JPH05224760A - 加湿された気体の温度制御装置 - Google Patents

加湿された気体の温度制御装置

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JPH05224760A
JPH05224760A JP4266071A JP26607192A JPH05224760A JP H05224760 A JPH05224760 A JP H05224760A JP 4266071 A JP4266071 A JP 4266071A JP 26607192 A JP26607192 A JP 26607192A JP H05224760 A JPH05224760 A JP H05224760A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般の人々が有効に選択することができるよ
うな加湿された気体の温度制御装置を提供する。 【構成】 加湿装置は、それが置かれている環境におけ
る周囲の雰囲気の周囲温度４６を検知するための周囲温
度センサを有している。差分温度セレクタが、検知され
た周囲温度４６と患者あるいは使用者へ加湿装置により
供給される加湿された気体の供給における快適かつ効率
的な温度との間の温度差である差分温度４８を使用者が
選択しうるように設けられている。加湿装置は、患者に
供給する加湿された気体の温度を検知された周囲温度４
６以上の選択された差分温度４８ほど高い温度に制御し
（３４，３２）、それにより、検知された周囲温度の変
化が患者あるいは使用者に供給される加湿された気体の
温度に対応する変化を生じさせることとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加湿された気体を必要
とする使用者、例えば病人、に加湿された気体を供給す
るために使用する形式の加湿装置に関し、そして、本発
明は、特に、専らそのためだけではないが、ホームケア
環境における使用者に供給する加湿用気体の温度を制御
するための方法および／あるいは装置を提供するために
開発されたものである。
【０００２】
【従来の技術】病院の環境においては、そこでは病院の
環境内の雰囲気の周囲温度は例えばエアコンディショニ
ングにより制御されており、この装置により供給される
加湿された気体に要求される温度は、その加湿された気
体を送給するための導管６（図１）内での凝縮を避ける
ために、周囲温度に十分近似した設定温度パラメータ以
内に制御されるか、あるいは、その導管の端部７（図
１）において患者にその加湿された気体が供給された時
に快適かつ効果的であるに足る程度の高い温度に制御さ
れればよい。
【０００３】使用者が家庭において加湿装置を用いるこ
とが要求されるホームケア環境においては、周囲および
気体の温度の変化範囲は病院の環境におけるものをはる
かに越えることとなる。ホームケア環境においては、使
用者は通常導管の端部７（図１）に取り付けられたフェ
ースマスクを着けるようになっており、そして、そのよ
うな加湿装置が呼吸中や睡眠中の無呼吸（ａｐｎｏｅ
ａ）の不調の治療および／あるいは送風等の用途のため
に家庭環境の下で使用される。病院の環境に関して述べ
たような形式の加湿装置においては、一般に、気体が変
換器８あるいは９（図１）において固定のプリセットさ
れた温度に調節されるか、あるいは、加湿室３（図１）
内の水槽が固定のプリセットされた温度に調節される
か、更にまたは、オープンループの制御器により水槽へ
の電力を調節するかされることとなる。更に、一般的に
は、移動形でない加湿装置が用いられていて、加湿技術
における既知の方法が利用されている。
【０００４】ホームケア環境において使用する場合は、
これらの一般に用いられる制御技術は全て同様な不利益
をもたらすこととなる。ホームケア環境においては、周
囲および気体の温度の変化範囲は病院環境におけるもの
をはるかに越えることとなり、一晩中１０℃程度の低温
となったり、また、使用の期間中２０℃を超える周囲温
度が生じることもある。
【０００５】これらの移動形のシステムのいずれにおい
ても、加湿装置から患者までをつなぐ管部材中に、かな
りのあるいはその程度の、凝縮（あるいは雨滴）が生じ
ることとなる。凝縮の程度は、周囲温度に強く依存し、
周囲温度と気体の温度との間の差分が大きくなればなる
ほど高くなる。呼吸のための管部材中において多量の水
が形成されることは、患者にとって多大の不便をもたら
し、気体の冷却を加速し、最終的には管部材を閉塞する
か、あるいは、患者の中に放逐されてしまうこととな
る。また、呼吸のための気体が周囲温度から大きくはず
れた温度で放出されることとなると、患者は不快な思い
をすることとなる。過度の凝縮はまた加湿室３（図１）
中の水の浪費をも生じることとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術における問題点を解消せんとするものであって、
少なくとも一般の人々が有効に選択することができるよ
うな加湿された気体の温度を制御するための上述した形
式の装置を提供することを目的とする。本発明は、周囲
の雰囲気の周囲温度以上の固定された差分を有する温度
において、患者に加湿された気体を供給されるようにさ
れた加湿装置およびその制御装置を提供するものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、一つの特色とし
て、本発明は、使用に際して装置の上に装着される加湿
室により供給される加湿された気体の温度を加熱および
制御するための装置からなるものであるということがで
きる。本装置は、室内に供給される気体を加湿するため
の加湿室において水を加熱するための加熱手段と、その
加熱手段を制御するための加熱制御手段と、周囲の雰囲
気の周囲温度を検知するための周囲温度検知手段と、差
分温度を選択するための差分温度選択手段とを備えてお
り、上記周囲温度検知手段が上記制御手段に対して周囲
温度の指示を供給し、そして、上記制御手段が使用に際
して装置の上に装着される加湿室により供給される加湿
された気体の温度をある制御されるべき温度に制御する
ようにし、かつ、上記差分温度がその制御されるべき温
度と上記周囲温度検知手段により検知された周囲温度と
の間の温度差であるように構成される。
【０００８】本発明が関係する分野の当業者において
は、本発明における構成上の多くの変更や多くの実施お
よび応用上の変形が、前記の特許請求の範囲に定義され
ている本発明の技術的範囲から離れることなく自明であ
ろう。ここでの開示および記述は、真に例示的なもので
あって、いかなる意味においても制限する意図はないも
のである。
【０００９】
【実施例】本発明の一つの好適な実施例を、添付の図面
を参照しつつ、以下に説明する。図１を参照すれば、全
体的に参照符号１を付された加湿装置が示されている。
この装置は、内部に、あるいは、熱的に接触して設けら
れた電気的加熱要素を有する加熱プレート２０からなる
加熱手段と、その加熱要素への電力供給を制御するため
のマイクロプロセッサを有している例えば電子回路であ
る制御手段とを含む本体２を備えている。この本体２
は、気体に加湿するための水を内蔵している加湿室３に
取り外し自在に装着することができる。
【００１０】加湿装置と加湿室とをそれぞれより詳しく
示している図２および図３を参照すれば、加湿室３は加
湿装置の上部のカラー部２４と係合するフランジ部２７
を有している。加湿されるべき気体は、空気、酸素およ
び例えば麻酔剤の混合物であり、気体入口４を通って室
内に供給される。気体出口５も設けられており、気体出
口５は導管６（図１）に連結されており、その導管はそ
の端部７において管挿入された患者のような離隔した対
象に加湿された気体を給送する。他に、その導管の端部
７はそこに取り付けられたガスマスクを備え、そのマス
クは使用者の鼻および／あるいは口を覆うように用いら
れ、呼吸のために使用者に加湿された気体を供給するこ
とができる。加湿用加熱プレート２０は、装置の本体２
中の電子的制御回路に電気的に結合されている温度変換
器８を有しており、そこで、制御手段が加熱プレートの
温度および気体出口５における加湿された気体のおおよ
その温度を監視する。同様に、もう一つの温度変換器９
が導管の端部７に設けられ、この温度変換器もまた制御
回路に結合されて、加湿された気体を使用者に供給して
いる導管の端部における加湿された気体の温度を監視す
る。通常は導管内部の加湿された気体の温度よりも低い
周囲温度（周囲の雰囲気の温度である）に近接している
導管の内壁の温度によって、導管内部の加湿された気体
が凝縮するのを避けるために、加熱要素１０が導管６の
内部に設けられている。
【００１１】本発明は、加熱プレート２０（図２）にお
ける加熱要素の温度を制御し、そして、それによって、
加湿室３内の水の温度を周囲の雰囲気の周囲温度以上の
固定された差分を有する温度に制御することにより、加
湿装置を患者につなぐ管部材中において発生する前述の
従来技術において述べた凝縮の問題を解決するか、ある
いは、少なくともその解決を助けるものである。これ
は、加湿装置のパネルにセレクタ１１を設け、そのセレ
クタ１１を使用者が調節して選択された差分温度を設定
することができるようにすることにより達成される。セ
レクタ１１を用いて使用者により選択された差分温度
は、加湿された気体を供給するための要求された温度と
周囲温度との間の差の温度である。そこで、このセレク
タは、変換器８あるいは９によって加湿された気体の温
度を要求された制御されるべき温度に制御するために用
いられることとなる。制御回路（図４および図５）が、
加熱プレート２０の加熱要素と導管の加熱要素１０を制
御することによって、変換器９の位置における導管から
流出する加湿された気体の温度を調整することができる
ように、加熱要素の温度を制御し、かつ、それにより導
管の端部７において供給される加湿された気体の温度が
周囲温度に対して固定された差分温度をもって調整され
るようにする。
【００１２】他の実施例において、導管中の加熱要素１
０および温度変換器すなわち温度センサ９が設けられて
いない場合、供給される加湿された気体の温度あるいは
湿度が過度に高いか、あるいは、低いために使用者が快
く呼吸をすることができなくなることがなく、使用中に
導管６内で発生する凝縮が最小となることを確保するよ
うに、使用者自らが差分温度をセットしなければならな
い。セレクタ１１が調整されるようになっており、加熱
プレートの温度が検出された周囲温度より例えば５．５
５℃高めに制御される。周囲温度を測定するための温度
変換器が加湿装置２内に配設されており、制御回路へ周
囲温度を指示する信号を供給する。周囲温度変換器が周
囲温度を指示しうるためには、その周囲温度変換器の配
設位置について慎重な配慮がなされなければならないこ
とが、研究において観察された。その変換器は、加湿装
置により発生される熱が変換器の測定に影響を与えない
ような位置に配置されなければならない。
【００１３】周囲温度センサは、他の例として、独立し
たプラグイン組立の形式で構成されてもよく、それによ
れば、プラグが結合されると、加湿装置および制御手段
が上述したように作動されることとなる。例えば、その
プラグはソケット２３（図２）に装着される。プラグが
外されると、加湿装置は、周囲温度を参照することな
く、温度選択器１１によって決定された温度に加熱プレ
ートを制御する通常の動作態様で作動することとなる。
上述したところより、加湿装置により供給される加湿さ
れた気体の温度が、検出された周囲の雰囲気の周囲温度
以上の設定された差分温度を有する温度に制御される加
湿装置が提供されることが明らかであろう。かくして、
例えばホームケア環境におけるように周囲温度が変化す
ることが予想される場合、加湿装置を患者につないでい
る導管内に低い周囲温度において発生する凝縮が最小の
ものとされるし、そして、加湿された気体が凝縮するこ
となく最大限に水蒸気として運ばれるような温度におい
て給送されることから、患者が経験する不快感をより少
なくすることができる。このことは、加湿室内の水の使
用をより効率的にするという利点をももたらし、加湿室
にたびたび再補給する必要がなくなる。そこで、加湿室
には例えば８時間という相当に長時間の期間補給が必要
とされないこととなる。
【００１４】図４を参照すれば、本発明による基本的な
制御回路が、例えば通常の１１５〜２３０Ｖ、５０ある
いは６０Hz ＡＣ主電力供給源のような交流電流供給源
からの電源供給を受けている。この制御回路は、電力供
給源の相線および中性線の接点に結合されており、連動
型オン／オフスイッチ３０を備えている。このオン／オ
フスイッチ３０は、電力供給源を加熱プレート２０内に
設けられている加熱要素３２に結合するためのものであ
る。加熱要素は例えば８５ワットの加熱要素であるが、
必要ならば他の加熱容量の要素を設けてもよい。この加
熱要素は、ゲート電極３６を有するトライアック３４を
介して電力供給源に接続されている。安全対策として、
温度依存型回路遮断器３８が設けられており、それは通
常閉じられているが、加熱プレート２０が予め定められ
ている温度、例えば９３℃を超えると開かれる。そのよ
うな温度に達すると、回路遮断器３８の接点が開路され
ることとなり、以後いかなる電力も加熱要素に供給され
ないようにして、装置のオーバーヒートを防いで装置に
ダメージを与えず、また、患者を傷つけることがないよ
うにする。主電力供給源は、もう一つの電力供給源４０
に電力を供給しており、それは電子回路に電力を供給す
るための低電圧ＤＣ電力供給源（例えば１０〜１５Ｖ）
である。演算増幅器４４のような増幅器が供給源４０の
下に設けられている。電力供給源４０はまた、抵抗変化
型温度センサ４５が設けられている抵抗回路網にも電力
を供給している。供給源４０は、回路網中の点４６にお
いて周囲温度変換器に、点４８において可変抵抗による
差分温度セレクタに、そして、点５０において加熱プレ
ートの温度変換器にそれぞれ電力を供給している。周囲
温度変換器および差分温度セレクタの出力は、演算増幅
器４４の非反転入力に供給されている。演算増幅器４４
の反転入力は、加熱プレートの温度変換器の出力に接続
されている。こうして、差分温度セレクタおよび周囲温
度変換器により供給される信号は、演算増幅器の非反転
入力側で加算される。そして、その演算増幅器の非反転
入力側で加算された信号が加熱プレートの温度変換器か
ら反転入力側に供給される信号よりも大きくなると、演
算増幅器はトライアック３４のゲート３６に信号を供給
し、加熱要素３２をオンに切り換えることとなる。演算
増幅器４４の出力がゲート３６に「オン」信号を供給し
ている時は、ＬＥＤ５０がオンとなり、加熱要素３２が
「オン」状態にあることが表示される。
【００１５】図５は、上述した加熱プレート制御器と組
合せられる制御回路の実施例の概略を示すブロック図で
ある。入力マルチプレクサ６４には、上述したように加
熱プレートの加熱を制御するための周囲温度４６、差分
温度４８および加熱プレート温度５０を含む一連の入力
が供給されている。通常の端部７における加湿された気
体の温度を含む、いくつかの他の変数をも検出すること
ができる。これら可能な他の入力は参照符号６３を付し
て設けられている。これらの種々の入力は多重化され、
フィルタ６５により電気的に濾波された後、マイクロプ
ロセッサ制御器６１に供給される。マイクロプロセッサ
６１はソフトウェアプログラムのステップを実行し、デ
ィスプレイ用分配および駆動回路６０により制御されて
いるディスプレイ６７に情報（例えば周囲温度あるいは
差分温度）を表示させる。マイクロプロセッサ６１はま
た、入力から望ましくない状況あるいは欠陥を検知した
時に音声アラーム６２を作動させる。導管用ヒータ１０
もまた、マイクロプロセッサ６１からの指示によりオン
あるいはオフに切り換えられる。スイッチ６６は、トラ
イアックにより構成され、加熱プレート用ヒータ状態制
御回路におけるスイッチ３４と同様な方法でマイクロプ
ロセッサにより制御される。上述した加熱プレート制御
器もまたマイクロプロセッサのソフトウェアプログラム
において作動されうることは明らかである。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、本発明による加湿された
気体の温度制御装置によれば、加湿装置の置かれた環境
における周囲の雰囲気の周囲温度以上の固定された差分
を有する温度において、患者に加湿された気体を供給す
ることができ、一般の人々が有効に加湿された気体の温
度を制御することのできる加湿装置を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される加湿装置の外観斜視図であ
る。
【図２】本発明が適用される加湿装置の制御部の外観斜
視図である。
【図３】図２の制御部と組合わされる加湿室の外観斜視
図である。
【図４】本発明が適用された加湿装置の制御回路の主要
部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明が適用された加湿装置の制御回路概略構
成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…加湿装置 ３…加湿室 ６…導管 ８，９…温度変換器 １０…加熱要素 １１…セレクタ ２０…加熱プレート ３２…加熱要素 ３４…トライアック ４０…ＤＣ電力供給源 ４５，４５…温度センサ ６０…ディスプレイ駆動回路 ６１…マイクロプロセッサ ６４…マルチプレクサ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加湿装置により供給される加湿された気
    体の温度を制御するための装置であって、 加湿室内の水を加熱し、該加湿室に供給された気体を加
    湿する加熱手段と、 上記加熱手段を制御する加熱制御手段と、 周囲の雰囲気の周囲温度を検知する周囲温度検知手段
    と、 差分温度を選択する差分温度選択手段とを備え、 上記周囲温度検知手段が上記加熱制御手段に周囲温度の
    指示を供給し、上記加熱制御手段が上記加湿装置により
    供給される加湿された気体の温度を制御されるべき温度
    に制御するようにし、上記差分温度が上記制御されるべ
    き温度と上記周囲温度検知手段により検知された周囲温
    度との間の温度差であることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 加熱制御手段は選択された差分温度を周
    囲温度に数学的に加算して制御されるべき温度を設定す
    るための数学的加算手段を有していることを特徴とする
    請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 加熱制御手段は周囲温度検知手段により
    検知された温度および差分温度選択手段により選択され
    た温度に依存して加熱手段を制御して、加湿された気体
    を制御されるべき温度に設定するように加湿室に熱を供
    給することを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記
    載の装置。
  4. 【請求項４】 加湿装置により供給される加湿された気
    体の温度を検知するために被制御温度検知手段を更に備
    え、 上記被制御温度検知手段は加熱制御手段に加湿された気
    体の温度の指示を供給することを特徴とする請求項１乃
    至請求項３のいずれかに記載の装置。
  5. 【請求項５】 加湿室の出口に気密に結合された導管を
    更に備え、上記導管の遠隔端部において使用者に加湿さ
    れた気体を供給することを特徴とする請求項１乃至請求
    項４のいずれかに記載の装置。
  6. 【請求項６】 導管は内部に導管加熱要素を有してお
    り、 上記導管加熱要素が加熱制御手段により制御されて、上
    記導管内の加湿された気体の温度を遠隔端部における制
    御されるべき温度に制御することを特徴とする請求項５
    に記載の装置。
JP26607192A 1991-10-04 1992-10-05 加湿された気体の温度制御装置 Expired - Lifetime JP3359940B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NZ24010291 1991-10-04
NZ240102 1991-10-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05224760A true JPH05224760A (ja) 1993-09-03
JP3359940B2 JP3359940B2 (ja) 2002-12-24

Family

ID=19923757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26607192A Expired - Lifetime JP3359940B2 (ja) 1991-10-04 1992-10-05 加湿された気体の温度制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5558084A (ja)
EP (1) EP0535952B1 (ja)
JP (1) JP3359940B2 (ja)
AU (1) AU660718B2 (ja)
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