JP3650647B2 - 気体加湿器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、特定の構造を有した呼吸用気体加湿器に関する。さらに詳細には、気体の流量が大きく変化しても加湿の程度が適度に行われ、かつ、その加湿の程度を変更することが出来る改造された加湿器を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から呼吸器疾患患者（以下、単に患者ともいう）に酸素ガス（酸素富化ガスを含む、以下同じ）を吸入させる酸素療法が行われておりこれに使用する酸素ガスは、酸素ボンベ，液体酸素を気化して使用する装置等があるが、最近では空気中の酸素を圧力変動吸着法（以下、ＰＳＡ法ともいう）によって濃縮して得られた酸素ガスが使用されるようになってきた。
【０００３】
これ等の酸素ガスは水分をほとんど含まない大変乾燥した状態であるので患者が吸入する際に患者の鼻腔内の乾燥を防止するために、通常は加湿器により加湿して吸入する必要がある。一般にこの加湿器は容器に水を入れ、この水の中に酸素ガスを導入し、気泡を水中にくぐらせることにより加湿するものであった。このときの酸素ガスの量が多くなると、気泡が大きくなり、そのため水との接触面積が流量により変わり、加湿度が流量により変わるという問題もあった。またこの方式の加湿器では気泡が水面で破裂する音が騒音となり、特に周囲が静かになる夜間にはこの騒音が患者やその家族を悩ませる。
【０００４】
このため、この騒音を小さくするように抑えるために、ボックス等を設け遮音をはかる対策等がとられている。
また、前記のような従来の加湿器においては、加湿される酸素ガスが約９５〜１００％の相対湿度に加湿されコントロールできないために、それを患者の鼻腔等に供給するためのチューブが、温度の低い空間を通って導出される場合には、該酸素ガスが冷やされるので結露し、水滴が発生し易く、また水面での気泡の破裂により水の飛沫が該酸素ガスと共に移動し、鼻カニューラ側に持ち込まれることにより患者の鼻に水滴が入り込むことがあった。
【０００５】
従来の加湿器の水を入れる受容器は、雑菌やカビあるいは藻類等が繁殖し易く、これらが気泡の破裂による水滴と共に移動し患者の呼吸器系に入り、これが原因となって感染症に罹る事もあったし、これを防ぐために、少なくとも一週間に一度程度は該受容器を清掃する必要があった。このために該受容器の取外し，取付作業があり、体力が比較的弱い患者にとっては重労働であり、また、十分に該受容器の蓋がしまらないために酸素ガスが漏れると言う事故が生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点を解決することを目的としたものである。即ち、本発明は、雑菌やカビあるいは藻類等が吸入用の酸素ガスに混入を起こすことがなく、気泡の破裂による騒音の発生がなく、しかも使用する酸素ガスの流量に関係なく加湿でき、またその加湿の程度を調節出来るようにした気体加湿器を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく鋭意研究を進めた結果、パーフルオロ系イオン交換膜材等を使用し、実質的に水分のみが透過する水分透過膜を用いることが有効であることが判り、本発明に到達したものである。この水分透過膜を中空糸状に加工し、膜モジュール容器に入れ前記の中空糸の繊維束の中空側通路の入口側と出口側を各々共通にまとめて、該水容器外に導出する入口端，出口端とし、中空糸外側は該膜モジュール容器壁の上下部に孔を設けて外部に連通する膜モジュールを構成する。
該入口端，出口端には導管を接続し、膜モジュールを水の入った水容器１内に入口側を下にして該モジュールの一部である外部との連通孔の１つを水没させ、水が該膜モジュールに浸入するよう設置し、該中空糸の中の通路に被加湿ガスを通過させることにより、気泡が破裂することによる騒音を全く生ずることもなく、また、該酸素ガスの流量に関係なくほぼ相対湿度９５〜１００％の加湿を安定して与えるように構成するものである。
【０００８】
また、被加湿ガスである乾燥した酸素ガスを導入する該中空糸の酸素ガスの入口側と、加湿された酸素ガスの出口である該中空糸の酸素ガスの出口側の各々に接続された導管手段の延長部にバイパス手段として絞り弁１１を設けて、前記の加湿された酸素ガスと加湿されない乾燥したままの酸素ガスとを、前記の絞り弁１１によりその量を加減しながら混合することにより、所望の湿度に加湿された酸素ガスが得られるように構成するものである。
【０００９】
前記の水を入れる水容器１には、加湿に使用するに従って水が消耗するのでこの水の補給手段として補給口８を付設して必要に応じてこの水を補給できるように構成するものである。
さらに、水容器１の内側には藻類や雑菌に繁殖を抑える効果も期待できる銀イオン処理をしたものであることが好ましい。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図を参照して説明するが、むろんこれは本発明を説明するためのもので、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
図１は、本発明の好適な実施例である気体加湿器の断面図である。
同図では中空糸透過膜４は、１本のチューブとして図示したが、実際の構成は、パーフロオロ系イオン交換膜で構成した外径０．３ｍｍ、内径０．１５ｍｍ、長さ約２５ｃｍの中空糸約３５００本を１束としたものを使用した。また、該中空糸透過膜４の材質は、パーフロオロ系イオン交換膜に限定する必要はなく、
【００１１】
実質的に水分のみがよく透過する水分透過膜であればよく、この水分透過膜を中空糸状に加工し、該繊維束を膜モジュール容器２に収容し、中空糸側通路の入口側と出口側を各々まとめて、該水容器外に導出する入口側１４，出口側１５とし中空糸透過膜４の外側は該膜モジュール容器２に連通孔５及び６を設けて膜モジュールとする。該膜モジュールを水３の入った水容器１に入口側１４に導管１３を接続して入口側を下にして該膜モジュールの一部である外部との連通孔５が水没し水容器の水が該膜モジュールの中の中空糸外壁まで浸入する構成とする。この場合出口側１５の下流に水だめ空間１２を設けた。これは水容器１の水面１６の上部に位置し、その容積は水没する導管１３と中空糸透過膜４の中側通路の容積より大きいもので、被加湿ガスが長期間止まった場合、水透過膜より中空糸の中側に水が浸入し、貯留することがあり、これがガスの送入開始とともに出口側より押し出され、下流に流出し、下流側の機器又は患者に悪影響を与えるのを防ぐため、該容積より大きい容積を有する水だめ空間とする。本実施例ではこの水だめ空間１２を膜モジュール容器２の上部を含めた構造で膜モジュールとしたが、これは膜モジュールと分離したものとしてもよい。また膜モジュールを入口側１４を下にして上から上に被加湿ガスを流したが上から下に入口側を上にして流しても加湿できる。この場合は水だめは分離形がよい。このような構造にして中空糸の中の通路に加湿するための乾燥した酸素ガスを通すと、水分のみが該中空糸の隔壁を通して該酸素ガスに水分を与えることになるので、該酸素ガスを高い値の相対湿度（例えば約９５〜１００％）に加湿することが出来る。
【００１２】
高い値に加湿すると少し温度が下がると加湿ガスを送るホース内に水滴がたまる。これがホースを塞ぎ、または下流側に接続される機器や患者の方に流れて悪影響を与える。在宅酸素療法で在宅で使用する場合、夏冬の冷暖房を行う季節は室内の位置による温度むらが生じ、５℃ぐらいな温度差が生ずることは多い。このため結露を防ぐためには加湿度をコントロールする必要がある。いま２０℃で７０％の相対湿度を持つ加湿ガスは約６℃の温度低下があれば結露するので、５℃の温度低下があるとすれば相対湿度を７０％程度を目標に加湿してやる必要がある。これは図１の被加湿ガスの入口側１４と加湿された出口側１５の各々に接続された導管１３，１７の延長部に絞り弁１１を有するバイパス手段を設けて加湿された酸素ガスと加湿されない酸素ガスを該バイパス手段の絞り弁１１により、バイパスした酸素ガス量を加減しながら混合することにより、出口端９より出る酸素ガスを所望の湿度に調節することが出来る。
【００１３】
中空糸透過膜４に乾燥した酸素ガスを通して加湿すると、膜モジュール容器２内の水３が消費されて減量してくると水容器１内の水が連通孔５より入ってくる。水容器の水が少なくなれば補給口８と導管７により外部より水を補給する。水容器１は透明な樹脂で構成され、水の量が外部から見れるようになっており、適正な注水量が確認出来るように水容器１の壁に目印として水面位置の上限と下限のレベルを示すラインを書き込んであり、これを目標にして水を補給する。また膜モジュールは使用する水が水道水の場合は長期間使用していると雑菌の繁殖もある。二次側には雑菌のもれは無いが外観的に見苦しいので、このようなときは膜モジュールを水容器から外して交換することが出来る。
【００１４】
このように構成した気体加湿器は次のような作用効果を奏する。
実質的に水分のみがよく透過する中空糸透過膜４の内側通路に乾燥した酸素ガスを通過させると該中空糸透過膜の外側に充填してある水の水分が中空糸の隔膜を透過して該酸素ガスを加湿するので気泡の破裂する音が発生しない。雑菌がたとえ繁殖しても水分のみ透過するので二次側に出ることはない。被加湿ガスは中空糸の膜壁でさえぎられているので水のある水容器の方へもれる心配がない。このため従来の加湿器のように水補充の後、ガス漏れのないよう注意しながら、力の乏しい患者が力いっぱいフタをする必要がない。従って酸素漏れの心配もないし加湿度を調節できるので結露を防止することが出来る。
【００１５】
【発明の効果】
本発明を実施することにより次のような優れた効果が期待できる。
▲１▼ＰＳＡ法による呼吸用気体供給装置で得られる酸素ガス等の乾燥した酸素ガスを加湿する場合に、従来の気泡式の加湿器のように気泡が水面で破裂する音がしないので、患者やその家族にとって福音となる。
▲２▼加湿の度合いを相対湿度約６０％乃至約１００％の範囲でほぼ所望の湿度（好ましくは約９５〜１００％）に調整することが出来る。
▲３▼被加湿ガスの漏れが生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好適な実施例である気体加湿器の断面図である。
【符号の説明】
１ 水容器
２ 膜モジュール容器
３ 水
４ 中空糸透過膜
５，６ 連通孔
７，１３，１７ 導管
８ 補給口
９ 出口端
１１ 絞り弁
１２ 水だめ空間
１４ 入口側
１５ 出口側
１６ 水面

Claims (1)

1. 膜モジュールと水容器とで構成する気体加湿器であって、該膜モジュールは膜モジュール容器内に実質的に水分のみを透過することが可能な水分透過膜を中空糸状に加工したもので構成し、該水容器の上部には該中空糸の内部通路の入口側と、同出口側を各々該水容器の外部に導出する入口端と出口端とを付設し、該中空糸の外側通路となる該膜モジュール容器の上、下それぞれの位置に連通孔を設けた構成とし、該入口端及び該出口端にはそれぞれ前記の入口端と入口側、及び出口端と出口側を連通する導管を接続し、該膜モジュール容器を、水を入れることが可能な該水容器の内部に前記の入口端を下にして前記の連通孔の一つが水没可能な位置に付設し、該水容器内に水を充填すれば、この水が該膜モジュールの中空糸の外側壁面に浸潤するように配設し、該中空糸の内側通路に被加湿ガスを通過させうる構成とし、被加湿ガス入口端と加湿されたガスの出る出口端の各々に接続された導管手段の延長部に絞り弁(11)を有するバイパス手段を設けて加湿されたガスと加湿されないガスを該バイパス手段の絞り弁(11)により被加湿ガスの量を加減して混合することが可能なように構成したことを特徴とする。

Images