JP2010500072A - 加湿チャンバに関する改良 - Google Patents

Abstract

呼吸回路において吸入前にガスを加湿するために使用する加湿チャンバ（１０）が開示される。加湿チャンバ（１０）は多量の液体（２０）を収容するのに適応し、かつガス入口部（１６）と、ガス出口部（１６）と、前記加湿チャンバ（１０）内へ液体を導入するための流体入口（３０）とを備える。流体入口（３０）に、複数の出口開口を含んだフィルタ部材（６０）が設けられ、液体がこのフィルタ部材（６０）を貫流することができる。フィルタ部材（６０）が、出口開口の下に配設される集塵室（６９）もまた画定し、使用の際に、液体中にある、出口開口を通過できない異物が、重力の影響によってこの集塵室（６９）内に落ちる。

Description

本発明は加湿チャンバに関し、特に、呼吸回路において吸入前にガスを加湿するために使用する加湿チャンバに関する。

充分な湿気の含まれていないガスを患者が吸入すると、気道を傷つけたり、炎症を起こしたり、又は、特に上気道のバイパスをしている患者の場合には、必須分泌液からの脱水が起きてしまう。したがって、呼吸回路内のガスは通常吸入前に適切な加湿チャンバを利用して加湿される。

従来の加湿チャンバは、一般に多量の水を含み、加湿チャンバへのガスの出入り用の２つのポート、および水の加熱手段を持っている。さらに、加湿チャンバの多くは、水の液面高さを相対的に一定に保つために、加湿チャンバから失われた水を補給する手段を含む。そのような手段は通常、液体入口バルブにフロートアクチュエータをつけた形態を取り、加湿チャンバ内の水位を相対的に一定に保つために、使用時におけるフロートアクチュエータの浮き沈みによってバルブを開閉させる。

欧州特許第０５８９４２９号

しかしながら、従来の加湿チャンバに関連する問題は、流体入口に供給され、その後加湿チャンバに入ってゆく液体の中には小さな異物が存在するかもしれないということである。これらの小さな異物は、加湿チャンバを貫流する呼吸ガスによって伴出され、それによって患者に害を及ぼす可能性が出てくる。さらに、この小さな異物は、たとえば、フロートアクチュエータの動きを制限したり、及び／又は弁座とバルブのアクチュエータ部材との間の効果的なシールの形成を阻害したりすることによって、流体入口バルブの機能に支障を及ぼす可能性がある。

従来技術に関連する、前述の及び／又はその他の不利な点を克服、もしくは大幅に軽減する、改良された加湿チャンバが考案された。

本発明の第１の態様によれば、呼吸回路において吸入前にガスを加湿するために使用する加湿チャンバであって、加湿チャンバが多量の液体を収容するのに適応し、かつガス入口部と、ガス出口部と、前記加湿チャンバ内へ液体を導入するための流体入口とを備え、前記流体入口が複数の出口開口を含むフィルタ部材を備えて、液体流が前記フィルタ部材を貫通することを可能とし、前記フィルタ部材が、前記出口開口の下に配設される集塵室を画定し、これによって使用の際に、前記出口開口を通過できない前記液体中の異物が、重力の影響によって前記集塵室内に落ちるようにする。

本発明による加湿チャンバの主たる利点は、流体入口を貫流する液体中の異物で、出口開口を通過できない大きさのものが、重力の影響を受けて集塵室内に落下することである。これにより、集塵室内に堆積する異物は、そのあと出口開口を通る液体の流れを妨げることがない。本発明は、したがって、流体入口が閉塞される危険性を減少させる。それと同時に、加湿チャンバを貫流する呼吸ガスに異物が伴出されたり、流体入口バルブの機能を阻害したりする危険性も低減する。

フィルタ部材は好ましくは、流体入口とは個別の部品として形成される。そして好ましくは、流体入り口に対して固定され、これによって、フィルタ部材が流体入口内に、流体入口を介して流れる液体が必然的に貫流する隔壁を画定する。

フィルタ部材は、医療応用に適する任意の材料で形成することができるが、好ましくは、射出成形によるプラスチック材料で形成される。この好適な実施形態においては、フィルタ部材が、ポリカーボネートプラスチック材料などの比較的剛性のあるプラスチック材料で形成され、加湿チャンバの通常の使用時にはフィルタ部材が本来の性質と形状とを維持できる。

流体入口へ供給される液体中に含まれうる異物の大部分の通過を阻止するために、出口開口は充分小さいことが好ましい。しかし、同時に、実際的なフィルタ部材の製造の観点からは出口開口は充分に大きいことが好ましい。その上、使用時に流体入口を介して満足な流速を得るためには、出口開口は充分に大きいことが好ましい。出口開口はそれぞれが、好ましくは１ｍｍ未満の、より好ましくは０．７ｍｍ未満の、そしてもっとも好ましくは０．５ｍｍ未満の、長さ及び／又は幅を有する。この好適な実施形態においては、それぞれの出口開口が約０．２６ｍｍの幅と約０．３６ｍｍの長さを有する。集塵室が好ましくは、フィルタ部材の連続した壁で画定され、したがって出口開口を含まない。
フィルタ部材は好ましくは、液体源からの液体が流入する入口部と、出口開口および前集塵室とが形成されている出口部とを含む。出口部は好ましくは側壁内に出口開口を有する液体管路の形状を有し、集塵室は好ましくは出口部の閉鎖端によって画定される。出口部は好ましくは概ね垂直に配設され、かつ集塵室は好ましくは出口部の最下端に形成される。出口部は好ましくはチューブ構造であり、もっとも好ましくは概ね円筒形である。この構成において、フィルタ部材の出口部が好ましくは、流体入口の中央の長手軸に沿って延在する。そして好ましくは、すべての点において流体入口の内部表面からは離間している。

フィルタ部材の壁は好ましくは、複数の細長い開口と、この壁の表面に形成されこれらの開口群を横切って延在する複数の概ね矩形の肋材（リブ）とを備え、これにより出口開口のアレイを画定する。出口部がチューブ構造である場合には、この出口開口群が好ましくは出口部の側壁に形成される。この場合、矩形肋材は好ましくは出口部の内側表面に形成される。さらに、細長い開口は好ましくは出口部の周方向に沿って延在し、かつ矩形の肋材は好ましくは出口部の長手方向に沿って配向される。

フィルタ部材は好ましくは、流体入口に固定された入口部を有し、最も好ましくは、流体入口の内部表面に固定され、流体入口に供給される液体がフィルタ部材を必然的に貫流する。フィルタ入口は実質的に一定の断面積を有するが、フィルタ部材の出口部は好ましくは入口部に比べて小さい断面積を有し、出口部は流体入口の内側表面から離間される。この好適な実施形態では、フィルタ部材の入口部および出口部がいずれも円筒形でかつ実質的に同じ中心軸を有する。さらに、出口部は好ましくは入口部の内部へ少しだけ延在し、出口部の入口付近に第２の集塵室が画定される。

加湿チャンバは好ましくは、加湿チャンバ内の液面の高さを制御するためのバルブを含む。特に、流体入口は好ましくは第１の弁座を含み、かつバルブは好ましくはアクチュエータ部材を備え、このアクチュエータ部材は加湿チャンバ内の液面高さの変化に応答して、アクチュエータ部材が第１の弁座から開放されて、加湿チャンバ内の液体が所定の許容液面高さよりも低いときには液体が流体入口を通って加湿チャンバ内へ流入可能となる開配置と、アクチュエータ部材が第１の弁座と係合して、加湿チャンバ内の液体が所定の許容液面高さ以上のときには、液体が流体入口を通って加湿チャンバ内へ流入することが妨げられる閉配置との間を移動可能である。非常に小さい異物が出口開口を通過して加湿チャンバ内に入る場合には、これらの異物が、アクチュエータ部材と第１の弁座との間に形成されるシールの効力を低減させて、流体入口を介して加湿チャンバへ流入する流れをバルブが阻止し損ねてしまう。それゆえに、流体入口は好ましくは第２の弁座を有し、かつアクチュエータ部材は好ましくは、加湿チャンバ内の液面高さが所定の許容高さを超えて増加することに応答して変形配置へと変形可能であり、そこでは、アクチュエータ部材が第２の弁座と係合して、液体が流体入口から加湿チャンバ内へ流入することを阻止する。

したがって、本発明のさらなる態様によれば、呼吸回路において吸入前にガスを加湿するために使用する加湿チャンバであって、加湿チャンバが多量の液体を収容するのに適応し、かつ ガス入口部と、ガス出口部と、第１の弁座を含む流体入口と、アクチュエータ部材を有するバルブとを備え、このアクチュエータ部材が加湿チャンバ内の液面高さの変化に応答して、アクチュエータ部材が第１の弁座から開放されて、加湿チャンバ内の液体が所定の許容液面高さよりも低いときには、液体が流体入口を通って加湿チャンバ内へ流入可能となる開配置と、アクチュエータ部材が第１の弁座と係合して、加湿チャンバ内の液体が所定の許容液面高さ以上のときには、液体が流体入口を通って加湿チャンバ内へ流入することが妨げられる閉配置との間を移動可能であり、この流体入口が第２の弁座を有し、かつアクチュエータ部材が加湿チャンバ内の液面高さが所定の許容高さを超えて増加することに応答して変形配置へと変形可能であり、そこでは、アクチュエータ部材が第２の弁座と係合して液体が流体入口から加湿チャンバ内へ流入することを阻止する加湿チャンバが提供される。本発明のこの態様による加湿チャンバの主たる利点は、アクチュエータ部材と第１の弁座との間に形成されるシールの効力が損なわれて、流体入口を介して加湿チャンバへ流入する流れをバルブが阻止し損ねてしまう場合において、アクチュエータ部材が加湿チャンバ内の液面高さの上昇によって変形されて第２の弁座と係合し、その結果流体入口を通る液体の流れを阻止することにある。

アクチュエータ部材は好ましくは、フロートと操作可能に連結し、フロートの動きに応答して動くことができる。アクチュエータ部材を変形させて第２の弁座と係合させる力が、好ましくは、フロートの浮力によって生じ、この力は加湿チャンバ内の液面高さの増加と共に増加する。

第１および第２の弁座はいずれも好ましくは連続体であり、第１の弁座は好ましくは第２の弁座で囲まれる空間の内部に配設される。この好適な実施態様においては、第１および第２の弁座は実質的に円形であり、好ましくは概ね同心状に配設される。さらに、閉配置においてはアクチュエータ部材は第１の弁座とのみ係合し、変形配置においてはアクチュエータ部材が第１および第２の弁座の両方と係合するようにバルブが配設されることが好ましい。最も好ましくは、アクチュエータ部材は、使用時に弁座と係合する作用面を含む。この作用面は好ましくは、開配置においては実質的に平坦である。その結果、開配置においては第２の弁座が好ましくは、アクチュエータ部材の作用面からは第１の弁座よりも遠距離に配設される。

アクチュエータ部材はフロートの一部で画定されてもよい。しかしながら、この好適な実施形態においては、アクチュエータ部材はフロートとは分離した部品である。アクチュエータ部材は好ましくは、変形自在であり、弁座との間に信頼性がありかつ効果的なシールを形成するために、熱可塑性エラストマのような弾力性のある材料からできていることが好ましい。

本好適な実施形態において、アクチュエータ部材は、フロートと係合するバルブクッションの形態を有し、かつ使用の際にバルブクッションがフロートの外部表面に向かって変形できるように、このバブルクッションの少なくとも一部がフロートの外部表面から離間していることが好ましい。たとえば、バルブクッションはフロートの上部表面にあるリセス内部に搭載されたカップ形状を有してもよい。この場合、バルブクッションのベースが好ましくは作用面を画定し、使用の際にバルブクッションが変形できるように、リセスのベースから離間していることが好ましい。

流体入口が好ましくは加湿チャンバの壁の開口部を貫通して延在する。流体入口は好ましくは、一端が液体源への接続に適応し、もう一方の端部が加湿チャンバへの液体の導入に適応する。最も好ましくは、流体入口が液体が加湿チャンバに入るための出口穴を含み、かつ弁座が好ましくはこの出口穴の周りに延在する。この出口穴は好ましくは流体入口のその他の部分に比べて直径が小さく、流体入口は好ましくは出口穴に繋がる傾斜した端部を含む。第１および第２の弁座は好ましくは流体入口と一体構造となっており、好ましくは狭い作用面を有する。

フロートは好ましくは流体入口に対して摺動自在に搭載される。もっとも好ましくは、フロートはガイドスリーブに対して摺動自在に搭載される。ガイドスリーブは好ましくは加湿チャンバの内部表面から延在し、流体入口は好ましくはガイドスリーブの内部に配設される。本好適な実施形態においては、フロートの少なくとも一部分がガイドスリーブ内に摺動自在に搭載され、ガイドスリーブが好ましくは、その内部表面に長手の肋材（リブ）を含み、フロートの外部表面を液体が流れ落ちる水路を画定する。液体は通常、水もしくは適切な水溶液である。使用中に、加湿チャンバを通って流れるガスが加湿されるので、加湿チャンバ内の液面高さは徐々に減少する。もっとも好ましくは、バルブが、所定の許容レベル付近の比較的狭い範囲内に、加湿チャンバ内の液面高さを維持するように適応される。

加湿チャンバは好ましくは、プラスチック材料、特にもっとも好ましくは射出成形によるプラスチック材料で形成された上部と、適切な金属などの熱の良導体で形成されたベースとを備え、これらが協同して液体を収納する容器を画定する。ベースは好ましくは概ね円形であり、上部は好ましくは概ね円筒状の側壁を有する。ガス入口部分およびガス出口部分は好ましくは加湿チャンバの上部壁中に形成され、好ましくは、通常の呼吸器コネクタおよび配管との接続に適合する、直立した管状コネクタを含む。液体入り口およびガイドスリーブが、好ましくは加湿チャンバの上部に一体で形成され、好ましくは加湿チャンバの上部壁内の概ね中央に配置される。

本発明の好適な実施形態を、例示としての添付の図面を参照して、より詳細に説明する。

本発明による加湿チャンバの第１の断面図である。ここで第１のフロートが液体入口バルブを閉配置に保持するように作用している。 本発明による加湿チャンバの第２の断面図である。ここで第２のフロートが液体入口バルブを閉配置に保持するように作用している。 第１のフロートの断面図である。 第２のフロートの断面図である。 加湿チャンバの液体入口バルブの部分断面図である。 加湿チャンバの液体入口フィルタの透視図である。 液体入口フィルタの側面図である。 液体入口フィルタの、図７の線VIII−VIIIに沿った断面図である。

図１および図２は、一般に符号１０で示された本発明による加湿チャンバを示す。加湿チャンバ１０は、透明プラスチック材料で射出成形された本体１２と、本体１２の開放された下端に固定された金属ベース１４とを含む。加湿チャンバ１０の本体１２およびベース１４は、使用時に多量の水２０を収容する容器を協同して画定する。

加湿チャンバ１０の本体１２は、その下端がベース１４の周辺に固定された、概ね円筒形で、わずかにテーパの付いた側壁と、普通の浅いドーム形状を有する上部壁とを備える。加湿チャンバ１０のベース１４は円板の形状を有し、その上方に曲がった縁が、本体１２の側壁の下端にあるフランジで密封される。

２２ｍｍの管状コネクタの形をした、２つの入口／出口部分１６が、加湿チャンバ１０の上部壁にある開口部から上方へ延在する。入口／出口部分１６のそれぞれは、半円筒状の延長部分１７と円形の終端バッフル１８も加湿チャンバ１０の筐体の中に含み、これらが協同して加湿チャンバ１０の側壁に対向する下部開口部を画定する。さらに、加湿チャンバ１０が４つのバッフル１９を含み（このうちの２つが図１に示されている）、これらのすべては加湿チャンバ１０の本体１２と一体で形成され、それぞれが上部壁の内部表面から下方向へ延在する。バッフル１９のそれぞれのは水平方向に弓状となっており、加湿チャンバ１０の側壁の内部表面と、ガイドスリーブ３２に離間して隣接する位置との間で水平方向に延在する。

次に図５も参照すると、加湿チャンバ１０は、加湿チャンバ１０の上部壁の中央にある開口部を貫通して延在する液体入口３０も含む。液体入口３０は、開放された上端を持つ上部円筒部と、直径の小さい中間円筒部と、加湿チャンバ１０の中に終端を有し上部開放端に比べてはるかに小さい直径の下部開口部を有するテーパのついた下端部とを含む。

図５でもっともはっきりわかるように、下部開口部を囲む液体入口３０の外部表面は２つの同軸の突起を含む。ここで、内側の突起が外側の突起よりも長い。これらの同軸の突起がそれぞれ相対的に狭い端部で終端する。これらの相対的に狭い端部が、内側弁座３４および外側弁座３５を画定する。これらの２つは、以下に詳細を述べるエラストマのバルブクッション４２と共にシールを形成するようになっている。

フィルタ６０が液体入口３０に固定され、液体入口３０を通って流入する水は必然的にフィルタ６０を通流する。フィルタ６０は図６、７、８にもっとも明瞭に示されており、円筒形入口部６２と、直径の小さい円筒形出口部６４とからなる。入口部６２には１つの開放端と、出口部６４が延出する１つの端部とがある。入口部６２の内部に少し入ったところに出口部６４の開放端があり、これによって、環状をした、フィルタ６０の第１の集塵室６８が画定される。そして出口部６４は、入口部６２の端部壁から外へ突き出している。出口部６４の突出部が、閉鎖端と、６つの細長い開口部６５を備えた側壁とを有する。この細長い開口部６５はそれぞれは、出口部６４の内側に向かって次第に幅が狭くなっている。開口部６５は、周方向に拡がるペアの開口が、出口部６４の長手軸に沿って等間隔に３組配置された構成となっている。さらに、この開口部６５に対して直交して延在する長手部材６６が、出口部６４の内部表面上に形成され、この結果、出口部６４の側壁内にアレイ状の開口部が画定される。出口部６４の終端部には開口はなく、よってフィルタ６０の第２の集塵室６９が画定される。この実施形態においては、フィルタ６０はポリカーボネートプラスチック材料で射出成形され、それぞれの開口部は幅が約０．２６ｍｍで長さが約０．３６ｍｍとなっている。

フィルタ６０の入口部６２は、液体入口３０の上部内に締まりばめで受けられ、フィルタ６０の入口部分６２の外側表面と液体入口３０の上部の内部表面との間が適切な接着剤で密封されて固定される。フィルタ６０の出口部分６４は、その外部表面が、液体入口３０の中間部およびテーパのついた下端部の内部表面とは、すべての場所で離間するような寸法となっている。フィルタ６０の入口部分６２もまた、使用時に液体入口３０が水源と連通できるために、適切な液体管路のコネクタを受けられるような適切な寸法となっている。

図１および２に示すように、加湿チャンバ１０の上部壁には、中央に位置し、下方向に延在する円筒形のガイドスリーブ３２がある。これは液体入口３０よりも直径が大きく、それと同軸で延在している。使用時に、液体入口３０を介して供給される水２０が第１のフロート４０の外部表面を流れ落ちる水路を画定するように、８個の長手の肋材３３が、ガイドスリーブ３２の内部表面に等角度間隔で設けられる。

液体入口バルブが、液体入口３０を通る水２０の流れを制御する。液体入口バルブは、第１のフロート４０と、バルブクッション４２と、第２のフロート５０と、からなる。第１のフロート４０は分離して図３に示すが、上部と下部とからなり、欧州特許出願ＥＰ１３６６８８１号に説明されている射出成形プロセスを用いてプラスチック材料で一体成形される。

第１のフロート４０の上部は、相対的に薄い壁と上部開放端から下部開放端に向かって徐々にかつわずかに増大する直径とを有する概ね円筒形のチューブである。上部の外部表面は、ガイドスリーブ３２と低摩擦で摺動自在に係合できるようにするために、高度に磨かれている。そして周方向に延在し、直径をはさんで正対する一対の突起４８を含む。これらの突起４８は、以下により詳細を説明するように、第２のフロート５０が係合するようになっており、それぞれが、第１のフロート４０の上部の隣接面に対して直交する方向を向いた作用下面を備えている。

円形の隔壁４４が、第１のフロート４０の上部の内側を横断して延在し、第１のフロート４０の上部表面に円筒形のリセスを画定する。さらに、この上部は、円形隔壁４４の下の壁の下側部分に、等角度間隔で配置された４つの開口部４６を含む。

第１のフロート４０の下部もまた概ね円筒形の形状であるが、フロート４０の上部よりも厚い壁を有している。この下部のプラスチック材料は、プラスチック材料中にガスを捕捉した沢山のポケットを有する、泡状の構造をなす。第１のフロート４０は加湿チャンバ１０の筐体内部に配置され、充分な量の水２０が加湿チャンバ１０の中に導入されるまでは、第１のフロート４０の下端が加湿チャンバ１０のベース１４上に載っている。また、第１のフロート４０の上部の大部分は、ガイドスリーブ４６内に摺動可能なすり合わせで収容される。

バルブクッション４２は、エラストマ材料で形成されるが、カップ形状となっていて、第１のフロート４０の上部表面の円筒形リセスの内部に締まりばめで収容される。バルブクッション４２の開放された上端は、第１のフロート４０の上部の縁に載る、外方向に拡がったフランジを有する。またバルブクッション４２のベースは第１のフロート４０の円形隔壁４４からは離れていて、使用時にバルブクッション４２が中央隔壁４４の方向へ変形できるようになっている。

第２のフロート５０を分離して図４に示す。この第２のフロートは、上部部材５２と下部部材５４とからなり、これらは個別部品として射出成形され、ヒンジ５３で結合されている。上部部材５２と下部部材５４とが協同して内部チャンバを画定し、これが第２のフロート５０に、第１のフロート４０の約４倍の浮力を与える。しかし、図２で示すように、使用中に第２のフロート５０中への過度の圧力蓄積を防ぐための通気孔５５が、第２のフロート５０の上側の壁に設けられている。

上部部材５２が第２のフロート５０の側壁および上部壁を画定し、下部部材５４が第２のフロート５０の円筒形の内壁およびベースを画定する。上部部材５２の内部端と下部部材５４の上端には、大きなヘッドを持つ、相対応する環状突起が形成され、相互にスナップフィットとして係合する。同様に、上部部材５２および下部部材５４の外部端には、大きなヘッドを持つ、相対応する環状突起が形成され、相互にスナップフィットとして係合する。このように、ヒンジ５３で結合される上部部材５２と下部部材５４とは、個別部品として射出成形され、次に、上部部材５２と下部部材５４が回転されて相互にスナップフィットで係合して、第２のフロート５０を形成する。対応する突起間のスナップフィットは、使用中に第２のフロート５０の内部チャンバへの水の浸入を防ぐようになっている。しかし、必要な場合には、上部部材５２と下部部材５４は接着される。

第２のフロート５０の上部部材５２は、第２のフロート５０が加湿チャンバ１０の上部壁に沿って配置できるように、加湿チャンバ１０の上部壁の内部表面に概ね一致した形状を有する。特に、上部部材５２は、図１および図４で最もよくわかるように、概ね円筒形であるが僅かに傾斜した側壁と、環状の上部壁とを有す。さらに図２に最もはっきり示すように、上部部材５２は、入口／出口部１６の延長部１７とバッフル１８を収納するための浅い窪みと、加湿チャンバ１０の上部壁から延在する弓状のバッフル１９を収納するためのより広範なリセスとを備えている。

下部部材５４は、第１のフロート４０の下部の上側部分を収納できる形状となった環状ベースと、ガイドスリーブ３２の外部表面と摺動自在に係合できるようになった円筒状の内側部分と、を備える。円筒状の内側部分は開放された上下端と、その内側表面上に等角度間隔で配置された６個の長手の肋材５６と、を有す。さらに、環状フランジ５８は、第２のフロート５０の内部下端から内側へ延在し、第１のフロート４０の外部表面上にある突起４８と係合する上側作用面を含む。フランジ５８は、使用時に水２０の通流を可能とする、一連の開口部５７もまた含む。

下部部材５４は、加湿チャンバ１０のベース１４に載る３本の脚５９も含み、これによって正常動作時に第２のフロート５０を最小高さに維持する。図２に示すように、脚５９はそれぞれ、第２のフロート５０の内部のほかの部分と連通する内部チャンバを含む。

最後に、加湿チャンバ１０は、ユーザが容易に水２０の液面高さを確認できる、液面指示計７０を含む。この液面指示計は環状フロート７０と（図１および図２には表示せず）適切なレベル指示マークとを含み、これは欧州特許出願ＥＰ１３４７７９７号に説明されている。

ガス入口管路（図には表示せず）を入口／出口部分１６の１つへ連結し、ガス出口管路をもう１つの入口／出口部分１６に連結することによって、加湿チャンバ１０が呼吸回路に接続される。熱源（図には表示せず）が加湿チャンバ１０のベース１４に接触して配置され、加湿チャンバ１０の中の水２０を所望の温度へ加熱する。

次に、液体管路（図には表示せず）の一端が給水源に、もう一方の端部が液体入口３０に、接続されて、水２０がフィルタ６０および液体入口３０へ連続的に供給される。水２０の給水源が最初に加湿チャンバ１０に接続されると、水２０がフィルタ６０および液体入口３０を通って流れ、バルブクッション４２を満杯にする。そして次にガイドスリーブ３２の長手の肋材３３で画定される水路を通って流れ、第２のフロート５０のフランジ５８にある開口部５７を通り、第１のフロート４０の外部表面を下がって加湿チャンバ１０のベース１４へと流れる。こうして加湿チャンバ１０が水２０で満たされ始める。

給水源は、水を充填した可撓性バッグのような容器や、その他の種類の水貯蔵器であってよい。そのような給水源は、バッグや貯蔵器の製造、保管、過去の使用などの結果として存在しうる異物を含むことがしばしばある。しかし、フィルタ６０が作用して、異物が液体入口３０を通過して加湿チャンバ１０の筐体内へ入ることを防止する。使用時には、異物は重力の影響により、フィルタ６０の入口部６２にある第１の集塵室６８か、フィルタ６０の出口部６４にある第２の集塵室６９、のいずれかに集まる。それぞれの場合、第１および第２の集塵室６８、６９に集積された異物は、出口部６４の開放された上端および出口部６４の側壁中の開口部からは遠くへ排除され、したがって、フィルタ６０を通る水の流れを妨げたり、バルブ機構の正常動作を妨げたりしない。

加湿チャンバ１０の中の水２０がある高さに達すると、第１のフロート４０が浮力によって、加湿チャンバ１０のほかの部分よりも相対的に上昇する。第１のフロート４０はガイドスリーブ３２によって直立の姿勢を保持される。第１のフロート４０は上昇を続け、水２０が充分な高さに達すると、バルブクッション４２が液体入口３０の内部弁座３４に対し充分な力で押し付けられて実効的なシールを形成する。そうして、液体入口３０の下部開口部を通って水２０が流入することを防ぐ。この構成を図１に示す。

通常は、バルブクッション４２と内部弁座３４との間に有効なシールが形成される以前に、バルブクッション４２が第１のフロート４０の中央隔壁４４の方へいくらかの変形をする。そうすることによって、加湿チャンバ１０への水２０の流入がとまる。バルブクッション４２の作用面及び／又は内部弁座３４に異物があることなどにより、バルブクッション４２と内部弁座３４との間に有効なシールが形成されない場合には、第１のフロート４０は上昇し続ける。そうして、バルブクッション４２の変形が大きくり、液体入口３０の外部弁座３５へ充分な力で押し付けられて、最終的に有効なシールが形成される。こうして、液体入口３０の下部開口部を通しての水２０の流入が阻まれる。

使用時には、患者の吸引用のガスが、ガス入口管路へ正圧で供給される。ガス入口管路とガス出口管路との間の圧力差によって、ガス入口管路から加湿チャンバ１０の筐体を経由してガス出口管路へとガスが流れる。これにより、チャンバ１０内の水蒸気が、加湿チャンバ１０を貫流するガスに取り込まれ、その結果ガス出口管路内のガスが、ガス入り口管路のガスに比べて高い湿度を有する。

加湿チャンバ１０を貫流するガスに水が取り込まれるために、加湿チャンバ１０内の水２０の液面高さは次第に減少する。第１のフロート４０は、したがって加湿チャンバ１０のほかの部分に対して相対的に下がる。これは、液体入口バルブのバルブクッション４２が、液体入口３０の下部開口部から離れ、そうして液体入口３０を通って加湿チャンバ１０の中へ水２０が流入するまで続く。水２０の液面高さが再び増加すると、第１のフロート４０が加湿チャンバ１０のほかの部分に対して相対的に上がる。水２０が充分な水位に達して、バルブクッション４２をもう一度液体入口３０の下部開口部の内部及び／又は外部弁座に対して充分な力で押し付けて有効なシールを形成するまで、第１のフロート４０は上昇を続ける。こうして下部開口部を介しての水２０の流入が阻止される。このように、使用中の水２０の液面高さは相対的に一定に保たれる。さらに、第１のフロート４０に開口部があることで、第１のフロート４０の浮力が水２０の表面と第１のフロート４０の下部の内部表面との間に捕えられた空気に影響されることが防止される。

第１のフロート４０の動きを制限する小さな異物によって、又は、浮力を減少させるような第１のフロート４０の損傷、などによって、液体入口バルブが損傷を受けた場合には、加湿チャンバ１０内の水２０の液面高さが上昇を続け、正常動作時には液体入口バルブが閉じる液面の高さを超えてしまう。しかし、加湿チャンバ１０内の水２０がある水位に達すると、第２のフロート５０がその浮力によって、加湿チャンバ１０のほかの部分に対して相対的に上昇し、かつガイドスリーブ３２により直立の姿勢を保持する。

第２のフロート５０は上昇を続け、水２０が十分な水位に達すると、第２のフロート５０のフランジ５８が、第１のフロート４０の突起４８に突き当たって係合する。加湿チャンバ１０内の水２０の液面高さの上昇に伴い、第２のフロート５０にかかる上向きの浮力、したがって第２のフロート５０が第１のフロート４０に上向きにかける力は、増加し続ける。その結果、最終的に第１のフロート４０が、加湿チャンバ１０のほかの部分に対して相対的に上昇する。第２のフロート５０は第１のフロートの約４倍の浮力を有する。したがって、第１のフロート４０の動きの制限、浮力を減少させるような第１のフロート４０への損傷、などの液体入口バルブへの通常の損傷は、第２のフロート５０が第１のフロート４０にかける上向きの力で克服することができる。第２のフロート５０が第１のフロート４０にかける上向きの力により、加湿チャンバ１０のほかの部分に対して第１のフロート４０が相対的に上昇し、ついにはバルブクッション４２を、液体入口３０の内部弁座３４及び／又は外部弁座３５に対して充分な力で押し付けて有効なシールを形成させる。こうして、詳細を前述したように、液体入口３０の下部開口部を通しての水２０の流入が阻止される。この構成を図２に示す。

Claims (40)

1. 呼吸回路において吸入前にガスを加湿するために使用する加湿チャンバであって、該加湿チャンバは多量の液体を収容するのに適応し、かつ、
   ガス入口部と、
   ガス出口部と、
   前記加湿チャンバ内へ液体を導入するための流体入口と、
   を備え、
   前記流体入口が複数の出口開口を含むフィルタ部材を備えて、液体流が前記フィルタ部材を貫通することを可能とし、
   前記フィルタ部材が、前記出口開口の下に配設される集塵室を画定し、これによって使用の際に、前記出口開口を通過できない前記液体中の異物が、重力の影響によって前記集塵室内に落ちる、加湿チャンバ。
2. 前記フィルタ部材が、前記流体入口とは個別の部品として形成されている、請求項１に記載の加湿チャンバ。
3. 前記フィルタ部材が前記流体入り口に対して固定され、これによって、前記フィルタ部材が前記流体入口内に、前記流体入口を介して流れる液体が必然的に貫流する隔壁を画定する、請求項２に記載の加湿チャンバ。
4. 前記フィルタ部材が、比較的剛性のあるプラスチック材料で形成され、これにより、加湿チャンバの通常の使用時には前記フィルタ部材が完全性と形状とを維持できる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
5. 前記出口開口がそれぞれ、１ｍｍ未満の長さ、及び／又は幅を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
6. 前記出口開口がそれぞれ、０．７ｍｍ未満の長さ、及び／又は幅を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
7. 前記出口開口がそれぞれ、０．５ｍｍ未満の長さ、及び／又は幅を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
8. 前記集塵室が前記フィルタ部材の連続した壁で画定され、したがって出口開口を含まない、請求項１〜７のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
9. 前記フィルタ部材が、液体源からの液体が流入する入口部と、前記出口開口および前記集塵室とが形成されている出口部とを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
10. 前記出口部が側壁内に出口開口を有する液体管路の形状を有し、前記集塵室が前記出口部の閉鎖端によって画定される、請求項９に記載の加湿チャンバ。
11. 前記出口部が概ね垂直に配設され、かつ、前記集塵室が前記出口部の最下端に形成される、請求項９又は１０に記載の加湿チャンバ。
12. 前記出口部がチューブ構造である、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
13. 前記フィルタ部材の前記出口部が、前記流体入口の中央の長手軸に沿って延在し、かつ、すべての点において前記流体入口の内部表面から離間している、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
14. 前記フィルタ部材の壁が、複数の細長い開口と、前記壁の表面に形成され前記の開口群を横切って延在する複数の概ね矩形のリブとを備え、これにより出口開口のアレイを画定する、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
15. 前記出口部がチューブ構造であり、前記出口開口が前記出口部の側壁に形成されている、請求項１４に記載の加湿チャンバ。
16. 前記矩形のリブが前記出口部の内側表面に形成されている、請求項１４又は１５に記載の加湿チャンバ。
17. 前記細長い開口が前記出口部の周方向に沿って延在し、かつ前記矩形のリブが前記出口部の長手方向に沿って配向されている、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
18. 前記フィルタ部材の前記入口部が前記流体入口に固定され、前記流体入口に供給される液体が前記フィルタ部材を必然的に貫流する、請求項９〜１７のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
19. 前記フィルタ部材の前記出口部が前記入口部に比べて小さい断面積を有し、前記出口部が前記流体入口の内側表面から離間されている、請求項９〜１８のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
20. 前記フィルタ部材の前記入口部および前記出口部がいずれも円筒形で、かつ実質的に同じ中心軸を有する、請求項９〜１９のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
21. 前記出口部が前記入口部の内部へ少しだけ延在し、前記出口部の入口付近に第２の集塵室が画定される、請求項２０に記載の加湿チャンバ。
22. 前記加湿チャンバが、前記加湿チャンバ内の液面の高さを制御するためのバルブを含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
23. 前記流体入口が第１の弁座を含み、かつ前記バルブがアクチュエータ部材を備え、該アクチュエータ部材が、前記加湿チャンバ内の前記液面高さの変化に応答して、前記アクチュエータ部材が前記第１の弁座から開放されて前記加湿チャンバ内の前記液体が所定の許容液面高さよりも低いときには、前記液体が前記流体入口を通って前記加湿チャンバ内へ流入可能となる開配置と、前記アクチュエータ部材が前記第１の弁座と係合して、前記加湿チャンバ内の前記液体が所定の許容液面高さ以上のときには、前記液体が前記流体入口を通って前記加湿チャンバ内へ流入することが妨げられる閉配置と、の間を移動可能である、請求項２２に記載の加湿チャンバ。
24. 前記流体入口が第２の弁座を有し、かつ前記アクチュエータ部材が、前記加湿チャンバ内の液面高さが所定の許容高さを超えて増加することに応答して変形配置へと変形可能であり、前記アクチュエータ部材が前記第２の弁座と係合して、液体が前記流体入口から前記加湿チャンバ内へ流入することを阻止する、請求項２３に記載の加湿チャンバ。
25. 呼吸回路において吸入前にガスを加湿するために使用する加湿チャンバであって、該加湿チャンバが多量の液体を収容するのに適応し、かつ、
    ガス入口部と、
    ガス出口部と、
    第１の弁座を含む流体入口と、
    アクチュエータ部材を有するバルブと、
    を備え、
    前記アクチュエータ部材が、前記加湿チャンバ内の前記液面高さの変化に応答し、前記アクチュエータ部材が前記第１の弁座から開放されて、前記加湿チャンバ内の前記液体が所定の許容液面高さよりも低いときには、前記液体が前記流体入口を通って前記加湿チャンバ内へ流入可能となる開配置と、前記アクチュエータ部材が前記第１の弁座と係合して、前記加湿チャンバ内の前記液体が所定の許容液面高さ以上のときには、前記液体が前記流体入口を通って前記加湿チャンバ内へ流入することが妨げられる閉配置と、の間を移動可能であり、
    前記流体入口が第２の弁座を有し、かつ前記アクチュエータ部材が、前記加湿チャンバ内の液面高さが所定の許容高さを超えて増加することに応答して変形配置へと変形可能であり、前記アクチュエータ部材が前記第２の弁座と係合して、液体が前記流体入口から前記加湿チャンバ内へ流入することを阻止する、
    ことを特徴とする加湿チャンバ。
26. 前記アクチュエータ部材がフロートと操作可能に連結し、前記フロートの動きに応答して可動である、請求項２５に記載の加湿チャンバ。
27. 前記アクチュエータ部材を変形させて前記第２の弁座に係合させる力が、前記フロートの浮力によって生じ、前記力は前記加湿チャンバ内の液面高さの増加と共に増加する、請求項２６に記載の加湿チャンバ。
28. 前記第１および第２の弁座がいずれも連続体である、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
29. 前記第１の弁座が前記第２の弁座で囲まれる空間の内部に配設される、請求項２８に記載の加湿チャンバ。
30. 前記第１および第２の弁座が実質的に円形である、請求項２５〜２９のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
31. 前記第１および第２の弁座が概ね同心状に配設される、請求項３０に記載の加湿チャンバ。
32. 前記閉配置においては前記アクチュエータ部材が前記第１の弁座とのみ係合し、前記変形配置においては前記アクチュエータ部材が前記第１および第２の弁座の両方と係合するように前記バルブが配設される、請求項２５〜３１のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
33. 前記アクチュエータ部材が、使用の際に前記弁座と係合する作用面を含み、前記作用面は前記開配置においては実質的に平坦で、前記開配置においては前記第２の弁座が前記アクチュエータ部材の前記作用面からは前記第１の弁座よりも遠距離に配設される、請求項２５〜３２のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
34. 前記アクチュエータ部材が、前記フロートと係合するバルブクッションの形態を有し、かつ、前記バルブクッションが使用の際に前記フロートの外部表面に向かって変形できるように、前記バブルクッションの少なくとも一部が前記フロートの外部表面から離間している、請求項２５〜３３のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
35. 前記バルブクッションが前記フロートの上部表面にあるリセス内部に搭載されたカップ形状をなし、かつ、前記バルブクッションのベースが前記作用面を画定し、使用の際に前記バルブクッションが変形できるように、前記リセスのベースから離間している、請求項３４に記載の加湿チャンバ。
36. 前記流体入口が前記加湿チャンバの壁の開口部を貫通して延在し、かつ、前記流体入口は、一端が液体源への接続に適応し、もう一方の端部が前記加湿チャンバへの液体の導入に適応する、請求項２５〜３５のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
37. 前記流体入口が、液体が前記加湿チャンバに入るための出口穴を含み、かつ、前記弁座が前記出口穴の周りに延在する、請求項３６に記載の加湿チャンバ。
38. 前記出口穴が前記流体入口のほかの部分に比べて小さい直径となっている、請求項３７に記載の加湿チャンバ。
39. 前記流体入口が前記出口穴に至る傾斜した端部を含む、請求項３８に記載の加湿チャンバ。
40. 前記第１および第２の弁座が前記流体入口と一体で形成されている、請求項２５〜３９のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。

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