JP2004057278A

JP2004057278A - 酸素濃縮装置用加湿器

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Publication number: JP2004057278A
Application number: JP2002216422A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Konishi; 小西　善之; Katsuhiko Okada; 岡田　克彦
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: JP4163910B2

Abstract

【課題】乾燥した酸素富化空気を加湿する際に、加湿器内に貯えられた水の一部が水滴となって飛沫同伴することがなく、しかも、必要な程度に加湿された酸素富化空気がショートパスすることがない適度に加湿された酸素富化空気を供給することができる酸素濃縮装置用の加湿器を提供する。
【解決手段】酸素富化空気が乾燥状態で生成される酸素濃縮装置に対して該酸素富化空気に適度な加湿を行うための加湿器（１）であって、
該加湿器（１）が密閉された加湿容器（２）、該加湿容器（２）へ乾燥状態にある酸素富化空気を導入する導入ノズル（２２１）、及び前記加湿容器（２）へ導入されて加湿された酸素富化空気を排出する排出ノズル（２２２）を含んで構成され、その際、前記加湿容器（２）内に前記導入ノズル（２２１）と排出ノズル（２２２）とが互いに対向して設けられると共に、酸素富化空気を加湿容器（２）へ導入する気体導入方向と加湿容器（２）から排出する気体排出方向とが一致しないようにそのノズル方向が互いに偏向されて設けられた酸素濃縮装置用加湿器（１）である。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾燥した酸素富化空気を発生させる酸素濃縮装置において、適度な加湿を与えるための加湿器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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（以下、この「酸素富化空気」を「濃縮酸素空気」と称することもある）を使用した酸素療法が開発され、このような酸素濃縮装置を用いた治療法が次第に普及するようになってきている。　通常、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ことは言うまでも無いが、その際、患者の鼻腔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酸素富化空気を供給するように工夫がなされている。
【０００３】
例えば、空気中から酸素富化空気を得るために、空気中の窒素ガスを選択的に吸着して除去する吸着型酸素濃縮装置が使用されているが、このような吸着型酸素濃縮装置によって通常得られる酸素富化空気は、窒素ガスだけではなく、水蒸気ガスも吸着除去されてしまう。このため、吸着型酸素濃縮装置から得られる酸素富化空気には水分がほとんど含まれず乾燥状態にある。このような理由から、患者の鼻腔の乾燥を防止するために、加湿器を用いて加湿した酸素富化空気を患者に供給する必要が生じる。　このような目的で使用される加湿器としては、特開平７−１６５４０２号公報に開示されているように、乾燥した酸素富化空気を水中へ導いて気泡化して水分を付与することによって、乾燥状態にある酸素富化空気を加湿しようとする気泡式加湿器がある。しかしながら、このような気泡式加湿器（バブル型加湿器ともいう）では、気泡と共に水滴飛沫が発生し、これが酸素富化空気に同伴するという問題がある。
【０００４】
また、このような気泡式加湿器によって加湿された酸素富化空気に関しては、例えば加湿器内の充填水が汚れたり、菌が増殖したりしている場合には、飛沫同伴した水滴中にもこれらの問題が持ち込まれることとなって問題である。特に、酸素療法が必要な呼吸器疾患などを患って、体力が消耗している患者さんに対して、このような酸素富化空気を供給することは、患者さんの健康を害したりするおそれがあって、衛生上からも好ましくない。　そこで、このような問題が発生しない加湿器が必要とされるのであるが、このような加湿器としては、特開平６−２３８００２号公報に提案されているような水分蒸発式加湿器がある。この方式の加湿器では、蒸発させた飽和水蒸気を常に加湿容器内に存在させ、この水蒸気を乾燥した酸素富化空気に付与して加湿しようとするものである。しかしながら、この方式の加湿器においては、加湿器の容器内へ導入した酸素富化空気がショートパスして充分な水蒸気が付与されずに排出されてしまうと言う問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点を解決することを目的としたものである。すなわち、本発明は、乾燥した酸素富化空気を加湿する際に、加湿器内に貯えられた水の一部が水滴となって飛沫同伴することがなく、しかも、必要な程度に加湿された酸素富化空気がショートパスすることがない適度に加湿された酸素富化空気を供給することができる酸素濃縮装置用の加湿器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ここに、本発明によれば、前記課題を解決するための手段として、「酸素富化空気が乾燥状態で生成される酸素濃縮装置に対して該酸素富化空気に適度な加湿を行うための加湿器であって、該加湿器が密閉された加湿容器、該加湿容器へ乾燥状態にある酸素富化空気を導入する導入ノズル、及び前記加湿容器へ導入されて加湿された酸素富化空気を排出する排出ノズルを含んで構成され、その際、
前記加湿容器内に前記導入ノズルと排出ノズルとが互いに対向して設けられると共に、酸素富化空気を加湿容器へ導入する気体導入方向と加湿容器から排出する気体排出方向とが一致しないようにそのノズル方向が互いに偏向されて設けられた酸素濃縮装置用加湿器」が提供される。
【０００７】
このような本発明の加湿器としては、乾燥状態の酸素富化空気を加湿するための加湿気体を生成しかつ上方が開放状態にある容器本体部と、該容器本体の上方を密閉状態下におく着脱自在の蓋部とからなり、更に、該蓋部に前記導入ノズル及び排出ノズルが形成されていることが、容器本体内へ使用した水を補充する上でその操作が簡単となるため好ましい。
【０００８】
また、本発明の加湿器としては、前記導入ノズルへ乾燥状態の酸素富化空気を供給する給気部材、前記排出ノズルから排出される加湿された酸素富化空気を排出する排気部材、及び前記給気部材と前記排気部材を固定設置するベース部材を含んで構成される給排気部材を備えることが、加湿器をコンパクトに設計でき、しかも、その取扱い操作も容易となるため好ましく、特に、前記給排気部材が前記蓋部に対してワンタッチで着脱自在に設けられていることが好ましい。その際、本発明の加湿器としては、前記給気部材と前記排気部材の気体の流入出方向が平行となるように並列して近接設置することが、本発明の目的を達成する上で好ましい。
【０００９】
なお、前記導入ノズルと前記排出ノズルにおける気体の流入出方向が鉛直下方であって、かつ前記加湿容器の外周側へそれぞれ偏向していることが、本発明の目的を達成する上で好ましい。
【００１０】
そして、本発明の加湿器は、前記酸素富化空気の発生手段が圧力変動吸着型酸素濃縮装置である場合に、この方式の酸素濃縮装置ではほとんど絶乾状態にある酸素富化空気が得られるため、極めて好適に使用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の酸素濃縮起用加湿器の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。　図１は、本発明の加湿器の具体例を簡略化して模式的に示した正面図であって、参照符号１は酸素濃縮装置用加湿器を示す。ここで、この加湿器１の基本構成としては、少なくとも参照符号２で示した加湿容器と参照符号３で示した給排気部材とからなり、更に、前記加湿容器２は容器本体部２１と蓋部２２とから構成されている。
【００１２】
ここで、前記加湿容器２の容器本体部２１と蓋部２２は、水が洩れないようにガスケットなどのシール材を介して着脱自在に締結され、これによって、開放状態にある容器本体２１の上方を密閉状態下におく。なお、この着脱自在の締結に当たっては、ネジによる締付けが一般的であるが、その操作性を向上させるために、ワンタッチ式も考えられ、例えば約９０°の回転で容器本体部２１の上方開放部を蓋２２によって閉止可能な公知のものが実用上有利に用いられる。
【００１３】
なお、本発明の加湿器は、前記公知の酸素濃縮装置に対して独立させた状態で別置き型とすることもできるが、特開平５−１６４２００号公報、あるいは特開２００１−１２９０９１号公報などに提案されているような方法と同様に、酸素濃縮装置本体に内蔵することが好ましい。何故ならば、本発明の加湿器に関しては、その詳細は後述するが、コンパクトに設計できるため、内蔵型として適しているからである。
【００１４】
その際、本発明の加湿器は酸素濃縮装置用として使用されるが、このような酸素濃縮装置としては、特開平６−２３８００２号公報に記載のような公知の圧力変動吸着型の酸素濃縮装置を好適に使用でき、この装置に関しては図示省略した。なお、本発明に好適に使用できる圧力変動吸着型酸素濃縮装置としては、前掲の特開平６−２３８００２号公報などに詳細に記載されているので、その詳細説明は省略する。
【００１５】
次に、図１に示した本発明の加湿器を構成する各部品について、図２〜５を参照しながら更に詳細に説明する。ここで、図２〜５において、図２と図３は前記加湿容器２の蓋部２２を模式的に説明するための斜視図と模式平面図をそれぞれ示し、また、図４（ａ）〜（ｃ）は給排気部材３を模式的に説明するための模式正面図、模式平面図、そして模式側面図をそれぞれ示す。
【００１６】
本発明の加湿器１においては、乾燥状態で導入された酸素富化空気がそのままショートパスすることなく、加湿容器２内に充満する水蒸気を適度に付加して加湿した後、排出することが肝要である。このためには、容器本体部２１に酸素富化空気を導入したり、排出したりする蓋部２２が極めて重要な役割を果たす。
【００１７】
そこて、この蓋部２２について図２及び３を用いて説明すると、図示したように、導入ノズル２２１と、排出ノズル２２２とが、カバー部材２２３の左右に互いに対向して設けられている。また、これと共に、加湿容器２内へ酸素富化空気を導入する気体導入方向と加湿容器からこれを排出する気体排出方向とが一致しないように、そのノズル２２１及び２２２の方向が互いに容器２１の外周方向へ偏向されて設けられている。なお、参照符号２２４と２２５は被装着部を示し、この被挿着部２２４と２２５には、後述する給排気部材３の装着部３１２と３２２とが装着される。
【００１８】
このように対向して設けられた導入ノズル２２１と排出ノズル２２２の軸線方向が互いに一致しないようにし、前記導入ノズル２２１と前記排出ノズル２２２における気体の流入及び流出方向が鉛直下方であって、更にその導入及び排出方向を容器２１の外周方向へ偏向させることが肝要である。そして、このような構成を採ることによって、導入ノズル２２１から供給された乾燥状態の酸素富化空気が排出ノズル２２２からそのままショートパスして排出されないようにすることができる。
【００１９】
もし、導入ノズル２２１と排出ノズル２２２の軸線方向が互いに一致するならば、導入ノズル２２１から供給される酸素富化空気は、十分に加湿されずにショートパスしてそのまま排出ノズル２２２から排出されてしまうことは言うまでも無い。したがって、本発明のように、前記導入ノズル２２１と前記排出ノズル２２２における気体の流入及び流出方向が鉛直下方であって、かつ前記容器本体部２１の外周側へそれぞれ偏向していることが、前述のショートパスを回避する上で特に好ましいのである。
【００２０】
本発明の実施態様においては、このような導入ノズル２２１と排出ノズル２２２を備えた蓋部２２へ酸素富化空気を給排気するために、給排気部材３を使用する。ここで、この給排気部材３は、図示したように、給気部材３１、排気部材３２、そして、ベース部材３３を含んで構成されている。更に、前記給気部材３１は乾燥した酸素富化空気の導入口３１１と加湿容器２の蓋部２２へ挿着するための装着部３１２を備え、同様に前記排気部材３２は排出口３２１と装着部３２２を備えている。
【００２１】
その際、前記図１に示したように、装着部３１２と３２２は、給排気部材３を蓋部２２の被装着部２２４と２２５とへそれぞれワンタッチで鉛直方向へ押し込んだり、引き出したりすることによって着脱自在とされ、このとき挿着部から気体が洩れないようにシール材がこの装着部３１２と３２２にそれぞれ設けられる。なお、図の例はシール材としてＯリングを使用する実施形態を示したものであって、このＯリングはＯリング溝３１３と３２３に設けられる。
【００２２】
このとき、導入口３１１と装着部３１２とは破線で示した連通孔３１４によって連通しており、同様に、排出口３２１と挿着部３２２も連通孔３２４によって連通している。このため、乾燥した酸素富化空気は導入口３１１から装着部３１２を介して蓋部２２に設けられた導入ノズル２２１へと導入でき、更に、容器本体２１内で加湿された酸素富化空気は挿着部３２２から排出口３２１へと排出される構造となっている。
【００２３】
本発明の加湿器１の部品として好適に使用できる給排気部材３には、前記ベース部材３３に給気部材３１と排気部材３２とが固定設置され、これらの給気部材３１と排気部材３２とはその酸素富化空気の流入出方向が平行となるように並列して近接設置されている。このようにすることによって、給気部材３１と排気部材３２に図示省略した酸素富化空気の供給チューブと排気チューブを接続するのが容易とされている。なお、これらのチューブを接続する際には、特開２００１−１２９０９１号公報に提案されているようなワンタッチ継手を用いることも可能である。
【００２４】
最後に、通常の酸素療法に用いられる酸素濃縮装置から供給される酸素富化空気の加湿について付言すると、酸素富化空気の流量が例えば０．２５〜２　ｌ／ｍｉｎ（リットル／分）である場合に、その比較的低流量の気体を室温で４０〜７０％、より好ましくは５０〜７０％の相対湿度まで加湿することができるだけの蒸発面積となるように、予め加湿容器２を設計しておく必要がある。
【００２５】
これに対して、水中バブリングを行う従来の気泡式加湿器では、特にこの様な０．２５〜２　ｌ／ｍｉｎのような低流量域では、９０％以上の高い相対湿度にまで加湿されやすいという問題を有する。なお、飽和水蒸気を利用する水蒸気式加湿器においても、加湿容器２１に充填する水の水面全体からの蒸発で酸素富化空気が例えば９０％以上の高い相対湿度にまで加湿されやすく、このような場合には、水面上にフローとなどを設けて蒸発に寄与する水の表面積を小さくするなど対策を講じることは好ましい態様である。もし、このような対策を講じなければ、加湿した酸素富化空気が流通する下流側の導管内で結露が発生するという問題が生じやすい。なお、当然のことながら、室温が低くなるほど、また、流量が少なくなるほど相対湿度が高くなり、この現象が発生しやすくなる傾向にある。
【００２６】
それ故、本発明の加湿を用いることで、低流量域での加湿度の低減が極めて効果的に実施でき、これによって、４０〜７０％程度の従来よりも比較的低い湿度の範囲内におさえることが確実に出来るようになる。なお、加湿された酸素富化空気においては、通常の鼻カニューラを用いる場合には、０．２５〜２　ｌ／ｍｉｎの範囲の流量では鼻の周囲から多量の大気が吸気されるので、例えば相対湿度が４０％程度の加湿であっても、患者にとっては鼻腔内が乾燥しすぎと感じる等の問題を特に生じないことが分っている。
【００２７】
逆に、酸素富化空気の流量が例えば３　ｌ／ｍｉｎ以上と大きくて、水の蒸発量が不足するような時には、必要に応じて加湿器１の周囲に放熱によって暖められた空気を流すようにすることが望ましい。なお、このような放熱による空気の加熱は、圧力変動吸着型酸素濃縮装置を用いる場合には、窒素ガスを選択的に吸着する吸着剤が充填された吸着筒へ圧縮空気を送るコンプレッサーからの放熱により得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明の加湿器によれば、乾燥した酸素富化空気を加湿する際に、加湿器内に貯えられた水の一部が水滴となって飛沫同伴することがなく、しかも、必要な程度に加湿された酸素富化空気がショートパスすることがなく、しかも、適度に加湿された酸素富化空気を供給することができるという極めて優れた効果が得られる。なお、本発明の加湿器は本質的に水蒸気を使用するため、例え、従来の気泡式加湿器のように容器内の水が腐敗したり、細菌が増殖したりしたとしても、これらが直接患者さんへ供給されることがないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加湿器の一実施形態を模式的に例示した説明図（正面図）である。
【図２】本発明の加湿容器を構成する蓋部の一実施形態を模式的に例示した斜視図である。
【図３】本発明に係わる蓋部の一実施形態を模式的に例示した平面図である。
【図４】本発明の加湿器に用いられる給排気部材の一実施形態を例示した説明図であって、（ａ）模式正面図、（ｂ）模式平面図、そして（ｃ）模式側面図である。
【符号の説明】
１　　加湿器
２　　加湿容器
２１　容器本体部
２２　蓋部
２２１　導入ノズル
２２２　排出ノズル
３　　　給排気部材
３１　　給気部材
３２　　排気部材
３３　　ベース部材

Claims

酸素富化空気が乾燥状態で生成される酸素濃縮装置に対して該酸素富化空気に適度な加湿を行うための加湿器であって、
該加湿器が密閉された加湿容器、該加湿容器へ乾燥状態にある酸素富化空気を導入する導入ノズル、及び前記加湿容器へ導入されて加湿された酸素富化空気を排出する排出ノズルを含んで構成され、その際、
前記加湿容器内に前記導入ノズルと排出ノズルとが互いに対向して設けられると共に、酸素富化空気を加湿容器へ導入する気体導入方向と加湿容器から排出する気体排出方向とが一致しないようにそのノズル方向が互いに偏向されて設けられた酸素濃縮装置用加湿器。
前記加湿容器が、乾燥状態の酸素富化空気を水蒸気によって加湿しかつその上方が開放状態にある容器本体部と、該容器本体の上方を密閉状態下におく着脱自在の蓋部とからなり、更に、該蓋部に前記導入ノズル及び排出ノズルが形成された請求項１記載の酸素濃縮装置用加湿器。
前記導入ノズルへ乾燥状態の酸素富化空気を供給する給気部材、前記排出ノズルから排出される加湿された酸素富化空気を排出する排気部材、及び前記給気部材と前記排気部材を固定設置するベース部材を含んで構成される給排気部材を備えた請求項１又は２記載の酸素濃縮装置用加湿器。
前記給排気部材が前記蓋部に対してワンタッチで着脱自在に設けられた請求項３記載の酸素濃縮装置用加湿器。
前記給気部材と前記排気部材の気体の流入出方向が平行となるように並列して近接設置された請求項３又は４記載の酸素濃縮装置用加湿器。
前記導入ノズルと前記排出ノズルにおける気体の流入出方向が鉛直下方であって、かつ前記加湿容器の外周側へそれぞれ偏向している請求項１〜５の何れか一項に記載の酸素濃縮装置用加湿器。
前記酸素富化空気の発生手段が圧力変動吸着型酸素濃縮装置である請求項１〜６の何れか一項に記載の酸素濃縮装置用加湿器。