JPS61280871A

JPS61280871A - 呼吸用加温加湿器

Info

Publication number: JPS61280871A
Application number: JP12336985A
Authority: JP
Inventors: ぬで島　雅博; 大嶋　寧
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1985-06-06
Filing date: 1985-06-06
Publication date: 1986-12-11
Also published as: EP0205072A2; DK263186A; EP0205072A3; DK263186D0; DE3680955D1; EP0205072B1; CA1259869A; EP0205072B2; JPH0213592B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】工　発明の背景技術分野本発明は、麻酔器１人工呼吸器等を患者に使用する際、
吸気ガスの温度、湿度を好適な状態にするための呼吸用
加温加湿器に関するものである。

先行技術呼吸用加温加湿器に要求される性能は、（１）　吸気に
対し十分な熱と湿気を安定して供給すること。

（２）　　圧力損失が小さくかつ均一であること。

（３）　死腔容量が小さいこと。

（４）　小型、軽量であること。

などがある。

呼吸用加温加湿器の代表例をあげれば、実公昭５２−３
９１１号、特開昭５３−１２８７９６号および特開昭５
５−７３２６８号に開示されており、それ以外にも多く
のものが知られている。

従来、呼吸用加温加湿器は、一定幅のテープ状のコルゲ
ート紙（薄い紙等を波形状に形成し、平坦な薄紙と重ね
合せたもの）をスパイラル状に巻いて円筒体を形成し、
該円筒体を円筒状ハウジング内に収納したものが知られ
ている。

しかし、この呼吸用加温加湿器は小型、軽量ではあるが
、コルゲート紙の巻き初め即ち円筒体の中心付近が密ま
たは粗となり易く、流体通過面全域にわたる均一な流体
流路の形成が困難である。

そのため、圧力損失にばらつきを生じ、加温、加湿ａ簡
の低下をもたらし、十分な熱と湿気の安定供給が困難と
なるという欠点があった。

■　発明の目的本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、麻酔ま
たは人工呼吸を行う際、吸気に対し、十分な熱と湿気を
安定して供給し、死腔容量が小さく、流体通過断面の圧
力損失が一定かつ小さい呼吸用加温加湿器を提供するこ
とにある。

■　発明の開示このような目的は、以下の本発明によって達成される。

即ち本発明は、ハウジング内ョン内チューブ又は気管切
開チューブ接続用開口端と呼吸用ガス導入チューブ接続
用開口端とを有する呼吸用加温加湿器において、前記ハ
ウジング内に波形状紙片と平坦な紙片を交互に平行に積
層してなる温熱蓄積体を、前記波形状紙片と前記平坦な
紙片との間の空隙部を経て通気が行われるよう配設した
ことを特徴とする呼吸用加温加湿器である。

また本発明は、ハウジングに気管内チューブ又は気管切
開チューブ接続用開口端と呼吸用ガス導入チューブ接続
用開口端とを有する呼吸用加温加湿器において、前記ハ
ウジング内に波形状紙片と平坦な紙片を交互に平行に積
層してなる湿熱蓄積体を、前記波形状紙片と前記平坦な
紙片との間の空隙部を経て通気が行われるよう配設しか
つ２前記湿熱蓄積体の少なくとも波形紙片に、吸湿性物
質を含有させたことを特徴とする呼吸用加温加湿器であ
る。

前記波形状紙片は厚さ０．０１”０．３０ｍｍの薄紙で
あり、波形は波の高さ０．５〜３．０ｍｍ　、　ビー／
子０．５〜５．０ｍｍであることが好ましい。

前記波形状紙片や平坦−紙片が含有する吸湿性物質は、
グリセリン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、
ポリアクリル酸塩類、ポリビニルアルコール、グリコー
ル類、塩化カルシウムおよび塩化リチウムよりなる群か
ら選択された少なくとも一種の化合物であることが好ま
しい。

そして吸湿性物質の含有量は５〜５０ｗ／ｗ％であるの
がよい。

■　発明の具体的構成以下本発明の呼吸用加温加湿器を添付図面に示す好適実
施例について詳細に説明する。

第４図に示すように、呼吸用加温加湿器ｌは、患者１１
の気管１２に挿入された気管内チューブ１３の基端に装
着されたコネクタ１４と、麻酔器１人工呼吸器等に接続
されている蛇管１５との間に介挿して使用される。

第１図は呼吸用加温加湿器ｌの縦断面図、第２図は呼吸
用加温加湿器１の横断面図である。

呼吸用加温加湿器ｌは、断面がほぼ方形のハウジングｚ
内に、波形状紙片５１と平坦な紙片５０からなるコルゲ
ート紙片を、第２図に示すように平行に積層してなる湿
熱蓄積体６を収納した構成となっている。よって、ハウ
ジング内では、第２図に示すように、波形状紙片と平坦
な紙片とが交互に平行に積層されている。

ハウジング２は、気管内チューブ１３または気管切開チ
ューブの接続用開口３と、呼吸用ガス導入チューブ（蛇
管１５）の接続用開口４を有する。

開口３より流入した呼気ガスは湿熱蓄積体６を通過し、
開口４より流出してゆく、逆に開口４より流入した吸気
ガスは湿熱蓄積体６を通過し開口３より流出する。この
とき、温熱蓄積体６を通過する呼気は熱及び湿気を温熱
蓄積体６に付与し、吸気は温熱蓄積体６より熱及び湿気
を授受して、自然呼吸に近い状態が作り出される。

本発明で用いる湿熱蓄積体６は、第２図〜第４図に示す
ように、波形状紙片５１と平坦な紙片５０を重ね合せた
もの（以下これをコルゲート紙片５という）を平行に積
層した構造のものである。

波の山または谷間には空隙部５２が形成される。

なお波の頂点と平坦な紙片５０とを結合すればコルゲー
ト紙片５の変形を防止することができ好ましい。

ハウジング２内へのコルゲート紙片５の積層配設は、第
３図に示すように空隙部５２の通路がハウジングの軸方
向即ち呼吸気流れ方向（同図中の矢印で示す）に一致す
るように行うのがよい、また、圧力損失を増加させない
程度であれば空隙部５２の通路が傾斜していてもよい、
また、空隙部５２の通路は、一端から他端まで連通して
いれば必ずしも直線状である必要はなく、例えば湾曲状
や、波状になっていてもよい中このようなコルゲート紙片５を平行に積層することによ
って、湿熱蓄積体６は／＼ニカム構造となって、熱及び
湿気の交換が効果的に行われ、かつ流体通過面全域にわ
たり圧力損失が均一となる。

即ち従来の湿熱蓄積体はテープ状のコルゲート紙をスパ
イラル状に巻いた構造のものであったため、その中心部
が密または粗となって、圧力損失が均一とならなかった
が、本発明における湿熱蓄積体６はコルゲート紙片５を
積層しであるため、その波形状が規則正しく配列されて
おり、各空隙部５２の容積が等しいため、流体通過面全
域にわたり圧力損失が均一となるのである。

なお、ハウジング２内では、全ての流体が湿熱蓄積体６
を通過するようにコルゲート紙片５を隙間なく積層し、
配設することが好ましい。

波形状紙片５１の諸寸法は必要に応じて適当に決定する
ことができるが、特に厚さ０．０１−０．３ｈ厘の薄紙
を波の高さ０．５〜３．０ｍｍ　、ピッチ０．５〜５．
０＋ｎ＋の波形状に形成したものであれば、一層、加温
、加湿性能が向上するので好ましい。

このような数値範囲とする理由を以下に説明する。

薄紙の厚さが０．０１ｍｍ未満であると、加温加湿性能
の低下となり、また０、１０ｍｍを越えると、圧力損失
の上昇と加温加湿性能の低下となるからである。

波の高さが０．５ｍｍ未満であると、圧力損失の上昇と
なり、また３、０■を越えると、加温加湿性能の低下と
なるからである。

波のピッチが０．５■未満であると圧力損失の一ヒ昇と
なり、また５、０＋ｓ＋ｓを越えると、加温加湿性能の
低下となるからである。

コルゲート紙片５の構成材料としては、植物繊維、ビス
コースレーヨン、セルロース、アセテートが好ましく、
またポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系、
ポリアクリルニトリル系、ポリビニルアルコール系など
の合成繊維も可能であり、その他フルゲート状の加工が
できるものであれば何でもよい。

このようなコルゲート紙片５は、それ自体でも十分な吸
熱性及び吸湿性を有するが、より一層吸湿性を高めるた
めに、フルゲート紙片５に吸湿性物質を含有させる。吸
湿性物質は、コルゲート紙片５を構成する波形状紙片に
少なくとも含有させることが好ましく、さらに平坦な紙
片にも含有させることがより好ましい。

本明細書でいう吸湿性物質とは次のような性能を併せ有
するものをいう、すなわち、吸湿性物質とは、水または
アルコール類と任意の割合で混合可能な常温で不揮発性
の液体、および水またはアルコール類に可溶な固体で、
その吸湿性能は標準状態（温度２０℃、湿度６５ｚ）で
５ｚ以上の含水率を有し、一旦吸湿した水分を容易に放
出しうる能力を有する毒性の低い物質である。

吸湿性物質の具体例としては、グリセリン、ポリビニル
ピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩類、ポ
リビニルアルコール、グリコール類、塩化カルシウム、
塩化リチウム等を挙げることができ、好ましくは、グリ
セリンを用いるのがよい０本発明においては、これらを
単独でまたは複合して用いることができる。

このような吸湿性物質をコルゲート紙片５に含有させる
方法としては、コルゲート紙片５に含浸させるか、ある
いはコルゲート紙片５の表面にコーティングすることに
より行うのがよく、吸湿性物質の含有量は、５〜５０ｗ
／ｗ％とするのが好ましい。

含有量が５　ｗ／ｗ＄未満であると加湿性能の向上がほ
とんどなく、また５　０　ｗ／ｄを越えると圧力損失が
大きくなり、加温加湿器として不適当となるからである
。

なお、吸湿性物質の含有量が上記範囲であっても、湿熱
蓄積体６の全域にわたって均一に含有させる必要がある
ことはいうまでもない。

■　発明の具体的作用本発明の呼吸用加温加湿器ｌは、患者に麻酔または人工
呼吸を行うに際し、患者１１の気管に挿入された気管内
チューブ１３または気管切開チューブと、麻酔器、人工
呼吸器等に接続されている蛇管１５との間に介挿して使
用され、自然呼吸に近い状態をつくり出す作用をする。

呼吸用加温加湿器１のノ＼ウジング２に設けられた開口
３に気管内チューブ１３または気管切開チューブをコネ
クタ１４を介して接続し、開口４に蛇管１５を接続する
。

この状態で患者に呼吸を行わせると、加温加湿器１には
交互に呼気、吸気が通過する。

呼気の時には、呼気ガスが開口３よりハウジング２内に
流入しコルゲート紙片５の空隙部５２およびコルゲート
紙片５の積層量間隙を通過する。

このとき呼気ガス中に含まれる熱がコルゲート紙片５に
伝熱し、呼気ガス自身は冷却され、過飽和となった水分
は凝縮し、水滴となってコルゲート紙片５に付着し、結
局熱と水分がコルゲート紙片５に蓄積される。

ここでコルゲート紙片５が好適量の吸湿性物質を含有す
る場合は、該吸湿性物質により多くの水分が蓄積される
ので、高い吸湿機能を発揮する。

吸気の時は、吸気ガスが・開口４よりハウジング内に流
入しコルゲート紙片５の空隙部５２およびコルゲート紙
片５の積層量間隙を通過する。このときコルゲート紙片
５に蓄積された熱及び水分は吸気ガス中に放出され、吸
気はより自然呼吸に近い状態に加温加湿される。

このような呼気ガス及び吸気ガスが湿熱畜積体６を通過
するに際しては、コルゲート紙片５が規則正しく平行に
積層されているため、圧力損失が流体通過面全域にわた
って均一となる。

■　発明の具体的効果本発明の呼吸用加温加湿器によれば以下のごとき効果を
発揮する。

（１）　ハウジング内のほぼ全域に平行に規則正しく積
層されたコルゲート紙片を呼気及び吸気が通過するので
一定容積中の湿熱交換を行う表面積が広く、加温加湿性
能が高いため、より自然呼吸に近い状態を安定的に維持
することができる。

特にコルゲート紙片を構成する波形状紙片が厚さ０．０
１〜０．３０ｍｍの薄紙で、波の高さ０．５〜３．０ｍ
ｍ　、　　ピッチ０．５〜５．０ｍｉ＋である場合は上
記効果が顕著となる。

（２）　湿熱蓄積体が規則正しいハニカム形状となって
いるため、圧力損失が少なくかつ流体通過面全域にわた
って圧力が均一となる。

（３）　コルゲート紙片に吸湿性物質を含有させること
により、より高い加温加湿性能を発揮する。

特に吸湿性物質が使用前から一定の湿分を保持している
ため、使用の際、その保持している湿分の放出により早
期に加湿が可能となる。

（４）　吸湿性物質として、グリセリン、ポリビニルピ
ロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩類、ポリ
ビニルアルコール、グリコール類、塩化カルシウムおよ
び塩化リチウムを用い、その含有量を５〜５０ｗ／ｗＸ
とすることにより、湿熱蓄積体の効率が非常に高く、蓄
積偉容量を小さくすることができるとともに、安定した
加温加湿性能を有する均一な製品が得られる。

（５）　呼吸用加温加湿器はハウジング内にコルゲート
紙片を積層配設しただけの簡単な構造であるため、はと
んど保守の必要がなく、また維持費も不要であり、製造
が容易で安価に供給でき、その結果、治療コストを低減
でＪる。

（６）　死腔容量が非常に小さいので、Ｃｏ２の蓄積が
少なく、またガスの圧縮も小さく、正確な換気量が得ら
れる。

■　発明の実施例（実施例１）以下の条件の呼吸用加温加湿器に気管内チューブ及び蛇
管を接続した。

（１）ハウジング容量＝９＋ｄＬ内側寸法二流体通過面　２５ｍｍＸ２５ｍｍ（２）コル
ゲート紙片材質：セルロース厚さ：　０．１５層１波の高さ：１騰謬波形状のピッチ：３ＩＩＩＩ全表面積：３００ｃｎｆ配設方法：ハウジング内に平行に積層配設方向：中空部通路を呼吸気流れ方向と一致（３）吸湿性物質含有せず。

（実施例２）吸湿性物質としてグリセリンを用い、これを積層された
コルゲート紙片に均一に、含有量２０　ｗ／ｗ％にて含
有させた以外は実施例１と同様とした。

（比較例１）円筒状ハウジングの内径を２８ｍ＋＊とし該ハウジング
内にコルゲート紙片をスパイラル状に巻回し配設した以
外は実施例１と同様とした。

実施例１．２および比較例１について人工呼吸を行い、
吸気に付加される熱および水分の量および圧力損失を測
定した。

なお、呼気は温度３２℃、相対湿度１０（Ｄを送り、呼
気は温度２０℃、相対湿度２５〜４０％で人工呼吸を行
い、呼気が加温加湿器を通過後の温度と絶対湿度を測定
した。

１回換気量は約５００ｄで１０回／分呼吸を行いその平
均値をとった。その結果を以下の表１に示す。

表　　　　１上記結果かられかるように、実施例特に実施例２の場合
、自然呼吸における気管上部の状態にほぼ近く、生体へ
の負荷が著しく軽減されたことが確認され、本発明の効
果が明らかであることがわかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の呼吸用加温加湿器の縦断面図である。第２図は本発明の呼吸用加温加湿器の横断面図である。第３図はコルゲート紙片の部分拡大斜視図である。第４図は呼吸用加温加湿器の実際の使用状態を示す線図
である。符号の説明ｌ・・・・・・呼吸用加温加湿器、２・・・・・・ハウ
ジング３．４・・・・・・開口、５・・・・・・コルゲ
ート紙片５０・・・・・・平坦な紙片５１・・・・・・波形状紙片、５２・旧・・空隙部６・
・・・・・湿熱蓄積体、１１・・・・・・患者１２・・
・・・・気管、１３・・・・・・気管内チューブ１４・
・・・・・コネクタ、１５・・・用蛇管ＦＩＧ、１ＦＩＧ、３ＦＩＧ、４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハウジンングに気管内チューブ又は気管切開チュ
ーブ接続用開口端と呼吸用ガス導入チューブ接続用開口
端とを有する呼吸用加温加湿器において、前記ハウジン
グ内に波形状紙片と平坦な紙片を交互に平行に積層して
なる湿熱蓄積体を、前記波形状紙片と前記平坦な紙片と
の間の空隙部を経て通気が行われるよう配設したことを
特徴とする呼吸用加温加湿器。
（２）前記波形状紙片は厚さ０．０１〜０．３０ｍｍの
薄紙であって、波形は波の高さ０．５〜３．０ｍｍ、ピ
ッチ０．５〜５．０ｍｍである特許請求の範囲第１項に
記載の呼吸用加温加湿器。
（３）ハウジングに気管内チューブ又は気管切開チュー
ブ接続用開口端と呼吸用ガス導入チューブ接続用開口端
とを有する呼吸用加温加湿器において、前記ハウジング
内に波形状紙片と平坦な紙片を交互に平行に積層してな
る湿熱蓄積体を、前記波形状紙片と前記平坦な紙片との
間の空隙部を経て通気が行われるよう配設しかつ、前記
湿熱蓄積体の少なくとも波形紙片に、吸湿性物質を含有
させたことを特徴とする呼吸用加温加湿器。
（４）前記波形状紙片は厚さ０．０１〜０．３０ｍｍの
薄紙であり、波形は波の高さ０．５〜３．０ｍｍ、ピッ
チ０．５〜５．０ｍｍである特許請求の範囲第３項に記
載の呼吸用加温加湿器。
（５）前記吸湿性物質は、グリセリン、ポリビニルピロ
リドン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩類、ポリビ
ニルアルコール、グリコール類、塩化カルシウムおよび
塩化リチウムよりなる群から選択された少なくとも一種
の化合物である特許請求の範囲第３項に記載の呼吸用加
温加湿器。
（６）前記湿熱蓄積体は、波形状紙片及び平坦な紙片の
いずれもが、吸湿性物質を含有しているものである特許
請求の範囲第３項ないし第５項のいずれかに記載の呼吸
用加温加湿器。
（７）前記吸湿性物質の含有量が５〜５０ｗ／ｗ％であ
る特許請求の範囲第３項ないし第６項のいずれかに記載
の呼吸用加温加湿器。