JP2004041352A - 医療用ガス加湿器 - Google Patents

Abstract

【課題】高価で複雑な機構を必要とすることなく、加湿装置における気泡の破裂音などによる耳障りな騒音を改善できるようにした呼吸用気体の加湿装置を提供する。
【解決手段】容器内に加湿水を充填し気体を流通させることにより加湿気体を得る加湿装置において、容器内にガラス製構造体を具備した呼吸用気体の加湿装置。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、呼吸用気体の加湿装置に関する。例えば医療用酸素濃縮器、継続陽圧呼吸療法装置、医療用酸素ボンベ、人工呼吸器などの医療用ガス供給源に内蔵又は付設された呼吸用気体の加湿装置、さらには医療用ガス供給源とチューブで連結した携帯型の呼吸用気体の加湿装置に関するものである。
【０００２】
更に詳細には、該呼吸用気体の加湿装置より発生する気泡の破裂音などの騒音を著しく改善できる呼吸用気体の加湿装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
近年、喘息、肺気腫症、慢性気管支炎等の呼吸器系疾患に苦しむ患者が増加する傾向にあるが、その最も効果的な治療法の一つとして酸素吸入療法がある。従来、呼吸器疾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、近年では空気中から酸素濃縮気体を直接分離する酸素濃縮装置が開発され、患者さんが安心して過ごしてもらえる様な諸方策も講じられ、酸素吸入療法のための治療装置として次第に普及するようになってきている。
【０００４】
かかる酸素濃縮装置として、酸素選択透過膜を用いた膜分離型酸素濃縮装置や、窒素又は酸素を選択的に吸着し得る吸着剤を用いた吸着型酸素濃縮装置が知られている。更には、酸素イオンを選択的に透過する固体電解質膜を利用し、電気化学的に酸素を生成する装置なども有る。吸着型酸素濃縮装置としては、コンプレッサーを用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置があり、通常、窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した吸着床にコンプレッサーで圧縮空気を導入して加圧状態で窒素を吸着させることにより酸素濃縮気体を得る吸着工程と、吸着床の内圧を減少させて窒素を脱着させ吸着剤の再生を行う脱着工程とを交互に行うことにより濃縮酸素を得る装置である。
【０００５】
かかる圧力変動吸着法により生成された酸素濃縮気体、酸素ボンベや空気ボンベより供給される医療用ガス、麻酔ガス含有空気などの呼吸器用気体は、ほぼ絶乾に近い乾燥状態を示す為、このような湿度の低い呼吸用気体を患者が吸入すると呼吸器、特に鼻孔や喉の内部が乾燥し不快感を覚え、時には肺に直接届いた場合粘膜を傷つけるといった様な、体調を害するなどの問題点があり、別途呼吸用気体を加湿する必要がある。すなわち、これらの呼吸用気体を患者の鼻腔に供給する際、そのままでは湿度が低すぎるために患者の鼻腔内の乾燥を引き起こすために、通常は相対湿度が２０−９０％近くまで加湿した状態でその呼吸用気体を供給するような工夫がなされている。
【０００６】
従来から、院内治療や在宅医療において呼吸用気体を加湿するため、図１に示すように、容器内の精製水などの加湿水中に、蓋に取り付けたパイプやチューブを介して、その先端部に付設したバブラーと呼ばれる多孔質部材で小さな気泡を呼吸用の気体を流通させることにより加湿気体を得る気泡型加湿装置が用いられる。
【０００７】
特開平３−９７６０４号公報には、気泡型加湿手段がガラス製の水受器部を具備し、使用時における発生騒音が３４ｄＢ（Ａ）以下の気泡型加湿手段を具備した酸素濃縮気体装置が開示されている。特開平９−７０４３６号公報には、導入パイプの水面より上の部位に開口を設け、その開口を含む部位の外周面をエラストマーフィルムで覆いピンホールを設けて加湿度を調整する呼吸用気体供給装置の加湿器が開示されている。ガス流量や加湿水の水位と開口部の大きさのバランスによって多孔質側へ流れる流量が変化するため、その調整が重要となる。かかる手法により中間的な、若しくは適度な湿度を付与する効果は期待できるものの、バブリングによる騒音の抑制効果はあまり期待出来ない。
【０００８】
特開平１０−２０１８４７号公報に、加湿水中の気泡を多孔性気泡分割部材によって小さい直径の分割気泡に分割して上部空間にははじき出す破裂音抑制装置を具えることで、気泡の破裂音による周囲の人への影響を一段と低減できるようにした加湿装置が開示されている。しかしながら、かかる発明において、加湿水内で発生した気泡が破裂する前に破裂音抑制装置へ導く必要があり、ガス流量や加湿水の充填量によって変化する加湿水水面と破裂音抑制装置との距離を維持することは難しい。また、特開２００１−２５９０３８号公報には、結露を抑制する目的で水を貯蔵する容器が断熱機構を有する一体構造となっている加湿手段が開示されているが、気泡の破裂音などに関する記述はない。
【０００９】
一方、かかる騒音の問題を含む幾つかの課題を解決する目的で気泡型以外の型加湿手段が提案されている。特開平１０−１３７３３９号公報には、容器内に溜めた水を噴霧することで容器内に導きいれた酸素を加湿するための噴霧手段が開示されている。しかしながら、かかる手段では気相部の容器内壁に向けて噴霧するため、酸素と共に水ミストが出口側に流出し閉塞の原因となり、酸素流量が少ない場合には噴霧効果が小さく十分な加湿効果が期待出来ない。また、騒音の発生について効果が期待できるが、噴霧が当たる面の材質によって衝突による騒音値は変化する。特開平８−１３７３３９号公報には、水蒸気透過膜の一方の面に液体状の水を接触させ、他方の面に呼吸用に組成が調整された気体を流通させることにより細菌を阻止しつつ該気体の加湿を行う呼吸用気体の加湿装置が開示されている。バブルの発生がないので騒音発生、ミストの同伴現象は回避できる。しかしながら、かかる水蒸気透過膜の性能を維持するためには、水蒸気透過膜の表面汚れ、清掃方法について、管理を十分に行う必要がある。
【００１０】
本発明は、高価で複雑な機構を必要とすることなく、加湿装置における気泡の破裂音などによる耳障りな騒音を改善できるようにした呼吸用気体の加湿装置を提案しようとするものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来の問題点を解消することを目的としたものである。即ち本発明は、呼吸用気体の加湿装置より発生する気泡の破裂音などの騒音を著しく改善できる呼吸用気体の加湿装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、かかる目的を達成するために鋭意研究を行った結果、呼吸用気体の加湿装置において、容器内にガラス製構造体を具備した呼吸用気体の加湿装置が有効であることを見いだし、本発明に到達した。
【００１３】
即ち本発明は、容器内に加湿水を充填し呼吸用の気体を流通させることにより加湿気体を得る加湿装置において、容器内にガラス製構造体を具備した呼吸用気体の加湿装置を提供するものである。
【００１４】
また本発明は、該加湿装置が気泡型加湿装置で、容器内の気泡発生部の周囲にガラス製構造体を具備した呼吸用気体の加湿装置を提供するものである。
【００１５】
また本発明は、該容器の材質がプラスチックである呼吸用気体の加湿装置を提供するものである。
【００１６】
また本発明は、該ガラス製構造体が、容器の上部空間側に開口し、かつ容器内の加湿水を連続的に補充可能なように容器を設置した呼吸用気体の加湿装を提供するものである。
【００１７】
また本発明は、該ガラス製構造体が、容器の上部空間側に開口し、かつ容器内の加湿水を連続的に補充する連通口を有し底面を有する呼吸用気体の加湿装置を提供するものである。
【００１８】
また本発明は、該ガラス製構造体が該容器から着脱可能な呼吸用気体の加湿装置を提供するものである。
【００１９】
本発明によれば、呼吸用気体の加湿装置より発生する気泡の破裂音などの騒音を著しく改善できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の呼吸用気体の加湿装置の一実施形態について、必要に応じて図面を用いながら詳細に説明する。本発明は呼吸用気体の加湿装置として携帯型加湿器に限らず、医療用ガス供給源に内蔵または付設される加湿器にも当然ながら適用可能である。
【００２１】
図１は、従来の呼吸用気体の気泡型加湿装置を示している。呼吸用気体は加湿器のキャップ１と加湿ビン２より構成される加湿器へと供給される。加湿ビン２の内部には呼吸用気体に湿り気を与えるための加湿水が充填されている。かかる加湿水として、好ましくは衛生面への配慮から精製水が充填されている。キャップ１に接続した樹脂製のバブラー管４を介して呼吸用気体は加湿器内に供給される。微細な孔が空いた気泡発生部であるバブラー４を通過した医療用ガスは小さな気泡となり、水と界面接触しながら水面へと上昇する。
【００２２】
かかるバブリング形式の加湿器においては、水面で気泡がはじける時の破裂音が耳障りに感じられる。キャップ１の材質としてプラスチックが用いられ、図示しないシール用のパッキンが装着されている。また加湿ビン２の材質として、視認性の面から透明プラスチック、ガラスが用いられる。通常、取り扱い時の安全性と加工性、さらにはコストの面で優位なプラスチックが使用されているが、本発明のガラス製構造体を具備しない従来の気泡型加湿装置において、バブリングによる騒音の発生において不利である。特に、プラスチック製の加湿ビン２を用いた場合、非常に耳障りなゴボゴボ、ピチャピチャといった不快な音が発生する。こうして加湿器内で湿度が高められた加湿気体は、加湿器出口よりカニューラやマスクなどの吸入手段を介して患者へと吸引される。
【００２３】
図２は同様に、従来の呼吸用気体の加湿装置を示している。呼吸用気体はキャップ１に接続した導入管５を介して加湿水の水面に向けて供給される。水面に呼吸用気体を吹き付けるようにして加湿水を噴霧化し加湿するものであるが、噴霧化した水が加湿ビンの内壁に衝突して耳障りな騒音が発生する。また、加湿能力が水位によって大きく影響を受ける。前記のようなバブル形式のものの他、静止水面蒸発形式のもの等があげられる。かかる静止水面蒸発形式の加湿器の場合、バブリングによる騒音の発生がない反面、高流量で使用する場合に高い加湿能力が得られないという問題がある。
【００２４】
図３〜５は、図１の従来の加湿装置の抱える騒音の問題を解決できる本発明の呼吸用気体の加湿装置の実施の一形態である。図３は、加湿ビン２の容器内にガラス製構造体である円筒６をバブラーの周囲に設置したものである。ガラス製の円筒６は上下に開口する向きでガラスビン２の内部に設置されている。ガラス製の円筒６は、加湿ビン２と固定せずに置いてあるだけでもよいが、必要に応じてその一部を加湿ビンと填め合いにより固定することも出来る。その場合は、ガラス製の円筒６内へ加湿水の補給が行われるように連通孔を設ける必要がある。
【００２５】
本発明のガラス製構造体として、石英ガラス、ＳｉＯ_２とＢ_２Ｏ_３を主成分とするほう珪酸ガラス（耐熱ガラス）、ソーダ石灰ガラス等が例示できる。中でも耐薬品性、耐熱性を保ちつつガラスとしての加工性を維持し優れた特性をもつほう珪酸ガラスが好ましい形態である。ほう珪酸ガラスとして理化学実験装置、食器用途として広く使用されるパイレックスが例示できる。このようなガラス製構造体はプラスチック製の構造体と比較してその遮音効果に優れるため、バブリングにおける破裂音などを大幅に低減させることができる。
【００２６】
耳障りな騒音が発生する問題を抱えている加湿装置に容易に適用できる利点より着脱可能なガラス製構造体が好ましい。更には、キャップ１および加湿ビン２の材質として、従来は騒音発生の課題を抱えていたプラスチックを使用した場合にも、著しく騒音を下げられる効果が得られる。かかるプラスチック材料として、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレンなどが例示でき、適宜、その成形方法を選択できる。
【００２７】
また、本発明においては、加湿器の中にガラス製構造体を設置するだけで十分な効果が得られるため、安価で容易にその効果を得られることを最大の特徴とする。
【００２８】
気泡発生部であるバブラーとして焼結金属、ポリビニールアルコールの多孔質部材が好ましい形態である。平均孔径が小さい場合は、呼吸用気体を流通させるための通風抵抗が大きくなり、必要とする呼吸用気体の流量が得られなかったり、高圧で呼吸用気体を供給する必要があり安全面で問題が生じる。平均孔径が大きすぎると大きな気泡が発生し耳障りな破裂音などを発生させることがあるため、最適な多孔質部材を選択することの望ましい。
【００２９】
図４および図５は、更に好ましい本発明の実施の形態である。容器の上部気層部側に開口し、かつ容器内の加湿水を連続的に補充する連通口を有し底面を有するガラス製カップ７，８をバブラーの周囲に設置したものである。底面を有するガラス製カップ７，８は加湿ビン２の下方へと伝わる音を抑えることが可能となり更に騒音を低下せしめることができる。かかる連通口については、ガラス製カップ内に加湿水を補充するために設けるもので、その大きさや形状、数については遮音性能と加湿性能に大きく影響しない範囲で適宜選択できる。実用上、図５のようにガラス製カップ８とバブラーの底面を接触させて、運搬時にガラス製のカップ８が自由に移動しないようにすることができる。
【００３０】
図６および図７は、図２の従来の加湿装置の抱える騒音の問題を解決できる本発明の呼吸用気体の加湿装置の実施の一形態である。図６はガラス製の円筒を、図７はガラス製カップを導入管の周囲に設置したもので、安価で容易に衝突音などの騒音を抑えることができる。
【００３１】
かかるガラス製構造体の選定においては、▲１▼衛生面で配慮がなされること▲２▼仕上げが安全であること▲３▼遮音効果が得られコンパクトであることが好ましく、適宜選択できる。また、本発明のガラス製構造体を具備した呼吸用気体の加湿装置は、他の騒音対策と組み合わせて相乗効果を得ることもできる。
【００３２】
次に、本発明の効果を気泡型加湿装置の騒音測定結果の具体例を挙げて示す。図１の従来の呼吸用気体の気泡型加湿装置（比較例１とする）と図３の本発明の容器内にガラス製構造体であるパイレックス製円筒を具備した呼吸用気体の加湿装置（実施例１とする）、図５の本発明の容器内にガラス製構造体であるパイレックス製カップを具備した呼吸用気体の加湿装置（実施例２とする）、さらには図５のガラス製構造体の代わりにアクリル製カップを具備した呼吸用気体の加湿装置（比較例２とする）を無響音室内に１台づつ設置し、７Ｌ／ｍｉｎの医療用酸素ガスを連続で流しながら騒音レベルを測定した。かかる騒音測定において、市販の騒音計を気泡型加湿装置より１ｍ離した位置に設置し、気泡型加湿装置の出側に吸入手段であるカニューラを取り付けて測定した。尚、加湿ビン２の材質としてφ６５のポリスチレン製容器を用い、バブラー４としてポリビニールアルコールを用いた。
【００３３】
騒音レベルの測定結果を表１に示す。本発明の実施例１および実施例２は、表１に示すように加湿装置の騒音レベルを数ｄＢ低減でき、実際に耳で聞いても、比較例１および比較例２で聞こえる耳障りな破裂音は大幅に解消されていた。このように、高価で複雑な機構を必要とすることなく、加湿装置における気泡の破裂音などによる耳障りな騒音を改善できる。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の容器内に加湿水を充填し気体を流通させることにより加湿気体を得る加湿装置において、容器内にガラス製構造体を具備することで騒音が著しく改善されて実用上優れた呼吸用気体の加湿装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の実施形態の一例を示す断面模式図。
【図２】従来の実施形態の一例を示す断面模式図。
【図３】本発明の実施形態のガラス製構造体を備えた呼吸用気体の加湿装置の一例を示す断面模式図。
【図４】本発明の実施形態のガラス製構造体を備えた呼吸用気体の加湿装置の一例を示す断面模式図。
【図５】本発明の実施形態のガラス製構造体を備えた呼吸用気体の加湿装置の一例を示す断面模式図。
【図６】本発明の実施形態のガラス製構造体を備えた呼吸用気体の加湿装置の一例を示す断面模式図。
【図７】本発明の実施形態のガラス製構造体を備えた呼吸用気体の加湿装置の一例を示す断面模式図。
【符号の説明】
１　キャップ
２　加湿ビン
３　バブラー
４　バブラー管
５　導入管
６　ガラス製筒
７，８　ガラス製カップ

Claims (5)

1. 容器内に加湿水を充填し気体を流通させることにより加湿気体を得る加湿装置において、該容器がプラスチック製材料で構成され、且つ該容器内にガラス製構造体を具備したことを特徴とする呼吸用気体の加湿装置。
2. 該加湿装置が気泡型加湿装置であり、加湿水を入れる受器、蓋、及び気泡発生部を備え、更に容器内の気泡発生部の周囲に該ガラス製構造体を具備したことを特徴とする請求項１記載の呼吸用気体の加湿装置。
3. 該ガラス製構造体が、容器の上部気層部側に開口し、かつ容器内の加湿水を連続的に補充可能な開口部を加湿水中に備えることを特徴とする請求項１、２記載の呼吸用気体の加湿装置。
4. 該ガラス製構造体が、容器の上部気層部側に開口し、かつ容器内の加湿水を連続的に補充する連通口を有し、且つ底面を有することを特徴とする請求項１、２記載の呼吸用気体の加湿装置。
5. 該ガラス製構造体が該容器から着脱可能な固定手段を該容器に備えることを特徴とする請求項１〜４記載の呼吸用気体の加湿装置。

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