JP2014141269A

JP2014141269A - 液体貯蔵部、送液装置

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Publication number: JP2014141269A
Application number: JP2013009943A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yokoi; 宏之横井
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-08-07

Abstract

【課題】液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、液体貯蔵部内の気体が液体貯蔵部の下流側へ流出することを従来よりも抑制できる液体貯蔵部および送液装置を提供する。
【解決手段】送液装置１００は、液体を貯蔵する液体貯蔵部１０１と、液体貯蔵部１０１に貯蔵される液体を輸送するポンプ１０４と、液体貯蔵部１０１及びポンプ１０４を連結する連結管１０７と、を備える。液体貯蔵部１０１は、液体を貯蔵する容器１１０と、液体Ｍを流通させる流路管１１２と、を備える。容器１１０には、容器１１０に貯蔵された液体の流出孔１１１Ａが設けられている。流路管１１２は、容器１１０の流出孔１１１Ａに嵌入され、固定される固定部１１２Ａと、容器１１０の内部に位置する端部１１２Ｂと、を有している。端部１１２Ｂには、円環状の錘１２２が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体を貯蔵する液体貯蔵部と、当該液体貯蔵部に貯蔵されている液体をポンプの動作により送液する送液装置とに関するものである。

特許文献１において、コンテナーに貯蔵されている液体を液体消費部に供給する供給装置が送液装置として開示されている。

図７は、特許文献１に係る供給装置１の外観図である。供給装置１は、栄養剤などの液体を貯蔵するコンテナー２と、このコンテナー２を吊り下げる吊下げ装置３と、コンテナー２に貯蔵されている液体を患者に供給する管装置４とを備えている。

吊下げ装置３は、フック１３に装着され、コンテナー２を保持している。コンテナー２は、水平面に対して所定の角度をなすよう吊下げ装置３に吊り下げられている。

管装置４は、コンテナー２内に挿入されている突き通し管１７と、突き通し管１７に接続される導管１９と、導管１９に接続される滴下室２１と、滴下室２１に接続される導管２５と、導管２５に接続される管締付装置３０と、管締付装置３０及び患者に接続される導管３３とを有する。滴下室２１は、ポンプの働きをし、導管１９から流出して滴下室２１内で滴下した液体を所定量、一時的に貯蔵する。管締付装置３０は、導管２５から導管３３へ繋がる流路３１を有し、この流路３１を閉鎖または開放する。

供給装置１では管締付装置３０の流路３１が開放されると、コンテナー２内の液体が少しずつ突き通し管１７から吸い出され、導管１９を介して滴下室２１に流入する。そして、滴下室２１内において滴下した液体が、導管２５、管締付装置３０の流路３１、及び導管３３を介して患者へ送液される。

一般的に、コンテナー２内に液体を貯蔵するときなどに、コンテナー２内に気体（例えば空気）が流入してしまう。

供給装置１では、突き通し管１７の先端１８が最下点となるコンテナー２の隅部６に設けられている。よって、供給装置１では、突き通し管１７の先端１８が接するため、コンテナー２内から液体だけが突き通し管１７から導管１９へ流出する。すなわち、供給装置１は、コンテナー２内の気体が管装置４を介して患者へ流出することを抑制できる。

特開昭６２−２３６５５７号公報

しかしながら、前記供給装置１では、例えば衝撃がコンテナー２に加わると、コンテナー２の姿勢が変化し、コンテナー２に対する突き通し管１７の先端１８の位置が最下点以外の位置へ変化する場合がある。このような場合において、コンテナー２内の液体の残量が少ないと、突き通し管１７の先端１８が液体に接しなくなるおそれがある。

したがって、前記供給装置１では、コンテナー２に対する突き通し管１７の先端１８の位置が最下点以外の位置へ変化した場合、コンテナー２内の気体が先端１８から突き通し管１７内へ流入し、導管１９（液体貯蔵部の下流側）へ流出するという問題がある。

そこで本発明では、液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、液体貯蔵部内の気体が液体貯蔵部の下流側へ流出することを従来よりも抑制できる液体貯蔵部および送液装置を提供することを目的とする。

本発明の液体貯蔵部は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。

（１）孔が設けられ、液体を内部に貯蔵する容器と、
前記容器の前記孔に固定される固定部と、前記容器の内部に位置する端部と、を有し、前記液体を流通させる流路形成体と、を備え、
前記流路形成体は、可撓性を有し、前記端部の比重は、前記液体の比重より大きい。

この構成では、容器の内部に貯蔵されている液体が、端部から流路形成体を介して孔へ流通する。液体貯蔵部の孔は例えば、直接又はポンプを介して液体消費部に接続される。

ここで、流路形成体の端部の比重が液体の比重よりも大きいので、液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、流路形成体の端部が重力方向へ変位し、容器内部の液体に接する。すなわち、この構成の液体貯蔵部は、液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、流路形成体の端部が常時液中に存在するため、容器内部の液体が、気体よりも優先的に端部から流路形成体を介して孔へ流通できる状態が維持できる。

したがって、この構成の液体貯蔵部は、液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、液体貯蔵部内の気体が液体貯蔵部の下流側へ流出することを従来よりも抑制できる。

なお、この構成は、容器内部の液体の残量が少ない場合に、特に有効である。

（２）前記端部は、錘を有している。

この構成では、流路形成体の端部に錘を設けることによって、流路形成体の端部の比重が液体の比重よりも大きくなっている。また、流路形成体の端部の比重は、流路形成体の端部以外の部分の比重より大きくなっている。このため、液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、流路形成体の端部が重力方向へ変位し、容器内部の液体に接する。

（３）前記流路形成体は、前記液体を流通させる管である。

この構成では、液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、管の端部が重力方向へ変位し、容器内部の液体に接する。すなわち、この構成の液体貯蔵部は、液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、管の端部が常時液中に存在するため、容器内部の液体が、気体よりも優先的に端部から管を介して孔へ流通できる状態が維持できる。

（４）前記流路形成体は、前記液体を含浸する含浸体である。

この構成では、液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、含浸体の端部が重力方向へ変位し、容器内部の液体に接する。すなわち、この構成の液体貯蔵部は、液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、含浸体の一部が常時液中に存在するため、容器内部の液体が、含浸体の毛細管現象により、含浸体に含浸され、気体よりも優先的に孔へ吸い上げられる。

（５）前記容器は、前記液体の通過を阻止し、気体を通過させるフィルタを有する。

この構成では、例えば液体貯蔵部の孔がポンプに接続され、該ポンプの駆動により容器内部の液体が孔から吸い出される。この構成では、容器内部の圧力の低下により、容器の外部の気体がフィルタを介して容器内部へ流入する。

したがって、この構成は、容器内部の圧力が容器の外部の気圧より低くなることを防止できる。そのため、この構成は例えば、ポンプの駆動により容器内部の圧力が負圧となり、容器内部の圧力が容器の外部の気圧より低くなりすぎることによって、ポンプによる送液が意図せず停止することを防止できる。

また、本発明の送液装置は、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。

（６）前記（１）から前記（５）のいずれか１つに記載の液体貯蔵部と、
前記液体貯蔵部の前記孔に接続され、前記液体貯蔵部に貯蔵されている前記液体を送液するポンプと、を備える。

この構成において送液装置は、前記（１）から前記（５）のいずれか１つの液体貯蔵部に貯蔵されている液体をポンプの動作により送液する。この構成により、当該液体貯蔵部を備える送液装置にも同様の効果を奏する。

（７）前記ポンプは、前記孔から流出した前記液体が流入するポンプ室と、前記ポンプ室に面するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの一方の主面に設けられ、前記ダイヤフラムを屈曲振動させる駆動体と、を有するダイヤフラムポンプである。

この構成においてダイヤフラムポンプは、ダイヤフラムの屈曲振動により動作を行う。ダイヤフラムポンプではポンプ室における液体中の気泡量の増加に伴って吐出圧力が低下するが、前記（１）の構成は、液体貯蔵部内の気体が、液体貯蔵部の下流にあるポンプ室へ流出することを従来よりも抑制できる。そのため、前記（１）の構成は、ダイヤフラムポンプに好適である。

この発明によれば、液体貯蔵部の姿勢が変化した場合でも、液体貯蔵部内の気体が液体貯蔵部の下流側へ流出することを従来よりも抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る送液装置１００の主要部の断面図である。図１に示す液体貯蔵部１０１の外観図である。図１に示す送液装置１００が送液を行っているときの送液装置１００の主要部の断面図である。図１に示す液体貯蔵部１０１の姿勢が変化した状態の液体貯蔵部１０１の断面図である。図１に示す液体貯蔵部１０１の姿勢が変化した状態の液体貯蔵部１０１の断面図である。本発明の第２実施形態に係る送液装置の主要部の断面図である。特許文献１に係る供給装置１の外観図である。

《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る送液装置１００について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る送液装置１００の主要部の断面図である。図２は、図１に示す液体貯蔵部１０１の外観図である。

送液装置１００は、液体を貯蔵する液体貯蔵部１０１と、液体貯蔵部１０１に貯蔵される液体を輸送するポンプ１０４と、液体貯蔵部１０１及びポンプ１０４を連結する連結管１０７と、を備える。送液装置１００は例えば、病院等の医療現場で使用される。

液体貯蔵部１０１は、液体を内部に貯蔵する容器１１０と、液体を流通させる流路管１１２と、を備える。液体は、例えばブドウ糖輸液等であり、医療現場で液体貯蔵部１０１に入れられる。

容器１１０は例えば、ポリオレフィン系樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＣ樹脂、ガラスからなる。容器１１０は、直方体状であり、１枚の上板１１０Ａと４枚の側板１１０Ｂと１枚の底板１１０Ｃとによって構成されている。上板１１０Ａには、容器１１０に貯蔵された液体の流出孔１１１Ａが設けられている。

また、容器１１０は、１枚の上板１１０Ａと４枚の側板１１０Ｂと１枚の底板１１０Ｃとによって、容器１１０の内部空間である貯蔵室１１３を構成している。そして、底板１１０Ｃは、流出孔１１１Ａに対向している。

なお、詳細を後述するが、底板１１０Ｃには、フィルタ１１１Ｂが設けられている。このフィルタ１１１Ｂは、液体の通過を阻止し、気体を通過させる。

流路管１１２は例えば、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリウレタン、ポリアミド等の樹脂、又は金属からなる。流路管１１２の長さは、例えば流出孔１１１Ａから、容器１１０の内面のうち流出孔１１１Ａからの距離が最も遠い箇所までの長さと略等しい。流路管１１２は可撓性を有する。

流路管１１２は、容器１１０の流出孔１１１Ａに嵌入され、固定される固定部１１２Ａと、容器１１０の内部に位置する端部１１２Ｂと、を有している。端部１１２Ｂには、円環状の錘１２２が設けられている。錘１２２は例えば、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等の金属、又はガラスからなる。錘１２２は、後述する液体Ｍの比重より大きい比重を持つ材料からなる。

なお、端部２１２Ｂ及び錘１２２が、本発明の「端部」を構成する。

連結管１０７は、例えば円筒状である。連結管１０７は、液体貯蔵部１０１とポンプ１０４とを連結し、液体貯蔵部１０１の流出孔１１１Ａと、後述するポンプ１０４の吸引孔１４１とを連通させる。

ポンプ１０４は、ポンプ筐体１４９と、ポンプ筐体１４９とともにポンプ室１４８を構成し、ポンプ室１４８に面するダイヤフラム１４５と、ダイヤフラム１４５のポンプ室１４８とは逆側の主面に設けられ、交流の駆動電圧の印加によって伸縮する圧電素子１４６と、を有する。交流の駆動電圧が印加されると、圧電素子１４６の伸縮によりダイヤフラム１４５が屈曲振動する。これにより、ポンプ１０４は動作を行う。

ポンプ筐体１４９には、液体貯蔵部１０１内の液体が連結管１０７を介してポンプ室１４８へ吸引される吸引孔１４１と、ポンプ室１４８から液体が吐出される吐出孔１４２と、が設けられている。

ポンプ１０４は、さらに、ポンプ室１４８側から吸引孔１４１側への液体の逆流を防ぐ第１逆止弁１４３と、吐出孔１４２側からポンプ室１４８側への液体の逆流を防ぐ第２逆止弁１４４と、を有する。ポンプ室１４８は、ポンプ筐体１４９及びダイヤフラム１４５によって構成され、第１、２逆止弁１４３、１４４間に挟まれた密閉空間である。ポンプ１０４は、所謂ダイヤフラムポンプであり、ポンプ室１４８における液体Ｍ中の気泡量の増加に伴って吐出圧力が低下する。

次に、送液装置１００によって液体を送液する場面について説明する。

図３は、図１に示す送液装置１００が送液を行っているときの送液装置１００の主要部の断面図である。図中の矢印は液体Ｍの流れる方向を示している。図４、図５は、図１に示す液体貯蔵部１０１の姿勢が変化した状態の液体貯蔵部１０１の断面図である。

送液装置１００は医療現場へ提供され、看護師等の医療従事者は、液体Ｍを例えば容器１１０に別途設けられた注薬液充填ポートを介して容器１１０内に入れる。液体Ｍは、例えばブドウ糖輸液等である。そして、医療従事者は、ポンプ１０４を駆動し、送液装置１００の流路内の空気を吐出孔１４２から排出する。送液装置１００の流路内の空気を排出した後、医療従事者は、ポンプ１０４の吐出孔１４２をチューブ１０８を介して液体消費部１０９に接続する。

そして、ポンプ１０４が動作を行っている間、貯蔵室１１３内の液体Ｍは、流路管１１２を介して流出孔１１１Ａへ吸い上げられ、連結管１０７及びポンプ１０４を介して液体消費部１０９に供給される。

ここで、流路管１１２の端部１１２Ｂに設けられている錘１２２の比重は、液体Ｍの比重より大きい。さらに、流路管１１２は、可撓性を有する。

そのため、液体貯蔵部１０１が回転するなど液体貯蔵部１０１の姿勢が例えば図４、図５に示すように変化した場合でも、流路管１１２の錘１２２を有する端部１１２Ｂが重力方向へ変位し、貯蔵室１１３の液体Ｍに接する。

よって、液体貯蔵部１０１では、液体貯蔵部１０１の姿勢が変化した場合でも、流路管１１２の端部１１２Ｂが常時液中に存在するため、貯蔵室１１３内の上板１１０Ａ、側板１１０Ｂ及び底板１１０Ｃ付近の液体Ｍが、気体よりも優先的に端部１１２Ｂから流路管１１２を介して流出孔１１１Ａへ吸い上げられる。

従って、液体貯蔵部１０１によれば、液体貯蔵部１０１の姿勢が変化した場合でも、貯蔵室１１３内の気体が液体貯蔵部１０１の下流側へ流出することを従来よりも抑制できる。そのため、この液体貯蔵部１０１の構成は、ポンプ室１４８における液体Ｍ中の気泡量の増加に伴って吐出圧力が低下するポンプ１０４に好適である。また、液体貯蔵部１０１は、貯蔵室１１３内の気体がチューブ１０８を介して液体消費部１０９へ送液されることを従来よりも抑制できる。

そして、液体貯蔵部１０１を備える送液装置１００も同様の効果を奏する。そのため、前記供給装置１はコンテナー２の姿勢が変化しないようコンテナー２の姿勢を固定する必要があるが（図７参照）、送液装置１００は液体貯蔵部１０１の姿勢を固定する必要が無い。したがって、送液装置１００の使用者は、送液装置１００を携帯した状態で、液体貯蔵部１０１の姿勢を気にすることなく自由に行動することができる。

ここで、貯蔵室１１３の液体Ｍがポンプ１０４の動作により流出孔１１１Ａから流出すると、貯蔵室１１３の圧力が低下する。例えば容器１１０が硬質の材料からなる場合、貯蔵室１１３の圧力の低下とともに容器１１０が貯蔵室１１３側へ収縮変形せず、貯蔵室１１３の圧力は、容器１１０の外部の大気圧より低くなる。

そこで、この送液装置１００では容器１１０が、液体Ｍの通過を阻止し、気体を通過させるフィルタ１１１Ｂを有している。そのため、貯蔵室１１３の圧力の低下により、容器１１０の外部の気体がフィルタ１１１Ｂを介して貯蔵室１１３へ流入する。

したがって、この送液装置１００は、貯蔵室１１３の圧力が容器１１０の外部の大気圧より低くなることを防止できる。そのため、この送液装置１００は、ポンプの駆動により貯蔵室１１３の圧力が負圧となり、容器内部の圧力が大気圧より低くなりすぎることによって、ポンプ１０４による送液が意図せず停止することを防止できる。

《第２実施形態》
以下、本発明の第２実施形態に係る送液装置について説明する。

図６は、本発明の第２実施形態に係る送液装置の主要部の断面図である。第２実施形態に係る送液装置が前記第１実施形態に係る送液装置１００と相違する点は、液体貯蔵部２０１が流路管１１２の代わりに含浸体２１２を備える点である。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。

含浸体２１２は例えば、給水棒、不織布、ポリエステルやポリオレフィン系の合成繊維、木綿や絹などの天然繊維からなる。含浸体２１２は、これらの材料を棒状に形成したものである。含浸体２１２は、可撓性を有する。

含浸体２１２は、容器１１０の流出孔１１１Ａに嵌入され、固定される固定部２１２Ａと、容器１１０の内部に位置する端部２１２Ｂと、を有している。端部２１２Ｂには、円環状の錘１２２が設けられている。

液体貯蔵部２０１において、貯蔵室１１３内の液体Ｍは、含浸体２１２の毛細管現象により、含浸体２１２に含浸され、流出孔１１１Ａへ吸い上げられる。そして、ポンプ１０４が動作を行っている間、流出孔１１１Ａへ吸い上げられた液体Ｍは、連結管１０７及びポンプ１０４を介して液体消費部１０９に供給される。

ここで、含浸体２１２の端部２１２Ｂに設けられている錘１２２の比重は、液体Ｍの比重より大きい。さらに、含浸体２１２は、可撓性を有する。

そのため、液体貯蔵部２０１の姿勢が変化した場合でも前記第１実施形態と同様に（図４、図５参照）、含浸体２１２の錘１２２を有する端部２１２Ｂが重力方向へ変位し、貯蔵室１１３の液体Ｍに接する。

よって、液体貯蔵部２０１では、液体貯蔵部２０１の姿勢が変化した場合でも、流路管１１２の端部１１２Ｂが常時液中に存在するため、貯蔵室１１３の液体Ｍが、含浸体２１２の毛細管現象により、含浸体２１２に含浸され、気体よりも優先的に流出孔１１１Ａへ吸い上げられる。

従って、第２実施形態の液体貯蔵部２０１によれば、第１実施形態の液体貯蔵部１０１と同様の効果を奏する。また、液体貯蔵部２０１を備える第２実施形態の送液装置も、第１実施形態の送液装置１００と同様の効果を奏する。

《その他の実施形態》
前記実施形態では送液装置１００を、ブドウ糖輸液を輸送する医療用途に用いているが、これに限るものではない。例えば送液装置１００を、液体燃料を輸送する燃料用途に用いてもよい。

また、前記実施形態では液体としてブドウ糖輸液を用いているが、これに限るものではない。例えば当該液体が、インスリン等の他の液体であっても本送液装置に適用できる。

また、前記実施形態では、液体貯蔵部１０１は送液装置１００に備えられているが、これに限るものではない。例えば、液体貯蔵部１０１は、連結管１０７に対して着脱自在に取り付けられていてもよい。

また、前記実施形態のポンプ１０４は、圧電素子１４６の伸縮によってダイヤフラム１４５を屈曲振動させているが、これに限るものではない。例えば、電磁駆動でダイヤフラム１４５を屈曲振動させてもよい。

また、前記実施形態の圧電素子１４６はチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスから構成してもよいし、例えば、ニオブ酸カリウムナトリウム系及びアルカリニオブ酸系セラミックス等の非鉛系圧電体セラミックスの圧電材料などから構成してもよい。

また、前記実施形態では、直方体状の容器１１０が用いられているが、容器の形状はこれに限るものではない。例えば、球状の容器や、円錐状の容器が用いられてもよい。

また、前記実施形態では、流路管１１２の端部１１２Ｂや含浸体２１２の端部２１２Ｂに錘１２２が設けられているが、これに限るものではない。端部の比重が液体Ｍの比重よりも大きければ、必ずしも端部に錘が設けられていなくてもよい。例えば、端部と錘とが同一の材料から一体形成されていてもよい。

また、前記実施形態では、液体の通過を阻止し、気体を通過させるものとしてフィルタ１１１Ｂが容器１１０に設けられているが、これに限るものではない。実施の際は、フィルタ１１１Ｂの代わりに弁が容器１１０に設けられていてもよい。

なお、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｍ…液体
１…供給装置
２…コンテナー
３…装置
４…管装置
６…隅部
１３…フック
１７…管
１８…先端
１９…導管
２１…滴下室
２５…導管
３０…管締付装置
３１…流路
３３…導管
１００…送液装置
１０１…液体貯蔵部
１０４…ポンプ
１０７…連結管
１０８…チューブ
１０９…液体消費部
１１０…容器
１１０Ａ…上板
１１０Ｂ…側板
１１０Ｃ…底板
１１１Ａ…流出孔
１１１Ｂ…フィルタ
１１２…流路管
１１３…貯蔵室
１２２…錘
１４１…吸引孔
１４２…吐出孔
１４３…第１逆止弁
１４４…第２逆止弁
１４５…ダイヤフラム
１４６…圧電素子
１４８…ポンプ室
１４９…ポンプ筐体
２０１…液体貯蔵部
２１２…含浸体

Claims

孔が設けられ、液体を内部に貯蔵する容器と、
前記容器の前記孔に固定される固定部と、前記容器の内部に位置する端部と、を有し、前記液体を流通させる流路形成体と、を備え、
前記流路形成体は、可撓性を有し、前記端部の比重は、前記液体の比重より大きい、液体貯蔵部。
前記端部は、錘を有している、請求項１に記載の液体貯蔵部。
前記流路形成体は、前記液体を流通させる管である、請求項１又は２に記載の液体貯蔵部。
前記流路形成体は、前記液体を含浸する含浸体である、請求項１又は２に記載の液体貯蔵部。
前記容器は、前記液体の通過を阻止し、気体を通過させるフィルタを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体貯蔵部。
請求項１から５のいずれか１項に記載の液体貯蔵部と、
前記液体貯蔵部の前記孔に接続され、前記液体貯蔵部に貯蔵されている前記液体を送液するポンプと、を備える送液装置。
前記ポンプは、前記孔から流出した前記液体が流入するポンプ室と、前記ポンプ室に面するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの一方の主面に設けられ、前記ダイヤフラムを屈曲振動させる駆動体と、を有するダイヤフラムポンプである、請求項６に記載の送液装置。