JP3433397B2 - フロート弁装置及び呼吸用加湿器 - Google Patents

フロート弁装置及び呼吸用加湿器

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JP3433397B2 JP23617393A JP23617393A JP3433397B2 JP 3433397 B2 JP3433397 B2 JP 3433397B2 JP 23617393 A JP23617393 A JP 23617393A JP 23617393 A JP23617393 A JP 23617393A JP 3433397 B2 JP3433397 B2 JP 3433397B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフロート弁装置に関し、
そして特に専用ではないが呼吸用加湿装置のためのフロ
ート弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】呼吸用加湿装置は液体の水の流れとガス
（例えば酸素又は感受性ガスを含む空気）の流れとが供
給される加湿器を含んでいる。加湿器の目的は、水蒸気
の形式の水の一部とガスとを組合せガスの湿度を上昇さ
せこのガスを必要とする病院の患者又はその他の人にと
って吸い込むのが容易となるようにすることである。
【０００３】ガスが水又は水を張った表面から水蒸気を
吸収する加湿器は通常水を収容する加湿室と水を蒸発さ
せるのに用いられる加熱基板とを具備している。呼吸用
加湿器の重要な構成は液体の水の流れの制御にある。液
体の水が患者に直接通過しないようにすることは自明で
あるように重要なことである。したがって、加湿室の内
部で弁が水の流れを調整するために種々の構造のものが
用いられることがよく知られる。
【０００４】従来のある種の水用弁機構は作動手段を備
えた単一弁の型式で、水が加湿室の中に入るのを止める
ようにしている。一例が出願人の米国特許第４，９１
３，１４０号に記載されている。孤立した弁は、例えば
弁シール又は作動機構が過剰充填をひき起こすという問
題があるので信頼性に関して困難な問題が生じる。この
ため従来の呼吸用加湿装置は信頼性としたがって加湿器
の安全性を増進させるために２重弁機構を導入してい
た。一例がヴエルノスキイ他への米国特許第４，５２
９，８６７号に記載されている。この特許に記載されて
いる２重水用弁機構はしかし、液体の水の流れを停止す
るのを意図するものではなく単に水の流れを他所に導く
ことを意図するものである。２重弁構造は前記米国特許
第４，９１３，１４０号に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は公衆に有用な選択をもたらすフロート弁と呼吸用
加湿器との少なくとも一方を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】したがって１つの形態に
おいて本発明は呼吸用加湿器の水室内の液体の液面を制
御するためのフロート弁装置に存し、液体供給導管に連
結する入口と前記水室と連通するようになっている出口
とを有する弁本体と、前記弁本体に形成され液体が前記
出口に到達するには通過しなければならない第１の弁座
と、前記弁本体に形成され前記第１の弁座の下流側に配
設され液体が前記出口に到達するには通過しなければな
らない第２の弁座と、前記水室の内部に配置されるよう
になっている第１及び第２のフロートと、前記第１のフ
ロートによって作動され第１のフロートが前記水室の中
の液体の第１の所定の水面に一致する位置をとったとき
前記第１の弁座上で閉じる第１の弁部材と、前記第２の
フロートによって作動され第２のフロートが前記第１の
所定の液体の水面よりも高い前記水室の中の液体の第２
の所定の水面に一致する位置をとったとき前記第２の弁
座上で閉じる第２の弁部材と、前記第２の弁部材に連結
され前記第２のフロートに応動して前記第２の弁部材の
変位を制御する円筒状の作動部材と、前記第１の弁部材
に連結され前記第１のフロートに応動して前記第１の弁
材の変位を制御し、前記円筒状作動部材の内部に配設さ
れている内側作動部材、とを具備し、前記円筒状作動部
材と前記内側作動部材とが、独立して前記第１及び第２
のフロートを各弁部材に連結し、前記第１及び第２の弁
部材の間の自由の相対運動が可能となるよう作動するよ
うにしている。
【０００７】他の形態においては本発明は加熱されるよ
うになっており加湿されるべきガスが通過する水室と該
水室の中の水の水面を制御するフロート弁装置とを含む
呼吸用加湿器に存し、前記フロート弁装置が前記水室の
壁に取付けられ水供給導管に連結する入口と前記室に開
口する出口とを有する弁本体と、前記弁本体に形成され
水が前記出口に到達するには通過しなければならない第
１の弁座と、前記弁本体に形成され水が前記出口に到達
するには通過しなければならない、前記第１の弁座の下
流側に配設された第２の弁座と、前記水室の内部に配設
された第１のフロート及び第２のフロートと、前記第１
のフロートにより作動され第１のフロートが前記室の中
の水の第１の所定の水面に一致する位置をとったとき前
記第１の弁座上で閉じる第１の弁部材と、前記第２のフ
ロートにより作動され第２のフロートが前記第１の所定
の液体の水面より高い前記水室の中の液体の第２の所定
の水面に一致する位置をとったとき前記第２の弁座上で
閉じる第２の弁部材と、前記第２の弁部材に連結され前
記第２のフロートに応動して前記第２の弁部材の変位を
制御する円筒状作動部材と、前記第１の弁部材に連結さ
れ前記第１のフロートに応動して前記第１の弁部材の変
位を制御し、前記円筒状作動部材の内部に配設されてい
る内側作動部材、とを具備し、前記円筒状作動部材と前
記内側作動部材とが独立して前記第１及び第２のフロー
トを各弁部材に連結し、前記第１及び第２の弁部材の間
の自由の相対運動が可能となるよう作動するようにして
いる。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【実施例】本発明は上記の点に存しまた以下に説明され
る実施例の構造を構想するものである。本発明の好適な
形式が添付図面を参照して以下に記載される。
【００１１】図１，２及び３を参照すると、例えば図９
に示される呼吸用加湿器３０に取付ける加湿室１Ａが、
好ましくは透明の加湿室成形体１で形成され、この加湿
室は、加湿室の周りに環状のリップを形成する方法によ
りアルミニウムの熱伝達基板６に対しシールされる。外
部の水貯蔵器（図示しない）が液体の水を使用時水入口
４を通って加湿室１Ａに供給する。加湿室１Ａは液相と
蒸気相の２つの相の水を収容し米国特許第４，９１３，
１４０号に記載されたものと構造が同じであり実質的に
水平な平面上で基板６と共に作動される。
【００１２】液体の水が入口４を通って加湿室１Ａに流
入し加湿室の壁に衝突して室に流入した水の量に依存す
る水面に上昇する。２重フロート装置は加湿室１Ａの内
部に示され、水の水面と共に上昇しまた下降することの
できる２つの独立した空気が充填されシールされたプラ
スチック成形体で形成されている。この２重フロート弁
装置の作用は以下に記載される。
【００１３】第１の又は主のフロート２が加湿室成形体
１に接着される蝶番成形体１４に枢軸１６によって連結
されたアーム１３を含むように、組付けられる。第２の
又は副のフロート３が安全性の向上した装置として主フ
ロート２と関連して作動する。この副フロート３は蝶番
成形体１４との連結により１８の部分で回動される。副
フロート３の下面には枢軸１８から最も遠い副フロート
３の端部の近くに位置する足２０が設けられ、副フロー
ト３が所定の高さより低い位置に降下しないようにす
る。加湿室１Ａはさらにガス入口（図示しない）とガス
出口５とが設けられている。加湿工程において、加湿室
１Ａの基板６には熱の制御された供給源（図示しない）
から熱が与えられ、液体の水の表面から蒸気を上昇させ
この蒸気がガス（例えば、酸素又は感受性ガスを含有す
る空気）と混合する。
【００１４】主フロート２と副フロート３は図示のよう
に、好ましくは加湿室１Ａと同心でかつまた両フロート
相互に対し同心に配置される。この配置構造は、加湿室
１Ａが実質的に水平な平面から傾斜されたとき、水面が
ガス入口（図示しない）に近接するよう変化しまたガス
出口５が最小となるようになっている。副フロート３は
主フロート２より寸法が物理的に大きく室１Ａの大きな
容積を占める。室とフロートとの相対的な容積と形状の
理由は、加湿室１Ａの圧縮可能な容積を最小にしまたそ
れにより加湿室１Ａの中のガスがより有効な加湿を行う
ため案内されるようにすることにある。さらに、副フロ
ート３のより大きな寸法は弁成形体１２の弁座９に対す
る増大した閉塞力を与えるのに有用である。フロート２
と３が同じ大きさとされ又は加湿室の中で相互に近接し
て配置できることが理解されるべきである。
【００１５】水入口４は使用時に実質的に垂直平面上に
配置される２段階弁装置を組込んでいる。弁機構に対面
する水入口４の部分は特に主弁座８と副環状弁座９とに
より構成されている。弁作動機構は好ましくは同軸の外
側円筒状押圧チューブ１１の内部の内側押圧ロッド１０
を具備し、これらロッド１０とチューブ１１は一定範囲
内で自由にかつ独立して動くことができる。水入口４に
対面する押圧ロッド１０の端部は丸くなった先端１５に
向けてテーパーがつけられ、外側押圧チューブ１１のリ
ムの上にぴったりと嵌まる形状に作られた、エラストマ
ーの弁成形体１２によって被覆され、それにより押圧チ
ューブ１１をフロート連結部で押圧ロッド１０に結合す
るようにしている。エラストマーの弁成形体１２は例え
ばシェル会社によって供給される商標名ＫＲＡＴＯＮの
もとに販売されている材料のような非常に柔軟ではある
が強度のある材料で作られるか、又はダウコーニングに
よって供給されるシリコンゴム（医療用）が適当であ
る。
【００１６】水入口４はまた、逆止弁として作用し水又
はガスが加湿室１Ａから水入口４に向う方向に移動する
のを阻止する可撓膜２３を含んでいる。
【００１７】弁機構の押圧ロッド１０はその下端に、蝶
番成形体１４とアーム１３との連結部１６の近くで、主
フロート２のアーム１３に対する枢軸１７を有してい
る。押圧チューブ１１はその下端が、蝶番成形体１４と
副フロート３との連結部１８の近くで副フロート３にチ
ューブ１１を取付ける中空ベル接合部によって、枢着さ
れる。
【００１８】図４，５，６及び７を参照して、本発明に
よる弁の構造と作用が以下に記載される。
【００１９】内側押圧ロッド１０は外側押圧チューブ１
１によって円筒状に包囲され、この両者は独立して動く
ことができるが水入口４に対面する各端部がエラストマ
ーの弁成形体１２により弛く連結されている。弁成形体
１２は弁座８と９の一方又は両方とシールを形成する。
押圧ロッド１０と押圧チューブ１１とは実質的に垂直な
平面上で動き、押圧ロッド１０は主フロート２の作用に
よって制御されまた押圧チューブ１１は副フロート３の
運動に応じて移動される。図４において押圧チューブ肩
部１９を被覆する部分の弁成形体１２と副弁座９すなわ
ち第２の弁座９との間に隙間が存在することが見られ
る。さらに、押圧ロッド１０のテーパー部分を覆う部分
の弁成形体１２と主弁座８すなわち第１の弁座８との間
に隙間が存在する。このようにして第１の弁座８に当接
しまた離れる弁成形体１２の中心先端部分が第１の弁部
材を形成し、第２の弁座９に当接しまた離れる弁成形体
１２の前記中心先端と同心の外側部分が第２の弁部材を
形成する。したがって、図４は、両方の弁部材が開放さ
れそれにより水が外部の貯蔵器から加湿室１Ａの中へと
流れるようにする状態を表わしている。この状態を生じ
るフロート装置は図２に示されここでは両フロートが下
降し加湿室１Ａの中には液体の水が実質的に存在しない
状態となっている。弁の同じ構造が図１によって表わさ
れた状態においてたまたま見られ、ここでは主フロート
２が同期的に押圧ロッド１０を上昇させることにより水
面を積極的に制御し第１弁座８と押圧ロッド１０のテー
パー部分を覆う弁成形体１２の部分との間にシールを形
成するようにしている。この構造は図５に、主弁すなわ
ち第１の弁部材が閉じられ副弁すなわち第２の弁部材が
開かれている時の例として示されている。この状態にお
いては、水は加湿室１Ａの中に流入することはない。
【００２０】主弁が作動しない（例えばシール部に漏れ
がある）図３に示されているような状態が起きたなら
ば、水面は著しく高くなりそれにより主フロート２が実
質的に又は完全に水中に沈みまた副フロート３が作動す
るようになる。水面が、液体の水がガス出口５から押出
され患者の中に入るような高さに増加しないことが重要
である。したがって、上昇する水面により、副フロート
３が押圧チューブ１１を上昇させ押圧チューブ１１の肩
部１９の上の弁成形体の部分により副弁座９に対するシ
ールを形成する。
【００２１】また主フロート２が故障し主弁を閉じない
ような状態（例えば、フロート２に孔が生じた場合）が
生じることがある。この状態においては、水面は副フロ
ートが作動されるまで主フロートの上方に上昇するよう
になる（図３のように）。副フロートは副弁を閉じそし
て加湿室１Ａの中の水面を積極的に制御する。このよう
な順序によって生じる弁の位置は図７に見られる。した
がって主弁がうまく動かなくても、副弁が必要な時に閉
じるようにされそして必要に応じ加湿室１Ａの中の液体
の水の不十分な量によって再び開かれるようにする。
【００２２】本発明の他の好適な実施態様が図８に示さ
れている。押圧ロッド１０と押圧チューブ１１とが前記
したように水入口４において結合されていることがわか
る。主フロート２と副フロート３は図示されていないが
前に述べたように２つの弁部材に連結されている。押圧
ロッド１０と押圧チューブ１１はエラストマーの弁成形
体によっては結合されずその代わりエラストマーの主弁
成形体２２と別体のエラストマーの副弁成形体２１とが
設けられる。この実施態様では、水は弁空洞から室に流
入し押圧ロッドと押圧チューブとの間の空間に流下す
る。
【００２３】この好適な実施態様の弁機構の作動は以下
に記載される。加湿室１Ａの水面の上昇に応じて主フロ
ート２が上昇すると、押圧ロッド１０は押上げられる。
この時、押圧ロッド１０はエラストマーの主弁成形体２
２を主弁座８に接触させるよう十分に上昇する。これは
主弁を閉鎖することになり、外部の貯蔵器（図示しな
い）から加湿室１Ａへの水の流れを停止させる。
【００２４】副弁機構はエラストマーの副弁成形体２１
の取付けられた押圧チューブ１１の一部として形成され
た副弁座９を含んでいる。副フロート３が加湿室１Ａの
中の水面の上昇に応じて十分に上昇され、押圧チューブ
１１の肩部の上の弁座９の部分が弁座９に近接する押圧
ロッド１０の部分と接触するような状態が生じたなら
ば、その時は副弁が閉じられ外部の貯蔵器（図示しな
い）から水が加湿室１Ａに流れ込むことがないようにす
る。
【００２５】本発明の少なくとも好適な形式によるフロ
ート弁装置は加湿室に流入する水の流れを制御するのに
安全な要素を提供する利点を有している。主フロート弁
が故障したならば、透明な室壁を通しての観察がこの不
具合を表示し、しかもこの観察が遅れたとしても、副フ
ロート弁が適切に制御を代わって行うようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】正常な水面を示す、本発明の弁装置を組込んだ
加湿室の切断正面図である。
【図２】液体の水が存在しない図１の加湿室を示す図で
ある。
【図３】主の閉鎖装置が故障し副の装置が液体水面を制
御している図１の加湿室を示す図である。
【図４】図１の弁装置の、両方の弁が開いている状態を
示す図である。
【図５】図１の弁装置の、主弁が閉じ副弁が開いている
状態を示す図である。
【図６】図１の弁装置の、両方の弁が閉じている状態を
示す図である。
【図７】図１の弁装置の、主弁が開き、副弁が閉じてい
る状態を示す図である。
【図８】本発明の他の実施態様を示す図である。
【図９】図７の弁装置を含む呼吸用加湿器を示す図であ
る。
【符号の説明】
１…加湿室成形体 １Ａ…加湿室 ２…主フロート ３…副フロート ４…水入口 ５…ガス出口 ８…主弁座 ９…副弁座 １０…押圧ロッド １１…押圧チューブ １２…弁成形体 ２１…副弁成形体 ２２…主弁成形体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−94862（ＪＰ，Ａ) 米国特許4913140（ＵＳ，Ａ) 米国特許4529867（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 6/00 A61M 16/16

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 呼吸用加湿器の水室の中の液体の水面を
    制御するフロート弁装置であって、 液体供給導管に連結する入口と前記水室に連通するよう
    になっている出口とを有する弁本体と、 液体が前記出口に到達するには通過しなければならない
    前記弁本体に形成された第１の弁座と、 前記弁本体に形成され前記第１の弁座の下流側に位置
    し、液体が前記出口に到達するには通過しなければなら
    ない第２の弁座と、 前記水室の内部に配設されるようになっている第１のフ
    ロート及び第２のフロートと、前記第１のフロートによって作動され第１のフロートが
    前記水室の中の液体の第１の所定の水面に一致する位置
    をとったとき前記第１の弁座上で閉じる第１の弁部材
    と、 前記第２のフロートによって作動され第２のフロートが
    前記第１の所定の液体の水面よりも高い前記水室の中の
    液体の第２の所定の水面に一致する位置をとったとき前
    記第２の弁座上で閉じる第２の弁部材と、 前記第２の弁部材に連結され前記第２のフロートに応動
    して前記第２の弁部材の変位を制御する円筒状の作動部
    材と、 前記第１の弁部材に連結され前記第１のフロートに応動
    して前記第１の弁部材の変位を制御し、前記円筒状作動
    部材の内部に配設されている内側作動部材、 とを具備し、 前記円筒状作動部材と前記内側作動部材とが、独立して
    前記第１及び第２のフロートを各弁部材に連結し、前記
    第１及び第２の弁部材の間の自由の相対運動が可能とな
    るように作動する、 フロート弁装置。
  2. 【請求項２】 前記弁座が同軸である請求項１に記載の
    フロート弁装置。
  3. 【請求項３】 前記内側作動部材が前記円筒状作動部材
    の内部に同軸に配置されている請求項１に記載のフロー
    ト弁装置。
  4. 【請求項４】 前記第１及び第２の弁部材が共通の一体
    のエラストマー膜から形成され、該エラストマー膜の中
    央部分が第１の弁部材を形成し同心の外側部分が第２の
    弁部材を形成する請求項１又は２に記載のフロート弁装
    置。
  5. 【請求項５】 前記第１及び第２の弁部材が共通の一体
    のエラストマー膜から形成され、該エラストマー膜の中
    央部分が第１の弁部材を形成し同心の外側部分が第２の
    弁部材を形成し、前記エラストマー膜が前記内側円筒状
    作動部材の近接端部の周りに取付けられ、弁部材が前記
    膜の各部分を前記弁座とシール状に係合するよう押圧す
    ることによってそれぞれ閉じられる請求項２又は３に記
    載のフロート弁装置。
  6. 【請求項６】 加熱されるようになっており加湿される
    べきガスが通過する水室と該水室の中の水の水面を制御
    するフロート弁装置とを含む呼吸用加湿器であって、前
    記フロート弁装置が前記水室の壁に取付けられ水供給導
    管に連結する入口と前記水室に開口する出口とを有する
    弁本体と、 前記弁本体に形成され水が前記出口に到達するには通過
    しなければならない第１の弁座と、 前記弁本体に形成され水が前記出口に到達するには通過
    しなければならない、前記第１の弁座の下流側に配設さ
    れた第２の弁座と、 前記室の内部に配設された第１のフロート及び第２のフ
    ロートと、 前記第１のフロートにより作動され第１のフロートが前
    記水室の中の水の第１の所定の水面に一致する位置をと
    ったとき前記第１の弁座上で閉じる第１の弁部材と、 前記第２のフロートにより作動され第２のフロートが前
    記第１の所定の液体の水面より高い前記水室の中の水の
    第２の所定の水面に一致する位置をとったとき前記第２
    の弁座上で閉じる第２の弁部材と、 前記第２の弁部材に連結され前記第２のフロートに応動
    して前記第２の弁部材の変位を制御する円筒状作動部材
    と、 前記第１の弁部材に連結され前記第１のフロートに応動
    して前記第１の弁部材の変位を制御し、前記円筒状作動
    部材の内部に配設されている内側作動部材、 とを具備し、 前記円筒状作動部材と前記内側作動部材とが独立して前
    記第１及び第２のフロートを各弁部材に連結し、前記第
    １及び第２の弁部材の間の自由の相対運動が可能となる
    ように作動する、 呼吸用加湿器。
  7. 【請求項７】 前記弁座が同軸である請求項６に記載の
    呼吸用加湿器。
  8. 【請求項８】 前記内側作動部材が前記円筒状作動部材
    の内部に同軸に配置され前記第１及び第２の弁部材の間
    の相対運動が自由となるようにしている請求項６に記載
    の呼吸用加湿器。
  9. 【請求項９】 前記第１及び第２の弁部材が共通の一体
    のエラストマー膜から形成され、該エラストマー膜の中
    央部分が第１の弁部材を形成し同心の外側部分が第２の
    弁部材を形成する請求項６又は７に記載の呼吸用加湿
    器。
  10. 【請求項１０】 前記第１及び第２の弁部材が共通の一
    体のエラストマー膜から形成され、該エラストマー膜の
    中央部分が第１の弁部材を形成し同心の外側部分が第２
    の弁部材を形成し、前記エラストマー膜が前記内側円筒
    状作動部材の近接端部の周りに取付けられ、弁部材が、
    前記膜の各部分を前記弁座とシール状に係合するよう押
    圧する前記膜部材によってそれぞれ閉じられる請求項７
    又は８に記載の呼吸用加湿器。
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