JP2012185825A - 加湿チャンバ用フロート - Google Patents

Abstract

【課題】加湿チャンバのための改良されたフロートを提供する。
【解決手段】加湿チャンバ１０用のフロート６２は、熱可塑性エラストマ材料をフロートにオーバーモールドすることによって適所に形成された順応性を有する封止部９０を有する。フロートは、フロートの浮力によって規定された水位より上方であるとともに、充填されているときの加湿チャンバ内の水位よりも上方の高さにおいて互いに封止状態に結合されたセクションを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、加湿チャンバに関し、より詳細には、このようなチャンバのためのフロートに関する。

加湿チャンバは、空気流に湿気及び場合によって熱を与えるための媒体を提供して患者の呼吸を支援する。チャンバは、その内部で水を保持して呼吸可能な気体が通り抜けるまたは通過するように構成されており、水は、呼吸可能な気体がチャンバを通過するにつれて湿気を取り込む。多くのこのようなチャンバは、加熱されるようにさらに構成されており、呼吸可能な気体は、多くの状況に対して望しいように同様に暖められる。重要なことに、チャンバ内の十分な推移を維持して所望の湿気及び場合によって熱を呼吸可能な気体に移すことを容易にすることは、望ましい。

呼吸可能な気体は、チャンバの壁部を通って連通している気体注入口を介してチャンバの内部に結合されている。呼吸可能な気体は、チャンバ内の水を通り過ぎるかつ／または水を通り抜け、チャンバの壁部を通って連通している気体排出口を介して患者に戻る。水のリザーバは、チャンバの水注入口に流体ラインを介して結合されており、チャンバ内の水を維持する。多くの場合において、水注入口は、チャンバの上壁部を通って結合されており、水は、水注入口を通って重力供給方式（ｇｒａｖｉｔｙ ｆｅｅｄ）でチャンバ内に供給される。

チャンバが溢れることを防止するため、その他チャンバ内の水位を調節するため、浮動弁は、チャンバ内に設けられており、水は、チャンバの水注入口から浮動弁を通過する。 従来のように、浮動弁は、一様に浮力を有するフロートであって２つのセクション、すなわち頂部セクション及び底部セクションを備えるフロートを有し、２つのセクションは、溶接線または継目部に沿って互いに結合さている。主として、セクションの一方または双方は、中空であり、浮力を有してチャンバ内の水位と共に上昇及び下降できる。フロートの頂部セクションは、水注入口と向かい合う上端部を有し、フロートの底部セクションは、チャンバの底壁部と向かい合う下端部を有する。

シリコンまたはゴムの円板またはパッドのような別体の適合する封止部は、フロートの上端部にある対応ボア（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｂｏｒｅ）内に挿入されている。封止部は、対応ボア内にある封止部を覆ってスナップリングまたは同様のものを挿入することによって保持されている。フロートが上昇するにつれて、上端部における適合する封止部は、水注入口に関連付けられた弁座に対して衝突してチャンバの内部と水注入口との間の連通を閉鎖し、チャンバ内の水位がその所望水位または所望水位の近傍にあると水の流動を遮断する。水位が低下するにつれて、フロートは、その上端部を弁座から離間移動させ、それによってチャンバの内部と水注入口との間の連通を復旧させながら下降し、水位が所望水位よりも下方にある場合に水がチャンバ内に流動することを可能とする。

浮動弁を有する加湿チャンバの例は、譲受人所有のレビン（Ｌｅｖｉｎｅ）の特許文献１に示されており、特許文献１の開示は、その全体が参考として本明細書に組み込まれる。いくつかの状況において、チャンバの内部をリザーバに通気することは、同様に譲受人所有のレビンの特許文献２に示されているように、望ましく、特許文献２の開示は、その全体が参考として本明細書に組み込まれる。これら特許文献における製品は、その譲受人または関連会社から入手可能であり、製品の例は、製造番号１１４７である。これら特許文献におけるチャンバがそれらの対象とする環境において良好に機能すると考えられているが、フロートに対する改良は、望まれている。

米国特許文献５９４３４７３号明細書 米国特許文献６９８８４９７号明細書

本発明は、加湿チャンバのための改良されたフロートを提供する。いくつかの状況において、適合する封止部が移動しまたは分離し始めることは、発見されている。

そのため、本発明の一態様の原理において、熱可塑性エラストマを上端部にオーバーモールドすることによってなどで、適合する封止部は、フロートの上端部に適所に形成されている。オーバーモールドすることは、例えば射出成形またはマルチショット成形のような従来の成形技術を用いて実現される。オーバーモールドすることは、封止部とフロートの上端部の材料との機械的かつ／または化学的な結合を形成し、封止部は、有効にフロートの上端部と一体化されて不利にフロートから移動または離間しない。

フロートは、本発明の上記態様において、フロートの上端部を有する硬質熱可塑性物質のフロートハウジングの少なくとも第１部分を成形し、そして低硬度（ｌｏｗ ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）の熱可塑性エラストマのような適合材料を上端部にオーバーモールドして上端部に封止部を形成することによって形成されている。有利には、フロートハウジングの部分は、頂部セクションであり、有利には中空である。頂部セクションは、フロートハウジングの底部セクションのような第２フロートハウジング部分に結合されており、第２フロートハウジング部分は、フロートの下端部を有する。また、第２ハウジング部分は、有利には、中空である。

したがって、一部のフロートにおいて、フロートの頂部及び底部セクションを溶接または継目結合することは、結局水位線（ｗａｔｅｒ ｌｉｎｅ）に近接し過ぎまたは水位線以下となる。 一部の状況において、継目部をチャンバ内の水にさらすことは、フロートの所望動作を妨げる漏洩を引き起こし、かつチャンバの過充填（ｏｖｅｒｆｉｌｌｉｎｇ）を引き起こす。そのため、本発明の他の態様の原理において、フロートのセクションは、フロートの封止部が弁座を閉鎖するときに継目部がチャンバ内の水位よりも十分に上方、同様にフロートの浮力によって規定される水位よりも十分に上方に位置するように形成されている。具体的には、浮力を有するフロートは、水へ部分的に一様に延びているが、その周囲の水位まで継目部を至らせるほど遠方ではない。

これにより、上記に基づいて、加湿チャンバのための改良されたフロートが提供される。本発明のこれら及び他の目的及び有利点は、添付の図面及びその説明から明らかになるだろう。

添付の図面は、本明細書の一部に組み込まれかつ本明細書の一部を構成し、上記発明の一般的な説明及び下記の実施形態の詳細な説明と共に本発明の実施形態を示しており、本発明の原理を説明する機能を果たす。

本発明のさまざまな実施形態を組み込んだフロートを収容した加湿チャンバを示す断面図である。 図１のフロートを示す分解図である。 図１のフロートを示す斜視図である。

図１を参照すると、模範的な加湿チャンバ１０が示されており、加湿チャンバ１０は、すべてが一体に結合されて加湿チャンバ１０の内部１８を形成する上壁部１２、側壁部１４及び底壁部１６を有する。壁部１２及び１４は、単一のプラスチック筐体セクションで形成されている。底壁部１６は、側壁部１４に結合されており、伝熱プレート部分２０を有する。上壁部１２を通って連通しているものは、気体すなわち空気の注入口２２であり、注入口２２は、空気ホース２４に結合されて呼吸可能な気体２６をチャンバ１０の内部１８へ受ける。呼吸可能な気体は、チャンバ１０から外に気体または空気の排気口２８を介して通り抜け、排気口２８は、同様に上壁部１２を通って連通している。気体排気口２８は、空気ホース３０を介して患者（図示略）に連結されており、従来のように呼吸可能な気体がチャンバの内部１８を通って移動するように、湿気及び場合によって熱を取り入れた呼吸可能な気体を供給する。

チャンバ１０は、通常所望の符号４２の水位までチャンバ１０の内部１８で水４０を保持するように構成されている。気体注入口２２は、有利には管状の延長部４４（破線で示される）を有してもよく、延長部４４は、水４０の面４６に向けて内部１８へ（または場合によって水４０内へ）下方に延在している。管部４４は、偏向セクション４５を有する。

呼吸可能な気体２６が内部１８を通過するにしたがって、気体２６は、水４０から湿気を取り入れる。また、水位は、所望の水位４２から下降する。所望の水位を維持するため、水４０は、水注入口５０を介してチャンバの内部１８へ補充される。注入口５０は、有利には、チャンバ１０の上壁部１２を通って連通しており、流体ライン５４を介して水注入口５０に結合されたリザーバ５２（バッグまたはボトルなど）からの水４０の重力による供給を容易にする。リザーバ５２は、状況に応じてさらなるライン５６によってチャンバの内部１８に通気されてもよく、ライン５６は、有利には、リザーバ５２の水位よりも上方でリザーバ５２内へ連通しており、同様にリザーバと直列の逆止弁（図示略）を有する。

チャンバ１０が溢れることを防止するため、その他チャンバの内部１８の水位を調節するため、浮動弁６０は、チャンバ１０内に設けられており、水４０は、水注入口５０から浮動弁６０を通過する。弁６０は、フロート６２（図２及び図３）及び弁座６４を有しており、弁座６４は、内部１８への水の連通を制御することによって水注入口５０を選択的に開放または閉鎖するように協働する。ここで示されている実施形態において、図２及び図３を参照すると、フロート６２は、頂部セクション６６及び底部セクション６８を有しており、頂部セクション６６及び底部セクション６８それぞれは、有利には、中空内部６７、６９それぞれを有している。セクション６６は、フロート６２の上端を規定する上端部７０を有しており、セクション６８は、フロート６２の下端を規定する下端部７２を有する。セクション６６は、上側管状部分７４と下側リム７８を支持する下側フランジ部分７６とを有する。底部セクション６８は、カップ状をなしており、頂部セクション６６の下側リム７８と結合する大きさである上側リム８０を有する。リム７８及び８０は、超音波またはスピン溶接のようなプラスチック溶接技術などで互いに結合されており、一様に封止された継目部８４を有する浮力を有するフロートハウジング８２を形成する。リム７８及び８０は、嵌合するように形成されており、リム８０にあるリッジ８１のような１以上のエネルギー導子（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｒｅｃｔｏｒ）を有し、プラスチック溶接に精通している当業者にとってすでに知られているような溶接工程を容易にする。上部及び底部セクション６６、６８は、二者択一的にまたは追加的に、例えば溶剤結合などのような他の方法で互いに結合されてもよい。

本発明の一実施形態では、一致した封止部９０が上端部７０の適所に形成されまたは一体化されている。セクション６６及び６８が互いに結合されている状態で、フロートハウジング８２は、浮力を有しており、内部１８内の水４０の水位と共に上昇及び下降する。水注入口５０から延出するものは、弁座６４を有する管状部材９２である。頂部セクション６６の管状セクション７４は、管状部分９２内でスライド嵌合するように寸法付けられており、上端部７０は、水注入口５０、特に弁座６４であって水注入口５０が弁座６４を介してチャンバ１０の内部１８へ連通する弁座６４と向かい合い、弁座６４と接触及び弁座６４から離間するように移動する。フロート６２は、封止部９０が弁座６４に対して衝突して適合し、弁６０を閉鎖するまで水位と共に上昇し、これによってチャンバの内部１８と水注入口５０との間の連通を閉鎖する。フロート６２は、図１に示すように、水がほぼ水位４２にある状態で、上記閉鎖が生じるように寸法付けられている。

水がチャンバ１０の使用により消費されると、水位は、下降する。そして、フロート６２は、封止部９０が弁座６４から離れるように下降し始め、フロート６２が上昇して再び弁６０を閉鎖するまで再び弁６０を開放し、水４０がチャンバ１０に流れ込むことを可能とする。水位が下降するにしたがって、フロート６２の下端部７２は、底壁部１６、特にチャンバ１０の部分２０と接触するために移動する。その場で貼り付く傾向を防止するため、下端部７２には、下側セクション６８の成形において一体的に形成された１以上の離間リブ（ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ ｒｉｂ）９４が設けられている。離間リブ９４は、底壁部１６に衝突し、水の経路は、底壁部１６及び下端部７２の間で維持され、その場で貼り付く傾向を低減する。

有利には、フロート６２は、硬質熱可塑性樹脂を成形して少なくともフロートハウジング８２の第１部分を形成することによって、かつ対応ボア９６及び壁部９８を有する上端部７０を形成しながら形成されている。熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）のような適切な材料は、上端部７０の対応ボア９６内へ及び壁部９８の周囲にオーバーモールドされており、適所に形成された適合する封止部９０をその場で形成し、ＴＰＥが硬質熱可塑性樹脂材料に成形されたときに発生する機械的かつ／または化学的な連結によって封止部９０及び上端部７０が一体化した部品となることをもたらす。

第１部分は、頂部セクション６６であり、有利には、中空内部６７を有するように成形される。底部セクション６８のようなフロートハウジング８２の第２部分は、有利には、下端部７２及び離間リブ９４を有するように硬質熱可塑性樹脂を成形したものである。また、底部セクション６８のような第２部分は、有利には、中空内部６９を有するように成形される。２つの部分は、継目部８４において封止結合されており、対向して配置された上及び下端部７０、７２を有するフロートハウジング８２を形成する。

図１に示すように、フロート６２の浮力は、フロートの底部セクション６８の所定部分が水中に延びて下端部７２の上方に離間したフロート６２の水位９９を規定するようになっている。頂部及び底部セクション６６、６８は、それらのリム７８及び８０それぞれが継目部８４において、フロート６２の浮力によって規定される水位９９よりも大きい距離だけ下端部７２の上方、同様に浮動弁６０が閉鎖された状態で水位４２よりも上方に離間した高度で結合しており、これにより、チャンバ１０の漏洩及び／または過充填の危険性を低減する。リム８０、したがって封止部８４の下端部７２からの間隔は、有利には、水位９９の下端部７２からの間隔の少なくとも２倍、より有利には少なくとも３倍である。

フロート６２は、有利には二段硬度構造（ｄｕａｌ ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）をなす。そのために、セクション６６及び６８は、例えば高密度ポリエチレン（ＦＴＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル・スチレン（ＳＡＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）及びＰ４Ｇ４Ｔ−０１７（登録商標）のようなポリプロピレンのホモ重合体を含む高硬度（ｈｉｇｈ ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）の硬質熱可塑性材料から成形されている。封止部９０は、有利には、軟質の、すなわち低硬度の材料からオーバーモールドされており、弁座６４に適合する。封止部９０の材料は、例えば熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性コポリエステル（ＣＯＰ）、熱可塑性ポリアミド（ＰＥＢＡ）、熱可塑性物質及び架橋ゴム（ＥＡ）のようなエラストマ混合物及びＧＬＳ Ｄｙｕａｆｌｅｘ Ｇ２７１１（登録商標）のようなスチレンブロック共重合体を含むＴＰＥ材料であってもよい。封止部９０は、例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）及び［可塑化された］ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）を含むＴＰＥ材料以外である。

使用時において、水４０は、例えばリザーバ５２から浮動弁機構６０を介してなど選択的にチャンバの内部１８を充填する。水流は、フロート６２の適所に形成された封止部９０が弁座６４に対して衝突して適合すると遮断され、フロート６２が弁座６４から離間移動するように水がチャンバ１０内に滴下するにしたがって再び流動する。継目部８４が水位９９の上方、同様に水位４２の高度にあるようにセクション６６及び６８が寸法付けられた状態で、チャンバ１０が充填されて弁６０を閉鎖すると、フロート６２は、不都合な漏洩の影響を受けにくい。また、封止部９０が上端部７０に適所に形成されている状態で、封止部９０は、不都合な上端部７０から移動することまたは上端部７０から離間することの影響を受けにくい。

上述の理由により、加湿チャンバのための改良されたフロートが提供される。

本発明がその実施形態の説明によって示されており、かつ実施形態がかなり詳細に説明されているが、これは、添付の特許請求の範囲をこのような詳細な記述に制限または多少なりとも限定する目的ではない。追加の有利点及び改良は、これらの当業者にすでに明らかである。例えば、頂部及び底部セクション６６、６８が互いに直接結合されているが、中間構造を介して互いに結合されてもよく、またはそれら自体で複数の部分を有してもよい。そのため、本発明の広範囲な実施形態において、本発明は、具体的な詳細な記述、代表的な装置及び方法、並びに図示かつ説明された具体例に限定されない。したがって、発展は、一般的な本発明の観念の精神または範囲から逸脱することなくこのような詳細な記述から形成されうる。

１０ チャンバ，加湿チャンバ、１６ 底壁部、１８ 内部、２０ 伝熱プレート部分，部分、２２ 気体注入口，注入口、２８ 気体排気口，排気口、５０ 水注入口，注入口、６２ フロート、６４ 弁座、６６ 頂部セクション，セクション、６７ 中空内部、６８ 底部セクション，下側セクション，セクション、６９ 中空内部、７０ 上端部、７２ 下端部、８２ フロートハウジング、８４ 継目部、９０ 封止部、９４ 離間リブ、９９ 水位

Claims (9)

1. 内部（１８）であって当該内部に水を保持する内部を形成する加湿チャンバであって、
   当該加湿チャンバは、
   それぞれ前記内部に連通する気体注入口（２２）、気体排出口（２８）及び水注入口（５０）と、
   前記水注入口に関連付けられた弁座（６４）と、
   前記水注入口から下方に離間した底壁部（１６）であって、該底壁部が露出した伝熱プレート部分（２０）を含む底壁部（１６）と、
   前記伝熱プレート部分に対面する下端部（７２）を有するとともに、前記弁座と接触するように、及び前記弁座から離間するように移動可能な封止部（９０）を支持し、それによって当該加湿チャンバ内の水が第１水位を越えると前記水注入口を封止し、当該加湿チャンバ内の水が前記第１水位よりも下方にあると前記水注入口を開放する、浮力を有するフロート（６２）と、
   を備え、
   前記フロートは、前記フロートの下端部が前記伝熱プレート部分に接触しないように位置付けられた離間リブ（９４）を含むことを特徴とする加湿チャンバ。
2. 前記フロートは、継目部（８４）において互いに封止状態に結合される頂部及び底部セクション（６６、６８）をさらに含み、前記継目部は、前記フロートの浮力によって規定される前記フロートの水位（９９）から上方に離間していることを特徴とする請求項１に記載の加湿チャンバ。
3. 前記継目部は、前記封止部が前記弁座と接触するように移動された状態で前記第１水位から上方に離間していることを特徴とする請求項２に記載の加湿チャンバ。
4. 前記継目部は、第１距離だけ前記フロートの下端部（７２）から上方に離間しており、 浮力によって規定される前記フロートの前記水位は、第２距離だけ前記下端部から離間しており、前記第１距離は、前記第２距離の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項２または３に記載の加湿チャンバ。
5. 前記第１距離は、前記第２距離の少なくとも３倍であることを特徴とする請求項４に記載の加湿チャンバ。
6. 前記封止部は、適所に形成された封止部であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
7. 前記封止部は、順応性を有する封止部であ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加湿チャンバ。
8. 前記封止部は、熱可塑性のエラストマであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
9. 前記フロートは、中空であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。

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