CN109069785A - 加湿器、呼吸辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加湿器，该加湿器容易独立地控制温度和湿度，而与要供给的医用气体的流量无关。该加湿器与用于调节或辅助使用者的换气的呼吸辅助装置连接，以微粒子或水蒸气的形态将水分加入从气体源输送的气体，所述加湿器具有：液体容器，用于容纳至少含有水的液体；雾滴产生单元，产生液体的微粒子即雾滴；以及水保持构件，保持雾滴的至少一部分。

Description

加湿器、呼吸辅助装置
技术领域
本发明涉及用于加湿从人工呼吸器、CPAP(Continuous Positive AirwayPressure：持续正压呼吸疗法)装置、氧气吸入器等呼吸辅助装置输送的气体的加湿器。
背景技术
对于人类维持生命而言，吸入氧气、排出二氧化碳的呼吸活动是不可或缺的。在因呼吸肌的麻痹、肺泡的虚脱等发生呼吸障碍的情况下，为了辅助自主呼吸，使用所谓的人工呼吸器。利用人工呼吸器向使用者输送的气体(医用气体)由压缩空气、氧气构成，但由于这些气体由储气瓶、医用气体配管设备供给，因此，温度低于体温且非常干燥。因此，若以该状态下的温度和湿度向使用者的呼吸器系统供给医用气体，则不仅会引起不适感，还会引起呼吸道粘膜的干燥及损伤、痰的固化等，在该情况下，会成为引起肺炎的原因。为了避免这种障碍，在人工呼吸器中需要对吸入气体进行加温加湿。对于人工呼吸器的吸入气体的温度、湿度而言，虽然没有通用的标准，但是，一般情况下，就吸入气体而言，温度为摄氏32度以上、相对湿度为75％至100％程度合适，特别地，在进行气管插管的情况下，优选地，温度为摄氏37度，相对湿度为100％。
因此，在人工呼吸器、CPAP(持续正压呼吸疗法)装置、氧气吸入器等以往的呼吸辅助装置中设置有加湿器(参照图10(A))。呼吸辅助装置1主要由气体源(呼吸器)280、加湿器10、呼吸回路105、面罩260构成。从气体源(呼吸器)280供给的医用气体通过加湿器10而含有水分，并通过呼吸回路105向使用者P供给。
目前使用的大多数加湿器采用使通过使液体的水加热气化而产生的水蒸气进入医用气体并向使用者供给的方式(例如，参照日本特开2005-177521号公报)。图10(B)示出了以往的加湿器的结构的一个例子。加湿器10主要由加湿室220、加热器290以及控制器130构成。控制器130一边监控温度计100和靠近使用者的温度计240(参照图10(A))，一边反馈控制加热器290等。存储于加湿器10的水40被加热器290加热而产生水蒸气。从呼吸器侧配管90输送的干燥的医用气体在通过充满水蒸气的加湿室220时，被加湿而使水蒸气压增大，并通过呼吸回路侧配管110向呼吸回路105输送(参照图10(A))。在呼吸回路105中通常设置有结露防止用加热单元270，以防止回路内的结露。
此外，在CPAP(Continuous Positive Airway Pressure：持续正压呼吸疗法)装置等中，在吸入的外界的空气干燥的情况下，也需要加湿。
发明内容
发明要解决的问题
如上所述的所谓的蒸气式的加湿器难以独立地控制温度和湿度。图11示出了在一个大气压下的水的饱和蒸气压曲线。纵轴表示饱和蒸气压，横轴表示温度。例如，在要供给的医用气体的流量大的情况下，需要大量地产生水蒸气。但是，如图11所示，由于空气可含有的水蒸气的量，即水蒸气的分压(水蒸气压)的上限是根据温度来决定的，因此，例如在摄氏40度的B状态下，无法以物理的方式使水蒸气压达到摄氏100度的D点那样的高的值。因此，需要准备容量大的加湿室220(参照图10(B))，使大量的水沸腾气化。在该情况下，可能会使输送的气体的温度过度地上升。相反，在要供给的医用气体的流量小的情况下，加湿所需的水蒸气的产生本身，也容易使加湿室220内的温度例如图11的C点那样低于水的沸点即摄氏100度。但是，即使在离加湿室220最近的呼吸回路内，温度为相当于图11的C点的摄氏80度，相对湿度为100％的状态下，在呼吸回路105的中途的温度如图11的A点(摄氏20度)那样低的情况下，因H部分，水蒸气因结露而被液化，从而水蒸气从输送的气体中失去。其结果，在向使用者P供给时，若使温度升高至如图11的B点(摄氏40度)那样，则由于A点(摄氏20度)的水蒸气压低，因此，气体中所包含的水蒸气因结露而减少，从而变为相对湿度急剧下降的状态。另外，呼吸回路中的结露会成为细菌繁殖的原因，从而不优选。
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种加湿器，能够容易独立地控制温度和湿度，而与要供给的医用气体的流量无关。
解决问题的手段
(1)本发明提供一种加湿器，该加湿器通过与用于调节或辅助使用者的换气的呼吸辅助装置连接，以微粒子或水蒸气的形态将水分加入从气体源输送的气体，其中，所述加湿器具有：液体容器，用于容纳至少含有水的液体；雾滴产生单元，产生所述液体的微粒子即雾滴；以及水保持构件，保持所述雾滴的至少一部分。
就雾滴即变成直径为数微米至数十微米的微粒子的液体而言，每单位体积的表面积变大，从而容易气化。根据上述(1)所述的发明，能够实现如下的加湿器，通过生成液体中所包含的水的微粒子(微小液滴)即雾滴来促进向水蒸气的气化，并且被水保持构件保持的水蒸发，来高效地进行从气体源输送的气体的加湿。
(2)本发明提供上述(1)所述的加湿器，其特征在于，所述水保持构件沿所述呼吸辅助装置所具有的呼吸回路的吸气管内侧的长度方向设置，所述水保持构件的长度为50cm以上。
根据上述(2)所述的发明，由于水保持构件形成为具有非常大的表面积，因此，具有被水保持构件保持的水分容易气化的非常显著的效果。另外，若含有水分的水保持构件沿吸气管内壁存在，则在呼吸回路的吸气管设置结露防止用加热器来进行加温的情况下，其大部分热用于来自水保持构件的水分的蒸发，因此，具有吸气管的温度难以上升的优良效果。
(3)本发明提供上述(1)或(2)所述的加湿器，其特征在于，所述水保持构件具有通气性，并且为所述使用者侧的一端被封闭且所述气体源侧的另一端开口的筒结构，所述气体经由所述开口进入所述水保持构件的内部，并通过该水保持构件向外部放出。
根据上述(3)所述的发明，由于形成为封闭水保持构件的使用者侧端部的结构，因此，水保持构件使含有水蒸气的医用气体通过，而使液体的水不通过。因此，进行加湿的水保持构件自身能够过滤气体。即，水保持构件具有作为所谓的细菌过滤器的优良效果。
(4)本发明提供上述(1)至(3)中任一项所述的加湿器，其特征在于，所述加湿器具有液滴加热单元，该液滴加热单元加热所述雾滴或被所述水保持构件保持的水分中的至少一方，使所述雾滴或保持于所述水保持构件的水分中的至少一方气化为所述水蒸气。
根据上述(4)所述的发明，能够以比通过长的基于沸腾的气化小的能量产生水蒸气，从而加湿输送的气体。另外，由于不使存储的全部水沸腾，就能够产生大量的水蒸气，因此，具有无需使气体的温度过度地上升，就能够进行加温、湿度的控制的优良效果。
(5)本发明提供上述(1)至(4)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述液滴加热单元设置为内接或外接于所述呼吸辅助装置所具有的呼吸回路的吸气管。
根据上述(5)所述的发明，将用于加热雾滴而使其变为水蒸气的加热器等液滴加热单元设置于呼吸回路的吸气管，由此，具有防止在吸气管内容易产生结露，而且能够基于雾滴蒸发来进行加湿的优良效果。
(6)本发明提供上述(1)至(5)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述液滴加热单元设置为内接或外接于所述水保持构件。
根据上述(6)所述的发明，将用于加热雾滴而使其变为水蒸气的加热器等液滴加热单元设置为，内接或外接于设置在呼吸回路的吸气管内的水保持构件，由此，具有能够基于被水保持构件保持的水分的蒸发来进行加湿的优良效果。另外，在将该加热单元设置于水保持构件的内侧的情况下，还具有有助于维持柔软的水保持构件的形态，并确保用于蒸发的表面积的效果。
(7)本发明提供上述(1)至(6)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，通过被所述水保持构件保持的水分，使所述气体的水蒸气压增大。
根据上述(7)所述的发明，不仅水的微小液滴即雾滴气化而得到的水蒸气，附着于水保持构件的水分在气体中蒸发也变为水蒸气，由此，具有能够进一步加湿的优良效果。
(8)本发明提供上述(1)至(7)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述水保持构件能够更换。
细菌在有水分的部位容易繁殖。根据上述(8)所述的发明，由于水保持构件能够更换，因此，具有能够容易地解决对于呼吸辅助装置非常重要的保持清洁的课题的优良效果。
(9)本发明提供上述(1)至(8)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述水保持构件具有吸水性。
若水保持构件不具有吸水性，则结露的水会覆盖水保持构件的表面，从而水保持构件的水蒸气透过性会显著下降。根据上述(9)所述的发明，由于水保持构件具有吸水性，因此，结露的水被水保持构件吸收，使水蒸气透过的微细的孔保持开口状态，从而具有水蒸气的透过性难以下降的优良效果。
(10)本发明提供上述(1)至(9)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述水保持构件为无纺布。
根据上述(10)所述的发明，由于无纺布在强度和伸长方面没有方向性且廉价，并容易调整厚度、空隙的大小，因此，能够提供雾滴不能通过而水蒸气能够通过的具有吸水性的水保持构件。
(11)本发明提供上述(1)至(10)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述气体的一部分通过所述水保持构件的内部，所述气体的剩余部分不通过所述水保持构件的内部。
根据上述(11)所述的发明，由于在干燥气体的一部分通过产生水蒸气的空间(水保持构件的加湿器侧空间)时容易增大水蒸气压，因此，具有容易加湿的优良效果。另外，输送的气体的一部分不通过水保持构件的内侧，因此，具有降低呼吸时的阻力的效果。
(12)本发明提供上述(11)所述的加湿器，其特征在于，所述水保持构件的向所述气体源侧开口的一端与所述加湿器的内周面接合，通过该水保持构件使所述气体流动的流路封闭。
根据上述(12)所记载发明，由于水保持构件的两端相对于吸气管封闭，从而变为加湿器内部与呼吸回路隔离的结构。因此，水保持构件使含有水蒸气的医用气体通过，而不使液体的水通过。即，进行加湿的水保持构件自身能够过滤气体。因此，水保持构件具有作为所谓的细菌过滤器的优良效果。
(13)本发明提供上述(1)至(12)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述加湿器具有所述气体流动的流路，该流路被所述水保持构件封闭，所述流路被所述水保持构件隔离成所述气体源侧即配置有所述液体容器和所述雾滴产生单元的上游侧、以及成为所述使用者侧的下流侧
作为液体微粒子的雾滴的直径为数微米至数十微米，其大小远远大于埃单位的水蒸气(水分子)，因此，易含有细菌和病毒。根据上述(13)所述的发明，通过用不能使雾滴通过的水保持构件来隔离雾滴产生的部位，能够防止载于雾滴的细菌或病毒等从液体容器或雾滴产生单元被运送至使用者。即，由于水保持构件自身过滤气体，因此，具有作为所谓的细菌过滤器的优良效果。
(14)本发明提供上述(1)至(3)中的任一项所记载加湿器，其特征在于，所述雾滴产生单元具有液体加热单元，该液体加热单元通过加热所述液体，使所述液体中含有的所述水蒸发。
根据上述(14)所述的发明，由于能够一边对存储于液体容器的水进行加热杀菌一边进行加湿，因此，从而从卫生方面来看，具有使加湿器容易保持良好状态的优良效果。
(15)本发明提供上述(4)至(13)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述雾滴产生单元具有液体加热单元，该液体加热单元通过加热所述液体，使所述液体中含有的所述水蒸发，且所述液体加热单元与所述液滴加热单元形成为一体。
根据上述(15)所述的发明，由于用于加热液体的液体加热单元和用于加热雾滴的液滴加热单元一体化，因此，具有温度控制变简单的优良效果。
(16)本发明提供上述(1)至(15)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述雾滴产生单元具有超声波产生单元，该超声波产生单元通过对所述液体施加振动来产生所述雾滴。
根据上述(16)所述的发明，由于在存储于液体容器的液体表面上容易产生水的微小液滴即雾滴，因此，具有以少的能量就能够进行加湿的效果。另外，通过改变超声波振动器的振动振幅，能够容易改变雾滴的生成量，因此，具有容易控制湿度的优良效果。
(17)本发明提供上述(1)至(16)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述雾滴产生单元具有：振动产生单元；以及网眼构件，具有多个微细孔。
根据上述(17)所述的发明，由于雾滴产生单元容易小型化，因此，具有能够提供移动性优良的加湿器的优良效果。
(18)本发明提供上述(1)至(17)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述雾滴产生单元具有利用压缩空气的喷射式雾滴产生单元。
根据上述(18)所述的发明，由于结构简单且容易维护，因此，具有容易保持清洁的优良效果。
(19)本发明提供上述(1)至(18)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述水保持构件还设置于向使用者的鼻腔输送所述气体的鼻插的附近。
在鼻插附近结露的情况下，液滴可能会通过输送的医用气体侵入呼吸道内。液体的水容易产生细菌，若液滴进入呼吸道，则可能会成为肺炎等的原因。通过将水保持构件设置于鼻插附近来吸收结露的液滴，因此，具有防止液滴进入呼吸道内的显著效果。
(20)本发明提供上述(19)所述的加湿器，其特征在于，支撑所述鼻插的罩体具有至少一个结露排水用的排水孔。
支撑鼻插的罩体靠近鼻腔，温度通常低于体温，因此，呼气中的水蒸气结露而液滴容易滞留。若将液滴按原样放置，则容易变为细菌繁殖的温床。根据上述(20)所述的发明，由于支撑鼻插的罩体具有结露排水用排水孔，因此，能够合适地从排水孔排出液滴，由此，具有能够保持清洁的效果。
(21)本发明提供上述(1)至(20)中的任一项所述的加湿器，其特征在于，所述水保持构件至少分离成两个设置。
雾滴从加湿器供给，原则上加湿器侧的水保持构件始终是湿的状态。相对于此，由于配置于鼻插附近的水保持构件的目的在于吸水，从而优选为干的状态。因此，如上述(21)所述的发明，通过将水保持构件至少分离成两个设置，能够以将一方用作加湿，将另一方用作吸水的方式来分担作用。
(22)本发明提供一种加湿器，与用于调节或辅助使用者的换气的呼吸辅助装置连接，其特征在于，使至少含有水的液体变为雾滴，将该雾滴暂时保持于水保持构件，通过使输送的气体与该水保持构件接触来加湿该气体，向使用者供给被加湿后的该气体。
根据上述(22)所述的发明，在使存储于液体容器的水容易变为雾滴即微小液滴而容易气化的基础上，通过加热来使其变为水蒸气，因此，容易加湿。另外，不对存储的全部水进行加热，就能够产生大量的水蒸气，因此，容易独立地控制温度和湿度。另外，由于用无纺布过滤被加湿的气体，因此，能够达到使无纺布还作为细菌过滤器的作用的优良效果。
(23)本发明提供一种呼吸辅助装置，用于调节或辅助使用者的换气，其特征在于，所述呼吸辅助装置包括具有上述(1)至(22)中所述的特征的加湿器。
根据上述(23)所记载发明，能够达到如下的优良效果，能够提供一种具有加湿器的呼吸辅助装置，不管在大流量时，还是在小流量使，该加湿器均能够容易独立地调整温度和湿度。
发明效果
提供一种加湿器和具有所述加湿器的呼吸辅助装置，该加湿器与用于调节或辅助使用者的换气的呼吸辅助装置连接，该加湿器的特征在于，使至少含有水的液体变为雾滴，将该雾滴暂时保持于水保持构件，通过使输送的气体与该水保持构件接触来加湿该气体，向使用者供给被加湿后的该气体。
根据本发明，能够实现如下的加湿器，通过产生液体所含有的水的微小液滴即雾滴来促进向水蒸气的气化，由此，来进行向使用者输送的气体的加湿。另外，加湿器具有以液体的形态保持雾滴的至少一部分的水保持构件，因此，具有附着于水保持构件的水分进一步加湿气体的优良效果。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的加湿器的剖视图。
图2(A)是本发明的第二实施方式的加湿器的剖视图。图2(B)是加湿器的变形例的剖视图。
图3是本发明的第三实施方式的加湿器的剖视图。
图4是本发明的第四实施方式的加湿器的剖视图。
图5(A)是本发明的第五实施方式的加湿器的剖视图。图5(B)是图5(A)的AA向视剖视图。图5(C)是本发明的第六实施方式的加湿器的剖视图。
图6是水保持构件配置于呼吸回路的吸气管内的本发明的第七实施方式的呼吸辅助装置的说明图。
图7(A)是本发明的第七实施方式的呼吸辅助装置的进行加湿的加湿构件的说明图。图7(B)是加湿构件的剖视图。图7(C)是将加湿构件设置为线圈状而置于呼吸回路的配管内的结构的说明图。
图8是将在支撑向使用者输送气体的鼻插的罩体内配置水保持构件并设置排水孔的本发明的第八实施方式的呼吸辅助装置的局部放大的说明图。
图9是具有向加湿器的分支的本发明的变形实施例的呼吸辅助装置的说明图。
图10(A)是用于说明以往的呼吸辅助装置的结构的说明图。图10(B)是表示以往的蒸气式加湿器的结构的说明图。
图11是在一个大气压下的水的饱和蒸气压曲线。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图1～图9是用于实施发明的方式的一个例子，在图中，赋予同一附图标记的部分表示同一物体，基本的结构与图中所示的以往的结构相同。此外，在各个图中，通过适当地省略一部分的结构而简化了附图。并且，适当夸张地表示了构件的大小、形状、厚度等。
图1是本发明的第一实施方式的加湿器10的剖视图。与以往的呼吸辅助装置1(参照图10(A))中的以往的加湿器10相同，加湿器10与用于调节或辅助使用者的呼吸器的换气的呼吸辅助装置连接，并以微粒子或水蒸气的方式将水分加入从气体源输送的气体中。具体而言，加湿器连接在医用气体的气体源(呼吸器)280和向使用者供给医用气体的面罩260(参照图10(A))之间。加湿器10配置于呼吸器侧配管90和呼吸回路侧配管110之间，并具有：液体容器80，用于容纳至少含有水的液体；雾滴产生单元70，产生该液体的微小液滴即雾滴；以及水保持构件20，保持所述雾滴的至少一部分。如后面所述，在本实施方式中，雾滴产生单元70通过超声波振动来产生雾滴。
雾滴产生单元70具有超声波产生单元，该超声波产生单元通过使液体振动来产生雾滴。即，在本第一实施方式的加湿器中，雾滴产生单元70是通过来自于超声波振动器的振动能量在液体表面产生气泡的、利用所谓的气穴效果的超声波式雾滴产生单元，该雾滴产生单元70具有框体55、超声波振动器60以及超声波传递物质50。超声波传递物质50例如是水。由于框体55所保持的超声波传递物质50即水的比热大，因此，通过框体25与框体55接触的水40的温度难以上升，从而加湿器10整体适合长时间的使用。雾滴产生单元70和液体容器80在边界85隔着非挥发性的油等容易传递超声波的物质紧密接触。
超声波振动器60通过控制器130(未图示)来控制。控制器130具有用于控制加湿器10整体的CPU、RAM、ROM等。CPU是所谓的中央运算处理装置，通过执行各种程序来实现各种功能。RAM作为CPU的工作区域、存储区域来使用，ROM用于存储由CPU执行的操作系统和程序。控制器130通过监控温度计100、使用者佩戴的面罩260(参照图10(A))附近的温度计(未图示)、输送的气体的流量计(未图示)等，来进行液滴加热单元30的加热器等的反馈控制(PID控制等)，优选具有调整为规定的温度、湿度的功能。另外，优选地，在液体容器80内的水40变为规定的水量以下时发出警告。
通过控制器130来控制基于雾滴产生单元70的雾滴生成量。例如，若使施加到超声波振动器60的交流电压的振幅变大，则超声波振动器60的振动振幅变大，雾滴生成量增大。优选地，能够从框体25取下液体容器80。另外，优选地，也能够从液体容器80取下雾滴产生单元70。
加湿器10具有使输送的气体流动的流路，该流路被水保持构件20封闭，并被水保持构件20隔离成气体源(呼吸器)280侧即设置有液体容器80和雾滴产生单元70的上游侧、以及成为使用者侧的下流侧。
具体而言，水保持构件20具有通气性，并且为使用者侧的一端封闭且气体源(呼吸器)280侧的另一端开口的筒结构，气体经由开口19进入水保持构件20的内部，并通过水保持构件20向呼吸回路侧配管110放出。水保持构件20的筒的开口19的端部与框体25的内周面接合，来封闭流路。
优选地，为了降低气体通过水保持构件20时的阻力，使通气面积变大。因此，优选地，在筒状的水保持构件20与框体25的内周面之间设置间隔件来确保间隙。也可以通过使水保持构件20的筒的直径充分小于框体25的内周直径，来替代设置间隔件，以能够可靠地确保间隙。水保持构件20是具有吸水性的无纺布，优选能够更换。构成水保持构件20的无纺布的材料例如为聚丙烯，优选地，为了亲水化而实施表面活性剂处理、氟气处理、磺化处理、丙烯酸接枝处理、等离子放电处理等。
水保持构件20设置在框体25之中，在水保持构件20的内侧即液体容器80侧设置有液滴加热单元30，该液滴加热单元30通过对液滴即所述雾滴或被所述水保持构件保持的水分中的至少一方进行加热，使其气化为水蒸气。液滴加热单元30是例如由镍铬合金线等构成的电阻加热器，其与电源(未图示)连接，基于温度计100的温度等，通过控制器130控制电力来进行对温度、湿度的控制。虽然水保持构件20阻断雾滴，但是含有水蒸气的气体能够通过水保持构件20。
接着，同样地使用图1来说明上述实施方式的动作。
从呼吸器侧配管90向加湿器10供给干燥的医用气体。对该医用气体添加水分是加湿器10的任务，通过如下的两种方法进行加湿。
(1)在液体容器80的表面产生的雾滴通过液滴加热单元30被气化而变成水蒸气。由超声波振动器60产生的超声波的振动能量被传递至液体容器80的水面，从而水面的一部分的表面张力变弱，由此产生微细的雾滴。由于雾滴是微小的液滴，因此与体积相比表面积大，且容易气化。另外，当雾滴到达液滴加热单元30附近时，温度变高，且饱和蒸气压变大，从而进一步容易气化。其结果，气化而产生的水蒸气加湿干燥的医用气体。
(2)当在液体容器80的表面产生的雾滴到达至水保持构件20时，附着于水保持构件20。由于水保持构件20具有吸水性，因此，附着于水保持构件的水分作为液体的水被保持。从呼吸器侧配管90输送的气体的水蒸气压，在通过水保持构件20的附近时，因保持于水保持构件20的水分，进一步被增大而被加湿。
以上，说明的第一实施方式的加湿器10能够以比通常的基于沸腾的气化小的能量来产生水蒸气，并进行加湿。另外，由于不使存储的水40沸腾，就能够产生大量的水蒸气，因此，具有无需过度地提高医用气体的温度，就能够与温度独立地控制湿度的优良效果。另外，由于输送的气体被水保持构件20过滤，因此，能够达到如下效果，即，水保持构件20进行加湿的同时也起到细菌过滤器的作用。
图2(A)是表示本发明的第二实施方式的加湿器10的结构的剖视图。在加湿器10的框体25中存储有水40，液滴加热单元30和水40通过水保持构件20而与呼吸回路侧配管110隔开。水保持构件20是无纺布。水保持构件20为面状，其端部与框体25的内侧面接合。水保持构件20完全覆盖液体40，从呼吸器侧配管90输送的气体必须通过水保持构件20。呼吸器侧配管90配置为向水保持构件20的内侧即液体40侧输送气体。加湿器10的雾滴产生单元70是具有液体加热单元的蒸气式雾滴产生单元，该蒸气式雾滴产生单元通过加热液体使液体中所含有的水40蒸发。与此前所述的第一实施方式相同，液滴加热单元30设置于水保持构件20的内侧，即水40侧，该液滴加热单元30通过加热所述雾滴或被所述水保持构件保持的水分中的至少一方而使其气化为水蒸气。例如，液滴加热单元30是由镍铬合金线构成的电阻加热器，被控制器130控制为规定的温度。与以往的加湿器10相同，本第二实施方式是通过使水40加热气化来使水蒸气压增大的方式。由于能够一边对存储于液体容器的水进行加热杀菌一边进行加湿，因此，就卫生方面而言，加湿器容易保持良好的状态，且输送的气体被水保持构件20过滤。即，水保持构件20不仅具有加湿的作用，还起到细菌过滤器的作用。
此外，液滴加热单元30可以与水保持构件20一体地形成，另外，也可以靠近水保持构件20的外侧即吸气管侧或框体侧设置。就于水保持构件20与液滴加热单元30的位置关系而言，在其他实施方式、变形实施例中也相同，液滴加热单元30可以处于水保持构件20的内侧，也可以处于外侧，另外，水保持构件20与液滴加热单元30可以是一体的构件。
图2(B)示出了本发明的第二实施方式的加湿器10的变形实施例。在本变形实施例中，构成雾滴产生单元70的液体加热单元是与液滴加热单元30形成为一体的加热单元120，所述液滴加热单元30使所述雾滴和保持于所述水保持构件的水分中的至少一方加热气化。即，加热单元120的一部分从液体表面向上部露出，来使所述雾滴或被所述水保持构件保持的水分中的至少一方加热气化。例如，加热单元120是电阻加热器，被控制器130控制为规定的温度。由于雾滴产生单元70与液滴加热单元30是一体的结构，因此，能够达到温度控制简单的优良效果。从呼吸器侧配管90输送的气体通过被加热单元120气化的水蒸气，使蒸气压变大，并被水保持构件20过滤后向呼吸回路侧配管110输送。
图3是表示本发明的第三实施方式的加湿器10的结构的剖视图。加湿器10的雾滴产生单元70具有与雾化器(为了进行气雾剂吸入疗法或喷雾疗法而产生含有药剂的细雾的装置)的实现单元即网眼型的喷雾产生单元相同的结构。具有振动产生单元160和包括多个微细孔的网眼构件180，通过在振动产生单元160的振动器150与网眼构件180的间隙中填满水170且使振动产生单元160振动，来产生雾滴。该结构的优点在于小型且控制性好，加湿器10整体能够非常紧凑地构成，从而能够制作移动性优良的呼吸辅助装置1。另外，具有以少量的水就能够产生雾滴的优点。由网眼型的雾滴产生单元70产生的雾滴被液滴加热单元30加热气化而变为水蒸气，对从呼吸器侧配管90输送的气体进行加湿。
图4是表示本发明的第四实施方式的加湿器10的结构的剖视图。加湿器10的雾滴产生单元70具有与被称为压缩式或喷射式的雾化器的喷雾产生单元相同的结构。当从压缩器侧配管195输送的压缩空气从喷嘴部210高速地吹出时，产生文丘里效应，从而使周围的压力下降，由此从吸水管200吸取水40。被吸取的水40强烈地与折流板190碰撞而产生雾滴。由于具有利用压缩空气的喷射式雾滴产生单元70的加湿器的结构简单且容易维护，因此，具有容易保持清洁的优良效果。由雾滴产生单元70产生的雾滴被液滴加热单元30加热气化而变为水蒸气，从而加湿从呼吸器侧配管90输送的气体。
图5(A)是表示本发明的第五实施方式的加湿器10的结构的剖视图。在本实施方式中，不存在液滴加热单元30，加湿器10具有框体25、雾滴产生单元70、液体容器80以及水保持构件20。虽然图5(A)示出了雾滴产生单元70具有通过对液体施加振动来产生所述雾滴的超声波产生单元的例子，但也可以具有液体加热单元，该液体加热单元通过加热液体使液体40中所含有的水蒸发，从而产生雾滴，也可以具有网眼式雾滴产生单元，也可以具有喷射式雾滴产生单元。
加湿器10具有使输送的气体流动的流路，该流路被水保持构件20封闭，并被水保持构件20隔离成气体源(呼吸器)280侧即具有液体容器80和雾滴产生单元70的上游侧、以及成为使用者侧的下流侧。具体而言，水保持构件20的端部与框体25接合而封闭流路。虽然水保持构件20阻断雾滴，但是含有水蒸气的气体能够通过水保持构件20。
图5(B)示出了图5(A)的水保持构件20的变形实施例。图5(B)是在图5(A)中用点划线表示的假想面的AA向视剖视图。在本变形例中，在水保持构件20上开设有多个能够使含有雾滴的气体通过的孔。若使用者吸入低温且相对湿度为100％、并且绝对湿度低的值的气体，则气体在呼吸道内被加温的同时会夺取呼吸道内的水分，因此，有时会在到末梢呼吸道为止的宽大的范围内引起分必物的固化等。但是，雾滴是液体的微粒子，与水蒸气压没有关系，因此，含有雾滴的气体会含有大量的水分，从而具有不会使呼吸道内干燥的优点。在本变形实施例中，由于开设有多个能够使含有雾滴的气体通过的孔，因此，能够达到上述的优良效果。
图5(C)是本发明的第六实施方式的加湿器的剖视图。在本实施方式中，设置有多个水保持构件20，各水保持构件20分别挡住了流路的一部分。具体而言，例如，各水保持构件20具有分别不同地从框体25与流路垂直地突出的形状，以使含有雾滴的气体不会在无障碍物的情况下流动。通过设置为这样的形状，雾滴与水保持构件20发生碰撞而被水保持构件20保持，含有水蒸气的气体以阻力小的方式向使用者输送。
图6是本发明的第七实施方式的加湿器10的说明图。加湿器10的结构构件与此前所述的第一实施方式相同，配置于呼吸器侧配管90与呼吸回路侧配管110之间，并且具有：液体容器80，用于容纳至少含有水的液体；雾滴产生单元70，产生作为该液体的微小液滴的雾滴；以及水保持构件20，保持雾滴的至少一部分。
吸气管250通过连接器23与配管26相连接，配管26与罩体28相连接。并且，气体通过被罩体28支撑的鼻插29被送入使用者P的鼻腔。
在罩体28的内部，水保持构件24作为液滴的吸水单元设置。在鼻插29附近结露的情况下，液滴混合被输送的医用气体而可能会侵入呼吸道内。液体的水容易产生细菌，若液滴进入呼吸道，则可能会成为肺炎等的原因。通过将水保持构件20设置于鼻插29附近来吸收结露的液滴，能够达到防止液滴进入呼吸道内的显著效果。
此外，优选地，水保持构件20至少分离成两个设置。从加湿器10供给雾滴，原则上加湿器10侧的水保持构件20始终是湿的状态。相对于此，配置于鼻插29附近的水保持构件24的目的在于吸水，因此，优选干的状态。因此，如图6的水保持构件20和水保持构件24所示，通过将水保持构件20至少分离成两个，能够使加湿用的水保持构件和吸水用的水保持构件分担不同的作用。
本实施方式的最大特征在于，水保持构件20延伸至吸气管250的内部。即，水保持构件20沿呼吸辅助装置1所具有的呼吸回路的吸气管的内部的长度方向设置，水保持构件20的长度为50cm以上。优选地，水保持构件20的长度为50cm以上，以进行充分的加湿而与气体流量无关，更优选为1m以上。通过设置这样的结构，水保持构件20具有非常大的表面积，从而具有被水保持构件20保持的水分容易气化的非常显著的效果。另外，若含有水分的水保持构件20沿吸气管250的内壁存在，则当在呼吸回路的吸气管250设置结露防止用加热器进行加温的情况下，其大部分的热被用于来自于水保持构件20的水分的蒸发，从而具有吸气管250的温度难以上升的优良效果。
水保持构件20为具有通气性，并且所述使用者P侧的一端即水保持构件端部22被封闭，且气体源(呼吸器)280侧的另一端开口的筒结构，气体经由开口19进入水保持构件20的内部，并通过该保持构件向吸气管250的内部放出。在本实施方式中，在水保持构件20的内侧具有液滴加热单元30，该液滴加热单元30通过加热雾滴以及被水保持构件20保持的水分，使其气化为水蒸气。液滴加热单元30被控制器130(未图示)控制为规定的温度。例如，液滴加热单元30是由镍铬合金线等构成的电阻加热器。液滴加热单元30基于设置于吸气管250的温度计(未图示)的温度，通过控制器130来进行温度和湿度的控制。此外，如图8所示，在将液滴加热单元30以内接于水保持构件20的方式设置的情况下，在作为水保持构件20使用柔软的材料时，有助于保持其形态。即，由于能够在水保持构件20的内部维持空间，因此，具有能够确保用于蒸发的表面积的效果。
此外，优选地，在水保持构件20具有所谓的网眼构件那样的网格结构的情况下，网眼构件的孔径小于雾滴的直径。
另外，作为变形实施例，也可以是将液滴加热单元30外接于水保持构件20设置的方式，也可以使液滴加热单元30埋入构成水保持构件20的纤维中。另外，不仅可以将液滴加热单元30靠近水保持构件20设置，而且还可以将液滴加热单元30设置成内接或外接于呼吸辅助装置所具有的呼吸回路的吸气管250自身。特别地，在输送的气体的流量少的情况下，不将液滴加热单元30靠近水保持构件20设置，而将吸气管250的结露防止用加热单元270兼用作液滴加热单元30，也能够得到充分的加湿效果。
图7(A)是本第七实施方式的呼吸辅助装置中的延伸至吸气管250的内部的加湿构件45的说明图。虽然在图6中将液滴加热单元30表示为线圈状的加热器，但是在图7(A)中示出了液滴加热单元30为线状电阻加热器的情况。加湿构件45具有液滴加热单元30和水保持构件20。水保持构件20通过编织纤维35来形成，并利用芯材37使形状稳定。芯材37的材料可与纤维35相同，也可以是比构成水保持构件20的纤维35粗的纤维。优选地，纤维具有亲水性，但是也可以具有疏水性。液滴被捕获到纤维35的内部或纤维之间。另外，优选地，纤维柔软，在编织后的状态下也能够用手指容易使其变形。被捕获的水分被液滴加热单元30加热而变为水蒸气，并通过医用气体向使用者P供给。
图7(B)是加湿构件45的与液滴加热单元30垂直的假想平面S的剖视图(参照图7(A))。通过编织纤维35来构成的水保持构件20具有板状部分38和覆盖液滴加热单元30的筒状部分39。优选地，加湿构件45的宽度W为5mm以上。由于具有板状部分38，因此，能够达到容易含有液滴的部件的面积变大的效果。当然，事实上，水保持构件2也可以仅由覆盖液滴加热单元30的筒状部分39构成。
图7(C)是将加湿构件设置成线圈状并设置于呼吸回路的蛇管250的说明图。在图7(C)中仅示出了蛇管250的一部分。加湿构件45以卷成线圈状的状态下置于蛇管250的内部。优选地，加湿构件45内接于蛇管250。通过这种设置，水保持构件20吸附附着于蛇管250的内壁的水滴，并通过液滴加热单元30加热水滴，而能够形成水蒸气。
此外，优选地，在水保持构件20为如图7(A)的形态下，在加湿器10内或附近以妨碍流路的方式设置如图5(A)的水保持构件20那样的使气体通过而液滴被捕获的遮蔽体，以使载于输送的医用气体的液滴不能直接到达使用者P的肺中。另外，水保持构件20可以是无纺布。在该情况下，优选地，水保持构件20以筒状覆盖液滴加热单元30。
图8是将本发明的第八实施方式的呼吸辅助装置的局部放大的说明图。使用者P将鼻插29插入鼻腔内，并从配管26通过支撑鼻插29的罩体28向使用者P输送医用气体。此时，支撑鼻插29的罩体28具有排水孔31。优选地，排水孔31设置于罩体28的靠近使用者P的一侧的位置，以在使用者横躺时容易排出累积的液滴。
虽然在罩体28的内部设置有水保持构件24(未图示)，但是没有被完全吸收的液滴通过排水孔31向罩体28的外部排泄。此外，在将连接配管26的配管安装孔32设置于罩体28的两侧并用栓堵住的情况下，可以考虑在该栓自身上也设置排水孔31。另外，也可以使配管安装孔32和排水孔31兼用。
此外，本发明的方式不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可进行各种变更。作为变形例，可以考虑对各个实施方式应用如下的实施例。
在上述的实施方式中，说明了通过水保持构件20过滤利用从液体容器80产生的水蒸气加湿的全部气体之后，向呼吸回路侧配管110输送的方式。但是，也可以使输送的气体的一部分通过水保持构件20的内部，使气体的剩余部分不通过水保持构件20的内部。例如，如图9所示的本发明的变形实施例，从呼吸器侧配管90输送的气体的一部分可以在加湿器10的上游侧分支，在加湿器10的下流侧，在靠近使用者的呼吸回路与被加湿的气体汇合。该变形实施例具有使呼吸的阻力负荷变小的效果。
附图标记的说明：
1 呼吸辅助装置
10 加湿器
20 水保持构件
22 水保持构件端部
23 连接器
24 水保持构件
25 框体
26 配管
28 罩体
29 鼻插
30 液滴加热单元
31 排水孔
32 配管安装孔
35 纤维
37 芯线
38 板状部分
39 筒状部分
40 水
45 加湿构件
50 超声波传递物质
55 框体
60 超声波振动器
70 雾滴产生单元
80 液体容器
85 边界
90 呼吸器侧配管
100 温度计
110 呼吸回路侧配管
120 加热单元
130 控制器
140 送水管
150 振动器
160 振动产生单元
170 水
180 网眼构件
190 折流板
195 压缩器侧配管
200 吸水管
210 喷嘴部
220 加湿室
230 呼气用配管
240 温度计
250 吸气管
260 面罩
270 结露防止用加热单元
280 气体源(呼吸器)
290 加热器
S 假想平面

Claims (23)

1.一种加湿器，与用于调节或辅助使用者的换气的呼吸辅助装置连接，以微粒子或水蒸气的形态将水分加入从气体源输送的气体，其中，
所述加湿器具有：
液体容器，用于容纳至少含有水的液体；
雾滴产生单元，产生所述液体的微粒子即雾滴；以及
水保持构件，保持所述雾滴的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的加湿器，其特征在于，
所述水保持构件沿所述呼吸辅助装置所具有的呼吸回路的吸气管内侧的长度方向设置，所述水保持构件的长度为50cm以上。
3.根据权利要求1或2所述的加湿器，其特征在于，
所述水保持构件具有通气性，并且为所述使用者侧的一端被封闭且所述气体源侧的另一端开口的筒结构，
所述气体经由所述开口进入所述水保持构件的内部，并通过该水保持构件向外部放出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述加湿器具有液滴加热单元，该液滴加热单元加热所述雾滴或被所述水保持构件保持的水分中的至少一方，使所述雾滴或保持于所述水保持构件的水分中的至少一方气化为所述水蒸气。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述液滴加热单元设置为内接或外接于所述呼吸辅助装置所具有的呼吸回路的吸气管。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述液滴加热单元设置为内接或外接于所述水保持构件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的加湿器，其特征在于，
通过被所述水保持构件保持的水分，使所述气体的水蒸气压增大。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述水保持构件能够更换。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述水保持构件具有吸水性。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述水保持构件是无纺布。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述气体的一部分通过所述水保持构件的内部，所述气体的剩余部分不通过所述水保持构件的内部。
12.根据权利要求11所述的加湿器，其特征在于，
所述水保持构件的向所述气体源侧开口的一端与所述加湿器的内周面接合，通过该水保持构件使所述气体流动的流路封闭。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述加湿器具有所述气体流动的流路，
该流路被所述水保持构件封闭，
所述流路被所述水保持构件隔离成所述气体源侧即配置有所述液体容器和所述雾滴产生单元的上游侧、以及成为所述使用者侧的下流侧。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述雾滴产生单元具有液体加热单元，该液体加热单元通过加热所述液体，使所述液体中含有的所述水蒸发。
15.根据权利要求4至13中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述雾滴产生单元具有液体加热单元，该液体加热单元通过加热所述液体，使所述液体中含有的所述水蒸发，且所述液体加热单元与所述液滴加热单元形成为一体。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述雾滴产生单元具有超声波产生单元，该超声波产生单元通过对所述液体施加振动来产生所述雾滴。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述雾滴产生单元具有：
振动产生单元；以及
网眼构件，具有多个微细孔。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述雾滴产生单元具有利用压缩空气的喷射式雾滴产生单元。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述水保持构件还设置于向使用者的鼻腔输送所述气体的鼻插的附近。
20.根据权利要求19所述的加湿器，其特征在于，
支撑所述鼻插的罩体具有至少一个结露排水用的排水孔。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的加湿器，其特征在于，
所述水保持构件至少分离成两个设置。
22.一种加湿器，与用于调节或辅助使用者的换气的呼吸辅助装置连接，其特征在于，
使至少含有水的液体变为雾滴，将该雾滴暂时保持于水保持构件，通过使输送的气体与该水保持构件接触来加湿该气体，向使用者供给被加湿后的该气体。
23.一种呼吸辅助装置，用于调节或辅助使用者的换气，其特征在于，
所述呼吸辅助装置具有权利要求1至22中任一项所述的加湿器。
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