JP2569147B2 - 呼吸用気体供給装置 - Google Patents

呼吸用気体供給装置

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JP2569147B2 JP63238969A JP23896988A JP2569147B2 JP 2569147 B2 JP2569147 B2 JP 2569147B2 JP 63238969 A JP63238969 A JP 63238969A JP 23896988 A JP23896988 A JP 23896988A JP 2569147 B2 JP2569147 B2 JP 2569147B2
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貞和 松原
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Description

【発明の詳細な説明】 <発明の利用分野> 本発明は、呼吸にサイクルに応じて作動し得る自動開
閉弁を備えた呼吸用気体供給装置に関する。特に好まし
くは、圧力変動吸着型酸素濃縮器を用いた酸素濃縮気体
供給装置であって、呼吸のサイクルに応じて作動し得る
自動開閉弁を具備したものに関する。
<従来技術> 従来、呼吸器疾患患者に対して酸素ボンベから酸素を
吸入させることによる酸素療法が行われてきており、特
に最近では、空気中の酸素を濃縮して酸素濃縮気体を得
るための酸素濃縮器が開発されて実用に供されるように
なってから、それを用いた酸素療法が次第に普及するよ
うになってきた。
かかる酸素濃縮器としては、ゼオライト等の窒素をよ
り吸着しやすい吸着剤を充填した吸着床において圧力を
変動させることにより吸着,脱着を繰り返す圧力変動式
の吸着型酸素濃縮器等があげられる。
これらの酸素濃縮器により得られた酸素濃縮気体を呼
吸器疾患患者に供給する場合には、通常濃縮器が延長さ
れたチューブの先端に設けられた鼻カニューラから連続
的に患者の鼻孔内に導入される方式が採用される。
尚、かかる酸素濃縮気体の供給方式としては、連続供
給の他に、患者の呼吸サイクルに応じて吸入時にのみ間
歇的に供給することによって無駄な酸素濃縮気体の放出
を防止する方法が提案されている(特開昭59−8972号公
報参照)。
<発明の目的> 本発明は、呼吸サイクルに応じて作動し得る自動開閉
弁を備えた呼吸用気体供給装置において、呼吸サイクル
を検知する感度を高めるのに有効な圧力変動を検知する
呼吸位相検知手段を、酸素濃縮手段等の呼吸用気体の発
生手段を収納したボックス手段内に収納せしめた状態
で、安定な運転を可能にしたものを提供することを目的
としている。
尚、検知感度を高めるのに有効なダイヤフラム式圧力
変動検知部を用いた呼吸位相検知手段を単にそのままボ
ックス内に収納したのでは、誤動作を生じやすく安定な
運転が困難であった。
<発明の構成> 本発明者は、かかる目的を達成するために鋭意研究し
た結果、圧力変動検知用ダイヤフラムにおいて、呼吸気
流中と連通して圧力変動を検知する側の空間部と反対側
の空間部を、呼吸用気体の発生手段と共に収納したボッ
クス手段外の大気と連通させることが安定な検知を行う
うえで極めて有効であることを見い出し、本発明に到達
した。
即ち本発明は、呼吸用気体の発生手段と、一端が該発
生手段に連通した他端に該呼吸用気体の開放型供給手段
を有し途中に自動開閉弁手段を有した導管手段と、ダイ
ヤフラムの一端側が呼吸気流に連通した該呼吸における
少くとも一部の所定位相を検知し得るダイヤフラム式圧
力変動検知部を有した呼吸位相検知手段と、該呼吸位相
検知手段の検知結果に基づいて該自動開閉弁手段の開閉
を制御するための制御手段を備えた呼吸用気体供給装置
において、該発生手段と該自動開閉弁手段と該呼吸位相
検知手段及び該制御手段を該呼吸用気体供給装置に形成
するボックス手段内に収納せしめ、且つ該ダイヤフラム
の他端側を該ボックス手段外に連通せしめたことを特徴
とする呼吸用気体供給装置である。
以下に本発明についてさらに詳細に説明する。即ち本
発明における呼吸用気体の好ましいものは、酸素又は酸
素濃縮気体があげられる。また呼吸用気体の発生手段と
しては、酸素濃縮器によるもの等があげられ、特に圧力
変動吸着型酸素濃縮器を用いたものが実用上有利に使用
できる。
かかる圧力変動吸着型酸素濃縮器に用いられる吸着剤
としては、窒素を吸着しやすいゼオライト類等や、酸素
をより吸着しやすいモレキュラーシーブカーボン等があ
げられるが、通常はゼオライト類が用いられる。例え
ば、ゼオライトからなる吸着剤を充填した吸着床には、
通常入口側に導管手段で圧縮器が連結され、出口側には
酸素濃縮気体の貯留タンクが導管手段で連結されてい
る。尚、これらの導管手段には自動開閉弁が備えられて
おり、それらの開閉を制御手段によって自動的に行わせ
ることによって、吸着床内の圧力を圧縮空気の導入によ
り高めて窒素の吸着操作を行うと共に濃縮された酸素濃
縮気体を貯留タンクに流入せしめたり、入口側の弁を開
いて吸着床内の圧力を大気圧まで低下させて脱着したり
する一連の操作が繰り返し行われる。吸着床は1基でも
よいが、2〜3基を並列に用いてもよい。また脱着用に
真空ポンプ等の減圧手段を用いてもよく、前記の圧縮機
を減圧手段として兼用してもよい。通常これらの圧縮機
等は電動機によって駆動されるものであるが、これらの
運転によって生ずる熱を除去するために冷却用の空気流
れを生ずるファン手段も併用される。
かかる発生手段から流出した呼吸用気体は、自動開閉
弁手段(以下デマンドバルブともいう)を備えた導管手
段を経て開放型供給手段から使用者の鼻又は口に導かれ
る。即ち呼吸位相に対応してデマンドバルブの開閉を制
御することによって、例えば吸気相の前半の時期にのみ
呼吸用気体を供給することが可能となる。
本発明における開放型供給手段は、患者の鼻孔や口に
対して密閉されない状態即ち大気に開放された状態で呼
吸用気体を供給するものであって、例えば鼻カニューラ
が例としてあげられる。
デマンドバルブも含めて本発明の自動開閉弁手段とし
ては、直流励磁型電磁弁,交流励磁式電磁弁,空気作動
式自動弁,パイロット作動型電磁弁等が好ましく、中で
も直流励磁型電磁弁,空気作動式自動弁,及びパイロッ
ト作動型電磁弁等が鉄芯等の動きがゆるやかでライフが
長く且つ作動時の発生音が小さく低騒音化の対策上更に
好ましく、特に直流励磁型電磁弁が実用的である。
また本発明における呼吸位相検知手段は、ダイヤフラ
ム式の圧力変動検知部を有したものである。かかるダイ
ヤフラム式の圧力変動検知部には、ステンレス等の金属
材料を用いたものがあるが、その他に本願出願人が以前
に出願した特願昭62−175982号に記載される如き静電容
量変化により圧力又は差圧を測定するための導電性物質
で表面処理した高分子フイルムをダイヤフラムとして用
いたものがあげられる。特にかかる高分子フイルムをダ
イヤフラムとして用いた検知手段の場合には、数mmAg程
度の微厚・微差圧の変動を検知するのに適している。
尚、そのダイヤフラムの一方の両側の空間に連通し、他
端が鼻孔等において開口した導管は、呼吸用気体を鼻孔
等に供給するための導管手段と別に設けてもよいが、療
法の機能を一本の導管手段にもたせたものであってもよ
い。
かかる圧力変動検知手段は、鼻孔等の呼吸気流中から
離れた位置でその変動を検知できることから便利であ
り、特に圧力変動検知のための導管手段を呼吸用気体を
供給するための導管手段と共通にできる利点がある。
本発明において、呼吸位相検知手段により検知する呼
吸における少くとも一部の所定位相としては、吸気開始
時、吸気開始時等があげられる。特に、吸気開始時を所
定位相として検知するようにしたものが、吸気に対応さ
せて呼吸用気体の供給が安定に行うことができるので実
用上有利である。
本発明の装置は、かかる呼吸位相検知手段の検知手段
に基づいてデマンドバルブの自動開閉を行うための制御
手段を備えている。尚、かかる制御手段としては、通常
用いられるいかなるものであってもよく、例えばマイク
ロコンピュータ等を用いたものがあげられる。
本発明は、少くとも呼吸用気体の発生手段と呼吸位相
検知手段を装置を形成するボックス手段内に収納したこ
とを特徴としているが、通常はそれ以外のデマンドバル
ブやその制御手段もそのボックス手段内にまとめて収納
したものが実用上便利である。
さらに本発明は、ボックス手段内に収納した呼吸位相
検知手段におけるダイヤフラム式圧力変動検知部のダイ
ヤフラムの他方側、即ち呼吸気流中に連通した空間部の
反対側の空間部がボックス手段外の大気と連通している
ことを特徴としている。即ち該他方側の空間部はボック
ス手段内の空間部と連通することなく、導管手段等を介
してボックス手段外の大気と連通させたものである。
前記のごとく圧力変動吸着型酸素濃縮手段を呼吸用気
体の発生手段として用いた場合には、ボックス手段内に
収納せしめた電動機、それによって駆動される圧縮機及
び冷却用ファンから発生する騒音がボックス手段外にも
れるのをできるだけ防ぐために、大気の取入口,排出口
及び酸素濃縮気体の流出口以外の開口部をできるだけ少
なくすることが望ましい。かかる場合に、ボックス手段
内に収納したダイヤフラム式圧力変動検知部におけるダ
イヤフラムの前記他方側がボックス内空間と連通せしめ
たのでは、ボックス内空間部の圧力が変動しやすいため
に安定な呼吸位相検知が特に困難である。
またデマンドバルブ付の呼吸用気体供給装置や、自動
開閉弁により運転が制御される圧力変動吸着型酸素濃縮
装置においては、例えば雷等の異常高電圧が電源に入っ
た場合にデマンドバルブ等の自動開閉弁の制御に影響が
ないように、サージキラー機構等の防御手段を具備させ
ることが安定な運転を確保するうえで望ましい。
またこれらの装置において、電源において瞬間的に電
圧降下が生じた場合の対策として、かかる瞬間的な電圧
降下による影響が異常として検知されずに正常な運転が
続行するような機能を自動開閉弁等の制御手段に組み込
んでおくことが好ましい。
尚、圧力変動吸着型等の酸素濃縮装置の周辺にテレビ
ジョンやラジオの受信器を置いた場合に、その装置から
有害な電波等が放出されるのを防止するために、装置に
電磁シール材等の手段を具備することが好ましい。
本発明の装置では、ダイヤフラム式圧力変動検知部に
おけるダイヤフラムの該他方側の空間を導管手段等によ
りボックス手段外の大気と連通させることによって、不
安定となりがちな呼吸位相検知を安定化したものであ
る。尚ボックス手段外の大気と連通させる際の開口部
は、大気の取入口や排出口から離して設けることが好ま
しい。
<発明の効果> 本発明の呼吸用気体供給装置は、呼吸の位相に対応し
て呼吸用気体の供給を効率よく制御するための呼吸位相
検知手段を装置を形成するボックス内に収納せしめて実
用性を高めると共に、呼吸位相検知を安定に行うことを
可能にしたものである。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】呼吸用気体の発生手段と、一端が該発生手
    段に連通した他端に該呼吸用気体の開放型供給手段を有
    し途中に自動開閉弁手段を有した導管手段と、ダイヤフ
    ラムの一端側が呼吸気流に連通して該呼吸における少く
    とも一部の所定位相を検知し得るダイヤフラム式圧力変
    動検知部を有した呼吸位相検知手段と、該呼吸位相検知
    手段の検知結果に基づいて該自動開閉弁手段の開閉を制
    御するための制御手段を備えた呼吸用気体供給装置にお
    いて、該発生手段と該自動開閉弁手段と該呼吸位相検知
    手段及び該制御手段を該呼吸用気体供給装置を形成する
    ボックス手段内に収納せしめ、且つ該ダイヤフラムの他
    端側を該ボックス手段外に連通せしめたことを特徴とす
    る呼吸用気体供給装置。
  2. 【請求項2】該発生手段が、酸素又は窒素を選択的に吸
    着し得る吸着剤を充填した少くとも1個の吸着床と、該
    吸着床に連結された電動器により駆動される圧縮手段及
    び/又は減圧手段と、該吸着床から流出した酸素濃縮気
    体を一時的に貯留するための貯留タンク手段と、該圧縮
    手段及び/又は減圧手段を冷却するための空気流れを生
    じせしめるファン手段を具備した圧力変動吸着型の酸素
    濃縮手段である請求項1の呼吸用気体供給装置。
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