JPH05137786A - 超音波ネブライザー - Google Patents

超音波ネブライザー

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JPH05137786A
JPH05137786A JP30613991A JP30613991A JPH05137786A JP H05137786 A JPH05137786 A JP H05137786A JP 30613991 A JP30613991 A JP 30613991A JP 30613991 A JP30613991 A JP 30613991A JP H05137786 A JPH05137786 A JP H05137786A
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JP
Japan
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air
duct
removal filter
pressure
pressure sensor
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Application number
JP30613991A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ueda
浩 上田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】細菌除去フィルタが目詰まりするようになった
とき、そのことを操作者に自動的に知らせて、交換を促
すようにする。 【構成】超音波振動子8のエネルギーによって治療用薬
液Lbを霧化させ、エアポンプ30により細菌除去フィ
ルタ26を介して取り込んだエアをキャリアとして霧化
薬液MLを患者に送気する。細菌除去フィルタ26とエ
アポンプ30との間を気密式のダクト28によって連通
接続し、ダクト28にその内圧を検出する圧力センサ3
4を設け、圧力センサ34による検出圧力が所定値以下
になったときに目詰まり警告器38を動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、治療用薬液を超音波振
動によって霧化し、その霧化薬液を気管支疾患の患者に
口または鼻より吸入させ、気管支疾患部を治療する超音
波ネブライザー(医療用吸入器)に関する。
【0002】
【従来の技術】患者は、超音波ネブライザーの霧化槽に
おいて霧化された薬液を吸入して気管支疾患部の治療に
供するが、吸入時のキャリアとなるエアは機器内部に搭
載したエア源によって供給するようにしている。このエ
アは、患者の気管支や肺胞に入るので、清浄なものでな
ければならない。
【0003】そこで、従来から、ネブライザーのエア吸
入口には、メッシュの非常に細かな細菌除去フィルタを
取り付け、供給すべきエアから、ほこり,ちりはもとよ
り細菌をも除去するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、同じ細菌除
去フィルタを長期間にわたって使い続けると、空気中の
ほこりやちりによって細菌除去フィルタが目詰まりを起
こす。すると、細菌除去フィルタを通過するエアの供給
量が減少し、霧化薬液を患者に対して送り出す能力が低
下する。
【0005】この供給薬液量の減少の理由を少し詳しく
説明する。キャリアとしてのエアの供給量が減少する
と、霧化槽から流出した霧化薬液が蛇腹ホースを通って
患者の口もとまで運ばれるのに要する時間が長くなり、
その間に霧滴どうしが衝突する機会が多くなる。霧滴ど
うしが衝突すると霧滴の直径が大きくなるが、その直径
の大きな霧滴は蛇腹ホースの内面に付着しやすくなる。
その結果、最終的に患者の口もとまで運ばれる霧化薬液
の量が減少するのである。
【0006】従来の超音波ネブライザーにおいては、そ
のエア源としてシロッコファンやセンターファンを用い
ているが、これらのエア源はエア送圧力が比較的に小さ
いものであるため、細菌除去フィルタの目詰まりが少し
進行すると、霧化薬液の送気能力が急激に低下する傾向
があった。より強力なエアポンプを用いる場合でも、目
詰まりの時期が後へ延びるだけであり、根本的な解決に
はならない。
【0007】また、細菌除去フィルタの目詰まりによっ
て、エア系統の隙間からエアを吸入する状態が起こる可
能性があり、そうなると、患者に供給されるエアは清浄
なものではなくなる。さらに続けてその細菌除去フィル
タを使用すると、そのフィルタやその他の部分で細菌が
繁殖するおそれがあり、患者にとっての安全性が問題と
なる。
【0008】したがって、細菌除去フィルタは適当な機
会に新しいものと交換する必要があるが、細菌除去フィ
ルタの目詰まりは目視では容易に見分けることができる
ものではないので、どの時機に交換すればよいかの判断
が非常にむずかしいという問題もあった。また、常々フ
ィルタ交換のことを気にしていなければならず、わずら
わしいことであった。
【0009】それにもかかわらず、現在市販されている
超音波ネブライザーにあっては、細菌除去フィルタの目
詰まりやエア系統の漏洩を検出する手段を有しているも
のは見当たらない。
【0010】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、目詰まりが進行している細菌除去フ
ィルタの交換時機を操作者に的確に知らせることができ
るようにすることを第1の目的とし、エア系統での漏洩
やエア源の駆動不良などの故障を操作者に知らせること
ができるようにすることを第2の目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の超音
波ネブライザーは、超音波振動により治療用薬液を霧化
させ、細菌除去フィルタを介してエア源が取り込んだエ
アをキャリアとして前記霧化薬液を患者に送気するよう
に構成された超音波ネブライザーであって、前記細菌除
去フィルタとエア源との間を連通接続する気密式のダク
トと、そのダクト内の圧力を検出する圧力センサと、こ
の圧力センサによる検出圧力が所定値以下になったとき
に動作する目詰まり警告器とを備えたことを特徴とする
ものである。
【0012】また、本発明に係る第2の超音波ネブライ
ザーは、超音波振動により治療用薬液を霧化させ、細菌
除去フィルタを介してエア源が取り込んだエアをキャリ
アとして前記霧化薬液を患者に送気するように構成され
た超音波ネブライザーであって、前記細菌除去フィルタ
とエア源との間を連通接続する気密式のダクトと、その
ダクト内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力セン
サによる検出圧力の上昇の時間的変化の割合が所定値以
上になったときに動作する故障警報器とを備えたことを
特徴とするものである。
【0013】
【作用】第1の超音波ネブライザーによれば、エア源を
駆動すると、細菌除去フィルタを介してエアを吸入し、
ダクト,エア源から霧化槽へとエアを供給するが、細菌
除去フィルタにおいて吸入抵抗が生じることとダクトが
気密式とされていることとにより、ダクト内の圧力は低
下し負圧となる。同じ細菌除去フィルタを長期間にわた
って使い続けると、空気中のほこりやちりが細菌除去フ
ィルタに付着して目詰まりが始まる。目詰まりの進行と
ともにダクト内の負圧の程度も進行し、圧力センサによ
って検出するダクト内圧も次第に低下する。細菌除去フ
ィルタの目詰まり状態が一定以上に進むと、圧力センサ
による検出圧力が所定値以下となり、目詰まり警告器が
動作する。この警告により、操作者に対して、細菌除去
フィルタの目詰まりが一定以上に進行したこと、したが
って、細菌除去フィルタを交換すべき時機が来たことを
的確に知らせる。
【0014】また、第2の超音波ネブライザーによれ
ば、エア系統の漏洩やエア源の駆動不良などの故障が生
じると、ダクト内の負圧が低減して圧力が次第に上昇す
る。圧力センサによる検出圧力の上昇の時間的変化の割
合が所定値以上になると(細菌除去フィルタの目詰まり
の進行程度とは無関係に)、故障警報器が動作する。こ
の警報により、エア系統の漏洩やエア源の駆動不良など
の故障が生じたことを操作者に知らせる。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係る超音波ネブライザーの一
実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0016】図1は実施例の超音波ネブライザーの要部
を示す断面図である。
【0017】上キャビネット2には、その上面から下方
に一体的に連出する状態で作用槽aを形成する下部ケー
シング4が設けられている。下部ケーシング4の底部
は、上キャビネット2の対向内壁間にわたって架設され
た支持台6によって支持されている。支持台6には励振
用の超音波振動子8が上方に露出し作用槽aに連通する
状態で埋め込まれている。下部ケーシング4の底面には
超音波振動子8に連通する開口部4aが形成されている
とともに、支持台6を上下に貫通するドレイン10が延
出されている。作用槽aの下部の適当な高さまで超音波
伝搬用の作用液Laが収容されている。この作用液La
は超音波振動子8を覆っている。なお、作用液Laとし
ては、一般的に純水または生理食塩水が用いられる。
【0018】下部ケーシング4の内部には樹脂製のダイ
アフラム12が着脱自在に装入されている。ダイアフラ
ム12は上部と下部とからなり、上部は下部ケーシング
4の上部の段差部に支持されている。ダイアフラム12
の下端部は下部ケーシング4の底部近くに位置し、作用
槽aの作用液La内に浸漬している。ダイアフラム12
には患者の気管支疾患部の状態に応じた所要量の治療用
薬液Lbを収容するようになっている。
【0019】ダイアフラム12の内側上部に対して上部
ケーシング14が着脱自在に内嵌支持されるように構成
されている。ダイアフラム12と上部ケーシング14と
で薬液Lbの霧化を行う霧化槽bが形成されている。
【0020】上部ケーシング14の上部には、エア導入
口16が嵌合されているとともに、筒状の吸気口18が
一体的に形成されている。この吸気口18には、図示し
ない蛇腹ホースが接続され、その蛇腹ホースの他端には
マウスピースまたはマスクが接続されるようになってい
る。
【0021】超音波振動子8が発する超音波エネルギー
によって治療用薬液Lbの中央部がLb1 のように盛り
上げられ、この盛り上がり部分Lb1 の表面において薬
液Lbが霧化され、霧化薬液MLとなって上部ケーシン
グ14内で拡散する。このとき、エア導入口16から導
入されてきたエアが盛り上がり部分Lb1 に対して直接
的に衝突すると霧化量に影響を与えることになる。これ
を防止するためと、吸気口18から大粒の霧化薬液が飛
び出すのを防止するために、上部ケーシング14の天板
部にエア導入口16と吸気口18を覆う遮蔽板20が取
り付けられている。22は反射板である。
【0022】上キャビネット2の側面に形成されたエア
吸入口24の内側にメッシュの非常に細かな細菌除去フ
ィルタ26を内蔵した円錐状のダクト28が設けられて
いる。細菌除去フィルタ26はダクト28の大径部に密
着内嵌され、エア吸入口24をその内側から覆ってい
る。ダクト28の大径部と上キャビネット2の内壁面と
は気密的に密着されている。ダクト28の他端は、エア
源としてのエアポンプ30の吸引口に気密的に嵌合され
ている。エアポンプ30の駆動によりダクト28の内部
は負圧となるが、ダクト28はその負圧に抗して変形し
ないように硬質樹脂または金属から丈夫な構造に作られ
ている。エアポンプ30の吐出口と上部ケーシング14
のエア導入口16とは、上キャビネット2を貫通する送
気パイプ32を介して気密的に連通接続されている。
【0023】本実施例においては、上記の構成に加え
て、ダクト28の内部の圧力を検出するための圧力セン
サ34が設けられているとともに、この圧力センサ34
がピックアップした圧力検出電圧をスレッショルド電圧
と比較して検出圧力が所定値以下かどうかを判定し、所
定値以下のときに警告信号を出力する制御回路36が設
けられ、その警告信号によって動作する目詰まり警告器
38が設けられている。
【0024】この目詰まり警告器38としては、発光ダ
イオード(LED)のような可視式のものでもよいし、
ブザーのような可聴式のものでもよい。あるいは、その
両方を設けてもよい。
【0025】図2は制御回路36の構成を示す回路であ
る。ZD1は一定電圧をつくるためのツェナーダイオー
ド、Amp1は電源を作るためのアンプ回路、34は半
導体素子を用いてホイートストンブリッジに構成した圧
力センサ、VR1はセンサ出力のレベル調整用の可変抵
抗器、Amp2は基準電圧生成用のアンプ回路、Amp
3はセンサ出力である圧力検出電圧のアンプ回路、VR
2はエアポンプ30の不動作時の圧力検出電圧とスレッ
ショルド電圧との差分を調整するための可変抵抗器、C
ompは比較回路、36aは警告信号の出力端子であ
る。
【0026】次に、上記のように構成された超音波ネブ
ライザーの動作を説明する。
【0027】操作者(医師または看護婦)は上部ケーシ
ング14を外して霧化槽b(ダイアフラム12)に患者
の治療にとって必要な量の治療用薬液Lbを注入し、再
び上部ケーシング14をセットする。患者はマウスピー
スまたはマスクを装着する。
【0028】次に、超音波振動子8を駆動するととも
に、エアポンプ30を駆動する。
【0029】作用槽aの底部に位置する励振用の超音波
振動子8の振動により発生される超音波エネルギー(太
線矢印参照)が作用液La内を伝搬し、ダイアフラム1
2を透過して霧化槽b内に収容されている治療用薬液L
bに伝搬される。薬液Lbは、その超音波エネルギーに
より中心部が図示のLb1 のように盛り上がり、この盛
り上がり部分Lb1 において薬液の霧化が行われる。霧
化槽b内で生じた霧化薬液MLは、室温に近い温度であ
ることから空気よりも重い。
【0030】エアポンプ30の駆動によりダクト28内
が負圧になるため、外部のエアが細菌除去フィルタ26
を介してダクト28内に吸引される。このとき、細菌除
去フィルタ26によってほこりやちりはもとより細菌も
除去される。ダクト28内の清浄なエアは、エアポンプ
30,送気パイプ32,エア導入口16から流入し遮蔽
板20に衝突して減速されるとともに、遮蔽板20に案
内されて遮蔽板20の周辺部から霧化槽b内に流入す
る。
【0031】空気より重い霧化薬液MLは、キャリアと
してのエアによって運ばれ、遮蔽板20によって流速を
制限された後、吸気口18から押し出され、図示しない
蛇腹ホースを介して患者の口もとに供給される。
【0032】患者は、蛇腹ホースを介してエアによって
運ばれて送気されてくる霧化薬液MLをマウスピースま
たはマスクを介して口または鼻より吸入する。その霧化
薬液MLは患者の気管支疾患部に到達し、治療が行われ
る。
【0033】一人の患者に対する所要量の霧化薬液ML
の投与が終了すると、エアポンプ30および超音波振動
子8の駆動を停止する。そして、院内感染防止のため、
上部ケーシング14およびダイアフラム12を取り外
し、これらも作用槽aも含めて全体を清掃・消毒した
後、別の患者用に使用する。
【0034】槽を作用槽aと霧化槽bとの2つに分けた
理由の一つは、上記のように感染防止の清掃・消毒のた
め上部ケーシング14とダイアフラム12とを取り外せ
るようにするためである。
【0035】もう一つの理由は、霧化槽b内に注入する
薬液Lbの量が患者ごとに異なり、その所要量すべてを
霧化して患者に吸入させるので、最後には薬液Lbが無
くなるからである。もし、2つの槽に分けておらず作用
液Laが無いのであれば、薬液Lbが無くなると超音波
振動子8が空気に露出することになって、それに対する
負荷が無負荷となるために、超音波振動子8が過剰に駆
動されて機械的に劣化する。しかし、実際には、薬液L
bが無くなっても作用液Laが超音波振動子8を覆って
いるので無負荷状態は生じず、超音波振動子4の劣化も
抑制されるのである。
【0036】作用液Laは、上記のように超音波振動子
8に対して常に一定以上の負荷をかけることで超音波振
動子8を機械的劣化から保護する機能のほか、超音波振
動子8がその内部で起こす自己発熱を冷却によって抑
え、熱的劣化をも防止するという機能を併せもつ。
【0037】超音波ネブライザーを長期にわたって使用
しているうちに、細菌除去フィルタ26の外面側に付着
するほこりやちりの量が次第に増加し、細菌除去フィル
タ26が目詰まりを生じる。ダクト28は気密的に設け
られているので、エアポンプ30を駆動すると、細菌除
去フィルタ26が新品であっても、ダクト28内は負圧
となる。細菌除去フィルタ26の目詰まりの進行に伴っ
て、ダクト28内の負圧の程度も進行する。ダクト28
内の圧力変化を圧力センサ34によって監視している。
【0038】図3に圧力変化の様子を示す。横軸は時間
であり、縦軸は電圧である。なお、圧力は電圧と比例的
関係にある。
【0039】エアポンプ30が動作していない状態で
は、ダクト28内は大気圧であるので、圧力センサ34
の出力信号レベルはゼロレベルである。
【0040】エアポンプ30を起動させると、エアポン
プ30による単位時間当たりの吸入量はメッシュの非常
に細かな細菌除去フィルタ26を単位時間当たりに通過
するエア量よりも大きいため、ダクト28内は負圧とな
り急激に低下する。その後、ダクト28の圧力は徐々に
上昇して、ある圧力レベル(負圧)で平衡状態になる
(起動よりt分の間)。このとき、圧力センサ34の出
力信号レベルも圧力レベルに相当する電圧(マイナス電
位)で平衡状態となる。
【0041】そして、その後、エアポンプ30が継続し
て動作すると、ほぼこの平衡状態の出力信号レベルで推
移する。起動時および平衡状態での出力信号レベルはス
レッショルド電圧よりも高いため、比較回路Compの
出力は“H”レベルとなり、目詰まり警告器38のグラ
ンド側をプルアップするので、目詰まり警告器38は不
動作状態である。
【0042】長期の使用においては、エアポンプ30の
起動,停止を繰り返すことになり、その間、細菌除去フ
ィルタ26の目詰まり状態も進行するので、エアポンプ
30の起動時の急激な負圧低下の程度も大きくなり、場
合によっては、起動時に瞬時的に出力信号レベルがスレ
ッショルド電圧を下回る可能性がある。そこで、起動時
から所定の時間(t分間)は圧力センサ34による圧力
検出を禁止するようにすることが好ましい。
【0043】長期にわたって使用すると、細菌除去フィ
ルタ26の目詰まりが徐々に進行し、細菌除去フィルタ
26を単位時間当たりに通過するエア量も次第に減少
し、圧力センサ34の出力信号レベルも次第に低下して
いく。しかし、目詰まりの程度が低く、出力信号レベル
の低下の程度も少なくスレッショルド電圧よりも高い状
態を保っている限りは、出力端子36aは“H”レベル
を保つため、目詰まり警告器38は不動作状態である。
【0044】目詰まりがさらに進行して、圧力センサ3
4の出力信号レベルがスレッショルド電圧を下回るよう
になると、比較回路Compの出力が反転して“L”レ
ベルとなるため目詰まり警告器38がアクティブとな
り、操作者に対して、細菌除去フィルタ26の目詰まり
が限界に達しこれ以上の使用が不可能であること、した
がって、細菌除去フィルタ26を新品と交換すべきこと
を知らせる。
【0045】なお、目詰まり警告器38としては、可視
のLEDなどでもよいし、可聴のブザーなどでもよい。
スレッショルド電圧は、実験によって求める。
【0046】操作者としては細菌除去フィルタ26の交
換時機を常々気にする必要はなく、目詰まり警告器38
が動作したときに細菌除去フィルタ26を交換しさえす
ればよい。細菌除去フィルタ26を新しいものと交換す
ることにより、エアの供給量を正常に戻し、霧化薬液M
Lの送気能力を正常に維持することができるのである。
【0047】第2実施例 この実施例は、ダクト28の部分でのエア系統の漏洩や
エアポンプ30の駆動不良などの故障を自動的に検出し
て操作者に警報を与えるようにしたものであり、制御回
路36に代えてA/Dコンバータ内蔵のマイクロコンピ
ュータを用い、目詰まり警告器38に加えて故障警報器
(図示せず)を用いるものである。
【0048】ダクト28の部分でのエア系統の漏洩が生
じたり、エアポンプ30が故障したりすると、図3の点
線で示すように圧力センサ34の出力信号レベルがマイ
ナスの平衡状態からゼロレベル側に向けて上昇すること
になる。その圧力上昇の時間的変化の割合が所定値以上
になると、細菌除去フィルタ26の目詰まりの進行程度
とは無関係に、故障警報器を動作させる。
【0049】このときのマイクロコンピュータの制御動
作を図4のフローチャートに従って説明する。
【0050】ステップS1でエアポンプ30が起動する
のを待ってステップS2に進み、t分をカウントする。
t分が経過すると、ステップS3に進んで圧力センサ3
4の出力信号レベルを読み込み、ステップS4で出力信
号レベルがスレッショルド電圧よりも高いかどうかを判
断する。この判断が否定的で出力信号レベルがスレッシ
ョルド電圧を下回っているときは、ステップS5に進ん
で第1実施例と同様に目詰まり警告器38を動作させ
る。
【0051】出力信号レベルがスレッショルド電圧より
も高いときは、ステップS6に進んで、一定時間t1
をカウントし、ステップS7で圧力センサ34の出力信
号レベルを読み込む。そして、ステップS8で、今回の
出力信号レベルが前回の出力信号レベルよりも低くなっ
ているかどうかを判断する。低いときは、ステップS9
に進んで、スレッショルド電圧よりも高いかどうかを判
断する。
【0052】ステップS9において、出力信号レベルが
スレッショルド電圧よりも低いときはステップS5に進
んで目詰まり警告器38を動作させるが、高いときはス
テップS6に戻り、以下同様の動作を繰り返す。
【0053】ステップS8において今回の出力信号レベ
ルが前回の出力信号レベルよりも高くなっているとき
は、ステップS10に進んで故障警報器を動作させる。
操作者は、故障警報器の動作によって、エア系統での漏
洩またはエアポンプ30の動作不良等の故障が発生した
ことを知って直ちに適当な対策を講ずることができ、超
音波ネブライザーを常に正常な状態で使えるようにす
る。
【0054】
【発明の効果】第1の超音波ネブライザーによれば、細
菌除去フィルタの目詰まり状態が一定以上に進むと、圧
力センサによる検出圧力が所定値以下となり、目詰まり
警告器が自動的に動作するように構成したので、操作者
は、従来のように常々細菌除去フィルタの交換の時機を
気にする必要はなく、目詰まり警告器が動作したときに
交換しさえすればよく、気が楽になるという点で使い勝
手が向上する。そして、目詰まりの生じた細菌除去フィ
ルタを新しいものと交換することにより、エアの供給量
を確保し、霧化薬液を患者に送り出す能力を維持するこ
とが容易に実現できる。
【0055】また、第2の超音波ネブライザーによれ
ば、エア系統の漏洩やエア源の駆動不良などの故障が生
じた場合に、ダクト内の負圧が低減して圧力が次第に上
昇し、圧力センサによる検出圧力の上昇の時間的変化の
割合が所定値以上になると、自動的に故障警報器が動作
するように構成したので、故障部分の修理や細菌が繁殖
しているおそれのある細菌除去フィルタの交換により患
者に対する安全性を確保して、超音波ネブライザーを常
に正常な状態で使えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る超音波ネブライザー
を示す断面図である。
【図2】第1実施例におけるセンサ制御回路の構成を示
す回路図である。
【図3】実施例における圧力センサの出力信号レベルの
変化の特性図である。
【図4】第2実施例に係る超音波ネブライザーの動作説
明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
a 作用槽 b 霧化槽 La 作用液 Lb 治療用薬液 ML 霧化薬液 8 超音波振動子 26 細菌除去フィルタ 28 ダクト 30 エアポンプ(エア源) 34 圧力センサ 36 制御回路 38 目詰まり警告器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波振動により治療用薬液を霧化さ
    せ、細菌除去フィルタを介してエア源が取り込んだエア
    をキャリアとして前記霧化薬液を患者に送気するように
    構成された超音波ネブライザーであって、 前記細菌除去フィルタとエア源との間を連通接続する気
    密式のダクトと、そのダクト内の圧力を検出する圧力セ
    ンサと、この圧力センサによる検出圧力が所定値以下に
    なったときに動作する目詰まり警告器とを備えたことを
    特徴とする超音波ネブライザー。
  2. 【請求項2】 超音波振動により治療用薬液を霧化さ
    せ、細菌除去フィルタを介してエア源が取り込んだエア
    をキャリアとして前記霧化薬液を患者に送気するように
    構成された超音波ネブライザーであって、 前記細菌除去フィルタとエア源との間を連通接続する気
    密式のダクトと、そのダクト内の圧力を検出する圧力セ
    ンサと、この圧力センサによる検出圧力の上昇の時間的
    変化の割合が所定値以上になったときに動作する故障警
    報器とを備えたことを特徴とする超音波ネブライザー。
JP30613991A 1991-11-21 1991-11-21 超音波ネブライザー Pending JPH05137786A (ja)

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JP30613991A JPH05137786A (ja) 1991-11-21 1991-11-21 超音波ネブライザー

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