JPH06238002A - 呼吸用気体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加湿器の着脱を容易にして、使用者（患者）
の負担を軽減した呼吸用気体供給装置を提供することに
ある。 【構成】 呼吸用気体の発生手段と、該発生手段からの
呼吸用気体を使用に供する供給手段を備えた呼吸用気体
供給装置であって、該供給手段において、呼吸用気体の
流入部と、加湿された該気体の流出部と、水を充填した
受器部と蓋部とからなり、該流入部の開口が充填水上の
空間部に位置し、該呼吸用気体の少なくとも一部が該空
間部の少なくとも一部を通過することによって加湿され
る加湿手段であって、その接続が実質的に水平方向の押
込み動作によって該装置の所定位置に挿着されることに
よりなされるようにした加湿手段が具備されていること
を特徴とした呼吸用気体供給装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特定の構造を有した気
体の加湿器を用いた呼吸用気体供給装置に関する。さら
に詳細には本発明は、気体の流量が大きく変化しても加
湿の程度が適度に行なわれ且つ長期間継続して使用でき
る改良された加湿器を用いた呼吸用気体供給装置を提供
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、呼吸器疾患患者に対して酸素ボン
ベから酸素を提供する酸素療法が行われており、最近で
は空気中の酸素を濃縮して得られた酸素富化空気を使用
した酸素療法が開発されることによってその治療法が次
第に普及するようになってきている。

【０００３】これらの酸素療法では、酸素や酸素富化空
気等の気体を患者の鼻腔に供給する際、患者の鼻腔内の
乾燥を防止するために通常は飽和水蒸気圧近くまで加湿
した状態でその気体を供給するように工夫がなされてい
る。即ち酸素ガスボンベや液体酸素等からの酸素の場合
には、そのままでは湿度が低すぎるために例えば気泡形
式の加湿器等を通過せしめて加湿したのちに患者に供給
される。また酸素富化空気を得るために、吸着型酸素富
化器や膜型酸素富化器が使用されてるが、この吸着型酸
素富化器の場合にも通常得られる酸素富化空気に水分が
ほとんど含まれないために加湿器を用いて加湿せしめた
富化空気が患者に供給される。

【０００４】これらの加湿手段は呼吸用気体の流入部と
ネジ又はワンタッチカプラー等によって接続されるもの
が見られるが患者によっては操作がむつかしい場合があ
った。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、かかる問題点を解決すること
を目的としたものである。即ち、本発明はこれらの操作
を簡略化し、加湿手段（容器）を収納場所で実質上水平
方向に押しつけるだけで容易に固定できるようにしたも
のである。従来の細かい部分の操作が不要となり使用者
の負担を軽減した酸素富化気体供給装置を提供すること
にある。

【０００６】

【発明の構成】かかる目的を達成すべく鋭意研究した結
果、加湿手段（容器）を呼吸用気体（酸素）供給装置を
形式する筐体壁構成部材との一体化と合わせて考えるこ
とにより、装着、脱着を容易にしたものである。

【０００７】即ち本発明は、呼吸用気体の発生手段と、
該発生手段から呼吸用気体を使用に供する供給手段を備
えた呼吸用気体供給装置であって、該供給手段におい
て、呼吸用気体の流入部と、加湿された該気体の流出部
と、水を充填した受器部と蓋部とからなり、該流入部の
開口が充填水上の空間部に位置し、該呼吸用気体の少な
くとも一部が該空間部の少なくとも一部を通過すること
によって加湿される加湿手段であって、その接続が実質
的に水平方向の押込み動作によって該装置の固定位置に
装着されることによりなされるようにした加湿手段が具
備されていることを特徴とした呼吸用気体供給装置を提
供する。

【０００８】かかる本発明の装置には、該加湿手段の接
続が呼吸用気体の流入部ノズルと、加湿された該気体の
流出部ノズルを介して接続される構造であって、各々の
ノズル部が該発生手段に導通し得る導管手段及び供給手
段の下流側導管手段の各々の端部を差し込み装着するに
よって接続され得るようにしたことを特徴とした呼吸用
気体供給装置が含まれる。

【０００９】また本発明の装置には、加湿手段の蓋部
に、実質上水平方向に加湿手段を挿着脱離を容易にする
ための取手手段を具備したものが含まれる。

【００１０】さらに本発明の装置には、該加湿手段を取
付けて気体が洩れないための必要締付圧を与えるために
固定する手段を、加湿容器の該ノズル部以外の部位に具
備せしめ呼吸用気体供給装置が含まれる。

【００１１】さらに本発明の装置には、該加湿手段が、
該空間部を通過する呼吸用気体の流量に対応して充填水
面の面積を変更するための水面面積変更手段を具備した
ものである呼吸用気体供給装置が含まれる。

【００１２】さらに本発明の装置には、該水面面積変更
手段が、水面上に浮かんで水蒸発を阻止し得る平面状部
材からなり、該呼吸用気体の流量の範囲に対応して定め
られた面積を有したものである呼吸用気体供給装置が含
まれる。

【００１３】さらに本発明の装置には、該呼吸用気体の
発生手段が、圧力変動吸着型酸素濃縮手段、酸素ボンベ
手段及び液体酸素貯留手段から選ばれる少なくとも１種
を用いたものである呼吸気体供給装置が含まれる。

【００１４】また本発明には、かかる呼吸用気体供給装
置であって、該供給手段において、該呼吸用気体を加湿
するための加湿手段と、その下流側または上流側に呼吸
用気体の流れにより動き得る目視可能な部材を備えた該
気体流れを確認するための気体流れ確認手段を具備して
いることを特徴とした呼吸用気体供給装置を含んでもよ
い。

【００１５】以下に、必要に応じて図面を用いながら、
本発明につい更に詳細に説明する。

【００１６】図１は、圧力変動吸着型酸素濃縮手段を用
いた本発明の呼吸用気体供給装置の具体例を示したもの
である。即ち、電磁弁１２、１８を開いた状態で、図１
の如く弁３５を介してコンプレッサー３４により加圧空
気を吸着床３１に導入して窒素を吸着させ、得られた酸
素濃縮気体が導管１３を介してサージタンク３３に貯留
される。サージタンク３３に貯留された酸素濃縮気体
は、減圧弁１９により調圧された後、除菌フィルター２
０により除菌され、流量設定器２２により所定の流量に
設定され、加湿手段（加湿器）３７により加湿され、導
管２３に連結された鼻カニューラを経て呼吸器疾患の患
者等に供給される。尚、加湿器３７として、前記の如き
図２，３に示されたものが好ましく用いられる。また流
視計２４は、後記の図４のような目視可能な気体の流れ
確認手段である。

【００１７】所定時間吸着を続けた後、弁１２を閉じ
て、弁３５を切り換えることによってコンプレッサー３
４を真空ポンプとして使用して、吸着床３１内の圧力を
減圧して脱着を行なう。所定の時間脱着を行なった後、
弁３５を切り換えて加圧空気を吸着床３１に導入せし
め、さらには弁１２を開いてサージタンク３３から酸素
濃縮気体を逆流させることによって、吸着床を再加圧し
たうえで、引き続き加圧空気を吸着床３１に導入しなが
ら吸着工程を実施する。

【００１８】尚、サージタンク３３の下流側の導管１４
に、逆止弁を介して製品タンクを直列に配置させてもよ
く、その場合には再加圧の際にサージタンクの内圧が製
品タンクよりも低下しても製品タンクからは逆流しな
い。

【００１９】図１中、送風機３６は主にコンプレッサー
３４を冷却するための冷却風を流すためのものである。

【００２０】本発明の装置の好ましい具体的態様とし
て、コンプレッサー３４と送風機３６を消音用ボックス
内に収納せしめ、そのボックス内に開口部のある仕切り
板を設けて冷却用空気流れの上流側の室に送風機３６
を、下流側の室にコンプレッサー３４を配置して、流路
切換弁３５の吸気側導管手段の開口端を送風機を収納し
た室に位置させたものがあげられる。尚、装置の冷却用
空気の取入れ口にはフィルターが具備されることが望ま
しい。

【００２１】酸素濃縮気体の流量が例えば４ｌ／min 程
度以上と大きい場合で、加湿器３７を後記の図２のよう
にして用いても水の蒸発量が不足するような時には、必
要に応じてコンプレッサーの放熱により加温された空気
をダクト等により加湿器３７の周囲に流すようにするこ
とが望ましい。また加湿器３７から流視計２４までの間
のチューブについても、そのチューブ内での結露による
くもり等を防止するために、同様に加温された空気をチ
ューブの周囲に流すようにすることが望ましい。

【００２２】図２は、本発明において用いられる加湿手
段（加湿器）の具体例を示したものであり、呼吸用気体
の流入部ノズル１と、流出部ノズル２と、充填水３の受
器部４と、シール部材８を介してその受器部にネジでま
たはワンタッチ構造で接合されている蓋部５からなって
いる。尚、流入部及び流出部は空間部７における末端部
４５，４６で各々開口している。

【００２３】発生手段に導通し得る導管手段の端部４１
及び鼻カニューラ等の酸素濃縮気体等の酸素濃縮気体等
の呼吸用気体の供給手段の端部４２が装置における加湿
手段収納部の奥側に実質上水平方向に突出した状態で配
置されており、その突出した端部４１，４２に対して加
湿手段の流入部ノズル１と流出部ノズル２の各々を実質
上水平方向に押し込むことによって、端部４１及び端部
４２の各々に具備されているシール部材４３，４４を介
して、各々流入部ノズル１に端部４１が、流出部ノズル
２に端部４２が気密的に挿着された状態にすることがで
きる。尚、シール部材８及び４３，４４としては、シリ
コンゴム等のゴムやプラスチック、布等の一般にシール
剤として用いられているものが使用できる。またかかる
加湿機の収納部としては、流入部ノズル１と端部４１、
及び流出部ノズル２と端部４２が各々適合しやすいよう
に、加湿器の底面及び両側面が加湿器の収納状態に合っ
たように、即ち加湿器にフィットした寸法に設計された
ものが好ましい。

【００２４】また、流入部ノズルと流出部ノズルが、外
観上１体化されて内部の流路が同心円状又は平板状の仕
切り部材で２分割されており、各々に挿着される導管手
段端部もそれらに適合し得るようにしたものであっても
よい。

【００２５】本発明の加湿器を用いた場合には、横方向
の力を加えるだけで容易に加湿器が挿着でき、また従来
のバブル型の加湿器のような飛沫同伴による下流側チュ
ーブ内での水滴発生がなく、例えば加湿器内の充填水が
汚れたり菌等が存在しても下流側チューブに移動するこ
とはないので、衛生上より好ましい。

【００２６】この様に本発明の加湿器は、所定の収納部
分に実質上水平方向に挿入し差し込むことのみによって
挿着することができるが、さらに挿着した状態で気体が
流入部ノズル１と端部４１及び流出部ノズル２と端部４
２の連結シール部からもれないようにするための必要締
付圧を付与するための加湿器固定手段をノズル１又は２
の部分以外において具備せしめることが好ましい。かか
る固定手段の具体的態様としては、加湿器が所定の場所
におさまるように加湿器の位置する底面の外側部分に突
起状等のストッパー手段を設けたものや、加湿器を収納
した状態で加湿器を押しつけるようにしたカバー手段を
設けたもの等があげられる。

【００２７】また呼吸用気体を加湿手段の空間部に導入
する手段としては、図３のようにどちらか一方のノズル
に接続される加湿器蓋部のノズルを容器内の途中まで伸
ばしてもよい。また仕切板、衝突板を空間部に設けショ
ートパスを防ぐようにしてもよい。

【００２８】図３は、本発明において用いられる加湿器
のより好ましい例を示したものであり、充填水３の水面
に水蒸発をなくするための平板状部材９が浮かんだ状態
にある。尚同図における１〜７は図１と同じ内容を意味
する。流入部の末端部４４は図３のように水面近くまで
伸びていてもよい。これは流入部１又は流出部２のいず
れの先端でもよい。あるいは仕切板に類するものでもよ
い。ここで平板状部材９は、例えばプラスチックス製の
プレートであってもよく、水に浮くようにしたプラスチ
ックスのフイルム状部材であってもよい。

【００２９】かかる平板状部材９は、酸素が９０％以含
の酸素濃縮気体等呼吸補助用気体の流量が例えば０．２
５〜２ｌ／min （リットル／分）である場合に、それを
水面に浮かべたときの残りの水面を、その比較的低流量
の呼吸補助用気体を室温で４０〜７０％、より好ましく
は５０〜７０％の相対湿度まで加湿することができるだ
けの蒸発面積となるようにあらかじめ設計されて準備さ
れている必要がある。

【００３０】この様な０．２５〜２ｌ／min なる低流量
域では、図２の如き充填水の水面全体からの蒸発で呼吸
補助用気体が例えば９０％以上の高い相対湿度にまで加
湿されやすく、下流側での導管内での結露が発生する問
題が生じやすい。室の温度が低くなるほど、流量が少な
くなるほど相対湿度が高くなり、この現象が発生しやす
くなる傾向にある。それ故、かかる低流量域での加湿度
の低減が特に必要とされていたものである。本発明の水
面面積変更手段を有した加湿器を用いることによって、
４０〜７０％程度の従来よりも比較的低い湿度の範囲内
におさえることが確実に出来るようになった。尚、通常
の鼻カニューラを用いる場合には、０．２５〜２ｌ／mi
n の範囲の呼吸補助気体の流量では鼻の周囲の多量の大
気が吸気されるので、例えば相対湿度が４０％程度の加
湿であっても、患者にとっては鼻腔内の乾燥しすぎ等の
問題を特に生じないことが見い出された。この様に本発
明の装置は、低流量域での加湿の程度を通常よりも低く
しても特に問題のないことを確認したうえで、下流側チ
ューブ内での結露等による水滴発生を確実に防止するよ
うにしたものである。

【００３１】本発明の加湿器における加湿に有効な水面
の面積を変更する手段としては、図３の如きものの他
に、例えば低流量域での運転の際に空間部７を狭く仕切
ることができるような円筒状等の仕切り板を蓋５に取り
付けたもの等があげられる。この場合には、内側の圧力
のバランスを取るために仕切り板に微小孔を設けること
が望ましい。尚、構造が簡単で洗浄等が容易な図３の平
板状部材９が実用上好ましい。

【００３２】また本発明の加湿器における呼吸様気体の
流量が約３ｌ／min 以上と多量の場合に加湿の程度が不
足とされるような時には、後述する如く併用する電動機
付コンプレッサーの排熱により加湿器を加温できるよう
に例えばその排熱により加温された空気を加湿器の周囲
に流すためのダクト等を設けたものが有効である。また
他の態様としては、必要に応じて、図２に示された加湿
器の充填水中にその一部が水面上に露出するように多孔
質部材を浸漬させて、毛管現象でその多孔質部材を上昇
した水を露出部分から蒸発させるようにしたものであっ
てもよい。

【００３３】本発明の呼吸用気体供給装置における呼吸
様気体供給手段での加湿手段の上流側に具備される流量
設定手段としては、呼吸様気体の流路における流動抵抗
を段階的に変更してその流量を段階的に設定するものが
あげられる。その好ましい具体例としては例えば、孔径
の異なる複数の独立した貫通孔を有した薄い板状部材を
供え、その貫通孔を選択して気体を流すようにすること
によって流量を設定するものがあげられる。その他に、
板状部材のかわりに孔径又は長さの異なる細管を複数個
備えた流量設定器等もあげられる。

【００３４】さらに加湿手段の下流側に具備される呼吸
用気体の流れを確認するための気体流れ確認手段の態様
例としては、その気体の流れによって動き得る目視可能
な部材を具備したものがあげられる。その具体例とし
て、図４に示したような透明なプラスチック製テーパ管
部材１０内にそのテーパ管と異なる色のプラスチックス
球１１を入れた流視計があげられる。そのプラスチック
球１１としては、呼吸用気体の流量が例えば０．２５ｌ
／min 〜５ｌ／min の範囲で浮遊流動抵抗が問題となら
ないものであることが望ましい。尚、かかる流視計等の
気体流れ確認手段は、単に気体の流れが目視で確認でき
れば足り、流量測定の機能を有さない簡単な構造のもの
でよい。気体流れ確認手段の他の例としては、気体流れ
により回転し得る羽根車を具備させたものがあげられ
る。

【００３５】図５は、本発明に用いられる加湿手段のよ
り好ましい具体的態様例を示したものである。図５
（ａ）が加湿器を呼吸用気体供給装置の収納部５０の所
定位置に挿着収納された状態を平面図で示したものであ
り、図５（ｂ）がかかる加湿器の正面図であり、図５
（ｃ）がその側面図を示したものである。図５の符号は
原則として図２と同じ内容を意味する。図５（Ｃ）のよ
うに、蓋部５の手前側に取手手段５０を設けて、加湿器
の着脱を容易にしたものが好ましい。

【００３６】加湿器における容器の受器部と蓋部のシー
ルはガスケットを介してネジによる締付けが一般的であ
るが、容易にするためにワンタッチ式も考えられ、図５
（ａ）のパッキン８の如く約９０℃の回転で閉止可能な
ものが実用上有利に用いられる。

【００３７】本発明の装置における供給手段に、呼吸気
流の特性値に基づいて呼吸における少くとも一部の所定
位相を検知し得る機能を有した呼吸位相検知手段による
検知結果に基づいて開閉が制御される自動開閉弁手段を
具備されることが望ましい。この場合には、発生手段か
ら流出した呼吸用気体は、自動開閉弁手段（デマンドバ
ルブ）を備えた導管手段を経て解放型供給手段から使用
者の鼻又は口に導かれる。即ち呼吸位相に対応してデマ
ンドバルブの開閉を制御することによって、例えば吸気
相の前半の時期にのみ呼吸用気体を供給することが可能
となる。

【００３８】尚解放型供給手段は、患者の鼻孔や口に対
して密閉されない状態で呼吸用気体を供給するものであ
って、例えば鼻カニューラが例としてあげられる。

【００３９】呼吸位相検知手段としては、呼吸の際の呼
気及び吸気のサイクルが検知できるものであればいかな
るものであってもよい。その具体例としては、呼気及び
吸気の通路における気流に関する圧力、温度、湿度等の
呼吸に基づいて変化する値を検知するための手段があげ
られる。

【００４０】圧力に基づく検知手段としては、圧力変動
を検知するものと、圧力自体を測定するものがあるが、
前者が実用上好ましく、特に圧力の変化速度を検知する
ようにしたものが感度を高めるうえで有効である。圧力
変動を検知するための手段としては、例えば呼気及び吸
気が通過する通路である鼻孔等において開口部を有した
導管内にダイヤフラム等を用いた圧力変動検知手段があ
げられる。これらの中で、圧力変動検知手段が、鼻孔等
の呼吸気流中から離れた位置でその変動を検知できるこ
とから便利であり、特に圧力変動検知のための導管手段
を呼吸用気体を供給するための導管手段と共通にできる
利点がある。

【００４１】本発明の装置は、かかる呼吸位相検知手段
の検知結果に基づいてデマンドバルブの自動開閉を行な
うための制御手段を備えている。尚、かかる制御手段と
しては、通常用いられるいかなるものであってもよく、
例えばマイクロコンピュータ等を用いたものがあげられ
る。

【００４２】本発明における呼吸用気体の好ましいもの
は、空気中の酸素を濃縮した気体や酸素があげられる。
また呼吸用気体の発生手段としては、空気中の酸素を濃
縮する酸素濃縮手段の他に、酸素又は酸素濃縮気体を高
圧充填せしめたボンベを用いたものや、液体酸素を充填
せしめたタンクを用いたもの等があげられる。かかる酸
素濃縮手段の好ましいものとしては、圧力変動吸着型酸
素濃縮手段があげられる。

【００４３】さらに本発明には、呼吸用気体の発生手段
と、該発生手段からの呼吸用気体を使用に供する供給手
段を備えた呼吸用気体供給装置であって、該供給手段に
おいて、該呼吸用気体を加湿するための加湿手段と、そ
の下流側又は上流側に呼吸用気体の流れにより動き得る
目視可能な部材を備えた該気体流れを確認するための気
体流れ確認手段を具備していることを特徴とした呼吸用
気体供給装置が含まれる。かかる装置における加湿手段
としては、前記のような静止水面蒸発形式のものの他、
バブル形式のもの等があげられ、気体流れ確認手段の具
体例としては前記のものがあげられる。尚このような呼
吸用気体供給装置では、特に呼吸器疾患患者等の使用者
にとって呼吸用気体の流れが自分の目で直接確認できる
という安心感を与える実用上大きな利点が得られる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の呼吸用気体供給装置では加湿器
の取付手段を水平方向の押込みにより装着できる構造と
したことでこの装置を多く使用する比較的高年令者の患
者にとっても操作性が大幅に改善されて実用上優れた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置のフローシートによる例示。

【図２】本発明の装置に用いられる加湿手段の模式的例
示。

【図３】本発明の装置に用いられるより好ましい加湿手
段の模式的例示。

【図４】本発明の装置に用いられる気体流れ確認手段の
例示。

【図５】本発明の装置に用いられる加湿手段の具体例例
示。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 呼吸用気体の発生手段と、該発生手段か
   らの呼吸用気体を使用に供する供給手段を備えた呼吸用
   気体供給装置であって、該供給手段において、呼吸用気
   体の流入部と、加湿された該気体の流出部と、水を充填
   した受器部と蓋部とからなり、該流入部の開口が充填水
   上の空間部に位置し、該呼吸用気体の少なくとも一部が
   該空間部の少なくとも一部を通過することによって加湿
   される加湿手段であって、その接続が実質的に水平方向
   の押込み動作によって該装置の所定位置に挿着されるこ
   とによりなされるようにした加湿手段が具備されている
   ことを特徴とした呼吸用気体供給装置。
2. 【請求項２】 該加湿手段の接続が呼吸用気体の流入部
   ノズルと、加湿された該気体の流出部ノズルを介して接
   続される構造であって、各々のノズル部が該発生手段に
   導通し得る導管手段及び供給手段の下流側導管手段の各
   々の端部を差し込み装着することによって接続され得る
   ようにしたことを特徴とした請求項１の呼吸用気体供給
   装置。
3. 【請求項３】 該加湿手段を取付けて気体が洩れないた
   めの必要締付圧を与えるために固定する手段を、加湿容
   器の該ノズル部以外の部位に具備せしめた請求項１又は
   ２の呼吸用気体供給装置。
4. 【請求項４】 該加湿手段の蓋部に、該加湿手段の実質
   上水平方向の着脱を容易にするための取手手段を具備せ
   しめた請求項１の呼吸用気体供給装置。
5. 【請求項５】 該加湿手段が、該空間部を通過する呼吸
   用気体の流量に対応して充填水面の面積を変更するため
   の水面面積変更手段を具備したものである請求項１〜４
   のいずれかに記載の呼吸用気体供給装置。
6. 【請求項６】 該水面面積変更手段が、水面上に浮かん
   で水蒸発を阻止し得る平面状部材からなり、該呼吸用気
   体の流量の範囲に対応して定められた面積を有したもの
   である請求項５の呼吸用気体供給装置。
7. 【請求項７】 該供給手段には、該呼吸用気体の通過す
   る流路での流動抵抗を段階的に変更させて流量を設定す
   るための流量設定手段を有し、該流量設定手段の下流側
   に該加湿手段を有し、さらにその下流側に呼吸用気体の
   流れを確認するための気体流れ確認手段を具備した請求
   項１〜６のいずれかに記載の呼吸用気体供給装置。
8. 【請求項８】 該呼吸用気体の発生手段が、圧力変動吸
   着型酸素濃縮手段、酸素ボンベ手段及び液体酸素貯留手
   段から選ばれる少なくとも１種を用いたものである請求
   項１〜７のいずれかに記載の呼吸気体供給装置。