JP2005506157A

JP2005506157A - 蒸発器、特にレスピレータ給湿器、貯蔵タンクおよびそのためのケーシング

Info

Publication number: JP2005506157A
Application number: JP2003537719A
Authority: JP
Inventors: バエク・マーチン
Original assignee: ビアシスヘルスケアゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2005-03-03
Also published as: US20040221843A1; DE10151397C1; EP1441792A1; WO2003035157A1

Abstract

この出願は、液体貯蔵タンクおよびケーシングを備えた蒸発器、特にレスピレータ給湿器であって、貯蔵タンクの開口部が、ケーシングの一部分で広く不透水的に密閉されているものに関する。さらに、本発明は、貯蔵タンク、さらに蒸発器用ケーシングに関する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発器、貯蔵タンクおよびそのためのケーシングであって、レスピレータ、特にCPAP装置に接続して加湿するのに使用するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許請求項１の前文に言うところの蒸発器、特許請求項11の前文に言うところの貯蔵タンク、および特許請求項12の前文に言うところのケーシングは、DE 200 10 553 U1およびDE 199 36 499 A1から既知である。
【０００３】
レスピレータには、いわゆるCPAP装置があり、これは就寝中の無呼吸治療に役に立つ。そのために、CPAP (continuous positive airway pressure、持続気道陽圧)療法が開発され、これは、Chest. 第110巻、1077-1088頁、October 1996 およびSleep、第19巻、184-188頁に記載されている。CPAP装置は、約30 mbar以下の正過圧をコンプレッサまたはタービンで生成し、それを好ましくは給湿器、ホースさらにノーズマスクを介して患者の呼吸気管へ注入する。この過圧は、上気道上部管を一晩中、確実に充分開いたままにし、その結果、無呼吸が生じさせない(DE 198 49 571 A1)。前記CPAP装置と連結して使用する給湿器は、患者の粘膜が乾燥するのを防止する。
【０００４】
CPAP装置用レスピレータ気体給湿器は、DE 199 36 499 A1に記載されている。該給湿器は、タブエレメント（Wannenelement）およびそれと結合したポット部で形成されるリフィルユニットを有し、これは載置可能なケーシングから取り外しが可能である。タブエレメントおよびポット部は、互いに不透水的に接続されている。隔壁と一緒に、液体用貯蔵室が前記ポット部内に形成され、これはレスピレータ気体を加湿するために供給される貯留水の大部分を収容する。ポット部下方に配置されたタブエレメント内に分離した加湿域が形成され、これは、単に貯留水の少量を収容する。タブエレメント内の水高は、注入装置によって所定のレベルに保持される。タブエレメント水内にある水が徐々に蒸発する間、液体貯蔵室由来の水が絶えず連続して補充される。レスピレータガス気体入口穴を介して、レスピレータガスがタブエレメントの上方部分を通ってレスピレータガス出口穴まで送風される。タブエレメントの底部は、加熱装置によって加熱される。熱伝達を増すために、タブエレメント底部は熱伝導度の高い材料、例えば金属でできている。DE 199 36 499 A1に記載されているのと同様のレスピレータ給湿器が、DE 200 10 553 U1に記載されている。DE 200 10 553 U1に開示の給湿器によれば、空気が加熱可能な水槽の表面の上を通過する。タブエレメントおよびポット部からなるリフィルユニットのかわりに、実質的に一体でできた水タンクを使用する。水タンクは、充填用開口部を具備し、これは操作中には蓋で閉められる。
【０００５】
DE 299 09 611 U1には、加熱式レスピレータ給湿器の設備が記載され、その中で、全貯留水が発熱体で加熱される。空気が水面を近接してなでるように空気導入部材を設ける。
【０００６】
DE 298 19 950 U1は、加熱式レスピレータ給湿器に関連して、発熱体に供給される電力を制御するための相制御機構および制御回路が記載されている。発熱体は水浴を加熱する。
【０００７】
文献G-94 09 231.1 およびDE 298 17 685 U1は、CPAP装置用給湿器の貯留水用貯蔵容器の蓋を扱っている。操作中、蓋が耐圧仕様の貯蔵タンクを密閉して、レスピレータエアが水で満たされていない貯蔵容器の上部を吹き抜けることが可能であり、そのため蓋が水補充のためにわずかに開口される。
【０００８】
DE 198 08 590 A1から公知の人工呼吸用レスピレータ給湿器は、注入装置としてのホースポンプおよび電気加熱式給湿器を具備する。ホースポンプは、所定のレスピレータ気体温度にて所定のレスピレータ気体相対湿度を取得するように、市販の水バッグから必要量の水を輸送する。蒸発器が134°C以上の温度の水を供給し、これが加湿しようとするレスピレータ気体と混ざる際に、レスピレータガスを所定のレスピレータガス温度へ加熱する。高い加熱温度は、水中にいるかもしれない細菌を撲滅する要求からきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、レスピレータ用の簡易な貯蔵タンクを具備する給湿器、そのような貯蔵タンクおよび給湿器用のケーシングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、独立請求項1、11および12の教示によって与えられる。
【００１１】
本発明の好ましい実施態様は、従属請求項を形成する。
【００１２】
貯蔵タンクのケーシングの一部であまり不透水的に密閉されていない端部の部位に関して、気体はこの部位で貯蔵タンクへ規定の様式で入り込むことができ、そして液体が貯蔵タンクの外へ流出できることが有利である。さらに、この部位の必要な寸法を示すことによって、液層の高さを規定することができる。
【００１３】
一体貯蔵タンクを製作する利点は、それによって製作がより安価になり、そして予備部品の在庫が楽になることにある。さらに、貯蔵タンクの洗浄のために、自動皿洗い機へ一体として置くことが可能である。したがって、貯蔵タンクを分解および再組立てする必要がなく、自動皿洗い機にいくつかの部品を置いたり取り出したりする必要がない。
【００１４】
貯蔵タンクとケーシングとを気密に接続する利点は、給湿器を大気圧で操作する必要がない点にある。給湿器は、むしろ気体入口および気体出口間のそれ相応に使用される耐圧の案内部材として扱ってよい。
【００１５】
貯蔵タンクをケーシングの上に半スレッド(halber Gewindegang)または差し込み接手(Bajonettverschluss)を用いて機械的に取り付ける利点は、こうすると貯蔵タンクをケーシングから容易かつ迅速に取り外せることにある。
【００１６】
薄い液層の利点は、それを加熱するのに必要な電力がより少なくてよい点にあり、なぜなら貯蔵タンクのケーシングを共加熱しないからである。さらに、液層の厚みは、貯蔵タンクの充填レベルに大きく依存せず、その結果、蒸発器を通る気体流は同様に貯蔵タンクの充填レベルに依存しない。
【００１７】
発熱体にPTC抵抗体を使用する利点は、発熱体の電圧が一定であれば、発熱体の温度は大気温度よりあまり激しく変動しないことである。一方、一定の大気温度と変動する発熱体電圧にて、発熱体の温度が、発熱体に温度非依存性抵抗体を使用した場合の変動よりもあまりはげしく変動しない。したがってPTC抵抗体の使用には、温度安定化効果がある。
【００１８】
電気ターミナルを含む底部を使用する利点は、貯蔵タンクをケーシングに設置するときにケーシングを底部から取り外して、発熱体への電源を断絶し、それによってケーシングを活動停止にすることにある。
【００１９】
好都合にはガスロック(Gassperre)を設けると、多量の気体流を液層の上に生じさせ、すなわち、気体が液体を近接してなで、効果的に液体分子で富化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施態様を、以下に添付の図面を用いてより詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に従う蒸発器の第一の実施態様を示している。これは、好ましくは透明または鈍く半透明な貯蔵タンク2、ケーシング3および底部 4から形成される。少なくとも半透明な貯蔵タンクによって容易な目に見える充填レベル制御が可能になる。貯蔵タンクは、実質的にボトルの形状をしている。その開口部を下向きに有し、ケーシングに好ましくは半スレッドまたは差し込み接手6で脱着可能に固定される。
【００２２】
ケーシングは、気体入口12および気体出口13を具備する。液体14が貯蔵タンクから規定された様式で流出するために、液層15が、ケーシングの底部の上に形成される。ケーシングおよび貯蔵タンクの寸法は、貯蔵タンクの開口部がケーシングの底部で実質的に不透水的になるように選択される。“実質的に不透水的”とは、まさに所望する厚みの液層がケーシング3の底部に形成されるような量の液体が貯蔵タンク2から流出することを意味する。このために、切り欠き8をボトルの開口部に設けるか、ケーシング3の底部に通路28 (図2参照)を設ければよい。切り欠き8 または通路28が位置する部位を除いて、ケーシングと貯蔵タンク開口部との間の離隔は、液体14の表面張力を考慮して、液体が漏れないように選定される。したがって、液層15の高さは、専ら、切り欠き8の形状および特に深さ、あるいは通路28の形状および高さによって決定される。液体に水を使用する場合、貯蔵タンク開口部とケーシング底部との間の離隔は、切り欠き8が位置する部位を除いて、好ましくは0.5 mm以下である。
【００２３】
上記したように、貯蔵タンクはボトルの形状をしている。図１に図示した貯蔵タンクの下部の漏斗の形状した部分は、ガスロック26のように作用する。なぜなら、それがもとで空気が液層15に近接してなでるようになるからである。
【００２４】
液層15は、図１に示すように、貯蔵タンクの開口部の隣に形成される。好ましくは環状の発熱体16を、液層の下方に配置する。液層から液体が蒸発することによって、蒸発による冷気が生じ、その結果、液層は冷却され、単位時間当たり蒸発する液体もやや少なくなる。逆に、液層の加熱によって液層の上の液体の蒸気圧を増すことが可能である。この目的は、発熱体16によってかなえられる。それは、好ましくは強力な温度係数を持つPTC抵抗体でできている。上記したように、発熱体が大気温度および電圧変動にさらされても、これは温度安定化効果を有する。
【００２５】
ケーシングは、ノーズ10および接手11で底部4へ脱着自在に連結される。好ましい実施態様では、主電源(220または110 V)に対するターミナル18を底部に設ける。この実施態様では、発熱体を電源電圧で操作し、好ましくはケーシング3内の発熱体16を底部4内の電気ターミナル18へ電気的につなぐのにコネクタを使用する。このため、例えば湯沸しに用いるコネクタを使用してもよい。そのようなコネクタの実施態様は、発熱体16に連結されたプラグおよび底部内に配置されたソケット17からなる。ソケット17は、一部が絶縁材で被覆され、素手や子供の手で触ることが無いようにする。別の実施態様のコネクタでは、プラグは、１個の円筒プラグおよびそれと同軸に配置される１または２個の中空円筒プラグに設計される。
【００２６】
貯蔵タンクをケーシングから取り外し、特に設置するために、接手11をゆるめてケーシングを底部から取り外してもよい。これにより、発熱体16は、都合よく主電源から切り離される。液体で満たされた貯蔵タンクは、開口部を上方に向けて保持される。次に、ケーシングは、貯蔵タンクへ半スレッドまたは差し込み接手6によって頭を先に機械的に連結される。次に、貯蔵タンク付きケーシングを反転させて、ケーシングを底部側に、そして開口部付き貯蔵タンクが下を向くようにする（図１参照）。それを返したとき、少量の液体のみが貯蔵タンクからケーシングへ漏れるだけである。なぜなら、貯蔵タンクの開口部は、ケーシングの底部で広く不透水的に閉じられているからである。次に、液体は、貯蔵タンクからケーシングへゆっくり流出し、所定の厚みを有する液層が形成される。
【００２７】
さて、ケーシングは底部に納まるので、接手11を所定の位置でロックする。
【００２８】
シール5を設けて貯蔵タンク2およびケーシング3が充分に気密なユニットを形成するようにする。このようにして、大気圧に比べて10〜200 mbarの若干の過圧がケーシング内にはってあっても、気体がケーシングから環境へ漏れることが充分に回避される。貯蔵タンク開口部の直径は、貯蔵タンクのふくらみの約1/3よりも小さくするべきでなく、ふくらみは図１ではシール5の上に位置する貯蔵タンク部分である。これらの寸法は、皿洗い機内での貯蔵タンクの洗浄を可能にする。
【００２９】
図2および3に、本発明に従う蒸発器の追加の実施態様を示す。この蒸発器は同様に好ましくは透明な貯蔵タンク2、ケーシング3および底部4で形成される。再び、貯蔵タンク2は、好ましくは半スレッドまたは差し込み接手によってケーシングへ機械的に連結される。この実施態様でも、シール24が、貯蔵タンクおよびケーシングを互いに充分に気密な様式で連結するように設けられる。
【００３０】
この実施態様によれば、貯蔵タンクはカップの形状をしている。貯蔵タンクの洗浄は、広い開口部のために非常に簡単になる。貯蔵タンクをケーシングと充分にシールするためにウェブ27を設ける。液体が規定の様式で流出し、そして一定の厚みの液層15を形成するために、通路28を設ける。液体に水を用いる場合、ウェブと貯蔵タンクとの間の離隔は、上記した理由から0.5 mmより小さくして、ウェブおよび貯蔵タンクを実質的に液密にする。図2に示すように、液層15は、貯蔵タンク開口部の隣、すなわち気体入口および気体出口12, 13の下方に形成される。発熱体29を液層の下方に配置する。この実施態様では、主電源を5 〜24 Vで操作する低電圧発熱体を使用する。この実施態様の利点は、車およびトラックの電源システム内でも操作できることにある。主電源操作(110または220 V)のためにトランスを具備してもよい。ガスロック26を気体入口12および気体出口13の間に設けて、気体を液面に近接してなでることができるようにする。
【００３１】
貯蔵タンクは、図１に関係して述べたのと同様の様式でケーシングに載置する。まず、ケーシングを底部から取り外し、逆さまに置いて、上向きに開口した貯蔵タンクの上に置き、そしてそれできつくはめる。再び、貯蔵タンクおよびケーシングを一緒に逆さまにして底部に固定する。
【００３２】
電気ターミナル22と発熱体29との間の電気的接続は、図１に詳細に示したように行われる。しかし、低電圧を使用しているので、底部内の接触は接触に対して絶縁する必要はない。したがって、発熱体29を接触させるための接触ピン23を使用してよい。
【００３３】
しかし、図2および3に示す実施態様によれば、電源電圧(110 または 230 V)のために構成された発熱体も採用することができる。この場合、ケーシングと底部とを電気的に連結するために、接触に対して保護された上記ソケットを使用する必要がある。図１に示す実施態様によれば、操作電圧が5 〜24 Vの低電圧発熱体を同様に採用してよい。この場合、接触スプリングピン23と発熱体を接触させるのに使用してよい。
【００３４】
最後に、図２および３に示す実施態様によれば、１個以上の切り欠きを貯蔵タンク2内に設けて、通路28付きウェブ27の換わりにしてもよい。図１に示す実施態様では、ウェブ27は、貯蔵タンクをケーシングの底部でシールするために設けられる。貯蔵タンク2内の切り欠き8のかわりに、前記ウェブは通路28を有してもよい。
【００３５】
別の実施態様では、通路を切り欠きとともに貯蔵タンク開口部の下流に設けてもよい。
【００３６】
気体入口12は、好ましくはレスピレータ、例えばCPAP-、 BiPAP-またはマルチレベル装置と連結する。一方、気体出口は、患者のマスクと連結する。本発明に従う蒸発器の実施態様はまた、PAP-、BiPAP-またはマルチレベル装置に組み込んでもよい。そのために、CPAP装置のタービンおよび制御機構は、好ましくは底部4上に配置する。後者の実施態様では、気体入口は、ケーシング3を底部4の上に添えたときに、給湿器の気体入口がCPAP装置タービンの気体出口の反対側に位置して充分に気密な様式でそれをシールするように設計される。
【００３７】
他の実施態様によれば、発熱体16および29は、底部4 内に配置してもよい。これらの実施態様では、液層15の下方に位置するケーシング3部分が良好な熱伝導度を有するように構築される。これは、このケーシング部分を特に薄く構築することにより行われる。別法あるいは付加的に、この部分を良好な熱伝導度もつ材料、例えば金属で作られる。この実施態様に見る利点は、底部4とケーシング3との間の電気的接触は不必要になることである。ケーシング3が取り外された後、発熱体16または29に自由に近づけ、接触によって燃焼を引き起こすかもしれないことは欠点とわかる。明瞭にするために図１〜３に示した底部4とケーシング3との間の間隙は、これら実施態様によればできるだけ狭い寸法をとることは自明である。
【００３８】
以上、本発明を、好ましい実施態様によって詳細に説明した。しかし、当業者には、さまざまな修正を、本発明の要旨からそれずになしうることは明白である。したがって、保護の範囲は、以下の特許請求の範囲およびその均等物によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明に従う蒸発器の第一の実施態様を示す。
【図２】図２は、本発明に従う蒸発器の第二の実施態様の側面図を示す。
【図３】図３は、図２の正面図を示す。
【符号の説明】
【００４０】
1 蒸発器
2 貯蔵タンク
3 ケーシング
4 底部
5 シール
6 半スレッドまたは差し込み接手
7 開口部
8 切り欠き
10 ノーズ
11 接手
12 気体入口
13 気体出口
14 液体
15 液層
16 発熱体
17 ソケット
18 電気ターミナル
20 蒸発器
22 電気ターミナル
23 接触スプリングピン
24 シール
25 半スレッドまたは差し込み接手
26 ガスロック
27 ウェブ
28 通路
29 発熱体

Claims

液体(14)の貯蔵タンク(2)およびケーシング(3)を含む蒸発器、特にレスピレータ給湿器において、貯蔵タンク(2)の開口部(7)が該ケーシングの一部分(27)で広く不透水的に閉じられていることを特徴とする前記蒸発器。
貯蔵タンク(2)の開口部(7)の端部が、ケーシングの一部分(27)から通常よりも離隔している一部位(8、28)が存在することを特徴とする、請求項１に記載の蒸発器。
貯蔵タンク(2)が一体で作られていることを特徴とする、請求項１または２に記載の蒸発器。
ケーシング(3)は気体入口(12)および気体出口(13)を含み、ケーシング(3)と貯蔵タンク(2)との間にシール(5、24)を配置してケーシング(3)と貯蔵タンク(2)の間に気密な接続部を作り、そして貯蔵タンク(2)をケーシング(3)上に半スレッドまたは差し込み接手で固定するようにしたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蒸発器。
ケーシング(3)は、貯蔵タンク(2)が設置されそして液体(14)が少なくとも一部充填されたときに、該貯蔵タンクの開口部の隣のケーシング内に薄い液層(15)が形成され、その上を気体が通過するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蒸発器。
液体の薄層(15)が作られる位置の下方に発熱体(15、16)、好ましくはPTC抵抗体でできた発熱体を設置することを特徴とする、請求項５に記載の蒸発器。
前記蒸発器がさらに電気ターミナル(18、22)を有する底部(4)を有し、底部はノーズ(10)および接手(11)によってケーシング(3)と脱着自在に連結させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の蒸発器。
発熱体(16)と電気ターミナル(22)との間の電気的接触が、ケーシング上の接触面および底部(4)の接触スプリングピン(23)を介して作られることを特徴とする請求項６または７に記載の蒸発器。
発熱体(16)と電気ターミナル(18)との間の電気的接触が、上部に機械的に連結されたプラグおよび底部に隠れるように配置されたソケット(17)を介して作られることを特徴とする請求項６または７に記載の蒸発器。
気体入口(12)と気体出口(13)との間にガスロック(26)が位置することを特徴とする、請求項４あるいは、請求項４に依存する限りにおいて請求項５〜９のいずれか一項に記載の蒸発器。
開口部を有する液体用貯蔵タンクにおいて、開口部(7)は、切り欠き(8)を有する実質的に平坦な端部を有することを特徴とする前記貯蔵タンク。
貯蔵タンクを伴う蒸発器用ケーシングにおいて、貯蔵タンクの開口部(7)で実質的に不透水的に閉じるように形成する部分(27)を含む前記ケーシング。