JPH0213592B2

JPH0213592B2 -

Info

Publication number: JPH0213592B2
Application number: JP60123369A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nudeshima; Yasushi Ooshima
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1985-06-06
Filing date: 1985-06-06
Publication date: 1990-04-04
Also published as: DK263186D0; JPS61280871A; EP0205072A3; DK263186A; EP0205072B2; DE3680955D1; EP0205072B1; EP0205072A2; CA1259869A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景技術分野本発明は、麻酔器、人工呼吸器等を患者に使用
する際、吸気ガスの温度、湿度を好適な状態にす
るための呼吸用加温加湿器に関するものである。先行技術呼吸用加温加湿器に要求される性能は、 (1) 吸気に対し十分な熱と湿気を安定して供給す
ること。 (2) 圧力損失が小さくかつ均一であること。 (3) 死腔容量が小さいこと。 (4) 少型、軽量であること。などがある。呼吸用加温加湿器の代表例をあげれば、実公昭
52−3911号、特開昭53−126796号および特開昭55
−73268号に開示されており、それ以外にも多く
のものが知られている。従来、呼吸用加温加湿器は、一定幅のテープ状
のコルゲート紙（薄い紙等を波形状に形成し、平
坦な薄紙と重ね合せたもの）をスパイラル状に巻
いて円筒体を形成し、該円筒体を円筒状ハウジン
グ内に収納したものが知られている。しかし、この呼吸用加温加湿器は小型、軽量で
はあるが、コルゲート紙の巻き初め即ち円筒体の
中心付近が密または粗となり易く、流体通過面全
域にわたる均一な流体流路の形成が困難である。そのため、圧力損失にばらつきを生じ、加温、
加湿機能の低下をもたらし、十分な熱と湿気の安
定供給が困難となるという欠点があつた。発明の目的本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消
し、麻酔または人工呼吸を行う際、吸気に対し、
十分な熱と湿気を安定して供給し、死腔容量が小
さく、流体通過断面の圧力損失が一定かつ小さい
呼吸用加温加湿器を提供することにある。発明の開示このような目的は、以下の本発明によつて達成
される。即ち本発明は、ハウジングに気管内チユーブ又
は気管切開チユーブ接続用開口端と呼吸用ガス導
入チユーブ接続用開口端とを有する呼吸用加温加
湿器において、前記ハウジング内に、高さ0.5〜
3.0mm、ピツチ0.5〜5.0mmの波形を有する、厚さ
0.01〜0.30mmの薄紙からなる波形状紙片と、平坦
な紙片とを交互に平行に積層してなる湿熱蓄積体
を、前記波形状紙片と前記平坦な紙片との間の空
隙部を経て通気が行われるよう配設したことを特
徴とする呼吸用加温加湿器である。また本発明は、ハウジングに気管内チユーブ又
は気管切開チユーブ接続用開口端と呼吸用ガス導
入チユーブ接続用開口端とを有する呼吸用加温加
湿器において、前記ハウジング内に、高さ0.5〜
3.0mm、ピツチ0.5〜5.0mmの波形を有する、厚さ
0.01〜0.30mmの薄紙からなる波形状紙片と、平坦
な紙片とを交互に平行に積層してなる湿熱蓄積体
を、前記波形状紙片と前記平坦な紙片との間の空
隙部を経て通気が行われるよう配設しかつ、前記
湿熱蓄積体の少なくとも波形紙片に、吸湿性物質
を含有させたことを特徴とする呼吸用加温加湿器
である。前記波形状紙片や平坦な紙片が含有する吸湿性
物質は、グリセリン、ポリビニルピロリドン、ポ
リアクリル酸、ポリアクリル酸塩類、ポリビニル
アルコール、グリコール類、塩化カルシウムおよ
び塩化リチウムよりなる群から選択された少なく
とも一種の化合物であることが好ましい。そして吸湿性物質の含有量は５〜50w／ｗ％で
あるのがよい。発明の具体的構成以下本発明の呼吸用加温加湿器を添付図面に示
す好適実施例について詳細に説明する。第４図に示すように、呼吸用加温加湿器１は、
患者１１の気管１２に挿入された気管内チユーブ
１３の基端に装着されたコネクタ１４と、麻酔
器、人工呼吸器等に接続されている蛇管１５との
間に介挿して使用される。第１図は呼吸用加温加湿器１の縦断面図、第２
図は呼吸用加温加湿器１の横断面図である。呼吸用加温加湿器１は、断面がほぼ方形のハウ
ジング２内に、高さ0.5〜3.0mm、ピツチ0.5〜5.0
mmの波形を有する、厚さ0.01〜0.30mmの薄紙から
なる波形状紙片５１と平坦な紙片５０からなるコ
ルゲート紙片（第３図参照）を、第２図に示すよ
うに平行に積層してなる湿熱蓄積体６を収納した
構成となつている。よつて、ハウジング内では、
第２図に示すように、波形状紙片と平坦な紙片と
が交互に平行に積層されている。ハウジング２は、気管内チユーブ１３または気
管切開チユーブの接続用開口３と、呼吸用ガス導
入チユーブ（蛇管１５）の接続用開口４を有す
る。開口３より流入した呼気ガスは湿熱蓄積体６を
通過し、開口４より流出してゆく。逆に開口４よ
り流入した吸気ガスは湿熱蓄積体６を通過し開口
３より流入する。このとき、湿熱蓄積体６を通過
する呼気は熱及び湿気を湿熱蓄積体６に付与し、
吸気は湿熱蓄積体６より熱及び湿気を授受して、
自然呼吸に近い状態が作り出される。本発明で用いる湿熱蓄積体６は、第２図および
第３図に示すように、波形状紙片５１と平坦な紙
片５０を重ね合せたもの（以下これをコルゲート
紙片５という）を平行に積層した構造のものであ
る。波の山または谷間には空隙部５２が形成され
る。なお波の頂点と平坦な紙片５０とを結合すれば
コルゲート紙片５の変形を防止することができ好
ましい。ハウジング２内へのコルゲート紙片５の積層配
設は、第３図に示すように空隙部５２の通路がハ
ウジングの軸方向即ち呼吸気流れ方向（同図中の
矢印で示す）に一致するように行うのがよい。ま
た、圧力損失を増加させない程度であれば空隙部
５２の通路が傾斜していてもよい。また、空隙部
５２の通路は、一端から他端まで連通していれば
必ずしも直線状である必要はなく、例えば湾曲状
や波状になつていてもよい。このようなコルゲート紙片５を平行に積層する
ことによつて、湿熱蓄積体６はハニカム構造とな
つて、熱及び湿気の交換が効果的に行われ、かつ
流体通過面全域にわたり圧力損失が均一となる。即ち従来の湿熱蓄積体はテープ状のコルゲート
紙をスパイラル状に巻いた構造のものであつたた
め、その中心部が密または粗となつて、圧力損失
が均一とならなかつたが、本発明における湿熱蓄
積体６はコルゲート紙片５を積層してあるため、
その波形状が規則正しく配列されており、各空隙
部５２の容積が等しいため、流体通過面全域にわ
たり圧力損失が均一となるのである。なお、ハウジング２内では、全ての流体が湿熱
蓄積体６を通過するようにコルゲート紙片５を隙
間なく積層し、配設することが好ましい。本発明においては波形状紙片５１の諸寸法は、
厚さ0.01〜0.30mmの薄紙を波の高さ0.5〜3.0mm、
ピツチ0.5〜5.0mmの波形状に形成したものであ
る。波形状紙片５１をこのような形状とすること
により、良好な加温、加湿性能を得ることができ
る。このような数値範囲とする理由を以下に説明す
る。薄紙の厚さが0.30mm未満であると、加温加湿性
能の低下となり、また0.10mmを越えると、圧力損
失の上昇と加温加湿性能の低下となるからであ
る。波の高さが0.5mm未満であると、圧力損失の上
昇となり、また3.0mmを越えると、加温加湿性能
の低下となるからである。波のピツチが0.5mm未満であると圧力損失の上
昇となり、また5.0mmを越えると、加温加湿性能
の低下となるからである。コルゲート紙片５の構成材料としては、植物繊
維、ビスコースレーヨン、セルロース、アセテー
トが好ましく、またポリアミド系、ポリエステル
系、ポリウレタン系、ポリアクリルニトリル系、
ポリビニルアルコール系などの合成繊維も可能で
あり、その他コルゲート状の加工ができるもので
あれば何でもよい。このようなコルゲート紙片５は、それ自体でも
十分な吸熱性及び吸湿性を有するが、より一層吸
湿性を高めるために、本発明の第２の態様におい
てはコルゲート紙片５に吸湿性物質を含有させ
る。吸湿性物質は、コルゲート紙片５を構成する
波形状紙片に少なくとも含有させることが好まし
く、さらに平坦な紙片にも含有させることがより
好ましい。本明細書でいう吸湿性物質とは次のような性能
を併せ有するものをいう。すなわち、吸湿性物質
とは、水またはアルコール類と任意の割合で混合
可能な常温で不揮発性の流体、および水またはア
ルコール類に可溶な固体で、その吸湿性能は標準
状態（温度20℃、湿度65％）で５％以上の含水率
を有し、一旦吸湿した水分を容易に放出しうる能
力を有する毒性の低い物質である。吸湿性物質の具体例としては、グリセリン、ポ
リビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアク
リル酸塩類、ポリビニルアルコール、グリコール
類、塩化カルシウム、塩化リチウム等を挙げるこ
とができ、好ましくは、グリセリンを用いるのが
よい。本発明においては、これらを単独でまたは
複合して用いることができる。このような吸湿性物質をコルゲート紙片５に含
有させる方法としては、コルゲート紙片５に含浸
させるか、あるいはコルゲート紙片５の表面にコ
ーテイングすることにより行うのがよく、吸湿性
物質の含有量は、５〜50w／ｗ％とするのが好ま
しい。含有量が5w／ｗ％未満であると加湿性能の向
上がほとんどなく、また50w／ｗ％を越えると圧
力損失が大きくなり、加温加湿器として不適当と
なるからである。なお、吸湿性物質の含有量が上記範囲であつて
も、湿熱蓄積体６の全域にわたつて均一に含有さ
せる必要があることはいうまでもない。発明の具体的作用本発明の呼吸用加温加湿器１は、患者に麻酔ま
たは人工呼吸を行うに際し、患者１１の気管に挿
入された気管内チユーブ１３または気管切開チユ
ーブと、麻酔器、人工呼吸器等に接続されている
蛇管１５との間に介挿して使用され、自然呼吸に
近い状態をつくり出す作用をする。呼吸用加温加湿器１のハウジング２に設けられ
た開口３に気管内チユーブ１３または気管切開チ
ユーブをコネクタ１４を介して接続し、開口４に
蛇管１５を接続する。この状態で患者に呼吸を行わせると、加温加湿
器１には交互に呼気、吸気が通過する。呼気の時には、呼気ガスが開口３よりハウジン
グ２内に流入しコルゲート紙片５の空隙部５２お
よびコルゲート紙片５の積層間間隙を通過する。
このとき呼気ガス中に含まれる熱がコルゲート紙
片５に伝熱し、呼気ガス自身は冷却され、過飽和
となつた水分は凝縮し、水滴となつてコルゲート
紙片５に付着し、結局熱と水分がコルゲート紙片
５に蓄積される。ここでコルゲート紙片５が好適量の吸湿性物質
を含有する場合は、該吸湿性物質により多くの水
分が蓄積されるので、高い吸湿機能を発揮する。吸気の時は、吸気ガスが開口４よりハウジング
内に流入しコルゲート紙片５の空隙部５２および
コルゲート紙片５の積層間間隙を通過する。この
ときコルゲート紙片５に蓄積された熱及び水分は
吸気ガス中に放出され、吸気はより自然呼吸に近
い状態に加温加湿される。このような呼気ガス及び吸気ガスが湿熱蓄積体
６を通過するに際しては、コルゲート紙片５が規
則正しく平行に積層されているため、圧力損失が
流体通過面全域にわたつて均一となる。発明の具体的効果本発明の呼吸用加温加湿器によれば以下のごと
き効果を発揮する。 (1) ハウジング内のほぼ全域に平行に規則正しく
積層されたコルゲート紙片を呼気及び吸気が通
過するので一定容積中の湿熱交換を行う表面積
が広く、加温加湿性能が高いため、より自然呼
吸に近い状態を安定的に維持することができ
る。特に、本発明においてはコルゲート紙片を構
成する波形状紙片が厚さ0.01〜0.30mmの薄紙
で、波の高さ0.5〜3.0mm、ピツチ0.5〜5.0mmで
あるので上記効果が顕著となる。 (2) 湿熱蓄積体が規則正しいハニカム形状となつ
ているため、圧力損失が少なくかつ流体通過面
全域にわたつて圧力が均一となる。 (3) コルゲート紙片に吸湿性物質を含有させるこ
とにより、より高い加温加湿性能を発揮する。特に吸湿性物質が使用前から一定の湿分を保
持しているため、使用の際、その保持している
湿分の放出により早期に加湿が可能となる。 (4) 吸湿性物質として、グリセリン、ポリビニル
ピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸
塩類、ポリビニルアルコール、グリコール類、
塩化カルシウムおよび塩化リチウムを用い、そ
の含有量を５〜5w／ｗ％とすることにより、
湿熱蓄積体の効率が非常に高く、蓄積体容量を
小さくすることができるとともに、安定した加
温加湿性能を有する均一な製品が得られる。 (5) 呼吸用加温加湿器はハウジング内にコルゲー
ト紙片を積層配設しただけの簡単な構造である
ため、ほとんど保守の必要がなく、また維持費
も不要であり、製造が容易で安価に供給でき、
その結果、治療コストを低減できる。 (6) 死腔容量が非常に小さいので、CO₂の蓄積が
少なく、またガスの圧縮も小さく、正確な換気
量が得られる。発明の実施例実施例１以下の条件の呼吸用加温加湿器に気管内チユー
ブ及び蛇管を接続した。 (1) ハウジング容量：９ml 内側寸法：流体通過面 25mm×25mm (2) コルゲート紙片材質：セルロース厚さ：0.15mm 波高さ：１mm 波形状のピツチ：３mm 全表面積：300cm² 配設方法：ハウジング内に平行に積層配設方向：中空部通路を呼吸気流れ方向と一致 (3) 吸湿性物質含有せず。実施例２吸湿性物質としてグリセリンを用い、これを積
層されたコルゲート紙片に均一に、含有量20w／
ｗ％にて含有させた以外は実施例１と同様とし
た。比較例１円筒状ハウジングの内径を25mmとし該ハウジン
グ内にコルゲート紙片をスパイラル状に巻回し配
設した以外は実施例１と同様とした。実施例１、２および比較例１について人工呼吸
を行い、吸気に付加される熱および水分の量およ
び圧力損失を測定した。なお、呼気は温度32℃、相対湿度100％を送り、
吸気は温度20℃、相対湿度25〜40％で人工呼吸を
行い、呼気が加温加湿器を通過後の温度と絶対湿
度を測定した。１回換気量は約500mlで10回／分呼吸を行いそ
の平均値をとつた。その結果を以下の表１に示
す。

【表】上記結果からわかるように、実施例特に実施例
２の場合、自然呼吸における気管上部の状態にほ
ぼ近く、生体への負荷が著しく軽減されたことが
確認され、本発明の効果が明らかであることがわ
かつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の呼吸用加温加湿器の縦断面図
である。第２図は本発明の呼吸用加温加湿器の横
断面図である。第３図はコルゲート紙片の部分拡
大斜視図である。第４図は呼吸用加温加湿器の実
際の使用状態を示す線図である。符号の説明、１……呼吸用加温加湿器、２……
ハウジング、３，４……開口、５……コルゲート
紙片、５０……平坦な紙片、５１……波形状紙
片、５２……空隙部、６……湿熱蓄積体、１１…
…患者、１２……気管、１３……気管内チユー
ブ、１４……コネクタ、１５……蛇管。

Claims

【特許請求の範囲】１ハウジングに気管内チユーブ又は気管切開チ
ユーブ接続用開口端と呼吸用ガス導入チユーブ接
続用開口端とを有する呼吸用加温加湿器におい
て、前記ハウジング内に、高さ0.5〜3.0mm、ピツ
チ0.5〜5.0mmの波形を有する、厚さ0.01〜0.30mm
の薄紙からなる波形状紙片と、平坦な紙片とを交
互に平行に積層してなる湿熱蓄積体を、前記波形
状紙片と前記平坦な紙片との間の空隙部を経て通
気が行われるよう配設したことを特徴とする呼吸
用加温加湿器。２ハウジングに気管内チユーブ又は気管切開チ
ユーブ接続用開口端と呼吸用ガス導入チユーブ接
続用開口端とを有する呼吸用加温加湿器におい
て、前記ハウジング内に、高さ0.5〜3.0mm、ピツ
チ0.5〜5.0mmの波形を有する、厚さ0.01〜0.30mm
の薄紙からなる波形状紙片と、平坦な紙片とを交
互に平行に積層してなる湿熱蓄積体を、前記波形
状紙片と前記平坦な紙片との間の空隙部を経て通
気が行われるよう配設しかつ、前記湿熱蓄積体の
少なくとも波形紙片に、吸湿性物質を含有させた
ことを特徴とする呼吸用加温加湿器。３前記吸湿性物質は、グリセリン、ポリビニル
ピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩
類、ポリビニルアルコール、グリコール類、塩化
カルシウムおよび塩化リチウムよりなる群から選
択された少なくとも一種の化合物である特許請求
の範囲第２項に記載の呼吸用加温加湿器。４前記湿熱蓄積体は、波形状紙片及び平坦な紙
片のいずれもが、吸湿性物質を含有しているもの
である特許請求の範囲第２項または第３項に記載
の呼吸用加温加湿器。５前記吸湿性物質の含有量が５〜50w／ｗ％で
ある特許請求の範囲第２項ないし第４項のいずれ
かに記載の呼吸用加温加湿器。