承在内机壳3上。
具体说来，10、11为从所述气泵装置5的左、右、前方对其进行弹性支承的多个第3弹性装置(见图4、5)，分别由压缩圈簧等构成。每个第3弹性装置10、11中的一端均与支承板12相结合，另一端插入设在所述内机壳3的左、右侧面及前侧上的开口部分13中。在第3弹性装置10、11顶住气泵装置5的侧面及前侧的情况下，将所述支承板12滑动到位于开口部分周缘的卡紧部件14中。这样，就可以将所述支承板12安装到内机壳3上。
15为设置在所述气泵装置5的上部的氧气富化装置，隔着沿侧面的上、下方向设置的密封件(图中未示出)被所述内机壳3中的机壳3a、3b所夹住、固定。氧气富化装置15的结构如图8、9中所示，其中，在具有网眼构造的框架17的两个侧面上贴上大致呈长方形的氧气富化膜18，形成以两膜之间的空间为(空气流动)通道的氧气富化单元19，再将多个氧气富化单元19层迭在一起，形成大致呈长方体的氧气富化组件。通过对框架17的通道内部进行吸气操作，在氧气富化膜18的外侧周围流动的空气中有一部分将穿过氧气富化膜18，进入框架17中的通道内，从而产生出富氧空气。得到的富氧空气由所述气泵装置5通过管道21从唯一的出口即排气口20被吸出。
另外，上述的氧气富化膜18由有机高分子薄膜制成，使空气中的氧气比氮气容易穿过这种膜，因此可以得到氧气浓度比较高的空气即富氧空气。通过所述气泵装置5进行的吸引操作，可以得到氧气浓度从正常情况下的约21％提高到约30％的富氧空气。
22为开在所述机体1的顶板4上的排气口(图5)，该排气口22通过管道23与上述气泵装置5的排气侧(从气泵装置5送出富氧空气的排气口)相连接。上述管道23的中段上设有消音器23a，通过加大管道中段的通道面积实现消音。
24为设置在所述气泵装置5的后方的鼓风装置(图4)，该鼓风装置24经位于机体1的背面板上的、设置成正对着氧气富化装置15的吸气口25(图5)吸入外气，使部分外气被设在内机壳3内的氧气富化装置15摄入，然后使其余气流的方向转为向下，对气泵装置5进行冷却，最后从排气口26排到机体1外。上述鼓风装置24不但具有使气泵装置5冷却的功能，而且还通过向氧气富化装置15送入新鲜的外气起到防止氧气富化效率下降的作用。另外，在本实施例中，内机壳3的内部被作为空气通道有效地加以利用，同时，吸气口25和排气口26均设在机体1的同一个表面上，本实施例中是设在后表面上(见图5)。
29、30为内机壳3上夹紧、固定住氧气富化装置15的那部分侧面上形成的凹陷处，这是利用氧气富化装置15的宽度比设置在其下方的气泵装置5狭而形成的。31为设置在其中的一个凹陷处29中的、由安装有电子部件31a的控制基板等构成的控制装置，用于对所述气泵装置5、鼓风装置24等进行控制。32为以装拆自如的方式装在相反一侧的凹陷处30中的可充电二次电池，作为所述气泵装置5、鼓风装置24、控制装置31等的电源，并通过设在主机体1的下部侧面上的供电端子33可以从交流电源及汽车内的点烟器(图中未示出)等外部电源进行充电。
由于供电端子33也可以用作以交流为电源时的交流电源端子，故电源转接器34的一端设有与插头构成一体的变压器34a，另一端设有输出插头34b，将输出插头34b与供电端子33相连接后，就可以使用交流作为电源。亦即，所述控制装置31进行如下的切换控制当插头一体型变压器34a的插头插入插座中时，以交流电源作为电源；当上述插头从插座上拔下时，则以所述二次电池32作为电源。另外，将供电端子33与车内的点烟器进行电气连接时，还可以以汽车的蓄电池作为电源进行操作。
35为设在机体1的顶板4上的操作开关(见图3)，36为显示机体1的工作状态的操作显示装置，37为设定操作时间的定时开关，可以在预先设定好的时间如30分钟、1小时、3小时内进行操作。38为显示定时开关37中设定的定时时间的定时显示装置。上述的各个显示装置均由发光二极管或指示灯等来构成。
40为用于搬运主机体的提手，其抓握部分40a设置成与顶板4的上表面相平齐。提手40大致制成呈“]”状，设在手握部分40a两侧的脚部40b的轴40c插入设在内机壳3的上部的上下方向的长孔3c中，从而可以上下自如滑动，并且还可以以轴部40c为中心在前后方向上自如转动。
41为设在主机体1的前、后上部的挂钩部件，通过在此设置上背带42，可以在将机体1背在肩上的状态下使用。
43为与开在所述主机体1的顶板4上的排气口22相联后进行使用的富氧空气排气单元(图10)，其中设有软管44和结露水容器45。软管44的一端与排气口22相联，另一端与固定夹具46相联接。结露水容器45设在软管44的中段上，用于收集富氧空气中所含的结露水。在本实施例中，固定夹具46采用的是头戴式器具的形式，其上部可以佩戴在用户的头部、颈部、耳等处，下部的对嘴部件47设置成正对着用户的口部。这样，用户可以在双手可以自由活动的状态下吸入富氧空气。
下面对具有上述结构的本实施例中的操作情况进行解释。
首先，用户将排气单元43戴到头部、颈部或耳部上，然后接通操作开关35；气泵装置5即被供给工作电源，表示通电状态的显示装置36也将点亮，气泵装置5根据定时器开关37设定的时间而操作，同时鼓风装置24也发生操作。随着鼓风装置24的鼓风操作的进行，外气被从设在主机体1上的吸气口25吸入，这些外气流经氧气富化装置15，然后从排气口26排气到主机体外。另一方面，流经氧气富化装置15的外气中有一部分在气泵装置5工作时被吸入所述氧气富化装置15的框架17内，成为氧气被富化的空气。最后，富氧空气被送到排气口22，并穿过管道44从富氧空气排气单元43的固定夹具46的对嘴部件47向外排气，用户就可以通过口或鼻吸入富氧空气。
在通常的使用状态下，主机体1一般是底板2朝下放置在桌子或地面等设置面上。在这样的状态下进行使用时，构成振动源的气泵装置5的振动由第1、第2弹性装置8、9的弹性加以吸收，从而防止其传递到主机体1上。因此，主机体1不会发生振动，用户可以放心地使用。
另外，将机体1设置成放倒后横向使用也是可以的。在这样的场合下，将由第3弹性装置10、11对气泵装置5进行弹性支承，因此，第3弹性装置10、11能够对气泵装置5本身的振动进行吸收，防止振动传递到机体1上。这样，采用本实施例的话，即使使用时将主机体1放倒，机体1也不会发生振动，从而可以放心地使用。另外，还可以抑制外力及过大的力加到气泵装置5的底板2的安装部位及气泵装置5和管23的安装部位等上，可靠性可望得到提高。
这样，本实施例中的氧气富化器由于兼设有二次电池32和能与外部电源连接的供电端子33，因此，不但可以在房间内使用交流电源进行操作，还可以利用二次电池32在户外及汽车内等场合下使用。具体操作为，从插座拔下电源转接器34后接通操作开关35时，将自动地转为由二次电池32进行供电，故可以实现上面的操作。这样，在户外也可以使用，如在散步中或在车内也可以吸入富氧空气。另外，在汽车内使用时，还可以把汽车的点烟器作为电源，通过充电端子33获取电源；同时，在使用过程中还可以对上述二次电池32进行充电，从而可以进一步延长使用时间。
另外，由于充电/放电时会放热的二次电池32设在氧气富化装置15的一侧，工作时也会放热的控制装置31设在氧气富化装置15的另一侧，因此，由鼓风装置24吸入的外气对氧气富化装置15进行冷却时，二次电池32及控制装置31在工作时也能得到有效的冷却，从而可以防止二次电池32的过快劣化，控制装置31的可靠性也能得到提高。
此外，通过将相对来说体积较大、且质量也较大的气泵装置5设在下方，将重量较轻的氧气富化装置15设在上方，不但可以增加机体1的稳定程度，而且较薄的氧气富化装置15的两侧产生的空闲空间通过装入二次电池32和控制装置31也可以有效地加以利用，从而可以使整个机体变薄，对主机体1进行设置、搬运、操作时就比较容易。
另外，由于吸气口25、排气口26集中设置在主机体1的同一侧面上，比起吸气口25、排气口26分别设在不同侧面上的情况来可以减少对设置场所的限制。换句话说，吸气口25、排气口26设在不同的面上时，设有吸气口25、排气口26的这二个侧面就不能用作设置面，理由是吸气口25、排气口26将被设置面所堵住，使吸气/排气变得不能进行。而在本实施例中，由于除了设有吸气口二25及排气口26的那个侧面以外的5个侧面都可以朝下，作为设置面来使用，因此可以增加设置形态的可选择方案，提高使用时的方便性。这样，主机体1竖着横着都可以使用，对使用形态的限制可以减少，使用方便程度可以提高。
另外，在搬运氧气富化器之际，既可以拉出提手40后提着进行搬运，也可以将安装在主机体1上部前后两侧的挂钩部件41上的背带42背到肩上后进行搬运。特别是采用后一种方式时，用户可以在一边跑步或使用健身自行车等进行锻炼时一边使用本发明的氧气富化器。在这样的情况下，主机体1虽然会发生左右摇晃，气泵装置5上有可能被加上横向的外力，但是，此时的横向外力可以由第3弹性装置10、11加以吸收，使气泵装置5不会与内机壳3的内壁发生直接接触。这样可以防止主机体1发生振动、使用户误认为有故障等情况的发生，从而可以使用户放心地进行使用。
如上所述，本发明的氧气富化器除了底板2朝下的正常使用形态外，还可以将主机体1横倒后使用，另外即使主机体1发生晃动也能放心地使用。这样，对使用形态的限制可以减少，使用方便程度可以提高，同时可以在很多的场合下进行使用。
另外，提手40由于可以自如地拉出/按入，使用后提手40可以按压进主机体1中。这样，主机体1的外观比较美观，收藏时又不占地方，可以实现一种使用起来非常方便的氧气富化器。
在车内使用的场合下，主机体1可以如图11中所示的那样进行设置。具体来说，将提手40拉出，将安全带48从提手40和主机体1之间穿过，固定在车内的助手席及后部座席等处。这样，在汽车行驶过程中主机体1也不会发生意外滑动或翻倒的情况，从而可以放心地使用，而且还可以避免主机体1掉落到车底、与机门发生碰撞而受损的情况出现。
另外，在本实施例中，通过将气泵装置5及氧气富化装置15安装到内机壳3内，可以实现部件的模块化。通过将部件预先组装成模块，再将模块组装到主机体1内，可以使产品的组装变得容易进行，而且内机壳3还可以兼作让鼓风装置24产生的空气穿过的空气通道。这样，可以省去用于构成空气通道的其他专门的部件，降低氧气富化器的制造成本。
此外，如果使主机体1的重心G如图6中所示的那样位于经过提手40的中心并从控制装置31和二次电池32之间穿过的中心线CL上的话，在搬运主机体1时，在握住提手40的手上不会被加上过大的力。图6中虽然氧气富化装置15位于主机体的中央位置，但是由于一般来说二次电池32比控制装置31要重，因此需要将二次电池32、氧气富化装置15和控制装置31整体地朝控制装置31一侧稍稍移动一点，这样可以使主机体1的重心G很容易位于中心线CL上。
另外，虽然在上述实施例中采用了在气泵装置5的左、右、前三个面由第3弹性装置10、11加以弹性支承的方式，但是，也可以对包含后侧面在内的4个面进行弹性支承，此时可以将吸气口25及排气口26设置在一般情况下不会作为设置面的顶面4上。另外，在上面的说明中虽然电源转接器34中带有变压器，但是也可以将变压器设置主机体1的内部，再用普通的电源线直接与供电端子33相连接。此外，还可以把供电端子33作为专门进行充电的端子，再另外设置电源线或者与电源线相连接的供电口。
本发明的氧气富化器可以在没有市电电源的户外、汽车、火车等车辆内等任何场所使用，使用起来非常方便，而且设在其内部的电气元件的可靠性也非常高。
权利要求
1.一种氧气富化器，其特征在于包括内部设有氧气富化装置和把从所述氧气富化装置得到的富氧空气供应到规定位置上的气泵装置的主机体；将外气吸入所述主机体内、供应给所述氧气富化装置后再排到所述主机体外的鼓风装置；和控制所述气泵装置及所述鼓风装置的控制装置，其中，构成所述气泵装置、所述鼓风装置和所述控制装置的电源的二次电池被组装在所述主机体中。
2.如权利要求1所述的氧气富化器，其特征在于所述氧气富化装置的一侧设有所述控制装置，另一侧设有所述二次电池。
3.如权利要求1或者2所述的氧气富化器，其特征在于所述氧气富化装置设置在所述气泵装置的上方。
4.如权利要求1～3的任一项所述的氧气富化器，其特征在于所述主机体内设有其内部安装有所述气泵装置及氧气富化装置的内机壳，由鼓风装置产生的空气在所述内机壳内流动。
5.如权利要求1～4的任一项所述的氧气富化器，其特征在于还设有用于供鼓风装置吸入外气的吸气口、和用于将吸入外气排气的排气口，所述吸气口及所述排气口被设置在主机体的同一面上。
6.如权利要求1～5的任一项所述的氧气富化器，其特征在于所述主机体上设有供电端子，所述供电端子既可以与二次电池进行电气连接，也可以与外部电源进行连接。
7.如权利要求1～6的任一项所述的氧气富化器，其特征在于所述主机体上设有用于安装肩挂背带的挂钩部件。
8.如权利要求1～6的任一项所述的氧气富化器，其特征在于所述主机体的上部设有用来进行搬运的提手，所述主机体的重心位于经过所述提手的中心并从控制装置和二次电池之间穿过的中心线上。
9.如权利要求1～7的任一项所述的氧气富化器，其特征在于所述主机体上部设有用于搬运的提手，将汽车车内的安全带穿过所述提手和所述主机体之间后，所述主机体可以固定在车内的座席上。
10.如权利要求8或者9所述的氧气富化器，其特征在于所述提手可以相对于主机体被自如地拉出。
全文摘要
本发明提供了一种在得不到市电电源的户外及汽车、火车等车辆内也能自由使用、且设在其内部的电气部件的可靠性也得到了提高的氧气富化器。本发明的氧气富化器中包括其中设有氧气富化装置(15)和将从所述氧气富化装置中得到的富氧空气供给到规定位置的气泵装置(5)的主机体(1)；将外气吸入到主机体内、供给氧气富化装置、然后排到主机体外的鼓风装置(24)；和对气泵装置及鼓风装置进行控制的控制装置(31)。所述主机体中设有构成气泵装置、鼓风装置和控制装置的电源的二次电池(32)。由于设有二次电池，故在没有交流电源的户外及车辆中本发明的氧气富化器也可以使用，使用方便程度可以大幅提高。
文档编号C01B13/02GK1803583SQ20051000360
公开日2006年7月19日 申请日期2005年1月11日 优先权日2004年1月13日
发明者吉田稔之, 大岛裕夫, 森下和久 申请人:松下电器产业株式会社