JP2016055120A - 呼吸気水分量調整装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】麻酔器の呼吸回路に接続される呼吸気水分量調整装置1であって、前記呼吸回路を流れる呼吸気を冷却して結露させる呼吸気冷却部材2と、呼吸気流通路32が画成され、前記呼吸気流通路32を流通する呼吸気が結露されて生成された水を排出可能とする排出開口部31Hを有するハウジング3と、前記排出開口部31Hを開閉する排出制御弁45と、前記排出開口部31Hに連結されて水を貯留する貯留カップ5とを備え、前記排出制御弁45は、前記貯留カップ5が前記排出開口部31Hからはずされている場合には閉じ、前記貯留カップ5が前記排出開口部31Hに装着されている場合には開放されることを特徴とする。
【選択図】図10
Description
このような呼吸回路は、例えば、麻酔器として用いられる場合には、患者に麻酔ガスや吸気を供給するとともに、患者の呼気を循環しながら呼気に含まれる炭酸ガスを吸収して炭酸ガスを除去するとともに、麻酔ガスの供給等をして患者に循環させるようになっている。
そして、結露によって生じた水は、麻酔器を構成している流量センサやガス濃度センサに付着する場合があり、これらセンサに水が付着すると、検出精度の低下や故障を招く場合がある。
そこで、小型、軽量で、手術中に容易に取扱うことが可能とされ、ひいては結露によって生成された水分を、麻酔器や呼吸器における呼吸気の循環を停止することなく外部に容易に排除することが可能な呼吸気水分量調整装置が望まれている。
(1)結露により生成された水分を、麻酔器や呼吸器における呼吸気の循環を停止することなく外部に容易に排除すること。
(2)麻酔器や呼吸器に接続して使用する際に、呼吸気水分量調整装置内を流通する呼気が外部に漏出、冷却部本体が汚染されるのを抑制することにより、冷却部本体の再使用を可能とすること。
請求項1に記載の発明は、麻酔器又は人工呼吸器の呼吸回路に接続されて呼吸気に含まれる水分量を調整する呼吸気水分量調整装置であって、前記呼吸回路を流通する呼吸気と熱交換する熱交換部材と、前記熱交換部材を介して前記呼吸気から吸熱することにより前記呼吸気を冷却する冷却部本体とを有し、前記呼吸回路を流れる呼吸気を冷却して前記呼吸気に含まれる水分を結露させる呼吸気冷却部材と、前記呼吸気が流通されるとともに前記熱交換部材が配置される呼吸気流通路を画成し、前記呼吸気流通路の接続部と、前記熱交換部材が呼吸気と接触して呼吸気に含まれる水分が結露して生成された水を前記呼吸気流通路外に排出可能とする排出開口部と、前記排出開口部を開閉する排出制御弁と、を有するハウジングと、前記排出開口部に連結されて前記排出開口部から排出された水を貯留する貯留部と、を備え、前記排出制御弁は、前記貯留部が前記排出開口部からはずされている場合には前記排出開口部を閉塞し、前記貯留部が前記排出開口部に装着されている場合には前記排出開口部を開放するように構成されていることを特徴とする。
また、ハウジングには排出開口部が形成され、結露して生成された水は排出開口部を介して呼吸気流通路外に排出可能とされている。
したがって、生成された水が自重で下方に設けられた貯留部に排出されるので、構造が簡単でかつ容易に小型化、軽量化することができる。
その結果、麻酔器又は呼吸気を停止することなく、生成された水を呼吸器回路から外部に取り除くことができる。
また、呼吸気流通路を流通する呼吸気の全量が、複数のフィンのいずれかと対向して流通するように形成されているので、呼吸気流通路を流通する全ての呼吸気を冷却し易く、呼吸気に含まれる水分量を効率的に除去するとともに、ペルチェ素子による熱交換部材の吸熱量の最適化又は好適化により、必要以上に除去するのを抑制することができる。
その結果、呼吸気流通路を流れる呼吸気に含まれる水分量を適切に調整することができる。
例えば、ハウジングの内部(熱交換部材、貯留部)は呼気に接触して汚染されることから、患者ごとに交換(または、洗浄、消毒・滅菌)する必要があるが、熱交換部材をハウジングの内部に対して密封した状態とすることにより、冷却部本体が呼気によって汚染されることが抑制され、さらに冷却部本体によって呼気を汚染することも抑制される。
このように、ハウジングと熱交換部材との間を密封状態として、冷却部本体が熱交換部材に対して着脱可能に構成することにより、冷却部本体をハウジングから取り外してハウジングを交換した場合に、冷却部本体については、呼気により汚染されていないので、洗浄、消毒、滅菌等をすることなく別のハウジングに取付けて、複数回にわたって使用することが可能となる。その結果、冷却部本体に関するランニングコストを削減することができる。
その結果、冷却部本体と熱交換部材とは、回動中心周りの周方向の摺動摩擦しか生じないので、冷却部本体と熱交換部材とが密着状体であっても、冷却部本体とハウジング本体とは小さな力で回動されて容易に装着することができる。
なお、複数のL字形係合壁部を第1係合部と前記第2係合部のいずれに設定するか、又は、L字形係合壁部の爪状壁部を回動中心側と回動中心と反対側のいずれに伸びて形成されるかは、任意に設定することができる。
その結果、ハウジングと熱交換部材の間における密封状態を効率的に維持することができる。
図1は、一実施形態に係る呼吸気水分量調整装置が適用される麻酔器の概略構成を説明する図であり、図2〜図11は、呼吸気水分量調整装置の概略構成を説明する図である。図1において、符号100は麻酔器循環回路を、符号115は麻酔器を、符号130は第2の呼吸回路を、符号1は呼吸気水分量調整装置を示している。
呼吸回路110は、麻酔装置115の筐体内に形成された第1の呼吸回路120と、麻酔装置115の筐体外部に形成された第2の呼吸回路130とを備えている。
また、例えば、炭酸ガス吸収装置125と人工呼吸器126の間には麻酔ガス供給装置111が接続されていて、第1の呼吸回路120に麻酔ガスGAを供給するように構成されている。
また、ハウジング3は、図8、図9に示すように、ハウジング構成部材40をハウジング本体30に装着して容易に組立可能に構成されている。
また、この着脱機構は、冷却部本体20は、ハウジング3に対する向きが180°回動されていても装着可能とされている。
また、横壁部23Gのペルチエ冷却部材収納空間21Hの外方の四隅には、ペルチエ冷却部材22を熱交換部材25に押圧するための支持柱21Aが形成されている。
そして、伝熱板26の側面とシール溝用段差41Sにより構成されたシール溝に液状接着剤を流し込んで固化させることによって熱交換部材25とハウジング3の間の密封状態が確保可能とされている。
なお、熱交換部材25の伝熱板26の側面とシール溝用段差41Sにより構成されたシールに液状接着剤を流し込んで固化させることは必須ではないが、密封性を確実に確保できる点で好適である。また、シール溝に液状接着剤を流し込んで固化させるのに代えて、シール溝にシール剤を注入、固化させたり、伝熱板26と熱交換部装着孔41Hの縦壁との間にシールパッキン等を配置してもよい。
装着機構は、第1係合部46と、第2係合部24とを備えており、第1係合部46と、第2係合部24とを係合させて、冷却部本体20とハウジング3とを相対的に回動させることにより冷却部本体20内に備えたペルチェ冷却部材22と熱交換部材25が密着されることにより呼吸気冷却部材2が構成される。
また、この係合を解除することにより、冷却部本体20をハウジング3から取り外すことができるようになっている。
その結果、冷却部本体20はハウジング3に対して正確に装着されるとともに、ハウジング3から不意に外れて脱落することが抑制される。
このとき、天板21Tからハウジング3側に伸びる支持柱21Aがペルチエ冷却部材22を熱交換部材25に押圧することにより、支持柱21Aに反力P1を付与し、天板21Tには矢印Fで示すような分布荷重が生じる。
(1)冷却部本体20とハウジング3を接続した場合に熱伝導を妨げることがない。
(2)ワンタッチでありながら、冷却部本体20とハウジング3とを互いに押しつけて、密着させたまま容易に着脱することが可能である。
(3)構成が簡単であり組立が容易である。
(4)装着状態において簡単に外れることが抑制される。
(5)繰り返して着脱することが可能である。
そして、熱交換部材25が熱交換部装着孔41Hに装着された状態で、熱交換部材25は熱交換部27を構成する複数のフィン27Fが呼気冷却室322内に露出されるとともに、熱交換部装着孔41Hの開口部の上縁部との間は封止されて、熱交換部材25に密着されたペルチェ冷却部材22を含む冷却部本体20は呼吸気流通路32から隔離される構成とされている。
さらに、貯留カップ5が装着された状態では、貯留カップ5の上部外周に形成されたネジ部51がハウジング本体30に螺合されるとともに、貯留カップ5の上部開口端部の内周面がハウジング本体30に密着されるので、呼吸気流通路32の気密を保つことができるようになっている。
また、上述のように、熱交換部材25とハウジング3の熱交換部装着孔41Hの開口部の上縁部との間が密封状態とされていることにより、冷却部本体20は、ハウジング3内の呼吸気流通路32と隔離された状態で、呼吸気流通路32内の呼吸気と相互に汚染されることなく熱交換可能とされている。
また、底板部31Tは、図10(A)に示すように、呼気Eが流通方向におけるいずれかの位置の深さがフィン27Fの下端とほぼ接触するように形成されていて、呼吸気流通路32を流通する呼気Eのすべてが、複数のフィン27Fの間に形成された隙間28Xのいずれかと対向して流通するように構成されている。
すなわち、この実施の形態では、図10(B)に示すように、呼吸気流通路32の流通方向下流側から視て、熱交換部27を構成している両端のフィン27Fが仕切壁部33の内側と密着して配置されて、流通する呼気Eがフィン27Fと仕切壁部33の間を通過しない構成とされている。言換えると、流通する呼気Eは流通する際に必ずフィン27Fとフィン27Fの間を流通するようになっている。
また、仕切壁部33の外方側(仕切壁部33と立上壁部31Lの間の領域)は、第2の領域3Bとされていて、第2の領域3Bは、第1の領域3Aを流れる水や呼吸気が流入するのを抑止可能に形成されている。
なお、この実施形態において、第1の領域3Aと第2の領域3Bとは、ハウジング本体30に形成された仕切壁部33と、後述するハウジング構成部材40に形成された仕切壁部43とが協働して仕切る構成とされている。
そして、この実施形態では、呼気冷却室322側(下流側)には上部から下方に伸びる縦壁部35Sが形成されるとともに、呼気冷却室322側(上流側)には上部から下方に伸びる縦壁部35Tが形成されている。
また、連結筒部37の内周には、貯留カップ5を気密に螺合して連結するためのネジ部37Eが形成されている。
また、開閉制御ロッド45Bは、貯留カップ5がハウジング3に連結された状態で、貯留カップ5の貯留凹部52の底部と当接して、排出制御弁45が排出開口部31Hを開放するように構成されている。
さらに、排出開口部31Hは、貯留カップ5が装着されて、排出制御弁45が開放された場合に、間隙45Gは第1整流リブ42Fと第2整流リブ42R側で、例えば、1〜3mm程度の差異が生じるような充分な大きさに開口されている。
(1)まず、図11(A)に示すように、呼吸気流通路32を流通する呼気が、呼気流入路321を通じて呼気冷却室322に流入する。
(2)呼気冷却室322に流入した呼気Eは、呼気冷却室322を流通する際にフィン27F間に形成された隙間28X、28Yと接触して冷却される。冷却された呼気Eは、含んでいる過剰な水分が結露して水が生成される。
(3)過剰な水分が除去されて適度な水分を含んだ呼気Eは、呼気流出路323を通じて流出する。
(4)呼気冷却して322で生成された水は、排出開口部31Hと排出制御弁45の間に形成される傾斜して開口された隙間45Gを通じて貯留カップ5の貯留凹部52に排出される。
(5)次に、貯留カップ5内に貯留された水は、貯留カップ5をハウジング3から取り外すことで、外部に廃棄することができる。
このとき、開閉制御ロッド45Bは、図11(B)に示すように、貯留カップ5による押圧が解除されて、排出制御弁45はヒンジ部45の弾性や自重によって、排出開口部31Hを閉塞する。
その結果、呼吸気流通路32内を流通する呼気Eが外部に流出するのが抑制される。
また、貯留カップ5が排出開口部31Hからはずされている場合には、排出開口部31Hが閉塞されるので、貯留カップ5をはずしても結露により生成された水が呼吸気流通路32から外部に漏洩したり、呼吸気流通路32から麻酔ガスや呼吸気が流出して麻酔器循環回路内圧が低下するのを抑制することができる。また、呼吸気流通路32に外部の空気が流入することが抑制される。
その結果、麻酔器又は呼吸気を停止することなく、生成された水を呼吸器回路から外部に取り除くことができる。
その結果、呼吸気流通路を流れる呼吸気に含まれる水分量を適切に調整することができる。
また、上記実施の形態においては、呼吸気水分量調整装置1に呼気Eを流通させる場合について説明したが、吸気を流通させるように構成してもよい。
また、冷却部本体20とハウジング3とを着脱可能とする場合に、例えば、ネジ止めによる着脱やワンタッチクランプ等の回転スナップロック爪方式以外の装着機構を採用してもよい。
また、上記実施の形態においては、4つ(2対)のL字形係合壁部46Lが形成される場合について説明したが、3対以上のL字形係合壁部46Lを設定する構成とすることもできる。
また、上記実施の形態においては、L字形係合壁部46Lの係合主壁部が、円弧状壁部46Cである場合について説明したが、係合主壁部を円弧状壁部46Cとするかどうかは、任意に設定することができる。
2 呼吸気冷却部材
3 ハウジング
5 貯留カップ(貯留部)
20 冷却部本体
21T 天板(梁バネ)
22 ペルチエ冷却部材(ペルチエ素子)
24 第2係合部
24B ロック凹部
24C 収納空間(第2係合部)
24W 冷却部本体主壁部(第2係合部)
24L 爪状壁部受入部(第2係合部)
27 熱交換部
27F フィン
32 呼気流通路(呼吸気流通路)
31H 排出開口部
35A 流入側接続筒部(接続部)
35B 流出側接続筒部(接続部)
41 ハウジング主壁部
45 排出制御弁
45A 弁本体
45B 開閉制御ロッド
45G 間隙
46 第1係合部
46B ロック突起
46L L字形係合壁部(第1係合部)
100 麻酔器循環回路
110 呼吸回路
Claims (7)
- 麻酔器又は人工呼吸器の呼吸回路に接続されて呼吸気に含まれる水分量を調整する呼吸気水分量調整装置であって、
前記呼吸回路を流通する呼吸気と熱交換する熱交換部材と、前記熱交換部材を介して前記呼吸気から吸熱することにより前記呼吸気を冷却する冷却部本体とを有し、前記呼吸回路を流れる呼吸気を冷却して前記呼吸気に含まれる水分を結露させる呼吸気冷却部材と、
前記呼吸気が流通されるとともに前記熱交換部材が配置される呼吸気流通路を画成し、前記呼吸気流通路の接続部と、前記熱交換部材が呼吸気と接触して呼吸気に含まれる水分が結露して生成された水を前記呼吸気流通路外に排出可能とする排出開口部と、前記排出開口部を開閉する排出制御弁と、を有するハウジングと、
前記排出開口部に連結されて前記排出開口部から排出された水を貯留する貯留部と、
を備え、
前記排出制御弁は、
前記貯留部が前記排出開口部からはずされている場合には前記排出開口部を閉塞し、前記貯留部が前記排出開口部に装着されている場合には前記排出開口部を開放するように構成されていることを特徴とする呼吸気水分量調整装置。 - 請求項1に記載の呼吸気水分量調整装置であって、
前記呼吸気冷却部材は、
前記冷却部本体を構成するペルチエ素子と、
前記ペルチエ素子の吸熱側に接続され複数のフィンを有する熱交換部材と、
を備え、
前記熱交換部材は、
前記呼吸気流通路を流通する呼吸気の全量が前記複数のフィンのいずれかと対向して流通するように形成されていることを特徴とする呼吸気水分量調整装置。 - 請求項1又は2に記載の呼吸気水分量調整装置であって、
前記排出制御弁は、
前記貯留部に押圧されることにより開放される開閉制御ロッドを備えることを特徴とする呼吸気水分量調整装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の呼吸気水分量調整装置であって、
前記排出制御弁は、
前記排出開口部を開放する場合に、前記排出開口部との間に傾斜して開口された間隙を形成するように構成されていることを特徴とする呼吸気水分量調整装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の呼吸気水分量調整装置であって、
前記ハウジングは、
前記ハウジングと前記熱交換部材との間を密封した状態で、前記冷却部本体を前記熱交換部材に対して着脱可能とする装着機構を備えていることを特徴とする呼吸気水分量調整装置。 - 請求項5に記載の呼吸気水分量調整装置であって、
前記装着機構は、
前記ハウジングの前記呼吸気冷却本体と対向する側に位置されたハウジング主壁部に形成され、前記熱交換部材が配置される領域を挟んで設けられた第1係合部と、
前記冷却部本体の前記ハウジングと対向する側の冷却部本体主壁部に前記第1係合部と対応して形成され、前記第1係合部と回動中心周りに相対的に回動することによって前記冷却部本体と前記ハウジングとを着脱可能とする第2係合部と、
を備え、
前記第1係合部と前記第2係合部のいずれか一方は、
前記ハウジング主壁部又は冷却部本体主壁部に立設された係合主壁部と前記係合主壁部の先端部に形成され前記回動中心又は前記回動中心と反対側に向かって互いに対向する側に伸びる爪状壁部とを有する複数のL字形係合壁部を含んで構成されるとともに、
前記第1係合部と前記第2係合部の他方は、
前記回動された爪状壁部が配置可能とされる収納空間が背後に形成されるとともに、前記冷却部本体と前記ハウジングが装着された際に前記収納空間に配置された前記爪状壁部に作用する力を支持する支持壁部と、前記支持壁部に形成され前記爪状壁部を前記収納空間まで移動可能とする爪状壁部受入部とを含んで構成されていることを特徴とする呼吸気水分量調整装置。 - 請求項6に記載の呼吸気水分量調整装置であって、
前記冷却部本体と前記ハウジングの少なくともいずれか一方は、
前記冷却部本体と前記ハウジングが装着された際に、前記第1係合部と前記第2係合部の連結部を基端として冷却部本体と前記熱交換部材との間に密着力を付与する梁バネとして作用するように構成されていることを特徴とする呼吸気水分量調整装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014186390A JP2016055120A (ja) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | 呼吸気水分量調整装置 |
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