JP2001299918A - フィルタ - Google Patents

フィルタ

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JP2001299918A
JP2001299918A JP2001058620A JP2001058620A JP2001299918A JP 2001299918 A JP2001299918 A JP 2001299918A JP 2001058620 A JP2001058620 A JP 2001058620A JP 2001058620 A JP2001058620 A JP 2001058620A JP 2001299918 A JP2001299918 A JP 2001299918A
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inlet port
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Michael Joseph Blackhurst
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Nina Caroline Batty
キャロライン ベティー ニナ
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Fisher and Paykel Ltd
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/105—Filters
    • A61M16/1055—Filters bacterial

Abstract

(57)【要約】 【課題】 欠点を克服するための幾つかの対策を講じた
抗菌フィルタを提供する。 【解決手段】 呼吸回路用のフィルタは各呼吸チューブ
に連結するための入口ポートと出口ポートとを備えたハ
ウジングを有する。入口ポートと出口ポートとの間には
気体空間が位置し、気体は入口ポートから気体空間を横
断して出口ポートへと通過する。気体空間内にフィルタ
媒体が延び、気体空間を入口側チャンバと出口側チャン
バとに分割する。入口ポートから出口ポートへと通過す
る気体はフィルタ媒体を通過する。包囲外壁が入口ポー
トと出口ポートとを除いたハウジングを包囲し、ハウジ
ングの壁から離間される。外壁とハウジングとの間に一
つ以上の空気ポケットが形成される。空気ポケットはハ
ウジングを周囲環境から断熱する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフィルタに関し、よ
り詳細には呼吸回路内のフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】呼吸回路は様々な用途、通常は外科手術
中の呼吸補助や麻酔の投与等の医療用として当業者には
公知である。呼吸回路は治療全般において呼吸を補助す
るのにも用いられる。これら呼吸回路は例えば人工呼吸
装置または同様な呼吸補助装置から患者まで延び、湿度
調節器、二酸化炭素吸収装置または抗菌フィルタのよう
な補助装置を備える。これら補助要素は給排気ライン内
に設けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ヒックス（Hicks）の
米国特許第５１９５５２７号公報は呼吸システム内に組
み込むための抗菌フィルタを示しており、より詳細には
フィルタ媒体の壁がハウジングを二分し、このフィルタ
媒体の壁はハウジングを形成する二つの部品間に挟持さ
れる。このような部品の一方は入口ポートを備え、また
他方は出口ポートを備え、そして入口ポートから出口ポ
ートへと流れる気体は抗菌性フィルタバリアを通過しな
ければならないようになっている。上記公報に開示され
たフィルタはフィルタハウジングへの入口において流れ
の偏りが生じ、ハウジング内で流れの向きが変わって気
体の流れが散乱し、抗菌フィルタ全面を効果的に使用す
るようになっている。しかしながら、この種のフィルタ
は呼吸システムのライン上の給湿器と協働することによ
って積極的に給湿された給湿気体流または患者の息によ
る給湿気体流の扱いに関して重大な問題をはらんでい
る。特に、凝結がハウジングの壁に形成されることが上
げられる。このことは流れ分散機構として形成される障
害物において発生する凝結によって悪化する。使用時に
おいて吸気回路が重要な期間にある時に、相当な凝結が
発生してしまうこともあり、患者へと逆流してしまうと
いう患者の健康に対する危険性をはらむ。さらに、凝結
が発生すると細菌性フィルタ材料を液体で濡らしてしま
うことになり、これによりフィルタの空気浸透性が減少
してしまう。
【０００４】スマージアッシ（Smargiassi）らの米国特
許第４７２７８７１号公報は人工呼吸装置の呼気通路内
の連結部用の呼気システムを示す。この呼気システムで
は細菌性フィルタがアルミニウムハウジング内に取付け
られ、アルミニウムハウジングは細菌性フィルタとアル
ミニウムハウジング内に取付けられた呼気システムの別
の構成要素とにおける凝結を減少させるために加熱要素
によって加熱される。当然ながら、このことは加熱要素
および加熱要素に電力を供給して制御する手段を設ける
ことを必要とし、これら要素および手段はコストを上
げ、特に湿った環境で安全性に重大な影響がある。
【０００５】スミス（Smith）の米国特許第５１４３０
６０号公報は断熱性の二酸化炭素吸収システムを示して
おり、このシステムは患者にとって最適であるように呼
吸気体の状態を暖めて整えるために二酸化炭素と粒状吸
収材との反応で発生した熱を使用するのでヒックスの抗
菌フィルタと同様な抗菌フィルタが断熱性の二酸化炭素
吸収容器内に組み込まれる。この装置は実質的に一体的
な構成要素として形成され、構成要素に関したコストは
処理することができず、さらに外科以外でまたは長時間
に亘って使用することができない。不透明なハウジング
内に配置された抗菌フィルタを用いると、生成された液
体を検知することの障害となってしまうという欠点があ
る。
【０００６】したがって、本発明の目的は上述した欠点
を克服するための幾つかの対策を講じた抗菌フィルタを
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第一の特徴において、本
発明は概して、各呼吸用チューブに連結するための入口
ポートと出口ポートとを有すると共に使用時において入
口ポートから出口ポートへと気体が通過する気体空間を
入口ポートと出口ポートとの間に有するハウジングと、
気体空間内に延在し、この気体空間を入口側チャンバと
出口側チャンバとに分割し、入口ポートから気体空間を
通って出口ポートへと通過する気体が通らなければなら
ないフィルタ媒体と、入口ポートと出口ポートとを除い
て前記ハウジングを包囲し、（入口ポートと出口ポート
とを除いて）ハウジングを周囲環境から断熱するために
少なくとも実質的に入口ポートと出口ポートとを除いて
ハウジングを包囲する一つ以上の空気ポケットをハウジ
ングとの間に提供するためにハウジング壁から離間され
た包囲外壁手段とを具備する呼吸回路用のフィルタから
成る。
【０００８】第二の特徴において、本発明は概して、入
口ポートと該入口ポートとほぼ同軸であって該入口ポー
トから離間された出口ポートと、入口ポートから出口ポ
ートまでの間にまず拡大してその後に収縮するフィルタ
媒体包囲ハウジングとを有するフィルタ用の断熱カバー
において、一対のカバー部材を具備し、各カバー部材は
入口ポートまたは出口ポートの一方周りに密着して嵌ま
るカラーと、このカラーをフィルタ媒体包囲ハウジング
から離間させるために該カラーから入口ポートまたは出
口ポートそれぞれが延びる方向へ延びるスペーサ部材
と、フィルタ媒体包囲ハウジングの各部分を囲うように
延びるシェル手段とを具備し、各シェル手段はフィルタ
の最も広い部分とほぼ同一な広さの外縁部を有し、断熱
カバーの一方の外縁、一対のカバー部材は入口ポートま
たは出口ポートそれぞれの周りに嵌められ且つ該断熱カ
バーの外縁部が係合するように組み合わされ、スペーサ
部材は入口ポート／出口ポートを囲うカラーをフィルタ
のハウジングから離間して維持し、フィルタのハウジン
グは断熱カバー内に包囲されて組立てられる断熱カバー
から成る。
【０００９】更なる特徴において、本発明は概して、
（１）第一のハウジング形成部分の外縁と第二のハウジ
ング形成部分の外縁との間に織物からなるフィルタ媒体
をその外縁において掴持する工程と、（２）第一のハウ
ジング形成部分の外縁と第二のハウジング形成部分の外
縁とを融合させる工程と、（３）第一のハウジング形成
部分の入口ポートに第一のカバー形成シェル内の開口を
通過させつつ第一のハウジング形成部分を覆うように第
一のカバー形成シェルを嵌める工程と、（４）第一のハ
ウジング形成部分の出口ポートに第一のカバー形成シェ
ル内の開口を通過させつつ第一のハウジング形成部分を
覆って第一のカバー形成シェルを嵌める工程と、（５）
カバー形成シェルが第一のハウジング形成部分と第二の
ハウジング形成部分と前記織物からなるフィルタ媒体に
よって形成されるフィルタを囲うように第一のカバー形
成シェルと第二のカバー形成シェルとを係合させる工程
とを具備する呼吸回路用のフィルタの製造方法から成
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明のフィ
ルタは第一のハウジング部分２と第二のハウジング部分
３とから形成されるフィルタハウジング１を有する。第
一のハウジング部分２と第二のハウジング部分３とはそ
れぞれの外縁部４、５によって連結される。第一のハウ
ジング部分２の外縁部４と第二のハウジング部分３の外
縁部５との間には織物（web）７からなるフィルタ材料
の外縁部６が挟持される。第一のハウジング部分２は入
口ポート８を備え、第二のハウジング部分３は出口ポー
ト９を備える。入口ポート８および出口ポート９は本質
的に違いはなく互いに置き換え可能である。フィルタ媒
体を包囲するフィルタハウジング１の主要な本体をカバ
ーの形で覆う断熱性の外壁１０が設けられる。フィルタ
ハウジング１と包囲外壁１０とはこれらの間に一対の閉
じた空気用空間１１、１２を形成する。これら閉じた空
気用空間１１、１２はフィルタハウジング１を包囲外壁
１０の外の周囲環境から断熱する。包囲外壁１０は一対
のカバー部分１３、１４によって形成され、これらカバ
ー部分１３、１４の外縁部１５、１６は互いに「スナッ
プ式に」連結される。各カバー部分１３、１４はそれぞ
れカラー１７、１８を有し、これらカラー１７、１８は
それぞれ入口ポート８および出口ポート９周りに嵌ま
る。各カラー１７、１８は第一のハウジング部分２およ
び第二のハウジング部分３それぞれの面２１、２２に当
接するように織物７からなるフィルタ媒体に向かって延
びる延長部分１９、２０を有し、面２１、２２は織物７
からなるフィルタ媒体に向かってポート８、９から外側
へ延びる。
【００１１】図１に示したように図示した形態のフィル
タは回転対称であり、したがって長手方向に延びる平面
で切った断面は全て図１に示した断面と同様な断面であ
る。もちろん例えば織物７からなるフィルタ媒体とこれ
に連結される第一のハウジング部分２および第二のハウ
ジング部分３の外縁部４、５とをもっと矩形に近い形と
してフィルタを形成し、壁２１、２２が矩形の外縁部
４、５と入口ポート８および出口ポート９の円形の外縁
部との間を結合するようにしてもよい。
【００１２】幾つかの応用例では、フィルタがフィルタ
媒体の一方の側、或いは両側に一つ以上のポートを有す
るのが好ましく、例えばフィルタ媒体の人工呼吸器側に
二つのポートを有し、フィルタ媒体の患者側に単一のポ
ートを有するのが好ましい。この場合、二つのポートは
例えば並んで配置されるか、あるいは同軸チューブまた
は分割コネクタに連結される同軸ポートである。同軸ポ
ートの場合、フィルタハウジングおよび断熱用カバーの
構成は図１に示したように単純である。並んで配置され
た場合、フィルタの各ハウジング部分は一対のポートを
有し、各カバー部分は各カバー部分を貫通する一対の穴
または開口を有し、これら穴または開口は一対のポート
周りに密着して嵌まる。
【００１３】フィルタ媒体を除いたフィルタの主要な要
素は適切なプラスチック材料から形成されるのが好まし
く、特に医療への使用が推奨されるプラスチック材料か
ら形成されるのが好ましい。例えば、第一のハウジング
部分２および第二のハウジング部分３とカバー部分１
３、１４とは医療適応性のポリプロピレン材料から射出
成形される。フィルタ媒体は所定の応用例に応じて抗菌
特性を持つようにまたは単純な集塵フィルタとして用い
られるように変更可能である。集塵フィルタとして用い
られる場合、フィルタ材料は例えばオールフェルト社
（All Felt Incorporated）からELECTROSTATという登録
商標名で販売されているフェルトのような静電気的に充
電されたポリプロピレンファイバーからなる不織フェル
トである。適切なフィルタ媒体の別の例は襞付き紙の媒
体である。
【００１４】第一のハウジング部分２と第二のハウジン
グ部分３との間の連結はこれら二つの部分間を確実かつ
適切にシールする永久接着工程によって行われるのが好
ましい。このために第一のハウジング部分２と第二のハ
ウジング部分３とはそれぞれ重なり合うフランジ２４、
２３を有し、これらフランジ２４、２３は公知の形で適
切な接着剤によって、または好ましくは超音波溶接によ
って結合される表面を提供する。第一のハウジング部分
２と第二のハウジング部分３との間で織物７からなるフ
ィルタ媒体の外縁部６を掴持するためにハウジング部分
２、３の一方（本実施例では第二のハウジング部分３）
に適切な隆起部２５が設けられるのが好ましい。
【００１５】使用の際にはフィルタは吸気ラインまたは
排気ライン、適切には吸気回路、好ましくは断熱吸気回
路の二つのライン間に連結される。フィルタ内の囲われ
た空間２６は外壁１０の外部の周囲環境からほぼ断熱さ
れ、フィルタ内においてフィルタ壁上に発生する凝結液
は実質的に少なくなる。本発明の一つの別の実施例で
は、外縁フランジ４、５に近接してハウジング部分２、
３の壁２１および／または２２には一つ以上の開口が設
けられ、十分な開口が設けられていれば空間２６内に集
まった液体をこれら開口を介して空気ポケット１１、１
２内へ流れ込ませることができる。
【００１６】さらに本発明にて提供される断熱フィルタ
の組立は簡単である。この組立方法を図２〜図５で説明
する。フィルタは第一のハウジング部分２と、第二のハ
ウジング部分３と、織物からなるフィルタ媒体７と、外
壁を形成するカバー部分１３、１４との五つの単純な構
成要素を有する。第一の組立工程を断面側面図である図
２に示した。外側に向かって延びるハウジング部分２、
３の外縁フランジ４、５間に織物７からなるフィルタ媒
体の外縁部６が掴持されるようにハウジング部分２、３
が矢印２６、２７で示した方向へと組み合わされる。第
二のハウジング部分３の外縁フランジ５の前方を向いた
面上に形成された環状の突起２５が織物７からなるフィ
ルタ媒体の外縁部６を掴持し、この織物７からなるフィ
ルタ媒体の外縁部６を第一のハウジング部分２の外縁フ
ランジ４に押しつける。斯くして組立てられたフィルタ
ハウジングの側面図を図３に示す。図示した状態では外
縁フランジ４、５によって形成されたハウジングの外縁
フランジ２８はハウジング部分２、３を堅固にシールす
るように互いに接着するために超音波溶接されている。
【００１７】次に、図４を参照すると、カラー１９がフ
ィルタハウジング１の入口ポート８を覆うようにして、
或いは入口ポート８周りを通過しつつ第一のカバー部分
１３が導入される。さらにカラー２０が出口ポート９周
りを覆いながら通過しつつ第二のカバー部分１４が導入
される。第一のカバー部分１３と第二のカバー部分１４
とは前方を向いた外縁フランジ１５、１６が重なり合う
ように矢印２９、３０に示した方向へと組み合わされ、
外縁フランジ１５、１６上に形成された相補関係をなす
係合面がカバー部分１３、１４を連結するように相互に
係合する。
【００１８】断熱カバーを有する完全に組立てられたフ
ィルタの側面図を図５に示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の断熱カバーを備えたフィルタの断面側
面図である。
【図２】図１のフィルタを組立てる工程を示す。
【図３】図１のフィルタを組立てる工程を示す。
【図４】図１のフィルタを組立てる工程を示す。
【図５】図１のフィルタを組立てる工程を示す。
【符号の説明】
１…フィルタハウジング ２…第一のハウジング部分 ３…第二のハウジング部分 ７…織物からなるフィルタ媒体 １３、１４…カバー部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 46/00 Ｂ０１Ｄ 46/00 Ｃ 46/42 46/42 Ｚ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各呼吸用チューブに連結するための入口
    ポートと出口ポートとを有すると共に使用時において入
    口ポートから出口ポートへと気体が通過する気体空間を
    入口ポートと出口ポートとの間に有するハウジングと、 前記気体空間内に延在し、該気体空間を入口側チャンバ
    と出口側チャンバとに分割し、入口ポートから気体空間
    を通って出口ポートへと通過する気体が通らなければな
    らないフィルタ媒体と、 入口ポートと出口ポートとを除いて前記ハウジングを包
    囲し、（入口ポートと出口ポートとを除いて）ハウジン
    グを周囲環境から断熱するために少なくとも実質的に入
    口ポートと出口ポートとを除いてハウジングを包囲する
    一つ以上の空気ポケットをハウジングとの間に提供する
    ためにハウジング壁から離間された包囲外壁手段とを具
    備する呼吸回路用のフィルタ。
  2. 【請求項２】 前記フィルタ媒体は入口ポートから出口
    ポートへの真直ぐな流路に対して垂直に向けられたほぼ
    平坦な織物を具備し、該織物はその外縁周りにおいて前
    記ハウジングに固定され且つシールされ、織物の断面積
    は入口ポートまたは出口ポートの断面積よりも大きい請
    求項１に記載のフィルタ。
  3. 【請求項３】 前記ハウジングはフィルタ媒体の外縁周
    りから入口ポートおよびフィルタ媒体のそれぞれまで環
    状に延びる壁部分と、フィルタ媒体から出口ポートへ収
    縮する漏斗状部分とを備える請求項２に記載のフィル
    タ。
  4. 【請求項４】 前記外壁手段は第一のカバー部材と第二
    のカバー部材とを具備し、第一のカバー部材は入口ポー
    ト周りに嵌まるカラーと、フィルタ媒体周りに環状にま
    たはフィルタ媒体の外縁付近に位置する外縁部と、前記
    拡大する漏斗状部分を包囲し且つ該漏斗状部分から離間
    されるように前記カラーから前記外縁部まで環状に延び
    る壁部材とを具備し、第二のカバー部材は出口ポート周
    りに嵌まるカラーと、フィルタ媒体周りに環状にまたは
    フィルタ媒体の外縁付近に位置する外縁部と、前記拡大
    する漏斗状部分を包囲し且つ該漏斗状部分から離間され
    るように前記カラーから前記外縁部まで環状に延びる壁
    部材とを具備し、 これら第一のカバー部材と第二のカバー部材とはそれら
    の外縁部において実質的にシールされるように連結され
    る請求項３に記載のフィルタ。
  5. 【請求項５】 前記外縁部の連結部はスナップ式連結で
    ある請求項４に記載のフィルタ。
  6. 【請求項６】 前記スナップ式連結は前記カバー部材の
    一方が前記カバー部材の他方と重なり合うようにする請
    求項５に記載のフィルタ。
  7. 【請求項７】 前記カバー部材は各カバー部材をハウジ
    ングに対して位置決めするためにフィルタ媒体に向かっ
    て延びてハウジングと当接するスペーサ部材を各カラー
    に有する請求項５に記載のフィルタ。
  8. 【請求項８】 前記ハウジングは二つのプラスチック製
    構成要素を具備し、第一のプラスチック構成要素には入
    口ポートと前記拡大する漏斗状部分とが組み込まれ、第
    二のプラスチック製構成要素には出口ポートと前記収縮
    する漏斗状部分とが組み込まれ、これら第一のプラスチ
    ック製構成要素の外縁と第二のプラスチック製構成要素
    の外縁とは連結され且つこれら構成要素の外縁間にフィ
    ルタ媒体の外縁が挟持される請求項５に記載のフィル
    タ。
  9. 【請求項９】 前記ハウジングの第一のプラスチック製
    構成要素の外縁と第二のプラスチック製構成要素の外縁
    とは互いに永続的に結合されてシールされる請求項８に
    記載のフィルタ。
  10. 【請求項１０】 凝結した液体をハウジングと包囲外壁
    手段との間の空気空間内に排出することができるように
    ハウジングの外縁に近接して該ハウジングの壁を貫通す
    る一つ以上の出口が設けられる請求項１〜９のいずれか
    一つに記載のフィルタ。
  11. 【請求項１１】 入口ポートと該入口ポートとほぼ同軸
    であって該入口ポートから離間された出口ポートと、入
    口ポートから出口ポートまでの間にまず拡大してその後
    に収縮するフィルタ媒体包囲ハウジングとを有するフィ
    ルタ用の断熱カバーにおいて、 一対のカバー部材を具備し、各カバー部材は入口ポート
    または出口ポートの一方周りに密着して嵌まるカラー
    と、該カラーをフィルタ媒体包囲ハウジングから離間さ
    せるために該カラーから入口ポートまたは出口ポートそ
    れぞれが延びる方向へ延びるスペーサ部材と、フィルタ
    媒体包囲ハウジングの各部分を囲うように延びるシェル
    手段とを具備し、各シェル手段はフィルタの最も広い部
    分とほぼ同一な広さの外縁部を有し、断熱カバーの一方
    の外縁、一対のカバー部材は入口ポートまたは出口ポー
    トそれぞれの周りに嵌められ且つ該断熱カバーの外縁部
    が係合するように組み合わされ、スペーサ部材は入口ポ
    ート／出口ポートを囲うカラーをフィルタのハウジング
    から離間して維持し、フィルタのハウジングは断熱カバ
    ー内に包囲されて組立てられる断熱カバー。
  12. 【請求項１２】 （１）第一のハウジング形成部分の外
    縁と第二のハウジング形成部分の外縁との間に織物から
    なるフィルタ媒体をその外縁において掴持する工程と、 （２）第一のハウジング形成部分の外縁と第二のハウジ
    ング形成部分の外縁とを融合させる工程と、 （３）第一のハウジング形成部分の入口ポートに第一の
    カバー形成シェル内の開口を通過させつつ第一のハウジ
    ング形成部分を覆うように第一のカバー形成シェルを嵌
    める工程と、 （４）第一のハウジング形成部分の出口ポートに第一の
    カバー形成シェル内の開口を通過させつつ第一のハウジ
    ング形成部分を覆って第一のカバー形成シェルを嵌める
    工程と、 （５）カバー形成シェルが第一のハウジング形成部分と
    第二のハウジング形成部分と前記織物からなるフィルタ
    媒体によって形成されるフィルタを囲うように第一のカ
    バー形成シェルと第二のカバー形成シェルとを係合させ
    る工程とを具備する呼吸回路用のフィルタの製造方法。
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