JPS6384564A - 加湿器及び酸素富化気体供給装置 - Google Patents

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】 〈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。

及びその加湿器を用いた酸素富化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
ても加湿の程度か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提供するものである。また
本発明は、医療用その他の呼吸の改善又は補強等のため
に、湿度の適度に高められた酸素富化気体を供給する装
置を提供するものである。

〈従来技術〉 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
うになって来ている。

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後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脱型酸素
富化器が使用されるが、この吸着型酸素富化器の場合に
も通常骨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。

しかしながら、これまでの加湿器においては、Ｍ素富化
空気や酸素の相対湿度が１００％以上又は１００％近く
まで加湿されるために、それを使用者の鼻腔等に供給す
るために流通せしめるチューブ内で温度が低下して結露
し水滴が発生しやすく、その水滴が使用者の鼻腔等に入
ることによる不快感やチューブ内でのバクテリア等の繁
殖等の問題点があった。本発明者らは特に、これまでの
加湿器において酸素高化空気等の流量を少なくした場合
にこの傾向が強く、その解決手段が必要であることを見
い出した。

また加湿器内の水の充填量が少ないために、長期間継続
して使用することができず、短期間の間隔でかなり頻繁
に加湿器の取りはすしと水の注入を行なわなければなら
ない煩雑さがあった。さらには、加湿器内では、気泡の
発生や破壊により発生する音が非常に大きく、それを夜
昼を問わず長期間に渡って使用する使用者特に体力の衰
えた患者にとってそれが騒音として苦痛の原因になる場
合が多かった。

〈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、本発明は気体の流量が変化してもその
加湿の程度を相対湿度で６０〜９５％程度、さらに好ま
しくは６５〜９０％程度の範囲で適度に行ない得るもの
で、且つ長期間継続して使用できる加湿器、及びそれを
備えた酸素富化気体供検装置を提供することを目的とし
ている。さらに本発明の目的は、使用時において生ずる
音が小さい加湿器、及び低騒音の酸素富化気体供給装置
を提供することにある。さらに他の目的は、取り付け、
取り外しの容易な加湿器を組み込んだ酸素富化気体供給
装置をも提供するものである。

〈発明の構成〉 かかる目的を達成すべく鋭意研究した結果、驚くべきこ
とには気体の流量に対応して充填水の表面積を変えるた
めの手段を有した加湿器が非常に有効であることを見い
出し本発明に到達した。

即ち本発明は、 気体の流入口と、加湿された該気体の流出口と、水を充
填した受器手段と、蓋手段と、該気体の流入口に連結さ
れ該受器手段内において開口部を有した導管手段を備え
た気体の加湿器であって、該開口部から出た該気体が通
過する領域における該充填水の表面積を、該領域を通過
する気体の流量に対応して変更するための面積変更手段
を備えた加湿器；及び 空気よりも酸素濃度が高められ且つ湿度の低い酸素富化
気体の発生手段と、加湿手段と、加湿された該酸素富化
気体を使用に供する供給手段を備えた酸素富化気体供給
装置において、該加湿手段が、該酸素富化気体の流入口
と、加湿された該酸素富化気体の流出口と、水を充填し
た受器手段と、蓋手段と、該酸素富化気体の流入口に連
結され該受器手段内において開口部を有した導管手段を
備え、該開口部から出た該酸素富化気体が通過する領域
の該充填水の表面積を、該領域を通過する気体の流量に
対応して変更するための面積変更手段を具備したもので
あることを特徴とする酸素富化気体供給装置、 を提供するものである。

以下本発明について、図面を用いてさらに詳細に説明す
る。第１図は、本発明における加湿器の好ましい態様を
模式的に例示したものである。即ち同図に示した加湿器
は、気体の流入口３．加湿された気体の流出口４．水１
０を充填し得る受器手段１．蓋手段２．ｉｆｔ人口３に
連結された導管手段５とその先端に設けられた多数の細
孔からなる開口部６．及び気泡１６の上昇を領域１７に
限定し且つ該気体通過のための上部開口部８を有した中
子手段７を主要の構成要素とするものである。

ここで言う中子手段７は、気泡１６の上昇し得る領域１
７を、受器１の水平方向の断面全体とはせずにその一部
のみに実質上限定する機能を有するものであり、本発明
の加湿器は例えば筒状部の太さが異なる複数の中子手段
を有しており、気泡の上昇し得る領域における充填水の
水面の面積を気体の流量範囲に対応させて変更すること
により、所定の範囲に加湿された気体が得られることを
見い出し、本発明に到達したものである。即ら本発明の
加湿器は、必要とする加湿された気体の流量の範囲に合
わせて、この気泡上昇領域の水面の面積を変更すること
により、気体の流量が少なくなった場合でも結露の発生
が起こりにくい適正な加湿を安定に行ない得るようにし
たものである。

この様に本発明の加湿器は、加湿される気体が通過する
領域における充填水の水面での面積をその気体の流量に
応じて変更させる面積変更手段を有することを特徴とす
るものである。この面積変更手段はいかなるものであっ
てもよいが、構造が簡単でかつその変更操作が容易であ
るものが好ましい。その具体例としては、第１図に示す
如き中子手段を複数個組み合わせたものがあげられる。

即ち筒状部の内側空間における軸方向に垂直な横断面積
〈以下横断面積と記す）が異なる複数の中子手段を備え
、気体流量の範囲に応じた所定の横断面積の中子手段を
収納せしめて使用するようにしたものである。その収納
形式としては、例えば所定の横断面積を有した中子手段
を交換して収納する形式や、第２図に例示する如く大き
な横断面積の中子手段７を収納した状態さらにその内側
に小さな横断面積７ａの中子手段を挿入する形式がある
。後者の方が小さな横断面積の中子手段をより簡単な構
造で容易に収納できるので実用上好ましい。尚これらの
中子手段の個数としては、気体の流量の範囲の広さによ
っても変り得るが、医療用酸素富化気体供給装置の場合
には通常２個又は３個備えるのが実用上好ましい。

また低ｉｔ用の中子手段については、第２図の７ａの如
く、底部を密閉構造にして加湿器底面と中子手段内部の
間での対流を防止する方がその中子手段内の温度を一定
にしやすく好ましい。

本発明の加湿器では、加湿される気体が第１図の如く充
填液の中に流出させて気泡状で上昇させる形式であって
もよいが、場合によっては気体の少なくとも一部あるい
は全部を充填水の水面上に吹き出すことによって水面と
接触させる形式であってもよい。尚気体の少なくとも一
部を充填水中に流出させて気泡として上昇させる形式の
方が、気体が流れていることを確認しやすいので使用上
好ましい。また加湿される気体の一部を充填水中あるい
は充填水表面に流出させ、残りの気体を実質上加湿され
ないようにバイパスさせてそれを加湿された気体と混合
せしめる形式であってもよい。

本発明の加湿器は第１図に例示する如く、該中子手段の
下部にも開口部９を設けることによって、中子手段の内
側と外側を連通させることがより好ましい。第１図の如
く中子手段の外側の領域即ち気泡が分散しない領域に多
重の水を充填せしめて、加湿により水が減少し水面が低
下するその低下の度合を少なくすることにより、長期間
に渡って継続して非常に安定な加湿操作が可能となる。

この点から言えば、受器１の上部の部分の径をより大き
くし、下部の径を小さくすることによって、同程度の液
深状態でより長期間安定な連続加湿操作か可能となる。

尚上記した中子手段の開口部８．９の位置については、
実質上台々の機能を果す範囲で実質上各々上部又は下部
であればよいが、機能の点で開口部９は最下端が好まし
い。また後述する如く中子手段が多孔質な場合にはその
多孔部が各々の間口部に相当し得る。

該中子手段は、蓋手段及び／又は受器手段によってその
移動が拘束されていることが望ましい。

場合によっては、蓋手段及び／又は受器手段に固定され
ているか、あるいは、蓋手段２と受器手段１の両方によ
って固定されていてもよい。この場合の固定方法として
は該中子手段の上下又は下部で位置決めをした状態で該
受器の底に設置する形式及び、直接固定する方法がある
。さらに必要なら固定も含めた拘束手段として、ゴム状
物等の音が伝播しにくい材質からなるバッキング等の部
材を介して蓋手段及び／又は受器手段に設置又は固定す
る方が、消音効果上非常に好ましい。また中子手段は受
器手段から取りはずすことが可能なものの方が、洗浄が
容易であってより衛生的である。

さらに該中子手段が気体不透過性部材からなり、該加湿
器の上部に取り付けられて、上部空間が例えば第１図の
如く領域１２．１３に仕切られた場合には、その仕切ら
れた各々の空間の均圧化を図るための開口部１１をその
中子手段の一部に設けることが望ましい。

該中子手段の形状及び材質については、その機能を果す
ものであればいかなるものでもよい。そのより好ましい
形状は筒状であって、特に円筒状のものがよい。尚気泡
が上昇する領域は中子手段の内側、外側どちらでもよい
が、第１図の如く円筒状中子手段の内側の方が、気泡の
発生０合一。

破壊等により発生した音が中子手段以外に伝わりにくく
、全体として外部に出る音が非常に小さくなるので望ま
しい態様である。また中子手段を構成する部材としては
、実質上気泡を通さない多孔質なものであってもよいが
、洗浄のしやすさ等の点で多孔質でない方が実用的であ
る。中子手段の部材の材質としては、その形状を保持す
ればいかなるものでもよいが、使用上ガラス、プラスチ
ック等で透明なものが好ましく、重量、われにくさ等の
点で特にアクリル樹脂、ポリカーボーネート樹脂、スチ
ロール樹脂、ポリプロピレン樹脂等の透明なプラスチッ
クが好ましい。中復数個の中子手段の少なくとも１個を
着色した方が、充填水の水面位置が確認しやすく実用上
非常に便利である。

また各中子手段が上方あるいは下方に向って少し広がっ
たテーパー状をなす方が成形しやすく好ましいが、その
場合の横断面積はその筒状部全体の平均値を意味する。

また蓋手段と受器手段の取り付は法としては、フランジ
形式、ネジ形式、ワンタッチ形式の底台形式、その他い
かなる取り付は形式によるものであってもよいが、実用
上、ネジ形式又はワンタッチ型の底台形式等が好ましく
、特にワンタッチ型の底台形式が便利である。

本発明の酸素富化気体供給装置は、酸素富化気体発生手
段と酸素富化気体を使用に供する供給手段に加えて、前
記した如き加湿器を備えたものである。その酸素富化気
体発生手段は、空気よりも酸素濃度の高められた酸素富
化空気又は主として酸素からなる気体等であって、室温
での相対湿度が例えば約５０％以下あるいは約３０％以
下といった湿度の低い酸素富化気体の発生手段を言う。

その具体例としては、吸着型酸素富化器等の空気中から
酸素富化空気を得る酸素富化器、１１素ボンベ及び液体
酸素から酸素ガスを得る手段等の１種を用いたもの又は
それらを組み合わせたものがあげられる。この様に本発
明で言う酸素富化気体とｔよ、酸素富化空気や酸素ガス
等を意味する・吸着型酸素富化器は、酸素と窒素の吸着
能の差がある吸着剤を用いて空気中より酸素富化空気を
得るものであるが、この際に水分も分離された該富化空
気が乾燥される場合にさらに加湿器を富化することが必
要である。また酸素ボンベや液体酸素等から酸素ガスを
得る場合には、通常は加湿器を設ける必要がある。

本発明の好ましい態様の１つである吸着型酸素富化器の
具体例として、窒素ガスを選択的に吸着する吸着剤を充
填した吸着床を１基以上、該吸着床に圧縮された空気を
流入するための電動機の動力で駆動されるコンプレッサ
ー手段、該吸着床から酸素富化空気を取り出し出口に流
通せしめるための富化器内導管手段、及び電動機やコン
プレッサー手段を冷却するための空気流れを発生させる
ファン手段を具備したものであって、１基以上の吸着床
が単独で又は交互に加圧−減圧のサイクルを繰り返すよ
うに運転される圧力変動吸着型酸素富化器が挙げられる
。尚吸着剤としては通常ゼオライト５Ａ、ゼオライト１
３Ｘ等が用いられるが、その他ものであってもよい。い
ずれの酸素富化気体発生手段においても、使用に供する
酸素富化空気の流量を調節する手段を有することが望ま
しい。

かかる本発明の酸素富化気体供給装置は、前記した特有
の構成を有した加湿器を備えることを特徴とするもので
あるが、その加湿器における充填水の面積変更手段とし
て第２図に示す如き横断面積の異なる複数の中子手段を
用いた場合には、例えば１．５ｉ／ｗｉｎ未満と１．５
Ｊｌ　／　ｍｉｎ以上の２種の流量範囲、又は例えば０
．７５文／１ｎ未満。

０．７５〜１，５４１／１ｎ　、及び１．５１７ｗ１ｎ
以上の３種類の流量範囲に対応した所定の横断面積を有
する各々２個又は３個の中子手段を用いるのが実用上好
ましい。尚実用上は２個の中子手段が操作が容易で好ま
しい。さらに具体的には例えば上記２種の流量範囲に対
応した２個の中子手段の横断面積は、各々２〜７ｄ、８
〜２５Ｃｄ程度の範囲であることが望ましく、特に各々
３〜６ｉ、１０〜１５Ｃ！Ａ程度の範囲が好ましい。

また特に本発明の好ましい実施態様である吸着型酸素富
化器を用いた装置の場合には、その内部に収納された電
動機及び／又はコンプレッサー手段から発生する熱が加
湿器に伝わることを防止するための熱伝達防止手段を備
えることが、流量が少い場合の加湿を適度に行なううえ
で特に有効である。尚ここでいう熱伝達とは、直接加湿
器に伝わる場合のみならず、熱風等を介して間接的に伝
わる場合も含まれる。かかる熱伝達防止手段の具体例と
しては、電動機やコンプレッサー手段からの放熱によっ
て加温された空気流れの酸素富化器外への排出を加湿器
から遠ざかる方向に行なわせるダクトや排風遮断板を用
いたもの、加温される前の空気流れを積極的に加湿器周
辺に流すようにした風路手段を設けたものがあげられる
。

尚加湿器を酸素富化器の外殻を形成するボックスの内側
に収納した方が低騒音上好ましいが、この場合には富化
器内で加温された空気流れの流路と加湿器収納部を熱的
に実質上ＭｒＩＦＴする構造にすることが望ましい。ま
た場合によっては少なくとも酸素富化気体の流量が少な
い場合に加湿器を断熱材等でどっかこんで熱的にＭＴＪ
ｆＩするようにしたものを用いることも可能である。

また本発明の装置は、酸素富化気体発生手段、特に酸素
富化器において、得られる酸素富化気体の流出口等に加
湿器をワンタッチ形式のジヨイントにより取りつけるこ
とによってその加湿器の取り付は取り外しを容易にする
ことでさらに運転の操作性をよくすることができる。

さらに本発明の装置における酸素富化気体を使用に供す
る供給手段の形式はいかなるものであってもよく、その
具体例として弗腔内に細いチューブの先端を挿入する鼻
カニユーラ形式やマスク形式のものがあげられる。場合
によっては、前記加湿器の気体流出口に単にチューブの
みを取りつけたものあるいは、鼻カニユーラ等がさらに
取りつけられるようなジヨイントを有したものであって
もよい。即ち本発明に言う供給手段とは、加湿器の気体
流出口に取りの付けられた導管手段等を言う。また、本
発明の装置は、酸素富化気体発生手段と加湿器の間にも
導管手段を備えており、場合によっては、その導管手段
を長くすることによって加湿器の使用者のすぐ近くに位
置せしめ、加湿器の下流の導管手段を短くすることによ
ってそこでの水滴発生をさらに防止してもよい。

〈実施例〉 ゼオライト１３Ｘを充填した吸着床２基、電８様により
駆動されるコンプレッサー、冷却用空気流れを発生させ
るファン及び第１図並びに第２図に示す如き加湿器を外
殻ボックス内に収納した圧力変動吸着型酸素富化気体供
給装置において、空気を供給し酸素濃度が約９０　ｖｏ
１％程度に富化された気体を０．５ｆＬ／ｍｉｎ　、　
１　ｐ／ｍｉｎ　、　３　Ｊｌ！／ａ＋ｉｎの流量で供
給するに際し、次に示す形態の場合に得られる酸素富化
気体の相対湿度を測定した。尚、この装置内では電動機
とコンプレッサーの放熱で加温された空気流れの流路と
加湿器収納部が遮蔽板により実質上熱的に遮断されてい
た。又この装置の加湿器は前面下部の外殻ボックス内に
収納しその前面をアクリル板でカバーし、その加湿され
た空気流れを底面の後方部の排気口からこの装置に取り
付けたキャスターを介して形成され１．床面とこの装置
の底面の間の空間に下方に排出される形式であった。ま
た室温は約２０℃であった。

まず第Ｉの形態としては、内径が４０．の中子手段を収
納した加湿器を用いた。第工の形態としては第２図に示
す如（内径が４０＃Ｉの中子手段の内側にさらに内径が
２４＃Ｉの中子手段を収納した加湿器を用いた。さらに
第工の形態としては、第工の形態と同様の加湿器を用い
、且つボックスの底面と床面の間に排風遮蔽板を設けて
加温された排風が加湿器を備えた位置の反対側にのみ流
れるようにした。

各々の形態で得られた酸素富化気体の相対湿度をその流
量と共に第１表に示す。尚３　、Ｑ　／１ｎについては
、形ｆｌＩで十分であることから形態■。

■についての測定は行なわなかった。

第１表に示す如＜　１１／ｒｉｎ以下においては、形態
■、さらに確実には形態■を採用することが適度な加湿
を実現するうえで非常に有効であることが明らかである
。

第１表 〈発明の効果〉 本発明の加湿器は、流れる気体の流量が大きく変化して
も適度に加湿された気体が安定に得られる利点を有し、
さらに長期間連続して適度に加湿された気体が安定に得
られる利点もある。さらに本発明の加湿器によれば、加
湿操作時において発生する音が非常に小さく、騒音源と
なりにくい利点がある。

また本発明の酸素富化器１体供給装置によれば、酸素化
気体の流量が変化した場合にも適度に加湿された酸素富
化気体を安定に得ることができ、その操作性もよく、長
期間連続して安心してその装置を使用できる。またその
使用時における騒音も小さく、場合によって使用者のす
ぐそばに加湿器をセットして使用することもできる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る加湿器の実施態様の１つを模式
的に断面図にして例示したものである。 また第２図は、本発明の加湿器に好適に用いられる中子
手段を例示したものである。 これらの図中、１が受器手段、２が着手段、３が気体流
入口、４が気体流出口、７及び７ａが中子手段を示して
いる。 第　１１力

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）気体の流入口と、加湿された該気体の流出口と、
   水を充填した受器手段と、蓋手段と、該気体の流入口に
   連結され該受器手段内において開口部を有した導管手段
   を備えた気体の加湿器であつて、該開口部から出た該気
   体が通過する領域における該充填水の表面積を、該領域
   を通過する気体の流量に対応して変更するための面積変
   更手段を備えた加湿器。
2. （２）該開口部が、該受器手段に充填された水中に位置
   したものである特許請求の範囲第１項記載の加湿器。
3. （３）該面積変更手段が、該充填水の表面を横切りその
   上部の少なくとも一部に開口部を有した筒状の中子手段
   を複数個組み合わせたものである特許請求の範囲第１項
   記載の加湿器。
4. （４）該面積変更手段が、異なった内部横断面積を有し
   た複数の筒状中子手段からなるものであつて、より大き
   な該横断面積を有した該中子手段の内側に、流量の低下
   に応じてより小さな該横断面積を有した中子手段を収納
   せしめるものである特許請求の範囲第１項記載の加湿器
   。
5. （５）該より小さな横断面積を有した中子手段が、充填
   水の連通用開孔部を除いて実質上密閉状態の下部構造を
   有するものである特許請求の範囲第４項記載の加湿器。
6. （６）該面積変更手段が、異なつた内部横断面積を有し
   た複数の筒状中子手段からなるものであり、流量に応じ
   て適した該横断面積の該中子手段を交換して該受器手段
   内に収納せしめるものである特許請求の範囲第１項記載
   の加湿器。
7. （７）該面積変更手段が、異なった内部横断面積を有し
   た２個の該中子手段からなるものである特許請求の範囲
   第３項記載の加湿器。
8. （８）空気よりも酸素濃度が高められ且つ湿度の低い酸
   素富化気体の発生手段と、加湿手段と、加湿された該酸
   素富化気体を使用に供する供給手段を備えた酸素富化気
   体供給装置において、該加湿手段が、該酸素富化気体の
   流入口と、加湿された該酸素富化気体の流出口と、水を
   充填した受器手段と、蓋手段と、該酸素富化気体の流入
   口に連結され該受器手段内において開口部を有した導管
   手段を備え、該開口部から出た該酸素富化気体が通過す
   る領域の該充填水の表面積を、該領域を通過する気体の
   流量に対応して変更するための面積変更手段を具備した
   ものであることを特徴とする酸素富化気体供給装置。
9. （９）該酸素富化気体の発生手段が、吸着型酸素富化器
   、酸素ボンベ、液体酸素を用いた酸素発生器の少なくと
   も１種である特許請求の範囲第８項記載の装置。
10. （１０）該吸着型酸素富化器が電動機の動力により駆動
    される圧縮空気供給手段を有するものであり、該酸素富
    化供給装置の外殻を形成するボックス手段内に該加湿手
    段を収納せしめ、該電動機及び／又は圧縮空気供給手段
    から発生する熱が該加湿手段に伝わることを防止するた
    めの熱伝達防止手段を備えたことを特徴とする特許請求
    の範囲第９項記載の装置。