JPS62500702A - 加湿器システム - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 加湿器システム 本発明は、医ｆ！（例えば重態治療）患者に対し、１００％或いはそれに近い相 対湿度及び所定温度における空気の供給を提供する為の、コンパクトにして経済 的且つ効率の良い加湿器システムに関する。加湿器システムは、医療設備の集中 治療ユニットに於て一般的に見出される如き人工呼吸器（即ち換気ｉ置）と接続 し得る様になっている型式のものである。

従来技術 医療設備の集中治療ユニットに収容された医療患者は、一般に人工呼吸器（部ち 換気装置）源から呼吸用の空気の供給を受ける。しかし乍ら、患者の呼吸気管に 送給されるべきそうした空気の相対湿度及び温度を調節する小が医療的に好まし い。詳しくは、実質的に１００％の相対湿度及び３５℃の温度によって特徴付け られる空気を患者に送給する事の出来る装置が望ましい・っまり、水蒸気の高飽 和した呼吸用空気が、繊細な細胞の傷付く恐れを減少するべく患者の呼吸気管に 位置づけられた粘膜の乾燥を最小限とし、そしてそれによって、粘液量の不足に よって生ずる患者の呼吸用気管における障害の可能性を低減するのである。加う るに、患者に送給される呼吸用空気を体温若しくはそれに近い温度（例えば３５ ℃〜３７℃）に加熱するのが有益である。何となれば体温での蒸気飽和空気は室 温（例えば２０℃〜２４℃）における蒸気飽和空気よりもつと多い水蒸気を含有 するからである。

従って、患者へ送られる供給空気を加熱し且つ加湿する為、換気装置と接続され る種々の加湿器装置が入手可能である。しかし乍ら、そうした装置は代表的に以 下の如き欠点の一つ若しくはそれ以上によって特徴付けられる。例えば、ゲット 加１ＭＨとして知られる成る種の従来装τｔは、水蒸気を発生する目的の為に加 熱するべき水の（例えば′５００乃至６００ｃｃにも至る）大型貯水槽を必要と する。そうした大型貯蔵槽によって発生せしめられた大量の処置により、ビット 加湿器は一般的に扱いにくく且つエネルギー効率が低く、シかも始動後に貯水槽 が蒸気を発生するに適当な湿度に加熱されるまでに比較的長い期間を要する。

更には、成るポット加湿器に於ては、その特徴として、大量の水が蒸気を生成し 、蒸発熱が加湿空気を患者に供給する送給管路における熱損失の補償に使用する 目的の為に過熱される。しかし、それによって管路内に形成される凝縮液を定期 的に排出しなければならず、そうした加湿器システムはどうしても重く且つ応答 性が遅くなりがちである。そして更に、このシステムは患者に送給される加湿空 気内の過剰な温度変動を僻ける為、患者がら物理的に離す必要が有る。これら欠 点を克服する為に管路を加熱する手段を組込んだ加湿器システムは、代表的に高 価及び或いは所望されざる程に伽雑である。

吸上げ加湿器として知られる他の従来型加湿器は、貯水槽のサイズを減小する目 的の為に吸収性の灯心を利用している。しかし乍ら、モして又当業者には周知の 如くそうした灯心の寿命は短く、従って頻繁に交換する必要が有る。成る場合に 於て、灯心は灯心が迅速に作動温度に到達する様熱源と接触して位置づけられて 成る吸取紙から形成される。しかし、その様な吸取紙は多くは再使用出来ず、し かも維持費及び吸上げ加湿器を再コンディショニングする為の時１ｆ［の何れも が相応的に増大する。

その他の従来の加湿器システムは、患者に送給するべき空気の温度も正確にフン トロールする能力に欠けている。そうした装置は、加湿器出口及び空気送達シス テム（例えば管路）の患者側端部双方における空気の温度を正確に検出する為の 手段を含まない。従って、加ｇｉ器と患者との間の空気流の変化によって頻繁に 生じる温度変化はしばしば見落される。

従来からの加湿器システムの例として以下の米国特許の一つ或いはそれ以上をか 照し得る。

米国特許第３，２８２．２６６号１９６６．１１月１日米国特許第へ４５４，４ ７１＠１９６９．６月２５日米国特許第４６３８．９２６号１９７２．２月１日 米国特許第へ６５９．６０４号１９７２．５月２日米国特許第４．２４８．２１ ７号１９８１．２月３日米国特許第４．２８４．８７８号１９８１．８月１８日 米国科許第４．５０５．５８８号１９８１．１２月１５日米国特許第４．３６９ ．７７７号１９Ｂ５．１月２５日米国特許第４，４５０，９９４号１９８４．２ 月１４日特定例として、米国特許第４４３４．４７１号には換気装置と共に使用 する為の加湿器が記載される０加湿器は熱交換器及びヒータを備える貯水槽を具 備する。加湿されるべき空気は熱交換器内に送通され、そこで加熱される。次い で加熱された空気は貯水槽内の水の上方を通過する。斯くして、空気は水蒸気で 飽和されそして第２の熱交換器を通され、そこで幾らかの水分をして水滴として 凝縮せしめるべく冷却され、そしてそれによって、空気が加湿器を出る温度にお ける１００％の相対湿度が保証される。患者＠端部での空気の温度はヒータ出力 をコントロールするサーミスタによって検出される。

米国特許第４６３８゜９２６号には、一枚の吸水紙と熱的に接触した状態にある 渦巻状に巻回された抵抗加熱プレートから成る加湿及び加熱用装置が記載される 。呼吸器からの空気はプレートによって形成される螺旋状通路、貯水槽における 水面、そして所望の温度の実質的に飽和した蒸気を生成する為の蓋に沿って移動 する。

米国特許第４．２４８．２１７号及び米国特許第４．５０５，５８８号は一般に 、吸気ガスの加熱を吐気ガスのｒ！４ｇとしてコントロールする為の装置に係る ものである。ガスを検出及びコントロールする為に、吸気及び吐気流路の各々に サーミスタが使用される。

簡単な且つ一般的な用語で言えば、フンバクトで、比較的低コスト且つ６１ｉな 従来からの加湿器システムを特徴付ける欠点を旧遊する加湿器システムが開示さ れる。

本加湿器システムは、医療設備の集中治原ユニットにおけるが如く、患者に１０ ０％に近い相対湿度及び所定温度の空気を送達する為に人工呼吸器（例えば換気 装置）と接続される様になっている。本システムは加′ｆ＆ｉ器チャンバと、そ の内部を伸延するヒータアセンブリとを具備する。加湿器チャンバは、比較的少 量の供給水がそこで加熱され且つヒータアセンブリによって沸騰される貯水槽を 有する。ヒータアセンブリは、供給水を迅速に沸騰させそして蒸気を生成する為 に貯水槽を貫いて伸延し且つ供給水と接触する。蒸気貯蔵チャンバが加湿器チャ ンバの中央に配設され、貯水槽からの蒸気流を受取る為に貯水槽と、そして換気 装置からの流入空気を受取る為に入口ケートと連通し、似って蒸気飽和空気流が 蒸気貯蔵チャンバに供給される。連続した熱交換表面が、中央に配設された蒸気 貯蔵チャンバから周Ｈに配設された空気出口ボートへと加湿器チャンバを貫いて 外向きに螺旋状をなす。従って、蒸気飽和空気は、熱交換表面を横断するにつれ て凝縮し、実質的に１００％の相対湿度の加熱空気が加湿器チャンバの空気出口 ＆−）に提供される。

管路が、流出する加湿空気を患者に送達する為に空気出口ボートと患者との間を 伸延する。管路は、管路内での凝縮を旧遊し且つ患者に送達される流出空気の温 度変動を最少化する為に流出空気を加熱する為の、加熱用エレメントを具備する 。

加ｉＷ　ｆ！　システムは、ヒータアセンブリ及び管路の加熱用エレメントを作 動する為の一対のドライバを有する、マイクロプロセッサをベースとするコント ルール回路をも具備する。第１及び第２の温度センサは、加湿器チャンバの出口 ケート及び管路の患者側端部の夫々に於て流出する加湿空気の温度に応答する。

検出された温度は、ヒータアセンブリ及び管路の加熱用エレメントの作動をコン トロールする為の一対のドライバによって提供される使用率（デユーティサイク ル）及び出力電力を制御する目的の為に、閉ループ、２重サーボコントローラを 介して相互に、そして所定温度と比較される。従って、ヒータアセンブリ及び管 路の加熱用エレメントによって提供される熱は、流出する加湿空気が所定温度で 且つ最少の温度変動の下で患者に送達される様、ｉ１１節可能である。

コントロール回路は、ハウジングのコントロール盤に位置づけられた複数の表示 ランプをも具備し、それによって加湿器システムの動作を監視し且つ可視的に表 示する事が出来る。

第１図は、本発明の加湿器システムの一部を構成するハウジング及び加湿器チャ ンバを例示する斜視図である。

第２図は、第１図の加湿器チャンバの一部を構成するベース部の正面図である。

第３図は、第１図の加湿器チャンバの残余の一部を構成する蓋部分の断面図であ る。

第４図は、第１図の加湿器チャンバの蓋部分の底面図である。

第５図は、第１図の加湿器チャンバのベース部内部に配設された主ヒータアセン ブリの斜視図である。

第６図は、第５図を線６−６に沿って切断した主ヒータアセンブリの断面図であ り、そこに収納された電気部品の相互配列が例示される。

第７図は、第５図を線７−７に沿って切断した、主ヒータアセンブリの端面図で ある。

第８図は、本発明の加湿器システムの一部をも構成するコントソール回路を表す ブロックダイヤグラムである。

第９図は、加ｆＭ器から患者へと供給される加湿空気の温度をコントロールする 為の、本発明の閉ループサーボコントロール式システムの概略図である。

好ましい実施例の説明 図面を参照するに、第１図は本発明の加湿器システムの為のハウジングを例示し ている。ハウジング１は、そこに成形されて加湿器チャンバ８を取外し自在に収 容する様になっている凹部４及び凹所６を備える。加湿器チャンバ８に関しては 、以下に於て第２図から第４図を参照するに際しより詳細に記載される。然し乍 ら、略記すればチャンバ４は円筒状の億い部３ｏと、全体に傾斜したベース部分 ３１とより成立つ。覆い部５０は、ハウジング１の凹部４の上方且つ凹所６の内 部に位置づけられる。ベース部分３１（第１図には一部分だけが示される）は、 凹部４内部から覆い部３０との釈放自在結合部へと伸延する。

同心円状に整列された空気入口ボート３２が、円筒状の櫃い部３０から上方へと 且つそれと同延長方向で突出している。組立て状態に於て、入口ボート３２は空 気ホース（図示せず）を介して流入する空気を受け得る様、人工肺その他換気装 置源と接続される。覆い部３ｏから突出し且つ同一延長方向で、周囲に配設され て成る空気出口ボート３４も又形成される。出口〆一ト３４は、連結部材５８に 於て可撓性の加熱管３６と接続した状態で示される。加熱管３６は、好ましくは シリコーンから作成され且つ再使用し得るよう、殺菌（例えば加圧減菌器等で） 出来る様になっている。加熱器３６は、代表的に４から６フイートの間の長さを 有し、そしてカフ４０に於て終端する。流出する加湿空気が出口ボー）３４から 患者へとカフを通して供給される（点線で示す）随意に追加しうるヒータエレメ ント４２が前方へ、そしてＵ字形に折曲って反対方向へと加熱管３６を貫いて伸 延する。

エレメント４２によって提供される熱は、加熱管３６の通路に沿っての凝縮の生 成を有効に防止する。ヒータエレメント４２は、出口ボート３４とカフ４０との 間を搬送される加湿空気の温度降下をも補償する。つまり、ヒータエレメント４ ２は加熱管３６に沿って大気に散逸する熱に等しい熱を発生し、それによって温 度変動を低減すると共に、加湿器チャンバ８から患者へと送達される加湿空気流 を実質的に均一温度（例えば３５℃）に維持する。ヒータエレメント４２が加熱 管５６内部に使用される場合は、ハウジング１における電流源と連結部３Ｂにお けるヒータエレメント４２との間に従来通りの電線４４が接続される。電線４４ はヒータエレメント４２を作動する為の電流を送給し、それによって加熱管３６ を通して患者へと流出する加湿空気を加熱する。

本発明に従えば、加湿空気の温度は、それが加湿器チャンバ８を出る時及び患者 へと送達される時の空気温度を（加熱管３６の患者側端部に於て）検出する事に よって一定ｍｓ＜例えば３５℃）にコントロールされ且つ維持される。従って、 加温器チャンバ８から流出する加湿空気の温度を検出する為に、出口温度プロー ブ（例えばサーミスタ）１０が出口ボー）３４と関連付けられる。

そして更に、加熱管３６から患者へと送達される加湿空気の近接温度を検出する 為に、近接温度プキープ（例えばサーミスタ）１２がカフ４０と関連付けられる 。詳しくは、カフ４０は代表的に、Ｙ字形を為す患者の（一部だけを示す）Ｙ字 形器具に結合される。患者のＹ字形器具１４の一方の脚は、患者の呼吸器システ ムに空気を送り且つ（図示の如く）温度プローブ１２と接触している。

連結部１４の他方の脚（図示せず）は、患者の呼吸サイクルの吐気期間中に排出 ガスを搬送する為に使用される。

出ロブ田−ブ１０及び近接プ四−プ１２の各々は、患者に特定の一定温度（例え ば５５℃）の加湿空気が供給される様、今後説明する如く空気温度をコントロー ルする様になってい′る加湿器システムコントロール回路に温度に関する情報を 供給する為、従来通りの配線１６を介してコントロールハウジング１と接続され る。

遠隔の水源とベース部３１の加湿器チャンバ８の注水口２１との間に送給管２０ が連結される。水源（図示せず）は、例えば重力作用によって水が送給管２０に 送られる如くコント７−ルハウジング１に対して位置決め或いは吊下げられた、 使い捨て自在の袋若しくはびんである。送給管２０は、制置された（例えば約２ 　ＣＣの）水を送給管２０及び注水口２１を通してベース部３１内部の加湿器チ ャンバ水槽（第２図に鮫も良く示される）へとコントロール下で送達可能ならし める為に定期的に開成される、ソレノイド作動式常閉ピンチ弁２２と接続される ０ コントロール盤２３は、適当な臨床担当者による容易な操作及び監視を行いやす いようにハウジング１に於て位置決めされる。フントロール盤３１は、４つの感 圧作動タッチバフ）”２４　（ＳＥＴ　ＴＥＭＰ表示）、２５−１．２５−２及 び２９　（ＲＥＳＥＴ／ＲＥＣＡＬＬ表示）を有するキーボードを具備する。タ ッチパッドは、患者に送達される加温空気の所定温度の調整を許容する。コント ロール盤２３は、患者に送達される加湿空気の所定温度が或いは実際の温度を選 択的に表示可能なデジタル温度表示器２６　（ＰＲＯＸ　ＴＥＭＰ表示）をも具 備する。コントロール盤２３には、４つの発光ダイオード表示ランプ２８−１　 （ＰＯＶＥＲ表示）、２８−２　（ＷＡＴＥＲ表示）、２８−　ｓ　（ＨＩ　Ｔ ＥＭＰ表示）及Ｕ２Ｂ−４（ＩＮＯＰ表示）も又備えられる。表示ランプは、可 視的表示を提供し及び或いは種々の加湿器システム作動状部に関する警告を′提 供する。コントロール９２！ｒ及びその前述の部品の特定の性能及び作動は、以 下に於て第８図の参照時に記載されよう。

加湿器ハウジング１は、この後すぐに説明されるハウジング１におけるフントロ ール回路への交流を源からの電力供給を手動的にコントルールする為の主オンオ フスイッチ２も又具備する。更に、ハウジング１には、その性質も又この後すぐ に説明される何らかの好ましからざるシステム運転状況が生じた際に、音智警告 信号を提供する為の警報器３も又備えられる。

以下に第２図〜４図を参照して加湿器チャンバ８を説明する。第１図を参照しつ つ先に記載した如く、加ｔｈｉ器チャンバ８は全体的に円筒状の覆い部（第３図 及び４図に最も良く示される）と、全体的に傾斜したベース部３１とより成立つ 。空気入口ボート３２及び空気出口ボート３４が、覆い部３ｏの頂部から上方へ と突出する〇先きに述べた如く、空気入口ボート３２は流入空気をそこから受け る様、換気装置と接続する様になっている０同じく先に述べた様に空気出口＆− ）３４は、患者に加湿空気を送達する為に（第１図の）加熱管３６と接続する様 になっている。ベース部３１は、その頂端部の周囲に伸延する環状フランジ４６ 或いはカバーを具備する。

環状フランジ４６は覆い部３０よりも僅かに大きな直径を有する。従って、澁い 部３０の底部はベース部５１の環状フランジ４６の内側に於て取外し自在に収容 され且つ維持されるに適している。濱い部３０のベース部３１の内側を封止する 為に、フランジ４６と覆い部５０の底部との間に封圧用Ｏ−リング４Ｂを配設し 得る。

ベース部３１は、その底部に形成された中空の円筒状の貯水槽５０を具備する。

少皿の（例えば２　ＣＣの）水がその供給源から貯水［５０へと提供されうるよ う（第１図２０の）送水管と接続される注水口２１が、貯水槽５０から上方へと 突出する。貯水槽５０と環状のカバーフランジ４６との中間には、中空の、円筒 状の復水貯水槽５２が位置づけられる。復水貯水槽５２の直径は、好ましくは貯 水槽５０のそれよりも大きい。貯水槽５０及び５２はこの後すぐ明らかにされる 目的の為、互いに連通ずる。

主ヒータアセンブリ５４が、貯水槽５０及び５２を貫いてベース部６１の底部か ら外方へ伸延する（詳細は第５図〜７図の参照時の説明に於て記載される）。然 し乍ら、ここで略述しておくと、ヒータアセンブリ５４はハウジング部６４とコ ネクタ部分６６とから成立つ。ハウジング部６４及びコネクタ部分６６は、加湿 器チャンバ（第５図に最も良く示される）のベース部３１にヒータアセンブリ５ ４を固定する目的の為に、クランプ５９に取巻かれ且つ結合されて成る保持用リ ング６８によって相互に連結される。注水口２１を介して貯水槽に送られた水は 、ヒータアセンブリ５４によってそこで加熱され且つ沸騰される。そうした沸騰 水によって発生した蒸気は、貯水槽５０から覆い部３０内に位置づけられた、詳 細を以下に説明する。加湿器チャンバ熱交換通路へと移動する。

第３図及び４図を同時に参照するに、加湿器チャンバ熱交換通路爪先に説明した 空気入口ボート３２と空気出口＆−）３４との間で涜部分３０を貫いて伸延して 示される。詳しくは、そして本発明に従えば、加湿器チャンバ部分３０は中央に 位置づけられ且つ円筒状の蒸気貯蔵チャンバ５０における患者に対して速い側の 端から空気出口ボート５４における近い側の端へと外囲きにらせん状をなす連続 熱交換接触表面５６を包含する。熱交換螺旋５６は好ましくは、〆リスルホンか ら形成され（置い部５０と同様）、本実施例に於ては約２０インチの連続接触表 面を提供する。蒸気貯蔵チャンバ５８は、放射状に内側に突出する１１１ｍのフ ィンガ６０を具備する。フィンガ６０は、それら同志間にチャンバ５８を長手力 量（に貫いて伸延する間隙６２を形成する様に終端する。蒸気貯蔵チャンバ５８ は、換気装置によって供給される流入空気が蒸気貯蔵チャンバ５Ｂ及びフィンガ ６０の間に形成された間隙６２へと送られる様、空気入口ボー）３２と同一延長 方向に形成され且つ同心的に整合される。覆い部５０の螺旋状の接触表面５６の 最も外側の、即ち、（中央に配設された蒸気貯蔵チャンバ５８に対するものとし ての）近い方の端は空気出口ボート５４と連通し、それによって加湿空気は出口 ｇ−）３４及び（第１図５６の）加熱管を介して所定温度（例えば３５℃）に於 て患者に供給可能である。

先きに示した如く、温度プローブ１０及び１２は、加熱管３６を通して患者に送 達される加湿空気の温度をハウジング１のコントロール盤に於て設定した如き所 定の空気温度を達成する目的の下に加熱管３６を通して患者に送達される加湿空 気の温度を検出しつつコントロール出来る様、出口ボート５４及び（第１図の） 患者側Ｙ字型器具１４の夫々に接続される。患者に所定温度の空気を提供する為 の加湿空気温度の検出及びコントロールの方法は、第９図の顧照時に説明される 。

第２図に５４で示される主ヒータアセンブリのｉ９細を第５図から７図をか照し つつここに説明する。先きに示した如く、そして第５図に最も良く示される様に 、ヒータアセンブリ５４はヒータハウジング部分６４及びコネクタ部分６６より 成立つ。ヒータハウジング部分６４は好ましくは、適切な含浸Ｖｃ置でもって陽 極酸化したアルミニウムから形成される。コネクタ部分６６は好ましくはプラス チックから形成される。ハウジング部分６４及びコネクタ部分６６は、ヒータア センブリ５４を取巻き且つコネクタ部分６６に超音波溶接されて成る、プラスチ ック製保持リング６８によって一緒に挟まれる様になっている。保持リング６８ は、クランプ６９に取巻かれ且つ同−延長方ＩＣＩＪに形成された円筒状のボス ７０及び７１の夫々に於てクランプに連結される。錠止作用も為すピボットピン ７２が、保持リング６８及びクランプ６９の整合孔を貫いて挿入され、それら同 志間の離底を防止する。先きに第２図の参照時に説明した様に、クランプ６９は 主ヒータアセンブリ５４を加湿器チャンバ８のベース部分５１内部に固定する機 能を為す。ヒータアセンブリ５４が加湿器チャンバ８に装入された時一層確実な 水蜜連結を為し、そして加湿器チャンバ８の貯水槽からの漏水を防止する為、ハ ウジング部分６４とコネクタ部分６６との間に於て０−リング７３がヒータアセ ンブリ５４を取巻く。

第６図に最も良く例示される様に、主ヒータアセンブリ５４は間隔を置いて配列 された加熱用エレメント７４、水補充サーミスタ７６、マイクロヒユーズ７８、 そして接地端子８０を含む。加熱用エレメント７４は好ましくは、Ｗａｔｌｏｗ 　社の製造するが如き従来形式の２００ワツト抵抗加熱ヒータである。主ヒータ アセンブリ５４を加湿器チャンバ８（第２図劇照）に組立て関係で位置決めした 状態に於て、加熱用エレメント７４は加湿器チャンバベース部３１の貯水槽５０ に収納される比較的少量の供給水源を迅速に沸騰するに十分な熱を発生する様適 合される。水補充サーミスタ７６は、貯水槽５０での供給用水量の減少に対応し ての（例えば１１０℃以上の）温度上昇を検出する様になっている。水補充サー ミスタ７６はそれによって、供給水源から貯水槽５０に追加の水を補充するべく 指示を提供する。マイクロヒユーズ７８は、ヒータアセンブリが（例えば１５０ ℃以上に）過熱されると破断し、それによって貯水槽５０の渉騰水に対する熱の 供給を遮断する様になっている、感温式の化学的ヒユーズを具備する。その様な マイクロヒユーズの例は、Ｍｉｃｒｏ　Ｄ＠ｖｉｅ＠ａ社の製造するモデル番号 ４３００である。

明らかな如く、マイクロヒユーズ７８は、ここに説明される加湿器システムの使 用期間中の所望されざる運転状況によって加熱用エレメント７４が万一過熱した 場合、加湿器チャンバが損傷するのを防止する為、主ヒータアセンブリ内に含ま れる。接地端子８０は、主ヒータアセンブリ５４のヒータハウジング部分６４の アルミケースと電気的に接続される。

アセンブリ５４に電力を供給する、５つから成る複叙の電気的コネクタビン８１ 〜Ｂ５（第７図に最も良く示される）が、加熱用エレメント７４、補充サーミス タ７６、マイクロヒユーズ７日、そして接地端子８０との電気的接続の為に主ヒ ータアセンブリ５４のコネクタ部分を貫いて伸延する。詳しくは、ヒータアセン ブリ加熱用エレメント７４及びマイクリヒユーズ７８は、エレメント７４の過熱 に応答してのマイクロヒユーズ７Ｂの化学的ヒユーズの破断によって開いた回路 が、加熱用エレメント７４への電流送給を終結しそして加熱作用を断続する様、 最初の一対の；ネクタビン８１及び８５の間部分に電気的に直列に接続される。

水補充サーミスタ７６は、第２の一対のコネクタビン８２及び８４の間部分に電 気的に接続される。接地端子８０は、先きに示した様に、５番目のビン８５とヒ ータハウジング部分６４のケースとの間に電気的に接続される◇ 以下に第２図から７図を同時に参照しつつ、所定温度（例えば３５℃）に於て患 者に加湿空気を供給する為の加湿器チャンバを通しての空気流の作動及びサイク ルを説明する。加湿器システムの始動期間中の初期に於ては、加湿器チャンバの ベース部３１の貯水Ｎｌ５Ｏには水は無い。ヒータアセンブリ５４の温度が１１ ０℃以上に上昇する様、主ヒータアセンブリ５４の加熱用エレメント５４によっ て電流が導出される。この上昇した温度は、離れ六位随にある供給水源からの水 を貯水Ｎ５０に充満するべき指示を与える為に主ヒータアセンブリ５４の水補充 サーミスタ７６によって検出される。従つｔ、ハウジング１における（第１図２ ２の）ソレノイド作動ピンチ弁は、供給源から貯水槽５０への成る量（例えば２ ｃｃ）の水の提供を許容するに十分な時間開成される。

ベース部３１の貯水槽５０における比較的少量の水は、引続き主ヒータアセンブ リ５４によって沸騰され、それによって生じた蒸気は覆い部３０の蒸気貯蔵チャ ンバ５８へと搬送される。患者の呼吸サイクルの吐気と称される部分に於て、蒸 気流は加湿器チャンバ覆い部３０の蒸気貯蔵チャンバ５８に蓄積される。貯蔵チ ャンバ５８における蒸気は、水の′＃膜をチャンバ５８の表面の周囲に形成せし める様、（所定設定ポイント以上に）過熱され且つ過湿される。余剰の水は、蒸 気貯蔵部５８からベース部３１の（第２図の）復水貯水槽５２へと重力によって 排水され、そこで再沸認及び再気化される。

患者の呼吸サイクルの呼気（即ち、換気裏型によって覆い部３０の空気人口ｇ− トｓ２に流入空気が供給される時）と称される部分に於て、空気は蒸気貯蔵チャ ンバ５８の間Ｉａ６２を通してボンピングされ、そこで余剰の蒸気を取入れる。

次いで、蒸気飽和した空気は覆い部３０の螺旋状の熱交換表面５６の速方癲へと 送達される。

斯くて、蒸気飽和空気が連続状の且つ比較的冷たい熱交換表面５６の螺旋状通路 を横断する際、水は１００％の相対湿度を保証する様蒸気飽和空気から水滴とし て生じ（凝縮）よう。そうし＞’ｃ水は、重力によって覆い部３０の熱交換表面 からベース部３１の復水貯水ｔ４５２へと排流され、そこで再加熱される。螺旋 状の接触表面５６の周囲における流出する加湿空気の温度は、接触表面５６の近 接、即ち患者側福部での温度が、空気出口ボート３４と連通ずる場所での加湿器 チャンバ８の表面温度とほぼ等しくなる迄低下する。つまり、初期に於て、隔濃 度及び＾温によって特徴づけられた蒸気は熱交換表面を介して蒸気貯蔵チャンバ ５Ｂから空気出口ボート３４へと移動する。そうした移動及び熱交換表面５６と の接触中に、蒸気の濃度及び温度は低下する。従って、患者への送給の為に出口 ボート３４から加熱管３６へと送通される流出空気の相対湿度及び温度は、好ま しい（１００％の）相対湿度及び温度（３５℃）を実現する為の螺旋状接触表面 ５６によって確立される通路の長さに基いて正確にコントロール可能である。

患者の呼吸サイクルの吸気の完了部分に於て、蒸気は蒸気貯蔵チャンバ５８から 排出され、その結果チャンバ５８が乾燥するようになる。それでも、熱交換覆い 部３ｏ内部には患者の肺全体を完全に湿らすに十分な蒸気が通常は残留する。吸 気の完了後に壇い部３０に残留する蒸気が不十分な場合には、患者の呼吸は相対 的に低い温度及び湿度によって特徴付けられる。しかし乍ら、流出空気は患者の 次の呼吸期間中に、以下に第１図及び８図を同時に参照し乍ら詳細を説明する態 様及び加湿器システムコントロール回路によって、所望の温度（５５℃）及び相 対湿６（１ｏ　ｏ％）を達成する様調整可能である。

第８図の、マイクロプロセッサをベースとするコントロール回路は好ましくは、 加湿器システムハウジング１の内部に位置づけられたプリント回路基板上に形成 されるＯ 先きに示した様に、コントロール回路は臨床担当員が簡単に接近し且つ検査し得 る様、ハウジング１に位置決めされた（第１図２３の）コン）Ｄ−／ｌ／盤を具 備する０コントロール盤は、タッチパッド２４．２５−１．２５−２及び２９； デジタル表示器２６；及び蛍光ダイオード（ＬＥＤ）表示ランプ２Ｂ−１，２Ｂ −２，２８−３及ＩＪ２８−４を含む。加湿器システムのソフトウェアは、患者 のＹ字形器具１４から患者へと送達される近接空気温度（即ち、加湿空気温度） を自動的に３５℃に予備設定する。使用者は、近接温度を前述の予備設定温度か ら変更したい時には、ＳＥＴ　ＴＥＭＰタッチバッド２４を押すと同時にタッチ パッド２５−１（予備設定近接温度を上げる時）或いはタッチパッド２５−２（ 予備設定近接温度を下げる時）を押す。新規の、手動セットされた近接温度はデ ジタル表示器２６によって表示される。ＳＥＴＴＥＭＰタッチバッド２４を離す と、表示器２６には近接温度プローブ（即ち、サーミスタ）１２によって検出し た患者のＹ字形器具１４での実際の近接温度が表示される。

加湿器システムへの電力供給を可能とする為にハウジング１の主スィッチ２が閉 じられた時は常に、コントリール盤２３の（緑色の）ＰＯＷＥＲ表示ランプ２８ −１が点灯する。加湿器チャンバ８の貯水槽が不十分な或いは余分な水を受取っ た時は、コントロール盤２３の（黄色の）ＷＡＴＥＲ表示ランプ２８−２が点灯 する＠（近接温度サーミスタ１２によって検出された）実際の近接温度が所定温 度（３５℃）或いはＳＥＴ　ＴＥＭＰタッチバッド２４を押して手動セットした 後の温度）を特定度数（例えば２．５℃）以上越えた時は、コントロール盤２３ の（赤色の）ＩＩ　ＴＥＭＰ表示ランプ２８−３が点灯する。

サーミスタ１２によって検出された近接温度が特定の温度限度（例えば４１℃） を超過した時は、コン）ｏ−ル盤２３の（赤色の）ＩＮＯＰ表示ランプ２８−４ が点灯する。

表示ランプ２８−２．２８−５及び２Ｂ−４によって提供される可視的な警告信 号に加え、先きに言及した所望されざる加湿器システム運転状況の発生下に於て 、（第１図３の）警報器による音響警告信号も同時に提供される。システムのソ ７）ウェアにより、（サーミスタにより検出された）近接温度か或いは（サーミ スタ１０により検出された）加湿器チャンバ出口温度が所定温度限度（例えば７ ℃）以下に降下し、（サーξスタフ６によって検出された）主ヒータアセンブリ の温度が所定の温度限度（例えば各々に関して１５０℃及び７℃）を越えるか或 いはそれ以下に降下すると、即ちシステムのソフトウェアコントロールされる自 己検査ルーチンの実行が出来ない時も又、警報器３が鳴る。

表示ランプ２８−２．２８−５、及び２８−４及び或いは警報器３の作動は、手 動操作の介入、検査及び所望されざる運転状況の何らかの補正が必要である事を 示す。

表示ランプ２８−２．２８−３、及び２８−４及び或いは詩報器３は、所望され ざる状況が取除かれ且つ使用者がコント、リール盤２３のキーボードのＲＥＳＥ Ｔ／ＲＥＣＡＬＬタッチパッド２９を押す迄作動し続ける。

ハウジング１のオンオフスイッチ２は、入手し得る交流電源と蒸気発生ヒータド ライバ８８及び降圧変圧Ｗ９０の各々との間に電気的に接続される。従って、ス イッチ２が閉じられると、ドライバ８８及び変圧器９０の双方に交流電力が供給 される。蒸気発生ヒータドライバ８８は好ましくは、（第５図５４の）主ヒータ アセンブリの加熱用エレメント７４と電気的に直列に接続される、Ｍｏ　ｔ　ｏ 　ｒ　ｏ　ｌ　ａ　社が製造する如き一対のＮＣＲ７２−６シリコン制御整流素 子から成る。ヒータドライバ８８は、貯水槽の水が沸騰され蒸気が引き続き加湿 器チャンバ８内で発生する様、加熱用エレメント７４に電流を供給する。

変圧器９０は好ましくは、１２０／２４０ボｙ）容量を有する一次巻線及び２４ ボルトのセンタタップ接続を有する二次巻線によって特徴づけられる。変圧器９ ０の二次巻線からの出力電圧は、管ヒータドライバ９２及び水ソレノイドドライ バ９４の各々を作動する為に供給される。管ヒータドライバ９２は好ましくは、 付加的なヒータエレメント４２が使用される場合に（第１図３６の）加熱用エレ メントのヒータエレメント４２と電気的に接続される、Ｍｏ　ｔ　ｏ　ｒ　ｏ　 ｌ　ａ　社が製造する如きＭＣＲ７２−４シリコン制御整流素子から成る。管ヒ ータドライバ９２は、それによって発生した熱が（第１図の）加熱管５６内の内 の加湿空気の凝縮を１！避し且つ温度変動を低減する様、ヒータエレメント４２ への電流の送給をコントロールする。

水ソレノイドドライバ９４は好ましくは、ソレノイド９６と電気的に接続される 。Ｍｏｔｒｏ１１社が製造する如きＴＩＰ１２０ダーリントントランジスタから 成る０ソレノイド９６は、ハウジング１におけるンレノイド制御のピンチ弁２２ と接続される。先に述べ丸様に、調整量（例えば２　ｃｃ　）の水が送給管２２ 及び注水口２１を介して加湿器チャンバ８の貯水槽に追加されるに十分な時間定 期的に開成される。貯水槽の水が減少すると、再充填サーミスタ７６によって検 出される温度が上昇し始める。

貯水槽の７１℃度が所定温度限界（例えば１１０℃）を越えると、水ソレノイド ドライバ９４が作動される。従って、水ソレノイドドライバ９４はソレノイド９ ６を付勢してピンチ弁２２を開成せしめ、それによって（重力によって）水源か ら加湿器チャンバ貯水槽に再充填せしめる。

（例えば水源が空の為）貯水槽が追加的な水を受取れない場合は、貯水槽の温度 は１５０℃迄にも上昇し続けこの温度になると貯水槽の減水の可視的警告を提供 する為に、ハウジング１のコントロール盤２３の前述のＬＥＤ表示ランプ２Ｂ− ２が点灯する。

変圧器９０からの出力電圧も又、警報器３、デジタル表示器２６及びＬＥＤ表示 ランプ２８−１．２８−２．２８−３及び２８−４を作動する為のＤＣ電力（例 えば１２ボルト直流）を供給する為、全波整流器（図示せず）による等して整流 される。整流された直流電圧（例えば０〜２ボルト）も同様に変圧器９０からア ナログデジタル変換器９８の入力端子へと送給され、変換器９８に基準電位源を 提供する。詳しくは、アナログデジタル変換器９８は好ましくはＭｏｔｏｒｏｌ ａ　社が製造する１４４４３マイクロエレクトロニツクチツプの如き片勾配変換 器である。つまり、アナログデジタル変換器９８は１ｇ（例えば６）の入力信号 から選択した一つの電圧レベルに比例する振幅の出力パルスを提供出来る様にな っている。

一対の光アイソレータ１００及び１０２から３つの入力信号が、夫々アナログデ ジタル変換器９８の対応する入力端子に適用される。光アイソレータ１００は（ ヒータアセンブリ５４の）加熱用エレメント７４と電気的に接続され、そして光 アイソレータ１０２は（加熱用管３６の）ヒータエレメント４２及びソレノイド ９６の各々と電気的に接続される。光アイソレータ１００及び１０２の各々は好 ましくは、半導体スイッチ装置に光学的に連結された発光ダイオードを具備する 、Ｍｏｔｏｒｏｌａ　社の製造する如きＨＨＩＩＧ２マイク冒エレクトロニック チップである。光アイソレータ１００及び１０２は、抵抗ニレメン）７４及び４ ２そしてインダクタンスエレメント９６の状態を監視（即ち、導出電流を検出） する様になっている。つまり、夫々の光アイソレータの発光ダイオードを作動す る為に加熱用エレメント７４、即ちヒータエレメント４２或いはソレノイド９６ から十分な電流が導出される場合には、対応する光学的に連結されたスイッチが 導通され、そしてエレメント７４及び或いは４２或いは９６の作動を示す為に、 光アイソレータ１００及び或いは１０２から対応する入力信号がアナログデジタ ル変換器へと送給される。

３つの追加的な入力信号は、従来型式の線形増幅回路１０４を通してサーミスタ １０．１２及び７６の夫々からアナログデジタル変換器９Ｂの対応する入力端子 へと適用される。マイクロプロセッサユニット１０６に適正な情報が送られる様 、線形増幅回路１０４は（ＲＣＡ社が製造する如き）夫々ＣＡ５２６０ＡＥｉＩ ｌ＆ゲイン増幅器を介し、加湿器チャンバ８の出口ボート５４での加湿空気の（ サーミスタ１０によって検出した）１！度、加熱管３６から患者へと送達される 加湿空気の（サーミスタ１２によって検出した）近接温度、そして主ヒータアセ ンブリ加熱用エレメント７４の（サーミスタ７６によって検出した）温度、を表 す３つの非線形信号を線形化及び増幅する。

コントロール回路マイクロプロセッサユニット１０６が作動して（Ｃ０ＮＶＥＲ Ｔ　表示の入力ラインを介して）ｆｆＩ報を受け、それによって患者に送達され る加湿空気の近接温度が検出されそして順次システムのソフトウェア（詳細は第 ９図の参照時に説明される）に従って調整される様、アナログデジタル変換器と 電気的に接続される。

マイクロプロセッサユニット１０６は好ましくは、システムのソフトウェアを記 憶する為のメモリを提供する為（Ｄ　補助２７３２　ＥＦＲＯＭマイクロエレク トロニックチップと接続された１４６８０５Ｅ２マイクリエレクト四ニツクチツ プ（両者は容易に市販入手可能）である。マイクロプロセッサユニット１０６は 、それによって提供される整流直流電圧の周波数（例えば零交差）を表示する信 号を（ＬＩＮＥ　ＦＲＥＱ表示の入力ラインを介して）受取り、似って適正な作 動用電圧レベルの発生を保証する為に交流ライン電圧及び整流直流電圧を監視可 能とする様、変換器９０とも又、連結される。マイクロプロセッサユニット１０ ６からの出力信号は、警報器３、表示器２６それにＬＥＤ表示ランプ２８−２及 び２Ｂ−３、蒸気発生器ドライバ８８、管ヒータドライバ９２、水ソレノイドド ライバ９４及びｌＮｏＰ回路１０Ｂの操作をコントロールする為に提供される。

（ＩＮＯＰ表示））マイクロプロセッサ制ｉａｌ！ｌｌ路１０８が、蒸気発生器 ヒータドライバ８８、管ヒータドライバ９２及び水ソレノイドドライバ９４の夫 々の入力ｉ子に電気的に接続される。ｌＮｏＰ回路１０８は好ましくは、ワンシ ョットマルチバイブレータとして利用される、Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉ ｃ　Ｉｎｔｅｒｓｉ１社が製造する様な７５５５マイクロエレクトロニツクチツ プである。マイクロプロセッサユニット１０６によって所望されざる運転状況が 検知された場合には、ｌＮｏＰ回路１０Ｂはチャンバ８に対する損傷の恐れを旧 遊する為に、所望されざる運転状況が排除される迄蒸気発生器ヒータドライバ８ ８、管ヒータドライバ９２及び水ソレノイドドライバ９４を停止するべく作動さ れ、加湿器チャンバ８の貯水槽における水の追加的な配給及びそれらの連続加熱 を防止する。つまり、ｌＮ０Ｐマルチバイブレ一タ回路１０８は、通常の加湿器 システム運転を表示する状況の発生期間中はマイクロプロセッサユニット１０か ら送給される連続人力パルスに応答して再起動される。従って、連続パルスに応 答してのｌＮｏＰ回路１０８の出力は比較的烏論理レベルである。所望されざる 運転状況（例えば近接温度サーミスタ１２によって検出された超過近接温度）が マイクロプロセッサユニット１０６によって検知された場合には、マイクロプロ セッサユニット１０６からｌＮｏＰ回ｊ’３１０８へ送られる連続出力パルスが 停止され、ｌＮ０Ｐマルチバイブレータはもはや再起動されない。斯くて、補正 が為される迄ドライバ８８．９２及び９４を停止し且つそれ以後の加湿器システ ム運転を停止する為に、ｌＮ０Ｐマルチバイブレータが休止されそして比較的低 論理レベルの信号が出力される。同時に、臨床担当者にそうした所望されざる運 転状況発生の可視的警告を提供する為、ハウジング１のフン）ａ−ル盤２３にお ける前述の発光ダイオードが発光する（ＷｉＷ３も又鳴る）。

マイクロプロセッサユニット１０６は１、低音に送給されるべき加湿空気の所定 空気温度及び（サーミスタ１２で検出された）実際の近接温度に関する情報を表 示し得る様、（既に記載した）表示器２６と接動１される。シフト抵抗器１１０ は好ましくは、現在の近接温度における変化の入力を判定し、それによって予備 設定温度（即ち、３５℃）か或いは新しい手動設定温度が表示器２６に表示され る様、（タッチバッド２４．２５−１．２５−２及び２９から成る）キーピード を走査する様になっている、Ｍｏ　ｔ　ｏ　ｒ　ｏ　ｒ　ａ　社が製造する如き ７４ＨＣ１６４マイクロエレクトロニツクチツプである。

ここで第９図を参照するに、閉ループ、２重サーボコントローラ１２０が示され 、これによって加湿器システムのソフトウェアは加湿空気の近接温度が所定温度 に調節され且つ維持される様、（第５図に最も良く示される）主ヒータアセンブ リ５４の操作をコントロールする。詳しくは、サーボコン）０−ラ１２０は、一 対の入力信号を受ける第１フンパレータ１２２を具備する。コンパレータ１２２ に供給される第１人力信号（Ｔ、□表示）は、システムソフトウェアの予備設定 温度（例えば３５℃）か或いは（第１図の）コントロー／Ｉ／ａ２６のキーボー ドに於て手動入力した新設定温度を表示する。コンパレータ１２２に送給される 第２の入力信号（Ｔ、表示）は、加湿空気の（近接湿度サーミスタによって検出 した如き）実際の近接温度を表示する。

コンパレータ１２２の出力は、入力信号ＴＰａ及びＴＰ間の振幅差を示すエラー 信号・１表示）である＠このエラー信号・１は、浮動コントローラ１２４に適用 される。コントローラ１２４は、コンパレータ１２２からのエラー信号・１をそ うしたエラーに比例する温度信号に変換する様になっている。エラー人力信号に 基いてのコントローチ１２４からの出力信号は、最終的に所望の近接温度ＴＰを 達成する為に（Ｍ１図の）加湿器チャンバ日の出口ボート３４に於て加湿空気が 加熱されるべき設定ｄインド温度の推定値を表す、ソフトウェア判定温度である ◇この推定された出口ボート３４でのソフトウェア判定設定ポイント温度”ｆｉ ｇは以下の如く表される：”ｊｉｇ　＝Ｔｐ、　＋Ｋｔ　＠１　＋　１／ｋｇ　 ／　＠ｌ　ｄｔ　；ここで・１−ＴＰ＠−ＴＰＩ そして、Ｋ１及びに意は定数 コントローラ１２４からの出力信号ＴＨａは第２コンパレータ１２６の第１入力 端子に送給される。コンパレータ１２６の第２入力端子には、加湿器チャンバ８ の出口ボート３４における加湿空気の（サーシスタ１０によって検出された）実 際の温度を表示する信号（Ｔｆ［で表示）が送給される。コンパレータ１２６か らの出力は、入力温度ＴＨｆｌ及びＴＨ同志の振幅差を示す別のエラー信号（・ 鵞で表示）である。このエラー信号・雪は別のコントローチ１２８に送られる。

コントルーラ１２Ｂは、コンパレータ１２６によって発生されたエラー偽号ｅ２ の振幅に比例する入力信号（Ｐ、で表示）を（第８図の）蒸気発生器ドライバ８ ８に提供する事によって、主ヒータアセンブリ５４への入力電力をフントロール する様になっている。詳しくは、コントローラ１２８によってヒータドライバ８ Ｂに送給された信号Ｐ、は主ヒータアセンブリ５４の出力電力レベル或いは使用 率を、エラー信号・２を最少化するに十分な熱がそれによって発生される様に制 御するべく作用する。ヒータアセンブリ５４の使用率及び出力電力レベルを制御 する為に蒸気発生器ヒータドライバに適用されるこの入力信号Ｐ１は、以下の如 く表される。

ＰＩ　＝Ｋｓ＊ｔ＋　１／）Ｃ４／　＠ｔｄ　ｔ　＋に＠ｄ＊２　／ｄｔ　；こ こに・鵞＝Ｔ□ｓ　Ｔ　Ｈ／ そして、Ｋ、　Ｘｘ、及びに、は定数。

主ヒータアセンブリ５４によって加熱された加湿空気の温度は、加湿器チャンバ ８の空気出口ボート５４におけるサーミスタ１０によって検出され、そして先に 記載した如く、この温度を表す信号ＴＨが第１のフィードバック通路を介してコ ンパレータ１２６の入力端子へとフィードバックされる。加熱ｖｆ５６によって 加熱され且つ患者に送給された加湿空気の温度は、（第１図の）、低劣のＹ字形 器具１４におけるサーミスタによって検出され、そして先に記載した如く第２の フィードバック通路を介してフンパレータ１２２の入力端子へとフィードバック される。出口ボート３４及び患者のＹ字形器具１４の両者における空気温度を監 視する事により、患者に送給される加湿空気の温度変動が綬少化される。

（第８図の）管ヒータドライバ９２の出力電力レベル或いは使用率は、ソフトウ ェアの発生ずる信号（Ｐ□□で表示）によってコントロールされ、その信号は以 下の様に表される。

Ｐ□ＤＲ１１１１ｍＫ、　Ｐ、　＋に？　（ＴｊＩＴｐ　）　；ここにに−及び に？は定数。

従って、加熱管３６を横断しての比較的大きな温度降下（Ｔ、−Ｔ、）は、代表 的にそこでの水分過剰を意味し、それによって管ヒータドライバへの電力は管３ ６からの凝縮を排除する為に増大される。加熱管３６を横断しての比較的小さい 温度降下は、代表的に管内部に僅かな凝でいる事を意味する。従って、管ヒータ ドライバへの電力は管３６の乾燥及び損傷の恐れを船遊するべく低下される。

斯くの如く、本記載の加湿器システムは従来からの加湿器システムの特徴である 欠点を排除する。つまり、本加湿器システムは、恒久的且つ再使用可能の灯心及 び急速に使用温度に加熱され得る比較的小型の貯水槽を使用し、比較的低コスト で、形状もコンパクトである。システムハウジングは操作がし易く且つシステム 作動の読み取りの容易な表示を提供するフン）ｏ−ル盤を具備する。

加うるに、コントロール回路が、適正な温度範囲に渡る実質的に１００％の相対 湿度を維持しつつ所定温度に対する患者側空気の近接温度の正確な監視及びフン トロールを許容する２つのフィードバック通路を有する２重サーボフントローラ を提供する。

本発明の好ましい実施例を例示し且つ記載したが、本発明に従う精神及び意図を 逸脱する事無く信々の改変及び変更を為し得る事は明らかである０例えば、本紀 ａの加湿器システムは成人患者同様幼児にも適用し得る。然し乍ら、幼児への適 用の為には、対応する近接空気温度の為にもつと高い加ｍ器チャンバ出口温度（ ＴＨで表示）が必要な事が分った。従って、加熱管３６に沿って凝縮の発生する 傾向が強く、そこでのそうした凝縮を帰道する為のヒータエレメント４２を有す る空気加熱１ｒｆ５６を使用する必要がある。

以上、本発明の好ましい実施例を説明した。

ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、　６　ＦＩＧ、　７ 特表昭６２−５００７ＣＩ−２（１３）

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．患者に加熱及び加湿空気を送給する為の加湿器システムにして、 流入空気源からの流入空気の供給を受ける為の空気入口手段と、 患者に送給するべき流出する加熱及び加湿空気を受ける為の空気出口手段と、 水源からの水の供給を受ける為の貯水槽手段と、前記貯水槽手段と関連し且つ貯 水槽供給水源を沸騰しそれによつて水蒸気を発生させるに十分な熱を発生する様 になつているヒータ手段と、 蒸気飽和空気源を提供するべく前記入口手段からの流入空気を前記貯水槽手段か らの水蒸気に通入する為の、前記入口手段及び前記貯水槽手段の各々と連通する 蒸気貯蔵手段と、 前記蒸気貯蔵手段から供給される蒸気飽和空気を凝縮する為に前記蒸気貯蔵手段 と前記空気出口手段との間部分に配設され、患者に送給する為の前記空気出口手 段に約１００％の相対湿度の加熱空気を提供する熱交換表面手段と、 を包含する加湿器チヤンバを含んで成る加湿器システム。
2. ２．ヒータ手段は、供給水源を沸騰させそれによつて水蒸気を発生させる為に貯 水槽供給水源と接触している特許請求の範囲第１項記載のシステム。
3. ３．貯水槽手段及び蒸気貯蔵手段は加湿器チヤンバに於て相互に同心的に整列し ている特許請求の範囲第１項記載のシステム。
4. ４．蒸気貯蔵手段は長手方向に整列し、空気出口手段は、加湿器チヤンバに於て 周囲が相互に整列し、熱交換表面手段は前記蒸気貯蔵手段から前記空気出口手段 へと外向きに螺旋を為す特許請求の範囲第１項記載のシステム。
5. ５．ヒータ手段は、温度応答ヒューズと電気的直列に結合された発熱エレメント を含み、或るヒータ手段の温度過剰が前記応答するヒューズを破壊し、それによ つて前記発熱エレメントによる熱の発生を終結せしめる特許請求の範囲第１項記 載のシステム。
6. ６．ヒータ手段は該ヒータ手段の温度に応答するセンサを含み、前記センサは、 或るヒータ手段の温度に応答して水源から貯水槽に追加的な水を供給せしめる為 の信号を提供する様になつている特許請求の範囲第１項記載のシステム。
7. ７．水源から加湿器チヤンバの貯水槽への水の供給をコントロールする為の常閉 弁手段を更に含み、ヒータ手段の温度応答センサによつて提供される信号が前記 弁手段をして水の追加的な供給が前記貯水槽手段に追加し得るに十分な時間開成 せしめる特許請求の範囲第６項記載のシステム。
8. ８．常閉弁手段を作動し、それによつて貯水槽手段への水の供給をコントロール する為のソレノイドを更に含み、ヒータ手段の温度応答センサによつて提供され る信号が前記ソレノイドを作動して前記弁を開成せしめる特許請求の範囲第７項 記載のシステム。
9. ９．加熱及び加湿流出空気を加湿器チヤンバから患者へと送給する為、その第１ 端部に於て空気出口手段と、そしてその反対側端部に於て患者と連結する空気加 熱管を更に含み、前記管は熱を発生する為の発熱エレメントがその内部に位置づ けられ、それによつて前記管内部の凝縮を防止する特許請求の範囲第１項記載の システム。
10. １０．空気加熱管の第１端部と接続され且つ空気出口手段での流出空気温度に応 答する第１温度センサと、前記管の第２端部と接続され且つ患者に送給される流 出空気の温度に応答する第２温度センサと、を更に含み、 発熱エレメントの作動及び前記管での熱の発生が、前記第１及び第２センサの応 答する夫々の温度間の差に基く特許請求の範囲第９項記載のシステム。
11. １１．空気加熱管内の発熱エレメントを作動する為の管ドライバ手段を更に含み 、前記発熱エレメントを作動する為の前記管ドライバ手段の使用率及びそれによ つて提供される出力電力が、第１及び第２温度センサが応答する夫々の温度間の 差に基く特許請求の範囲第１０項記載のシステム。
12. １２．貯水槽供給水源ヒータ手段を作動する為のヒータドライバ手段を更に含み 、前記ヒータ手段を作動する為の前記ヒータドライバ手段の使用率及びそれによ つて提供される出力電力が、前記ヒータ手段が患者に送給される流出空気を所定 の温度が達成される迄加熱する為の、第２温度センサが応答する温度及び所定温 度間の差に基く特許請求の範囲第９項記載のシステム。
13. １３．空気加熱管の発熱エレメントを作動する為の管ドラィバ手段及び貯水槽供 給水ヒータ手段を作動する為の空気加熱管の各々と接続された回路手段を更に含 み、前記回路は前記発熱エレメント及び前記ヒータ手段の加熱温度に応答し、該 回路手段が応答する温度が所定温度レベルを超過した場合に前記発熱エレメント 及び前記ヒータ手段を停止する特許請求の範囲第９項記載のシステム。
14. １４．換気装置からの流入空気を受取り、そして受給者への送給の為に流出加湿 空気を供給する為の加湿器チヤンバと、 前記加湿器チヤンバと受給者との間を伸延する空気加熱管にして、発熱の為の加 熱用エレメントをその内部に有する空気加熱管と、 加湿器チヤンバ手段の内部に位置づけられ、その内部の供給水源を沸騰する為の 水ヒータ手段にして、換気装置からの流入空気を蒸気飽和する為の水蒸気を発生 させる水ヒータ手段と、 受給者に送給すべき加湿空気を提供する為に蒸気飽和空気を受取りそして凝縮せ しめる為の前記加湿器チヤンバ内部に位置づけられた熱交換手段と、前記空気加 熱管の加湿器チヤンバ手段端部及び受給者側端部の双方における加湿空気の温度 に応答し得る様位置づけられた第１及び第２の温度センサと、前記加熱管及ビ前 記貯水槽加熱手段の作動及びそれにより発生した熱をコントロールする為のサー ボコントロール手段にして、前記加熱用エレメント及び加熱手段の作動は前記第 １及び第２センサが応答する温度に基くサーボコントロール手段、 とを包含して成る加湿器システム。
15. １５．サーボコントロール手段が、空気加熱管の受給者側端部における温度が所 定温度とそれによつて比較される第１のコンパレータ及びフィードバック通路手 段を含み、前記第１コンパレータ手段が前記管の受給者側端部での温度及び前記 所定温度間の差を表示する出力信号を提供し、該出力信号が受給者に送給するべ き流出加湿空気を所定温度に加熱する為の水ヒータ手段の作動をコントロールす る、特許請求の範囲第１４項記載のシステム。
16. １６．サーボコントロール手段は第２のコンパレータ手段及びフイードバック通 路を具備し、それによつて空気加熱管の加湿器チヤンバ手段端部における温度が 第１のコンパレータ手段からの出力信号と比較され、前記第２のコンパレータ手 段は、前記管の加湿器チヤンバ手段端部及び前記第１のコンパレータ手段出力信 号間の温度の比較値を表示する出力信号を提供し、前記第２のコンパレータ出力 信号は受給者に送給されるベき流出加湿空気を所定温度に加熱する為の水ヒータ 手段の作動をもコントロールする、特許請求の範囲第１５項記載のシステム。
17. １７．空気加熱管及び水ヒータ手段の加熱用エレメントを作動する為のドライバ 手段を更に含み、第１及び第２のコンパレータ手段からの出力信号が、前記加熱 用エレメント及び前記水ヒータ手段の作動及びそれによつて発生する熱をコント ロールする為に前記ドライバ手段の使用率を制御し且つそれによつて提供される 出力電力を調整する特許請求の範囲第１６項記載のシステム。
18. １８．水ヒータ手段及び空気加熱管の加熱用エレメントの各々と接続された監視 用回路を更に含み、該監視用回路は、第１及び第２の温度センサが応答する温度 を監視しそしてそれら同志間の湿度或いは差が所定限界を越えると前記水ヒータ 手段及び前記加熱用エレメントが停止される様になつている特許請求の範囲第１ ４項記載のシステム。
19. １９．加湿器チヤンバ手段は、蒸気貯蔵室を含み、連続して供給される蒸気飽和 空気が前記蒸気貯蔵室に貯蔵され且つそこから入手可能である様、水ヒータ手段 によつて生成される水蒸気が前記蒸気貯蔵室に於て換気装置からの流入空気に通 入される特許請求の範囲第１４項記載のシステム。
20. ２０．実質的に１００％の相対湿度を有する加熱空気が加熱管を通しで受給者に 送給される様、蒸気貯蔵室から空気加熱管の加湿器チヤンバ手段端部へと外向き に螺旋状を為す連続表面を具備する特許請求の範囲第１９項記載のシステム。
21. ２１．水源が加湿器チヤンバ手段への水供給をコントロールする為の、ソレノイ ド作動弁を更に包含する特許請求の範囲第１４項記載のシステム。