WO2020045096A1 - 加湿装置およびこれを備えた呼吸器用加湿送風装置 - Google Patents

加湿装置およびこれを備えた呼吸器用加湿送風装置 Download PDF

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東山 祐三
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株式会社村田製作所
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    • A61M2230/40Respiratory characteristics

Definitions

  • the present invention relates to a humidifier for humidifying a gas to be humidified by evaporating water, and also relates to a humidifying blower for respirators provided with the humidifier.
  • This respiratory humidification blower includes a CPAP (Continuous Positive Airway Pressure) device, a steam inhaler, an oxygen inhaler, and the like.
  • CPAP Continuous Positive Airway Pressure
  • the CPAP device is used for treatment of sleep apnea syndrome, and blows air into a user's airway during sleep. More specifically, the CPAP device is provided with a blower inside the device, and is configured to continuously supply air to a mask attached to a user's nose or mouth via an air tube.
  • a humidifying device is incorporated in the CPAP device, and in the CPAP device incorporating the humidifying device, humidification is performed on air sent to the user.
  • CPAP device As a CPAP device incorporating the humidifying device, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-166495 (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 a heater is installed below a tank storing water, and the heater stored in the tank is heated by driving the heater.
  • the airflow generated by the blower is configured such that the airflow passes through the upper part of the tank, so that the steam generated by the above-described heating by the heater is included in the airflow, and thus the airflow is humidified. Air will be pumped into the user's airways.
  • a humidifier incorporated in a humidifying blower for a respiratory device represented by the above-described CPAP device, it is not necessary to generate a large amount of water vapor at a time, but it is necessary to continuously generate a small amount of water vapor.
  • a humidifying device as disclosed in the above publication is not necessarily effective from the viewpoint of energy efficiency.
  • the humidifying device incorporated in the humidifying blower for the respiratory apparatus there are various configurations other than the above-described configuration, and all of them have complicated device configurations or use expensive parts. Because of this, it is still difficult to say that it is effective from the viewpoint of miniaturization and manufacturing cost. Furthermore, most of these humidifiers are inferior in maintainability such as cleaning work inside the device which needs to be kept clean.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a humidifying device that can perform humidification in a small size and efficiently, and a humidifying and blowing device for a respirator provided with the humidifying device.
  • the humidifier according to the first aspect of the present invention includes a flexible reservoir, a vaporizing unit, a water supply path, a storage unit, a pressurizing source, and a control unit.
  • the flexible reservoir has a bag shape for storing water, and the vaporizing section vaporizes supplied water.
  • One end of the water supply path is detachably connected to the flexible reservoir, and the other end is connected to the vaporization unit.
  • the accommodation section accommodates the flexible reservoir.
  • the pressurizing source compresses the flexible reservoir by pressurizing a space outside the flexible reservoir and inside the receiving section, and the control section controls the compression section. The operation of the pressure source is controlled.
  • the water stored in the flexible reservoir is compressed via the water supply path by a compressive force that compresses the flexible reservoir. It is configured to be supplied to the vaporizing section.
  • the pressurizing source introduces outside air into the space outside the flexible reservoir and inside the housing portion.
  • it comprises a source.
  • the outside air introduction source is constituted by a piezoelectric pump.
  • the housing may be constituted by a pressure partition.
  • the storage section may be configured by a bag-shaped member.
  • the flexible reservoir and the bag-shaped member Are bonded and integrated, so that the flexible reservoir and the bag-shaped member preferably have a double bag structure.
  • a humidifier based on the second aspect of the present invention includes an elastic reservoir, a vaporization unit, a water supply path, a valve, a valve drive unit, and a control unit.
  • the elastic reservoir has a bag shape for storing water, and the vaporizing section vaporizes supplied water.
  • One end of the water supply path is detachably connected to the elastic reservoir, and the other end is connected to the vaporization unit.
  • the valve is provided in the water supply path, and allows the flow of water in the water supply path in an open state and shuts off the flow of water in the water supply path in a closed state.
  • the valve drive section switches the valve between the open state and the closed state, and the control section controls the operation of the valve drive section.
  • the elastic reservoir is elastically expanded and deformed by injecting water into the humidifier, and is stored in the elastic reservoir. Water is supplied to the vaporizing section via the water supply path in the open state by the elastic restoring force of the elastic reservoir.
  • the movement of the fluid from the water supply path to the vaporization section is allowed, and the humidification apparatus is moved from the vaporization section to the water supply path. It is preferable that a check valve for restricting the movement of the fluid is provided at the other end.
  • a water-repellent treatment is applied to the flow path forming surface and / or the end surface of the other end.
  • a throttle section is provided in the water supply path.
  • the vaporizing section is constituted by a heater for heating the supplied water.
  • the humidifying device based on the first and second aspects of the present invention further includes a temperature detecting unit for detecting a temperature of the heater, and a power consumption detecting unit for detecting power consumption of the heater.
  • the output of the heater is controlled by the control unit such that the temperature of the heater is maintained at a constant temperature based on the temperature detected by the temperature detection unit.
  • the control unit controls the supply amount of water to the vaporization unit based on the power consumption detected by the power consumption detection unit, so that the humidification amount is adjusted.
  • it is configured.
  • a humidifying blower for a respiratory organ according to the present invention includes a blower including a blower for sending gas into a user's airway, and any one of the humidifiers according to the first and second aspects of the present invention.
  • the airflow generated by driving the blower is humidified by the humidifier.
  • the respiratory humidification blower may further include a respiratory condition detecting unit for detecting a respiratory condition of the user.
  • the control unit determines whether the user is in the inspiration operation or the expiration operation based on the detection result of the respiratory state detection unit, and in that case, the control unit The humidifying operation is performed by the humidifying device when the user is determined to be in the inspiratory operation, and the humidifying operation by the humidifying device is determined when the control unit determines that the user is in the exhaling operation.
  • it is configured to be stopped.
  • the humidifier according to the first aspect of the present invention may further include a pressure detection unit that detects a pressure in a space outside the flexible reservoir and inside the storage unit.
  • the control unit controls the supply amount of water to the vaporization unit based on the pressure detected by the pressure detection unit, so that the humidification amount is adjusted. Is preferred.
  • a humidifying device that can perform humidification in a small size and efficiently and a humidifying and blowing device for a respirator provided with the humidifying device.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state of attachment and detachment of a blowing unit and a humidifying unit of the CPAP device according to the first embodiment. It is the perspective view which looked at the attachment / detachment mode shown in FIG. 1 from another angle.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a blowing unit is attached to a humidifying unit in the CPAP device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a first use state and a second use state of the CPAP device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a functional block in a first use state of the CPAP device according to the first embodiment;
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the CPAP device according to Embodiment 1 in a first use state.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view along the line VII-VII shown in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control unit in the first use state of the CPAP device according to Embodiment 1. 5 is a timing chart for explaining a humidifying operation of the CPAP device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic sectional view of a CPAP device according to Embodiment 2 in a first use state. It is a schematic cross section which shows the example of a structure of the drain port of the water supply path shown in FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a CPAP device according to Embodiment 3 in a first use state.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a functional block in a first use state of the CPAP device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a CPAP device according to Embodiment 4 in a first use state.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an operation of the control unit in a first use state of the CPAP device according to Embodiment 4.
  • 9 is a timing chart for explaining a humidifying operation of the CPAP device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic sectional view of a CPAP device according to Embodiment 5 in a first use state.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a functional block in a first use state of the CPAP device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the attachment / detachment mode of the blower unit and the humidification unit of the CPAP device according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing the attachment / detachment mode shown in FIG. 1 from another angle. It is.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a blowing unit is attached to a humidifying unit in the CPAP device according to the present embodiment.
  • the CPAP device 1A includes a blowing unit 100 as a blowing device and a humidifying unit 200A as a humidifying device.
  • the blower unit 100 mainly includes a blower 140 (see FIGS. 5 to 7), and the humidifying unit 200A includes a pressurizing chamber 216 and a vaporizing chamber 217 (FIGS. 6 and 7) which constitute a humidifying mechanism. ) are mainly provided.
  • the humidifying unit 200A is configured to be detachable from the blower unit 100.
  • the CPAP device 1A according to the present embodiment in the two states of the state where the humidifying unit 200A is attached to the blowing unit 100 and the state where the humidifying unit 200A is not attached to the blowing unit 100, It is configured to enable its use.
  • the CPAP apparatus 1A is divided into a plurality of units, and the plurality of units are configured to be detachable from each other, so that high convenience is exhibited not only at home or the like but also when staying asleep. That is to be done. That is, the CPAP device 1A can be used in the above-mentioned first use state by attaching the humidifying unit 200A to the blowing unit 100 when at home or the like, and the humidifying unit 200A can be used when sleeping outside or the like. The CPAP device 1A can be used in the above-described second use state without being attached to the 100.
  • the CPAP device 1A is configured such that the humidifying unit 200A is mounted on the humidifying unit 200A by mounting the blowing unit 100 on the humidifying unit 200A.
  • Blower unit 100 has a flat, substantially rectangular parallelepiped outer shape, and its outer shell is formed by first housing 110.
  • the first housing 110 has an upper surface and a lower surface that are to be located side by side in the vertical direction in a use state, and four side surfaces that connect the upper surface and the lower surface.
  • the upper surface of the first housing 110 constitutes the operation surface 111 on which the operation unit 131 is provided.
  • the lower surface of the first housing 110 constitutes a mounting surface 112 that is mounted on the humidifying unit 200A in a first use state described later and is mounted on a floor surface or a table in a second use state described later.
  • One of the four side surfaces of the first housing 110 constitutes a first connection surface 113 connected to the humidifying unit 200A in a first use state described later.
  • the humidifying unit 200A has an elongated, substantially rectangular parallelepiped outer shape, and its outer shell is constituted by the second housing 210.
  • the second housing 210 has an upper surface and a lower surface that are to be located side by side in the vertical direction in a use state, and four side surfaces that connect the upper surface and the lower surface, and one of four corners of the upper surface. , A protruding portion protruding upward is provided.
  • the lower surface of the second housing 210 forms a mounting surface that is mounted on a floor, a table, or the like in a first use state described later.
  • the portion of the upper surface of the second housing 210 other than the above-described protruding portion constitutes a mounting surface 212 on which the blower unit 100 is mounted in a first use state described later.
  • An opening 212a is provided at a predetermined position on the placement surface 212.
  • the opening 212a communicates with a pressurizing chamber 216 to be described later, and is used to put a flexible reservoir 241 (see FIGS. 5 to 7) into and out of the pressurizing chamber 216.
  • a lid 214 is configured to be attachable to the opening 212a, and the opening 212a is normally closed by the lid 214.
  • one of the side surfaces of the above-described protrusion constitutes a tube connection surface 211 to which the air tube 300 (see FIGS. 4 and 5) is connected in a first use state described later.
  • Another one of the side surfaces of the portion forms a second connection surface 213 connected to the blower unit 100 in a first use state described later.
  • the first connection surface 113 of the first housing 110 has a first inlet 121 for introducing air from outside the first housing 110 and a first inlet 121 for leading air from inside the first housing 110.
  • One outlet 122 is provided.
  • the second connection surface 213 of the second housing 210 is provided with a second inlet 221 for introducing air from outside the second housing 210, and the tube connection surface of the second housing 210 is provided.
  • the 211 has a second outlet 222 for extracting air from inside the second housing 210.
  • an outside air for taking in air as outside air from an outside of the second housing 210 into a pressurizing chamber 216 described later provided inside the second housing 210.
  • a piezoelectric pump 260 as an introduction source and an electromagnetic valve 270 as an exhaust valve for discharging air from the pressurizing chamber 216 to the outside of the second housing 210 are provided.
  • the piezoelectric pump 260 as an outside air introduction source corresponds to a pressure source that pressurizes the pressure chamber 216.
  • first housing 110 As described above, as shown in FIG. 3, in a state where humidifying unit 200A is mounted on humidifying unit 200A by blasting unit 100 being mounted on humidifying unit 200A, mounting surface 112 of first housing 110 is mounted. Are located opposite the placement surface 212 of the second housing 210, and the first connection surface 113 of the first housing 110 is opposed to the second connection surface 213 of the second housing 210. Will be located. Therefore, the first outlet 122 provided on the first connection surface 113 of the first housing 110 is connected to the second inlet 221 provided on the second connection surface 213 of the second housing 210. Note that, even in this state, the first inlet 121 provided in the first housing 110 is not covered by the second housing 210, and thus is open to the outside.
  • the humidifying unit 200A when the humidifying unit 200A is not attached to the blower unit 100, the first connection surface 113 of the first housing 110 is exposed to the outside. Therefore, the first inlet 121 and the first outlet 122 provided on the first connection surface 113 of the first housing 110 are both open to the outside.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a use state of the CPAP device according to the present embodiment.
  • FIGS. 4A and 4B illustrate a first use state and a second use state, respectively. ing.
  • a first use state and a second use state of CPAP device 1A according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the CPAP device 1A in the first use state, is used in a state where the humidifying unit 200A is attached to the blower unit 100 as described above. In that case, one end of the air tube 300 is connected to the second outlet 222 provided in the humidifying unit 200A, and the mask 400 is connected to the other end of the air tube 300.
  • the blower 140 provided in the blower unit 100 is driven, so that the blower 140 is provided from the first inlet 121 provided in the blower unit 100 to the inside of the CPAP device 1A.
  • the air is sucked, and the sucked air is discharged from the second outlet 222 provided in the humidifying unit 200A to the outside of the CPAP device 1A.
  • the air discharged from the second outlet 222 is sent into the airway of the user via the air tube 300 and the mask 400.
  • the CPAP device 1A in the second use state, as described above, is used in a state where the humidifying unit 200A is not attached to the blower unit 100. In that case, one end of the air tube 300 is connected to the first outlet 122 provided in the blower unit 100, and the mask 400 is connected to the other end of the air tube 300.
  • the mask 400 is applied so as to cover, for example, the user's nose or mouth.
  • the shape and structure of the mask 400 can be selected from various types according to the user, and the shape and structure shown in FIG. 4 are merely examples.
  • the CPAP device 1A is a device that keeps sending air to the airway and opens the airway while adjusting the timing of sending air to the timing of breathing of the user in order to prevent apnea during sleep. Therefore, in the CPAP device 1A, in both the first use state and the second use state described above, the CPAP device 1A will be described later based on the flow rate and the pressure detected by the flow rate sensor 133 and the pressure sensor 134 (see FIG. 5) described later.
  • the control unit 130 (see FIG. 5) performs various controls such as feedback control and feedforward control, so that the number of revolutions of the blower 140 is increased or decreased to adjust the amount of air to be sent out. To prevent apnea during sleep.
  • the CPAP device 1A since the CPAP device 1A according to the present embodiment mainly has a characteristic configuration in the humidifying unit 200A as the humidifying device, the following describes the first use state and the second use state described above. Of these, the description will be made specifically for the first use state in which the humidifying unit 200A is used in addition to the blowing unit 100, and the second use state in which only the blowing unit 100 is used without using the humidifying unit 200A will be described. Description is omitted.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of functional blocks of the CPAP device according to the present embodiment in a first use state. Next, with reference to FIG. 5, the configuration of functional blocks in the first use state of CPAP device 1A according to the present embodiment will be described.
  • the CPAP device 1A includes a control unit 130, an operation unit 131, a temperature and humidity sensor 132, a flow rate sensor 133, a pressure sensor 134, a power consumption sensor 135, a blower 140, and a silencer 150. , A flexible reservoir 241, a heater 250, a temperature sensor 251, a piezoelectric pump 260, and an electromagnetic valve 270.
  • control unit 130 the operation unit 131, the temperature and humidity sensor 132, the flow rate sensor 133, the pressure sensor 134, the power consumption sensor 135, the blower 140, and the silencer 150 are provided in the blower unit 100
  • the flexible reservoir 241 Is housed in a pressurizing chamber 216 described later provided in the humidifying unit 200A
  • the heater 250, the temperature sensor 251, the piezoelectric pump 260, and the solenoid valve 270 are provided in the humidifying unit 200A.
  • the humidifying unit 200A is also provided with a water supply path 230 described later.
  • the first casing 110 of the blower unit 100 is provided with a first flow path 120 in addition to the first inlet 121 and the first outlet 122 described above.
  • the first flow path 120 is configured to connect the first inlet 121 and the first outlet 122.
  • a blower 140 is provided in the first channel 120.
  • the blower 140 is constituted by, for example, a centrifugal fan.
  • the blower 140 is installed in a blower room 117 (see FIGS. 6 and 7), which will be described later, provided in the first housing 110, and is thereby arranged on the first flow path 120.
  • the blower 140 has a casing 142, and the casing 142 is provided with an inlet 143 and an outlet 144 of the blower 140. Therefore, the first flow passage 120 is provided in the blower 140 and the upstream flow passage portion 120 ⁇ / b> A connecting the first inlet 121 provided in the first housing 110 and the suction opening 143 provided in the blower 140. It includes a downstream-side flow path portion 120B that connects the discharge port 144 and the first outlet port 122 provided in the first housing 110.
  • a silencer 150 is provided in the upstream channel portion 120A, which is a portion of the first channel 120 located between the first inlet 121 and the suction port 143.
  • the silencer 150 is for suppressing noise generated by the blower 140 (such as an operation sound of a drive motor provided in the blower 140 or a wind noise) from leaking outside through the first inlet 121.
  • noise generated by the blower 140 such as an operation sound of a drive motor provided in the blower 140 or a wind noise
  • the second casing 210 of the humidifying unit 200A is provided with a second flow path 220 in addition to the above-described second inlet 221 and second outlet 222.
  • the second channel 220 is configured to connect the second inlet 221 and the second outlet 222.
  • the water supply path 230 is provided inside the humidifying unit 200A as described above.
  • the water supply path 230 connects the flexible reservoir 241 and the heater 250 as a vaporizing unit, and sends out water stored in the flexible reservoir 241 to the heater 250.
  • the flexible reservoir 241 is formed of a bag-like member that stores water therein, and is detachably connected to the water supply path 230.
  • the heater 250 vaporizes the supplied water by heating it.
  • the piezoelectric pump 260 is an air pump for pressure-feeding air, which is described later in detail, and is for taking in air outside the humidifying unit 200A and pressurizing a pressurizing chamber 216 described later.
  • the solenoid valve 270 discharges the air in the pressurizing chamber 216 to the outside of the humidifying unit 200A to reduce the pressure in the pressurizing chamber 216.
  • the control unit 130 includes, as main components, a CPU (Central Processing Unit) for executing a program, a ROM (Read Only Memory) / RAM (Random Access Memory), a blower 140, a heater 250, a piezoelectric pump 260, and a solenoid valve 270. And a calculation unit that performs various calculations based on various information input from the temperature and humidity sensor 132, the flow sensor 133, the pressure sensor 134, the power consumption sensor 135, and the temperature sensor 251. I have.
  • the ROM / RAM includes a ROM for storing data in a nonvolatile manner, and a RAM for volatilely storing data generated by execution of a program by the CPU or data input through the operation unit 131. .
  • the components of the control unit 130 are mutually connected by a data bus.
  • the processing in the CPU is realized by each hardware and software executed by the CPU.
  • Such software is stored in the ROM / RAM in advance.
  • the reception of the operation of the operation unit 131, the control of the drive motor for driving the blower 140, the control of the heater 250, the control of the piezoelectric pump 260, the control of the electromagnetic valve 270, the various calculations described above, and the like are also realized by software.
  • Power is supplied to the control unit 130, the blower 140, the heater 250, the piezoelectric pump 260, the electromagnetic valve 270, and the like from an internal power supply (not shown) or an external power supply (not shown).
  • an external power supply for example, an AC (Alternating Current) adapter (not shown) is used.
  • the temperature / humidity sensor 132 is a sensor for measuring the temperature and humidity of air introduced from the outside of the CPAP device 1 ⁇ / b> A, which will be sent into the airway of the user later. It is provided in the upstream channel section 120A. The temperature and humidity of the air detected by the temperature and humidity sensor 132 are output to the control unit 130, and are mainly used for the humidifying operation by the humidifying mechanism.
  • the flow rate sensor 133 is a sensor for measuring the flow rate of air between the CPAP device 1A and the air tube 300
  • the pressure sensor 134 is a sensor for measuring the pressure of air sent from the blower 140.
  • the flow rate sensor 133 and the pressure sensor 134 correspond to a respiratory state detection unit, and are both provided in the downstream side flow path unit 120 ⁇ / b> B of the first flow path 120.
  • the flow rate and the pressure detected by the flow rate sensor 133 and the pressure sensor 134 are output to the control unit 130, and based on the flow rate and the pressure, the control unit 130 performs, for example, By performing feedback control, feedforward control, or the like, the rotation speed of blower 140 is increased or decreased. Further, the flow rate and pressure of the air detected by the flow rate sensor 133 and the pressure sensor 134 are also used for the humidifying operation by the humidifying mechanism.
  • the power consumption sensor 135 is a sensor for measuring the power supplied to the heater 250, and includes, for example, a current monitor or the like.
  • the power consumption detected by the power consumption sensor 135 is output to the control unit 130, and is mainly used for the humidifying operation by the humidifying mechanism.
  • the temperature sensor 251 is a sensor for measuring the temperature of the heater 250, and is provided adjacent to the heater 250.
  • the temperature of the heater 250 detected by the temperature sensor 251 is output to the control unit 130, and is mainly used for the humidifying operation by the humidifying mechanism.
  • the CPAP device 1A may be separately provided with a display unit such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electro-Luminescence) display.
  • the display unit may be provided in air blowing unit 100 or may be provided in humidifying unit 200A.
  • the operation unit 131 does not need to be a button having a physical shape as shown in FIGS. 1 to 3, and may be, for example, a touch panel provided on a display surface of an LCD. Of the operation unit 131, buttons other than the button for switching ON / OFF the power of the CPAP device 1A may be provided in the humidification unit 200A.
  • the first outlet 122 provided in the first housing 110 and the second inlet 221 provided in the second housing 210 are connected. Is done.
  • the second flow path 220 is connected downstream of the first flow path 120.
  • the air sucked from the first introduction port 121 passes through the first flow path 120 and the second flow path 220 in this order, and the second air flows into the second flow path. It is discharged from the outlet 222.
  • the air discharged from the second outlet 222 is then sent into the airway of the user via the air tube 300 and the mask 400. That is, in the first use state, the first inlet 121 functions as an inlet for sucking air into the CPAP device 1A, and the second outlet 222 discharges air from inside the CPAP device 1A. Function as an exhaust port.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the CPAP device according to the present embodiment in a first use state
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view along line VII-VII shown in FIG.
  • FIGS. 6 and 7 the detailed structure of the CPAP device 1A according to the present embodiment and the flow of air inside the CPAP device 1A in the first use state will be described. 6 and 7, the flow of air generated by the operation of the blower 140 is schematically represented by arrows.
  • the space inside the first housing 110 of the blower unit 100 is divided into a plurality of chambers by providing various walls, hoses, and the like.
  • the plurality of chambers include a large portion 115, a small portion 116, and a blower room 117, and the wide portion 115, the small portion 116, and the blower room 117 correspond to the above-described upstream channel portion 120A. I have.
  • the large portion 115 is provided adjacent to the first inlet 121 provided on the first connection surface 113 of the first housing 110.
  • the cross-sectional area of the wide portion 115 perpendicular to the flow direction of the air is relatively large, and the pressure loss that can occur at the first inlet 121 is reduced.
  • the cross-sectional area of the wide portion 115 perpendicular to the air flow direction is larger than the cross-sectional area of the narrow portion 116 perpendicular to the air flow direction described later.
  • a filter 170 for capturing foreign matter such as dust contained in the air is installed at the first inlet 121, and the first connection surface 113 is fixed to fix the filter 170 to the first connection surface 113.
  • the filter cover 171 is provided with a plurality of holes in a matrix, and the plurality of holes form the first inlet 121.
  • the narrow portion 116 is provided adjacent to the wide portion 115.
  • the narrow portion 116 is formed by providing the partition 114 inside the first housing 110, and has a relatively small cross-sectional area perpendicular to the direction of air flow.
  • the cross-sectional area of the narrow portion 116 orthogonal to the air flow direction is smaller than the cross-sectional area of the wide portion 115 orthogonal to the air flow direction.
  • the blower room 117 is provided adjacent to the narrow portion 116, and the blower 140 is accommodated therein.
  • the blower chamber 117 has a relatively large cross-sectional area orthogonal to the direction of air flow, and is formed of a relatively large space occupying most of the first housing 110.
  • the cross-sectional area of the blower chamber 117 orthogonal to the direction of air flow is larger than the cross-sectional area of the narrow portion 116 orthogonal to the direction of air flow.
  • the first flow passage 120 in a portion corresponding to the wide portion 115, the narrow portion 116, and the blower chamber 117 has a cross-sectional area orthogonal to the air flow direction, which sharply increases from the downstream side to the upstream side in the air flow direction.
  • This part is enlarged and reduced, and this part functions as the silencer 150 described above.
  • blower 140 is composed of, for example, a centrifugal fan, and is mounted on a wall (that is, a bottom plate) defining mounting surface 112 of first housing 110 while housed in blower room 117. Fixed.
  • the blower 140 has an impeller 141, a drive motor not shown in the drawing, and a casing 142.
  • the impeller 141 is fixed to the rotating shaft of the drive motor, and the impeller 141 is rotated by driving the drive motor.
  • the impeller 141 rotates, the air is agitated and centrifugal force is applied to the air, whereby an airflow is generated inside the casing 142, and the air flows from the suction port 143 provided in the casing 142. While being sucked, the air is discharged from the discharge port 144 provided in the casing 142.
  • the suction port 143 of the blower 140 is provided on the casing 142 in a portion located above the shaft of the impeller 141, and is provided on a wall (that is, a top plate) that defines the operation surface 111 of the first housing 110. ) Is disposed opposite to the inner surface at a predetermined distance.
  • the discharge port 144 of the blower 140 is provided in a portion of the casing 142 which is located in a tangential direction to the outer edge of the impeller 141 when viewed along the shaft of the impeller 141, and is provided at a predetermined position from the impeller 141. Are arranged with a distance of
  • the suction port 143 of the blower 140 communicates with the blower chamber 117, and the discharge port 144 of the blower 140 is installed so as to cross the blower chamber 117 and one end thereof is provided in the first housing 110.
  • the hose 160 is connected to the other end of the hose 160 connected to the first outlet 122.
  • the space inside the hose 160 corresponds to the above-described downstream-side flow path portion 120B.
  • first outlet 122 is provided on the first connection surface 113 of the first housing 110.
  • the first outlet 122 has a nozzle shape so that the second inlet 221 provided on the second connection surface 213 of the second housing 210 and the air tube 300 can be connected together.
  • the space inside the second housing 210 of the humidifying unit 200A is partitioned into a pressurizing chamber 216 and a vaporizing chamber 217 by providing a partition wall 215.
  • a part of the vaporization chamber 217 corresponds to the above-described second flow path 220.
  • the pressurizing chamber 216 is defined by the wall of the second housing 210 including the partition wall 215, and is a portion where the flexible reservoir 241 is housed.
  • the wall of the second housing 210 including the partition wall 215 that defines the pressurizing chamber 216 corresponds to a housing that houses the flexible reservoir 241, and each is configured as a pressure partition. Therefore, even when the pressure chamber 216 is pressurized, the wall can maintain its internal pressure.
  • a piezoelectric pump 260 and a solenoid valve 270 are attached to the wall of the second housing 210 that defines the pressurizing chamber 216.
  • the piezoelectric pump 260 is a diaphragm pump that utilizes the electrostrictive property of a thin plate-shaped piezoelectric material, and is an air pump that can suck in air and discharge it as described above.
  • the piezoelectric pump 260 is installed so that its suction port faces the outside of the second housing 210 and its discharge port faces the pressurizing chamber 216 provided inside the second housing 210. By taking in the outside air into the pressurizing chamber 216, the pressurizing chamber 216 can be pressurized.
  • the electromagnetic valve 270 is formed of a diaphragm valve using the electrostrictive property of a thin plate-shaped piezoelectric body, and discharges air in the pressurizing chamber 216 to the outside of the humidifying unit 200A so that the pressure in the pressurizing chamber 216 can be reduced.
  • the solenoid valve 270 is not an essential component, it is necessary to remove the flexible reservoir 241 from the pressurizing chamber 216 before the lid 214 is removed from the viewpoint of ensuring safety when the lid 214 is operated. It is preferable that the pressure chamber 216 is installed so as to be able to reduce the pressure.
  • the pressurizing chamber 216 is located below the opening 212a provided on the mounting surface 212, which is the upper surface of the second housing 210, and communicates with the opening 212a. Note that, as described above, the opening 212a is closed by the lid 214. Here, between the wall surface of the second housing 210 that defines the opening 212a and the lid 214, a sealing material (such as a packing) (not shown) for ensuring airtightness in the portion is provided.
  • a sealing material such as a packing
  • the flexible reservoir 241 is formed of a bag-like member for storing the water 500, and has a connection port 242 from which the stored water 500 can be discharged.
  • the flexible reservoir 241 is formed of a flexible member capable of freely deforming the water 500 stored therein without leaking, and is housed in the above-described pressurizing chamber 216 so as to be able to be taken in and out.
  • the connection port 242 provided in the flexible reservoir 241 is configured to be detachably connected to a connection port 231 of the water supply path 230 described later.
  • the flexible reservoir 241 is formed of, for example, a film-shaped resin member or a metal member.
  • This flexible reservoir 241 is preferably disposable from the viewpoint of hygiene, and may be disposable after a plurality of uses, or may be disposable after a single use. .
  • the water 500 be completely drained and then easily filled with the water 500 again.
  • the vaporization chamber 217 is defined by a wall portion of the second housing 210 including the partition wall 215, and is provided so as to partially include the above-described protrusion provided on the upper surface of the second housing 210. I have.
  • a water supply path 230 and a heater 250 are arranged in the vaporization chamber 217.
  • the heater 250 is installed in a lower part of the space inside the above-mentioned protruding portion, whereby the vaporization chamber 217 is partitioned into a space above the heater 250 and a space below it. ing.
  • the space above the heater 250 corresponds to the above-described second flow path 220.
  • the space above the heater 250 corresponding to the second flow path 220 includes a second inlet 221 provided in the second connection surface 213 of the second housing 210 and the first connection surface 113 of the first housing 110. Is connected to a first flow passage 120 provided inside the first housing 110 via a first outlet 122 provided in the first housing 110.
  • a space above the heater 250 corresponding to the second flow path 220 communicates with a second outlet 222 provided on the tube connection surface 211 of the second housing 210.
  • the second outlet 222 has a nozzle-like shape so that the air tube 300 can be connected thereto.
  • the water supply passage 230 is constituted by a pipe bent in a substantially L shape, one end of which is provided so as to pass through the partition wall 215 to reach the pressurizing chamber 216, and the other end thereof is provided.
  • Heater 250 from below.
  • the heater 250 includes a heating plate, and the other end of the water supply path 230 is arranged so as to face the above-described second flow path 220 by penetrating the heating plate.
  • the above-described one end of the water supply path 230 corresponds to a connection port 231 that is detachably connected to the flexible reservoir 241 housed in the pressurizing chamber 216, and the above-described other end of the water supply path 230 is It corresponds to a drain port 232 for draining water 500 supplied to the water supply path 230 through the connection port 231 toward the heater 250.
  • the connection port 231 described above corresponds to a water supply port through which the water 500 stored in the flexible reservoir 241 is supplied to the water supply path 230.
  • the above-described pressurized chamber 216, water supply path 230, flexible reservoir 241, heater 250, and piezoelectric pump 260 mainly correspond to a humidifying mechanism that humidifies air as a heated gas blown by blower 140.
  • the humidifying operation by the humidifying mechanism is realized by driving the piezoelectric pump 260 for a predetermined time.
  • the pressurizing chamber 216 is defined as a closed space by employing the above-described configuration, the outside air is taken into the pressurizing chamber 216 by driving the piezoelectric pump 260. Thereby, the pressurizing chamber 216 is pressurized. As a result, the internal pressure in the space outside the flexible reservoir 241 and inside the housing part increases, and the flexible reservoir 241 is compressed accordingly.
  • the water 500 stored inside the flexible reservoir 241 is introduced into the water supply path 230 via the connection ports 242 and 231, and thereafter, from the water supply path 230 via the drain port 232. It is extruded and supplied to the heater 250.
  • the water supplied to the heater 250 is instantaneously heated and vaporized by the heater 250 and becomes steam 501, which is provided to the air passing through the second flow path 220.
  • the time for driving the piezoelectric pump 260 is determined based on the detection result of the power consumption sensor 135 detecting the power consumption of the heater 250. That is, as described later, in the CPAP device 1A according to the present embodiment, the output of the heater 250 is controlled by the control unit 130 so that the temperature of the heater 250 is maintained at a predetermined set temperature. You. Therefore, when the water 500 is supplied to the heater 250 and the heat of the heater 250 is used for evaporating the water 500, the output of the heater 250 becomes relatively high, and accordingly, the power consumption of the heater 250 is temporarily reduced. To increase.
  • the increase in power consumption of the heater 250 is basically proportional to the humidification amount (evaporation amount) of the water 500. Therefore, by detecting the power consumption, the humidification amount can be estimated. Therefore, by stopping the driving of the piezoelectric pump 260 at the time when the corresponding power consumption corresponding to the target humidification amount described later from the start of the humidification operation, the humidification can be performed by a necessary amount. In addition, if the heat capacity of the heater 250 is reduced, the humidification amount can be more precisely estimated. Therefore, for example, a film heater or the like is preferably used as the heater 250.
  • the air sucked from the first inlet 121 passes through the first flow path 120 and the second flow path 220 in this order, and the second outlet 222 And is sent into the airway of the user via the air tube 300 connected to the second outlet 222 and the mask 400 connected to the air tube 300.
  • the air is appropriately humidified by the provision of the steam 501 in the second flow path 220 and is sent into the airway of the user.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the control unit in the first use state of the CPAP device according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a timing chart for explaining the humidifying operation of the CPAP device according to the present embodiment. Next, details of the humidifying operation in CPAP device 1A according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the control unit 130 first gives a drive command to the blower 140 in step S1. Thereby, the blower 140 is driven to be in the ON state.
  • control unit 130 gives a driving command to the heater 250 in step S2.
  • the heater 250 is driven and turned on, and the temperature of the heater 250 starts to rise.
  • control unit 130 acquires the temperature of the heater 250 in step S3. Specifically, control unit 130 acquires a temperature detected by temperature sensor 251 attached to heater 250.
  • control unit 130 determines whether or not the temperature of heater 250 is lower than a preset temperature. When it is determined that the temperature of heater 250 is lower than the set temperature (YES in step S4), control unit 130 proceeds to step S2 and continues driving heater 250. On the other hand, when it is determined that the temperature of heater 250 is not lower than the set temperature (NO in step S4), control unit 130 proceeds to step S5.
  • the set temperature of the heater 250 is not particularly limited, but is preferably 60 ° C. or higher, more preferably, so that the water 500 supplied to the heater 250 is instantaneously heated and vaporized. The temperature is set to 80 ° C. or higher.
  • control unit 130 issues a drive stop command to heater 250. Thereby, the driving of the heater 250 is stopped and the heater 250 is turned off.
  • control unit 130 acquires the temperature and the humidity of the humidified air in step S6. Specifically, the control unit 130 acquires the temperature and the humidity of the humidified air detected by the temperature / humidity sensor 132 provided in the upstream flow path 120A of the first flow path 120.
  • control unit 130 acquires the flow rate and the pressure of the humidified air in step S7. Specifically, the control unit 130 acquires the flow rate and the pressure of the humidified air detected by the flow rate sensor 133 and the pressure sensor 134 provided in the downstream flow path 120B of the first flow path 120.
  • step S8 the control unit 130 determines the corresponding power consumption.
  • the temperature and humidity of the humidified air detected by the above-described temperature and humidity sensor 132, and the flow rate and pressure (particularly, the flow rate) of the humidified air detected by the above-described flow rate sensor 133 and pressure sensor 134 are determined. Used. For example, a data table in which the correlation between the temperature, humidity, flow rate, and pressure of the humidified air and the corresponding power consumption corresponding to the optimal humidification amount corresponding thereto is stored in the ROM described above, The unit 130 determines the corresponding power consumption by referring to the data table.
  • step S9 the control unit 130 determines whether or not the user is performing an intake operation. For this determination, the flow rate and the pressure detected by the flow rate sensor 133 and the pressure sensor 134 described above are used. When it is determined that the user is not in the inspiration operation (that is, the user is in the expiration operation) (NO in step S9), control unit 130 resets the corresponding power consumption determined in step S8. Thereafter, the process shifts to step S3 to return to the acquisition of the temperature of the heater 250 again. If the user determines that the user is in the intake operation (YES in step S9), control unit 130 proceeds to step S10.
  • control unit 130 starts constant temperature control of heater 250.
  • the output of the heater 250 is controlled by the control unit 130 so that the temperature of the heater 250 is maintained at a predetermined set temperature.
  • control unit 130 gives a driving command to the piezoelectric pump 260 in step S11. Accordingly, the piezoelectric pump 260 is driven to be turned on, and the supply of the water 500 stored in the flexible reservoir 241 to the heater 250 via the water supply path 230 is started.
  • step S12 the control unit 130 acquires the integrated power consumption of the heater 250 from the time when the driving of the piezoelectric pump 260 is started. Specifically, the control unit 130 calculates the integrated power consumption based on the power consumption detected by the power consumption sensor 135 while obtaining the power consumption.
  • step S13 the control unit 130 determines whether or not the integrated power consumption has reached the corresponding power consumption. If it is determined that the corresponding power consumption has not been reached (NO in step S13), control unit 130 proceeds to step S12 and calculates the integrated power consumption again. If it is determined that the corresponding power consumption has been reached (YES in step S13), control unit 130 proceeds to step S14.
  • step S ⁇ b> 14 the control unit 130 gives a driving stop command to the piezoelectric pump 260.
  • the driving of the piezoelectric pump 260 is stopped and turned off, and the supply of the water 500 stored in the flexible reservoir 241 to the heater 250 via the water supply path 230 is stopped.
  • controller 130 stops the constant temperature control of the heater 250 in step S15.
  • step S16 the control unit 130 determines whether a stop command has been issued to the CPAP device 1A. This determination is specifically made based on whether or not the user operates the operation unit 131 of the CPAP device 1A to input a command to stop the use thereof. If it is determined that a stop command has not been issued to CPAP device 1A (NO in step S16), control unit 130 shifts to step S3 and returns to acquiring the temperature of heater 250 again. If it is determined that a stop command has been issued to CPAP device 1A (YES in step S16), control unit 130 proceeds to step S17.
  • step S17 the control unit 130 gives a drive stop command to the blower 140.
  • the driving of the blower 140 is stopped and turned off, and all the operations of the CPAP device 1A are completed.
  • the drive time of the piezoelectric pump 260 is appropriately controlled, whereby the flexible reservoir 241 should be appropriately pressurized and humidified.
  • the amount of water 500 is supplied to the heater 250. Thereby, the humidifying operation as shown in FIG. 9 is realized.
  • the control unit 130 determines whether the user is in the inhalation operation or the expiration operation.
  • the humidification operation is configured to be completed while the user is performing the inspiration operation, the humidification operation is not performed while the user is performing the expiration operation. become. Therefore, in such a configuration, it is possible to prevent the water vapor given to the air in the second flow path 220 from flowing back to the first flow path 120 due to the expiration of the user. For this reason, various devices (typically, the blower 140) housed in the first housing 110 may adhere to moisture and cause the device to malfunction, or the moisture may adhere to the inner wall of the first housing 110 to cause various bacteria. Can be suppressed, and a CPAP device excellent in hygiene and maintenance of cleaning can be obtained.
  • various devices typically, the blower 140 housed in the first housing 110 may adhere to moisture and cause the device to malfunction, or the moisture may adhere to the inner wall of the first housing 110 to cause various bacteria. Can be suppressed, and a CPAP device excellent in hygiene and maintenance of cleaning can be obtained.
  • the CPAP device 1A As described above, by using the CPAP device 1A according to the present embodiment, a compact CPAP device capable of efficiently humidifying can be provided.
  • the reason why the apparatus can be made compact is that the above-mentioned humidifying mechanism (particularly, the heater 250 as a vaporizing section) can be constituted by a sufficiently small one, so that efficient humidification can be performed.
  • the reason for this is that the humidification operation is performed only at the timing when humidification is required, and therefore, the total energy amount required to vaporize the water 500 (that is, the power consumption amount of the heater 250 and the power consumption amount of the piezoelectric pump 260). Sum) can be suppressed.
  • the water 500 stored in the flexible reservoir 241 can be supplied to the second flow path.
  • the movement of the water 500 from the water supply path 230 to the heater 250 is allowed, and the water supply path 230
  • a check valve for restricting the movement of the water 500 and the air passing through the second flow path 220 toward the drain port 232 is provided at the drain port 232, or alternatively or additionally to the water supply defining the drain port 232. It is more preferable to perform a water-repellent treatment on the flow path forming surface of the passage 230 and / or the end face of the drain port 232.
  • the water-repellent treatment can be performed in the vicinity of the drain port 232, the water-repellent treatment can be performed on the flow path forming surface and / or the end surface of the water supply path 230 provided with the drain port 232 at the other end. However, in that case, this may be performed only on a part of the flow path forming surface, or may be performed only on a part of the end surface.
  • the CPAP device 1A by using the CPAP device 1A according to the present embodiment described above, it is possible to obtain an effect in terms of cost. This is because the humidifying mechanism described above has a very simple configuration, and the components such as the heater 250 and the piezoelectric pump 260 necessary for configuring the humidifying mechanism are relatively inexpensive components. . Therefore, it is possible to provide a CPAP device at low cost.
  • the above-described CPAP device 1A according to the present embodiment also has a secondary effect that humidified air can be sent into the user's airway early from the start of use. This makes it possible to significantly reduce the size of the heater 250 as described above, thereby enabling the heater 250 to be heated to the set temperature earlier, and as a result, the humidifying operation can be performed almost without delay from the start of use. It is because it becomes possible.
  • an algorithm for estimating the humidification amount from the integrated power consumption amount is employed from the viewpoint that the power consumption amount of the heater 250 is proportional to the humidification amount.
  • the amount of power consumed by the heater 250 varies depending on factors such as the environmental temperature, the temperature of water stored in the flexible reservoir 241, and the amount of air blown by the blower 140. Therefore, in order to more precisely adjust the humidification amount, it is preferable to appropriately correct the temperature based on the temperature detected by the temperature and humidity sensor 132, the flow rate detected by the flow rate sensor 133, and the like.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view of the CPAP device according to Embodiment 2 of the present invention in a first use state.
  • CPAP device 1B according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the CPAP device 1B according to the present embodiment mainly has a humidifying unit 200B having a different configuration when compared with the CPAP device 1A according to the above-described first embodiment. Are different.
  • the humidifying unit 200B does not have a protruding portion that protrudes upward from one of the four corners on the upper surface of the second housing 210, and instead has a lower portion from one of the four corners on the lower surface. It has a protruding portion that protrudes toward.
  • One of the side surfaces of the protrusion provided on the lower surface of the second housing 210 constitutes a tube connection surface 211 to which the air tube 300 is connected in the first use state.
  • the other one of them constitutes a second connection surface 213 connected to the blower unit 100 in the first use state.
  • a portion of the lower surface of the second housing 210 excluding the above-described protruding portion constitutes a mounting surface 219 mounted on the blower unit 100 in the first use state. Accordingly, the upper surface of the first housing 110 of the blower unit 100 forms a mounting surface 118 on which the humidifying unit 200B is mounted in the first use state, and the lower surface of the first housing 110 In the first use state, it constitutes a mounting surface mounted on a floor, a table, or the like.
  • the CPAP device 1B is configured such that the humidifying unit 200A is mounted on the blowing unit 100 so that the humidifying unit 200A is attached to the blowing unit 100.
  • the operation surface provided with the operation unit of the blower unit 100 is configured by one of the four side surfaces of the first housing 110 except the first connection surface 113.
  • the space inside the second housing 210 is partitioned into a pressurized chamber 216 and a vaporization chamber 217 by a partition wall 215, and the vaporization chamber 217 is provided on the lower surface of the second housing 210.
  • the projection is provided so as to include a part thereof.
  • a water supply path 230, a heater 250, and the like are arranged, and the heater 250 is installed in a lower part of the space inside the above-described protrusion.
  • the vaporization chamber 217 corresponds to a second flow path 220 connecting the second inlet 221 and the second outlet 222.
  • the water supply path 230 is constituted by a pipe bent in a substantially L-shape, and is provided so that one end thereof reaches the pressurizing chamber 216 through the partition wall 215. On the other hand, the other end of the water supply path 230 is located above the heater 250 so as to face the heater 250. Thereby, the water supply path 230 is configured to connect the flexible reservoir 241 and the heater 250 as a vaporizing unit.
  • the above-mentioned one end of the water supply path 230 corresponds to a connection port 231 detachably connected to the flexible reservoir 241 housed in the pressurizing chamber 216, and the flexible reservoir housed in the pressurizing chamber 216.
  • the water 500 stored in 241 corresponds to a water supply port for supplying water to the water supply path 230.
  • the other end of the water supply path 230 described above corresponds to a drain port 232 that drains the water 500 supplied to the water supply path 230 through the connection port 231 toward the heater 250.
  • the piezoelectric pump 260 and the solenoid valve 270 provided so as to face the pressurizing chamber 216 are the same as those in the above-described first embodiment, and therefore, description thereof will not be repeated here.
  • the flexible reservoir is controlled by appropriately controlling the driving time of the piezoelectric pump 260.
  • pressurizing 241 water 500 is supplied to heater 250 by an amount to be humidified, and the above-described humidification operation can be realized. Therefore, even when this configuration is employed, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 11 is a schematic sectional view showing a configuration example of a drain port of the water supply path shown in FIG.
  • a configuration example of the water supply path 230 of the CPAP device 1B according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • a check valve 234A is provided at the other end of the water supply path 230 described above.
  • the check valve 234A is made of, for example, an elastic body, whereby the drain port 232 of the water supply path 230 is defined by the check valve 234A.
  • the check valve 234A is opened by the increase in the internal pressure of the flexible reservoir 241, and the movement of the water 500 from the water supply path 230 to the heater 250 is allowed until the internal pressure stops rising. Become.
  • the nozzles 234B to 234D are provided at the other ends of the water supply passages 230, respectively.
  • each of the nozzles 234B to 234D has a drain port 232 smaller than the inner diameter of the water supply path 230, thereby increasing the surface tension generated in the water 500 in a portion in contact with the drain port 232. It is. With this configuration, the movement of the water 500 from the water supply path 230 to the heater 250 is not always permitted, and the flexible reservoir 241 is compressed by compressing the flexible reservoir 241. As a result, the water 500 is extruded from the water supply path 230 toward the heater 250.
  • the nozzle 234B having the shape shown in FIG. 11B is configured such that the drain port 232 is defined by a single hole, and the nozzle 234C having the shape shown in FIG.
  • the drain hole 232 is defined by a plurality of holes.
  • the nozzle 234D having the shape shown in FIG. 11D is configured such that the drain port 232 is defined by a single hole whose cross-sectional area increases as it goes downward.
  • the above-described check valve 234A shown in FIG. 11A and the nozzles 234B to 234D shown in FIGS. 11B to 11D may be made of water-repellent members.
  • the water 500 is repelled from the drain port 232 defined by the check valve 234A and the nozzles 234B to 234D, so that the water 500 always moves from the water supply path 230 to the heater 250. Is not allowed, and the flexible reservoir 241 is compressed, so that the internal pressure of the flexible reservoir 241 increases and the water 500 is pushed out from the water supply path 230 toward the heater 250.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the CPAP device according to Embodiment 3 of the present invention in a first use state.
  • CPAP device 1C according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the CPAP device 1C according to the present embodiment mainly has a humidifying unit 200C having a different configuration as compared with the CPAP device 1A according to the above-described first embodiment. Are different.
  • the second housing 210 of the humidifying unit 200C has basically the same configuration as the second housing 210 of the humidifying unit 200A according to the first embodiment, but has the flexibility of the internal space.
  • the space in which the reservoir 241 is stored is not configured as a pressurized chamber, but is configured as a simple storage chamber 218. That is, the storage chamber 218 does not necessarily have to be hermetically sealed from the outside, and accordingly, a portion defining the opening 212 a provided on the mounting surface 212 of the second housing 210 and the lid 214. There is no need to provide a sealing material such as a packing between them.
  • the piezoelectric pump 260 may be provided on the wall of the second housing 210, and the solenoid valve need not be provided.
  • the flexible reservoir 241 stored in the storage chamber 218 described above is configured as a part of the double bag 240 covered by the bag-shaped member 243 that stores the flexible reservoir 241.
  • the bag-shaped member 243 is preferably formed of a hard member that is less likely to be flexed and deformed than the flexible reservoir 241, and corresponds to a storage portion that stores the flexible reservoir 241.
  • the bag-shaped member 243 is made of, for example, a film-shaped resin member or a metal member.
  • the flexible reservoir 241 and the bag-shaped member 243 constituting the double bag 240 are integrated by being bonded to each other by bonding or welding.
  • the connection port 242 of the flexible reservoir 241 is drawn out to the outside through the bag-shaped member 243, and the flexible reservoir 241 described above is provided at a predetermined position of the bag-shaped member 243.
  • a connection port 244 different from the connection port 242 is provided.
  • the space inside the flexible reservoir 241 (that is, the space filled with water 500) communicates with the external space via the connection port 242, and is the space outside the flexible reservoir 241.
  • a pressurized space 245 which is a space inside the bag-shaped member 243 communicates with an external space via a connection port 244.
  • connection port 242 of the flexible reservoir 241 is connected to the connection port 231 of the water supply path 230, and the bag-shaped member is formed. 243 is connected to the piezoelectric pump 260.
  • water can be supplied from the flexible reservoir 241 to the water supply path 230, and the pressurizing space 245 can be pressurized by the piezoelectric pump 260.
  • the bag-shaped member 243 is formed of a member harder than the flexible reservoir 241. Therefore, when the pressurizing space 245 is pressurized by driving the piezoelectric pump 260, the pressure mainly acts on the flexible reservoir 241, whereby the flexible reservoir 241 is efficiently compressed. You.
  • the water 500 stored inside the flexible reservoir 241 is introduced into the water supply path 230 via the connection ports 231 and 242, and thereafter, from the water supply path 230 via the drain port 232. It is extruded and supplied to the heater 250.
  • the water supplied to the heater 250 is instantaneously heated and vaporized by the heater 250 and becomes steam 501, which is provided to the air passing through the second flow path 220.
  • the driving time of the piezoelectric pump 260 is appropriately controlled, so that the flexible reservoir By pressurizing 241, water 500 is supplied to heater 250 by an amount to be humidified, and the above-described humidification operation can be realized. Therefore, even when this configuration is employed, the same effect as that described in the first embodiment can be obtained.
  • the case where the second housing 210 is provided with the storage room 218 for housing the double bag 240 is illustrated, but the storage room 218 is abolished and the double bag 240 is It may be configured to be externally attached to the two housings 210. With such a configuration, it is possible to significantly reduce the size of the entire humidifying unit 200C including the double bag 240, and furthermore, the double bag 240 is not filled with water 500 when not in use. Can be folded and carried, so that a highly convenient CPAP device can be obtained.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of functional blocks of a CPAP device according to Embodiment 4 of the present invention in a first use state
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the CPAP device in a first use state.
  • the CPAP device 1C according to the present embodiment is different from the CPAP device 1A according to the first embodiment in that the CPAP device 1C includes a humidifying unit 200D having a different configuration.
  • the configuration is different.
  • the humidifying unit 200A according to the above-described first embodiment is configured such that the water 500 is supplied to the heater 250 as a vaporizing unit by pressurizing the flexible reservoir 241 from outside.
  • the humidifying unit 200D according to the present embodiment is configured so that the water 500 can be supplied to the heater 250 by using its own elastic restoring force of the elastic reservoir 246 instead. It is.
  • the second casing 210 of the humidifying unit 200D of the CPAP device 1D has basically the same configuration as the second casing 210 of the humidifying unit 200A according to Embodiment 1, but includes
  • the space in which the elastic reservoir 246 is housed is not configured as a pressurized chamber, but is simply configured as a storage chamber 218. That is, the storage chamber 218 does not necessarily have to be hermetically sealed from the outside, and accordingly, a portion defining the opening 212 a provided on the mounting surface 212 of the second housing 210 and the lid 214. There is no need to provide a sealing material such as a packing between them. Further, a piezoelectric pump and an electromagnetic valve are not provided on the wall of the second housing 210.
  • a valve 280 is provided in the water supply passage 230 at a portion located in the vaporization chamber 217 of the second housing 210.
  • the valve 280 allows the flow of the water 500 in the water supply path 230 in the open state, and shuts off the flow of the water 500 in the water supply path 230 in the closed state.
  • the valve 280 is configured to be drivable by a valve driving unit 281 including, for example, a motor, and the valve driving unit 281 switches the valve 280 between an open state and a closed state.
  • the elastic reservoir 246 stored in the storage chamber 218 described above is formed of a bag-shaped member for storing the water 500, and has a connection port 247 capable of discharging the stored water 500.
  • the elastic reservoir 246 is formed of a member that allows the water 500 stored therein to be elastically deformable without leaking, and is housed in the storage chamber 218 so as to be able to be taken in and out.
  • the connection port 247 provided in the elastic reservoir 246 is configured to be detachably connected to the connection port 231 of the water supply path 230.
  • the elastic reservoir 246 is made of, for example, a rubber member.
  • the elastic reservoir 246 is elastically expanded and deformed by the water 500 being injected therein. That is, the internal space of the elastic reservoir 246 is not sufficiently small or the internal space itself is not formed in a state where no external force is applied, that is, it is a balloon-like one.
  • the water supply path 230, the elastic reservoir 246, the heater 250, the valve 280, and the valve driving section 281 mainly correspond to a humidifying mechanism that humidifies air as a heated gas blown by the blower 140.
  • the humidifying operation by the humidifying mechanism is realized by opening (ie, opening) the valve 280 for a predetermined time.
  • valve 280 when valve 280 is in an open state, water 500 stored inside elastic reservoir 246 is supplied to connection port by elastic restoring force of elastic reservoir 246.
  • the water is introduced into the water supply path 230 via 247 and 231, and then extruded from the water supply path 230 via the drain port 232 and supplied to the heater 250.
  • the water supplied to the heater 250 is instantaneously heated and vaporized by the heater 250 and becomes steam 501, which is provided to the air passing through the second flow path 220.
  • valve 280 when the valve 280 is in the closed state, the supply of the water 500 to the heater 250 is stopped by blocking the flow of the water 500 in the water supply path 230, and the humidification operation is also stopped. Will be.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the control unit in the first use state of the CPAP device according to the present embodiment.
  • FIG. 16 is a timing chart for explaining the humidifying operation of the CPAP device according to the present embodiment. Next, the details of the humidifying operation in CPAP device 1D according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
  • control flow of the control unit 130 in the CPAP device 1D according to the present embodiment is similar to the control flow shown in FIG. 8, except that the valve 280 is opened in step S11. At the same time that the valve 280 is closed in step S14.
  • the opening and closing of the valve 280 are realized by the control unit 130 giving an operation command to the valve driving unit 281.
  • the control unit 130 By operating the control unit 130 according to the series of control flows shown in FIG. 15, the time during which the valve 280 is opened is appropriately controlled, whereby the water 500 is supplied to the heater 250 by the amount to be humidified. Will be done. Thereby, the humidification operation as shown in FIG. 16 is realized.
  • the CPAP device 1D having the configuration described above the same effect as that described in the first embodiment can be obtained, and the CPAP device can be small and efficiently humidified. be able to.
  • the case where the storage chamber 218 for housing the elastic reservoir 246 is provided in the second housing 210 is illustrated, but the storage chamber 218 is abolished, and the elastic reservoir 246 is replaced with the second housing 210. It may be configured to be externally attached to the body 210. In such a configuration, the entire humidifying unit 200D including the elastic reservoir 246 can be significantly reduced in size. Further, the elastic reservoir 246 can be folded in a state where it is not filled with the water 500 when not in use. Since it is also possible to carry the device, a CPAP device having excellent convenience can be provided.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a CPAP device according to Embodiment 5 of the present invention in a first use state
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of functional blocks of the CPAP device in a first use state.
  • the CPAP device 1E according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the CPAP device 1E according to the present embodiment includes a humidifying unit 200E having a different configuration when compared to the CPAP device 1A according to the above-described first embodiment. Mainly, the configuration is different.
  • a pressure sensor 290 as a pressure detection unit is provided in the pressurizing chamber 216 as a storage unit provided in the second housing 210 of the humidification unit 200E. More specifically, the pressure sensor 290 is disposed in a space outside the flexible reservoir 241 and inside the pressurizing chamber 216, and detects the pressure in the pressurizing chamber 216. The pressure detected by the pressure sensor 290 is output to the control unit 130, and is mainly used for the humidifying operation by the humidifying mechanism.
  • CPAP device 1E unlike CPAP device 1A according to Embodiment 1 described above, adjustment of the humidification amount by the humidification mechanism is detected by control unit 130 using pressure sensor 290 described above.
  • the driving of the piezoelectric pump 260 is controlled based on the pressure of the pressurized chamber 216 (for example, the driving time is controlled).
  • the piezoelectric pump 260 by driving the piezoelectric pump 260, the flexible reservoir 241 housed inside the pressurizing chamber 216 is compressed, so that the flexible reservoir 241 is compressed. A part of the water 500 stored in 241 is supplied to the heater 250 via the water supply path 230. Therefore, a predetermined correlation occurs between the pressure inside the pressurizing chamber 216 and the amount of the water 500 pushed out from the flexible reservoir 241 (that is, the amount of humidification).
  • the piezoelectric pump 260 is appropriately driven based on the detected pressure while detecting the pressure inside the pressurizing chamber 216, so that the flexible reservoir 241 is formed. Is appropriately pressurized, and as a result, the humidification amount can be adjusted by the humidification mechanism.
  • a connection port 231 that is one end thereof is connected to the flexible reservoir 241, and a drain port 232 that is the other end is connected to the middle of a water supply path 230 that is connected to the heater 250.
  • a throttle portion 233 having a reduced channel cross-sectional area as compared with the other portion of the water supply channel 230 is provided.
  • the throttle portion 233 is provided at a position in the middle of the water supply passage 230 so as to form a portion having a higher flow resistance than other portions.
  • the throttle portion 233 in the middle of the water supply path 230 in this way, the amount of water 500 supplied to the heater 250 via the water supply path 230 can be reduced. That is, since the restricting portion 233 functions as a high flow resistance portion, the ratio of the supply amount of the water 500 to the heater 250 to the pressure increase of the pressurizing chamber 216 can be reduced. A stable supply of water 500 at a low flow rate becomes possible.
  • the throttle portion 233 does not necessarily need to be provided at an intermediate position of the water supply path 230, and may be provided at an end of the water supply path 230 on the connection port 231 side or an end of the water supply path 230 on the drain port 232 side. Good.
  • the same effect as that described in the first embodiment can be obtained, and the CPAP device can be compact and efficiently humidified. it can.
  • Embodiments 1 to 5 described above the case where the present invention is applied to a CPAP device as a humidifying blower for a respiratory apparatus has been described as an example.
  • a steam inhaler and an oxygen inhaler The present invention can be applied to the above.
  • the present invention can be applied to any device provided with a humidifying device, and can be applied to devices other than the humidifying and blowing device for a respiratory organ. Further, the present invention can be effectively applied to a case where the humidifying device is used alone.
  • the vaporizing section does not necessarily need to be configured in this way, and the water is vaporized. Anything that can be used can be used as the vaporizing section.
  • an atomizing unit for example, an ultrasonic vibrator or the like
  • this can be used as an atomizing device.
  • An example of such an atomizing device is a nebulizer as a respiratory atomizing device.
  • the piezoelectric pump which is the outside air introduction source is used as the pressurizing source.
  • the pressurizing source is constituted by an outside air introduction source, it is not always necessary to constitute the outside air introduction source by a piezoelectric pump. Can be used as an introduction source.
  • the flexible reservoir and the elastic reservoir have been described by exemplifying a flat bag-shaped member.
  • the shapes of the flexible reservoir and the elastic reservoir are as follows. There is no particular limitation, and these may be formed of non-flat (eg, spherical, rod-shaped, etc.) bag-shaped members, or formed of specially shaped bag-shaped members such as bellows. Is also good.
  • 1A to 1E ⁇ CPAP device 100 ⁇ blower unit, 110 # first housing, 111 # operation surface, 112 # placement surface, 113 # first connection surface, 114 # partition, 115 # wide and large section, 116 # narrow section, 117 # blower room, 118 # mounted Surface, 120 first flow path, 120A upstream flow path section, 120B downstream flow path section, 121 first inlet port, 122 first outlet port, 130 control section, 131 operation section, 132 temperature and humidity sensor, 133 flow rate sensor , 134 pressure sensor, 135 power consumption sensor, 140 blower, 141 impeller, 142 casing, 143 intake, 144 exhaust, 150 silencer, 160 hose, 170 filter, 171 filter cover, 200A to 200E humidifying unit, 210 second Housing, 211 tube connection surface, 12 mounting surface, 212a opening, 213 second connection surface, 214 lid, 215 partition wall, 216 pressurizing chamber, 217 vaporization chamber, 218 storage chamber, 219 mounting surface, 220 second flow path, 221

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Abstract

加湿装置(200A)は、水を貯留するバッグ状の可撓性リザーバ(241)と、供給された水を気化させる気化部(250)と、可撓性リザーバ(241)および気化部(250)に接続された水供給路(230)と、可撓性リザーバ(241)が収容される収容部と、可撓性リザーバ(241)の外側の空間であってかつ収容部の内側の空間(216)を加圧することで可撓性リザーバ(241)を圧縮する加圧源(260)と、加圧源(260)の動作を制御する制御部とを備え、可撓性リザーバ(241)に貯留された水が、可撓性リザーバ(241)が圧縮される圧縮力により、水供給路(230)を介して気化部(250)に供給されるように構成される。

Description

加湿装置およびこれを備えた呼吸器用加湿送風装置
 本発明は、水を気化させることで被加湿気体を加湿する加湿装置に関し、また、当該加湿装置を備えた呼吸器用加湿送風装置に関する。
 従来、各種の加湿機構が考案されており、適用される製品の用途に応じてこれらの中から最適なものが選択されて使用されている。加湿機構が適用される製品群の一つとして、呼吸器用加湿送風装置がある。この呼吸器用加湿送風装置には、CPAP(Continuous Positive Airway Pressure)装置やスチーム吸入器、酸素吸入器等が含まれる。
 このうち、CPAP装置は、睡眠時無呼吸症候群の治療に用いられるものであり、睡眠中の使用者の気道に空気を送り込むものである。より具体的には、CPAP装置は、装置内部に送風機が設けられており、使用者の鼻または口に装着したマスクにエアチューブを介して空気を送り続けるように構成されている。このCPAP装置には、加湿装置が組み込まれる場合があり、当該加湿装置が組み込まれたCPAP装置においては、使用者に送り込む空気に対して加湿が行なわれる。
 当該加湿装置が組み込まれたCPAP装置としては、たとえば特開2014-166495号公報(特許文献1)に開示のものがある。当該公報に開示のCPAP装置においては、水が貯留されたタンクの下部にヒータが設置されており、当該ヒータが駆動されることでタンクに貯留された水の加熱が行なわれる。そして、送風機によって発生する気流がタンクの上部を通過するように送風路が構成されることにより、上述したヒータによる加熱によって発生した水蒸気が当該気流に含ませられることになり、これによって加湿された空気が使用者の気道に送り込まれることになる。
特開2014-166495号公報
 しかしながら、上述したCPAP装置に代表される呼吸器用加湿送風装置に組み込まれる加湿装置においては、一時に大量の水蒸気を発生させる必要がない反面、継続的に少量の水蒸気を発生させることが必要であり、上記公報に開示される如くの加湿装置は、必ずしもエネルギー効率の観点から有効なものとは言えない。
 また、呼吸器用加湿送風装置に組み込まれる加湿装置としては、上述した構成のものの他にも種々の構成のものが存在するが、いずれも装置構成が複雑であったり高価な部品を用いたものであったりするため、小型化の観点や製造コストの観点から、やはり有効なものとは言い難い。さらには、これら加湿装置は、清潔に保つ必要のある装置内部の洗浄作業等のメンテナンス性に劣るものが殆どである。
 したがって、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、小型にかつ効率よく加湿が行なえる加湿装置およびこれを備えた呼吸器用加湿送風装置を提供することを目的とする。
 本発明の第1の局面に基づく加湿装置は、可撓性リザーバと、気化部と、水供給路と、収容部と、加圧源と、制御部とを備えている。上記可撓性リザーバは、水を貯留するバッグ状のものからなり、上記気化部は、供給された水を気化させるものである。上記水供給路は、一端部が上記可撓性リザーバに着脱可能に接続されるとともに他端部が上記気化部に接続されている。上記収容部は、上記可撓性リザーバを収容するものである。上記加圧源は、上記可撓性リザーバの外側の空間であってかつ上記収容部の内側の空間を加圧することで上記可撓性リザーバを圧縮するものであり、上記制御部は、上記加圧源の動作を制御するものである。上記本発明の第1の局面に基づく加湿装置にあっては、上記可撓性リザーバに貯留された水が、上記可撓性リザーバが圧縮される圧縮力により、上記水供給路を介して上記気化部に供給されるように構成されている。
 上記本発明の第1の局面に基づく加湿装置にあっては、上記加圧源が、上記可撓性リザーバの外側の空間であってかつ上記収容部の内側の空間に外気を導入する外気導入源にて構成されていることが好ましい。
 上記本発明の第1の局面に基づく加湿装置にあっては、上記外気導入源が、圧電ポンプにて構成されていることが好ましい。
 上記本発明の第1の局面に基づく加湿装置にあっては、上記収容部が、圧力隔壁にて構成されていてもよい。
 上記本発明の第1の局面に基づく加湿装置にあっては、上記収容部が、バッグ状部材にて構成されていてもよく、その場合には、上記可撓性リザーバと上記バッグ状部材とが接合されて一体化されることにより、上記可撓性リザーバと上記バッグ状部材とが、二重バッグ構造を有していることが好ましい。
 本発明の第2の局面に基づく加湿装置は、弾性リザーバと、気化部と、水供給路と、バルブと、バルブ駆動部と、制御部とを備えている。上記弾性リザーバは、水を貯留するバッグ状のものからなり、上記気化部は、供給された水を気化させるものである。上記水供給路は、一端部が上記弾性リザーバに着脱可能に接続されるとともに他端部が上記気化部に接続されている。上記バルブは、上記水供給路に設けられており、開状態において上記水供給路における水の通流を許容し、閉状態において上記水供給路における水の通流を遮断する。上記バルブ駆動部は、上記バルブを上記開状態および上記閉状態のいずれかに切り替えるものであり、上記制御部は、上記バルブ駆動部の動作を制御するものである。上記本発明の第2の局面に基づく加湿装置にあっては、上記弾性リザーバが、水が内部に注入されることによって弾性的に膨張変形したものであり、これにより上記弾性リザーバに貯留された水が、上記弾性リザーバの弾性復元力により、上記開状態において上記水供給路を介して上記気化部に供給されるように構成されている。
 上記本発明の第1および第2の局面に基づく加湿装置にあっては、上記水供給路から上記気化部に向けての流体の移動を許容するとともに上記気化部から上記水供給路に向けての流体の移動を制限する逆止弁が、上記他端部に設けられていることが好ましい。
 上記本発明の第1および第2の局面に基づく加湿装置にあっては、上記他端部の流路形成面および/または端面に撥水処理が施されていることが好ましい。
 上記本発明の第1および第2の局面に基づく加湿装置にあっては、上記水供給路に絞り部が設けられていることが好ましい。
 上記本発明の第1および第2の局面に基づく加湿装置にあっては、上記気化部が、供給された水を加熱するヒータにて構成されていることが好ましい。
 上記本発明の第1および第2の局面に基づく加湿装置は、上記ヒータの温度を検出する温度検出部と、上記ヒータの消費電力を検出する消費電力検出部とをさらに備えていることが好ましい。その場合においては、上記温度検出部によって検出された温度に基づいて上記ヒータの温度が一定温度に維持されることとなるように、上記制御部によって上記ヒータの出力が制御されていることが好ましい。また、その場合においては、上記制御部が上記消費電力検出部にて検出された消費電力に基づいて上記気化部への水の供給量を制御することにより、加湿量の調整が行なわれるように構成されていることが好ましい。
 本発明に基づく呼吸器用加湿送風装置は、使用者の気道に気体を送り込むための送風機を含む送風装置と、上記本発明の第1および第2の局面に基づく加湿装置のいずれかとを備えており、上記送風機が駆動されることで発生する気流が、上記加湿装置によって加湿されるように構成されてなるものである。
 上記本発明に基づく呼吸器用加湿送風装置は、使用者の呼吸状態を検知するための呼吸状態検知部をさらに備えていてもよい。その場合には、上記制御部が、上記呼吸状態検知部の検知結果に基づいて使用者が吸気動作にあるか呼気動作にあるかを判別することが好ましく、またその場合には、上記制御部によって使用者が吸気動作にあると判別された場合に上記加湿装置による加湿動作が実行されるとともに、上記制御部によって使用者が呼気動作にあると判別された場合に上記加湿装置による加湿動作が停止されるように構成されていることが好ましい。
 上記本発明の第1の局面に基づく加湿装置は、上記可撓性リザーバの外側の空間であってかつ上記収容部の内側の空間の圧力を検知する圧力検知部をさらに備えていてもよい。その場合には、上記制御部が上記圧力検知部にて検知された圧力に基づいて上記気化部への水の供給量を制御することにより、加湿量の調整が行なわれるように構成されていることが好ましい。
 本発明によれば、小型にかつ効率よく加湿が行なえる加湿装置およびこれを備えた呼吸器用加湿送風装置とすることができる。
実施の形態1に係るCPAP装置の送風ユニットおよび加湿ユニットの着脱態様を示す斜視図である。 図1に示す着脱態様を別の角度から見た斜視図である。 実施の形態1に係るCPAP装置において、送風ユニットを加湿ユニットに取付けた状態を示す斜視図である。 実施の形態1に係るCPAP装置の第1使用状態および第2使用状態を模式的に表わした図である。 実施の形態1に係るCPAP装置の第1使用状態における機能ブロックの構成を示す図である。 実施の形態1に係るCPAP装置の第1使用状態における模式断面図である。 図6中に示すVII-VII線に沿った模式断面図である。 実施の形態1に係るCPAP装置の第1使用状態における制御部の動作を示すフロー図である。 実施の形態1に係るCPAP装置の加湿動作を説明するためのタイミングチャートである。 実施の形態2に係るCPAP装置の第1使用状態における模式断面図である。 図10に示す水供給路の排水口の構成例を示す模式断面図である。 実施の形態3に係るCPAP装置の第1使用状態における模式断面図である。 実施の形態4に係るCPAP装置の第1使用状態における機能ブロックの構成を示す図である。 実施の形態4に係るCPAP装置の第1使用状態における模式断面図である。 実施の形態4に係るCPAP装置の第1使用状態における制御部の動作を示すフロー図である。 実施の形態4に係るCPAP装置の加湿動作を説明するためのタイミングチャートである。 実施の形態5に係るCPAP装置の第1使用状態における模式断面図である。 実施の形態5に係るCPAP装置の第1使用状態における機能ブロックの構成を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態は、呼吸器用加湿送風装置ならびにこれに組み込まれた加湿装置としてのCPAP装置ならびにこれに組み込まれた加湿装置に本発明を適用した場合を例示するものである。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
 (実施の形態1)
 図1は、本発明の実施の形態1に係るCPAP装置の送風ユニットおよび加湿ユニットの着脱態様を示す斜視図であり、図2は、図1に示す着脱態様を別の角度から見た斜視図である。また、図3は、本実施の形態に係るCPAP装置において、送風ユニットを加湿ユニットに取付けた状態を示す斜視図である。まず、これら図1ないし図3を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Aの概略的な構成およびその着脱態様について説明する。
 図1ないし図3に示すように、CPAP装置1Aは、送風装置としての送風ユニット100と、加湿装置としての加湿ユニット200Aとを備えている。このうち、送風ユニット100は、送風機140(図5ないし図7参照)を主として具備したものであり、加湿ユニット200Aは、加湿機構を構成する加圧室216および気化室217(図6および図7参照)が主として設けられたものである。
 加湿ユニット200Aは、送風ユニット100に着脱可能に構成されている。ここで、本実施の形態に係るCPAP装置1Aにおいては、加湿ユニット200Aが送風ユニット100に取付けられた状態と、加湿ユニット200Aが送風ユニット100に取付けられていない状態と、の2つの状態において、その使用が可能となるように構成されている。
 これは、CPAP装置1Aを分割して複数のユニットにて構成するとともに、これら複数のユニットを相互に着脱自在に構成することにより、在宅時等のみならず外泊時等においても高い利便性が発揮されるようにするためである。すなわち、在宅時等においては、加湿ユニット200Aを送風ユニット100に取付けることにより、上述した第1使用状態にてCPAP装置1Aを使用することができ、外泊時等においては、加湿ユニット200Aを送風ユニット100に取付けなくとも、上述した第2使用状態にてCPAP装置1Aを使用することができる。
 ここで、本実施の形態に係るCPAP装置1Aにおいては、加湿ユニット200A上に送風ユニット100が載置されることにより、加湿ユニット200Aが送風ユニット100に取付けられるように構成されている。
 送風ユニット100は、偏平な略直方体形状の外形を有しており、その外殻が第1筐体110によって構成されている。第1筐体110は、使用状態において鉛直方向に並んで位置することになる上面および下面と、これら上面および下面を接続する4つの側面とを有している。
 第1筐体110の上面は、操作部131が設けられた操作面111を構成している。第1筐体110の下面は、後述する第1使用状態において加湿ユニット200Aに載置され、かつ、後述する第2使用状態において床面やテーブル等に載置される載置面112を構成している。また、第1筐体110の4つの側面のうちの1つは、後述する第1使用状態において加湿ユニット200Aに接続される第1接続面113を構成している。
 加湿ユニット200Aは、細長の略直方体形状の外形を有しており、その外殻が第2筐体210によって構成されている。第2筐体210は、使用状態において鉛直方向に並んで位置することになる上面および下面と、これら上面および下面を接続する4つの側面とを有しており、上面の四隅のうちの一箇所からは、上方に向けて突出する突出部が設けられている。
 第2筐体210の下面は、後述する第1使用状態において床面やテーブル等に載置される載置面を構成している。第2筐体210の上面のうちの上述した突出部を除く部分は、後述する第1使用状態において送風ユニット100が載置される被載置面212を構成している。この被載置面212のうちの所定位置には、開口部212aが設けられている。当該開口部212aは、後述する加圧室216に連通しており、当該加圧室216に後述する可撓性リザーバ241(図5ないし図7参照)を出し入れするためのものである。なお、開口部212aには、蓋体214が取付け可能に構成されており、常時は当該蓋体214によって開口部212aが閉鎖されることになる。
 また、上述した突出部の側面のうちの1つは、後述する第1使用状態においてエアチューブ300(図4および図5参照)が接続されるチューブ接続面211を構成しており、上述した突出部の側面のうちの他の1つは、後述する第1使用状態において送風ユニット100に接続される第2接続面213を構成している。
 第1筐体110の第1接続面113には、第1筐体110の外部から空気を導入するための第1導入口121と、第1筐体110の内部から空気を導出するための第1導出口122が設けられている。
 一方、第2筐体210の第2接続面213には、第2筐体210の外部から空気を導入するための第2導入口221が設けられており、第2筐体210のチューブ接続面211には、第2筐体210の内部から空気を導出するための第2導出口222が設けられている。なお、第2筐体210の側面の所定位置には、第2筐体210の外部から第2筐体210の内部に設けられた後述する加圧室216に外気としての空気を取り込むための外気導入源としての圧電ポンプ260と、当該加圧室216から第2筐体210の外部へ空気を排出するための排気弁としての電磁弁270が設けられている。なお、外気導入源としての圧電ポンプ260は、加圧室216を加圧する加圧源に相当する。
 以上により、図3に示すように、加湿ユニット200A上に送風ユニット100が載置されることで加湿ユニット200Aが送風ユニット100に取付けられた状態においては、第1筐体110の載置面112が第2筐体210の被載置面212に対向して位置することになるとともに、第1筐体110の第1接続面113が第2筐体210の第2接続面213に対向して位置することになる。そのため、第1筐体110の第1接続面113に設けられた第1導出口122が、第2筐体210の第2接続面213に設けられた第2導入口221に接続される。なお、当該状態においても、第1筐体110に設けられた第1導入口121は、第2筐体210によって覆われることがないため、外部に向けて開放された状態にある。
 一方で、加湿ユニット200Aが送風ユニット100に取付けられていない状態においては、第1筐体110の第1接続面113が外部に向けて露出している。そのため、第1筐体110の第1接続面113に設けられた第1導入口121および第1導出口122は、いずれも外部に向けて開放された状態になる。
 図4は、本実施の形態に係るCPAP装置の使用状態を模式的に表わした図であり、図4(A)および図4(B)は、それぞれ第1使用状態および第2使用状態を示している。次に、この図4を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Aの第1使用状態および第2使用状態について説明する。
 図4(A)に示すように、第1使用状態においては、上述したように、加湿ユニット200Aが送風ユニット100に取付けられた状態でCPAP装置1Aが使用される。その場合、加湿ユニット200Aに設けられた第2導出口222にエアチューブ300の一端が接続され、エアチューブ300の他端にマスク400が接続される。
 その詳細については後述するが、第1使用状態においては、送風ユニット100に設けられた送風機140が駆動されることで、送風ユニット100に設けられた第1導入口121からCPAP装置1Aの内部に空気が吸入され、吸入された空気が加湿ユニット200Aに設けられた第2導出口222からCPAP装置1Aの外部へと排出される。これにより、第2導出口222から排出された空気が、エアチューブ300およびマスク400を経由して使用者の気道に送り込まれることになる。
 図4(B)に示すように、第2使用状態においては、上述したように、加湿ユニット200Aが送風ユニット100に取付けられていない状態でCPAP装置1Aが使用される。その場合、送風ユニット100に設けられた第1導出口122にエアチューブ300の一端が接続され、エアチューブ300の他端にマスク400が接続される。
 第2使用状態においては、送風ユニット100に設けられた送風機140が駆動されることで、送風ユニット100に設けられた第1導入口121からCPAP装置1Aの内部に空気が吸入され、吸入された空気が送風ユニット100に設けられた第1導出口122からCPAP装置1Aの外部へと排出される。これにより、第1導出口122から排出された空気が、エアチューブ300およびマスク400を経由して使用者の気道に送り込まれることになる。
 ここで、マスク400は、たとえば使用者の鼻または口を覆うように当てがわれて装着される。なお、マスク400は、様々な種類の中から使用者にあった形状や構造のものを選択することが可能であり、図4に示した形状や構造はあくまでも一例である。
 CPAP装置1Aは、睡眠中に無呼吸となること防止すべく、空気の送り出しのタイミングを使用者の呼吸のタイミングにあわせつつも、気道に空気を送り続けて気道を開かせる装置である。そのため、CPAP装置1Aにおいては、上述した第1使用状態および第2使用状態のいずれにおいても、後述する流量センサ133および圧力センサ134(図5参照)によって検出された流量および圧力等に基づいて後述する制御部130(図5参照)においてたとえばフィードバック制御やフィードフォワード制御等の各種の制御が行なわれることにより、送風機140の回転数が増減されて空気の送り出し量等が調整され、これによって使用者が睡眠中に無呼吸に陥ることを防止している。
 ここで、本実施の形態に係るCPAP装置1Aは、加湿装置としての加湿ユニット200Aに主として特徴的な構成を有するものであるため、以下においては、上述した第1使用状態および第2使用状態のうち、送風ユニット100に加えて加湿ユニット200Aを使用する第1使用状態に特化してその説明を行ない、加湿ユニット200Aを使用せずに送風ユニット100のみを使用する第2使用状態については、その説明を省略する。
 図5は、本実施の形態に係るCPAP装置の第1使用状態における機能ブロックの構成を示す図である。次に、この図5を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Aの第1使用状態における機能ブロックの構成について説明する。
 図5に示すように、CPAP装置1Aは、制御部130と、操作部131と、温湿度センサ132と、流量センサ133と、圧力センサ134と、消費電力センサ135と、送風機140と、サイレンサー150と、可撓性リザーバ241と、ヒータ250と、温度センサ251と、圧電ポンプ260と、電磁弁270とを備えている。このうち、制御部130、操作部131、温湿度センサ132、流量センサ133、圧力センサ134、消費電力センサ135、送風機140およびサイレンサー150は、送風ユニット100に設けられており、可撓性リザーバ241は、加湿ユニット200Aに設けられた後述する加圧室216に収容されており、ヒータ250、温度センサ251、圧電ポンプ260および電磁弁270は、加湿ユニット200Aに設けられている。また、加湿ユニット200Aには、後述する水供給路230も設けられている。
 送風ユニット100の第1筐体110には、上述した第1導入口121および第1導出口122に加えて、第1流路120が設けられている。第1流路120は、第1導入口121および第1導出口122を結ぶように構成されている。
 第1流路120には、送風機140が設けられている。送風機140は、たとえば遠心ファンにて構成される。送風機140は、第1筐体110に設けられた後述する送風機室117(図6および図7参照)に設置されており、これにより第1流路120上に配置されている。
 ここで、送風機140は、ケーシング142を有しており、ケーシング142には、送風機140の吸入口143および排出口144が設けられている。そのため、第1流路120は、第1筐体110に設けられた第1導入口121と送風機140に設けられた吸入口143とを結ぶ上流側流路部120Aと、送風機140に設けられた排出口144と第1筐体110に設けられた第1導出口122とを結ぶ下流側流路部120Bとを含んでいる。
 第1流路120のうちの第1導入口121と吸入口143との間に位置する部分である上流側流路部120Aには、サイレンサー150が設けられている。サイレンサー150は、送風機140にて発生する騒音(送風機140に具備された駆動モータの動作音や風切り音等)が、第1導入口121を経由して外部に漏れ出すことを抑制するためのものであるが、その詳細については後述することとする。
 加湿ユニット200Aの第2筐体210には、上述した第2導入口221および第2導出口222に加えて、第2流路220が設けられている。第2流路220は、第2導入口221および第2導出口222を結ぶように構成されている。
 当該第2流路220においては、後述する加湿機構によって当該第2流路220を通過する空気の加湿が行なわれる。これにより、第1使用状態においては、使用者の気道に向けて送り出される空気に適度な水分(すなわち、図中において波状の破線矢印で表わした水蒸気501)が付与されることになる。
 また、加湿ユニット200Aの内部には、上述したように水供給路230が設けられている。水供給路230は、可撓性リザーバ241と気化部としてのヒータ250とを接続しており、可撓性リザーバ241に貯留された水をヒータ250に送り出すためのものである。可撓性リザーバ241は、内部に水を貯留するバッグ状の部材からなり、水供給路230に着脱可能に接続されている。
 ヒータ250は、供給された水を加熱することで気化させるものである。一方、圧電ポンプ260は、空気を圧送するエアポンプであり、その詳細については後述するが、加湿ユニット200Aの外部の空気を取り込んで後述する加圧室216を加圧するためのものである。また、電磁弁270は、その詳細については後述するが、当該加圧室216の空気を加湿ユニット200Aの外部に排出して加圧室216を減圧するためのものである。
 制御部130は、主たる構成要素として、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)/RAM(Random Access Memory)と、送風機140、ヒータ250、圧電ポンプ260および電磁弁270を駆動する各駆動部と、温湿度センサ132、流量センサ133、圧力センサ134、消費電力センサ135および温度センサ251から入力された各種情報に基づいて各種の演算を行なう演算部等を有している。ROM/RAMには、データを不揮発的に格納するROMと、CPUによるプログラムの実行により生成されたデータ、または、操作部131を介して入力されたデータを揮発的に格納するRAMとが含まれる。制御部130の各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。
 CPUにおける処理は、各ハードウェアおよびCPUにより実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ROM/RAMに予め記憶されている。操作部131の操作の受付け、送風機140を駆動する駆動モータの制御、ヒータ250の制御、圧電ポンプ260の制御、電磁弁270の制御、上述した各種の演算なども、ソフトウェアによって実現される。
 制御部130、送風機140、ヒータ250、圧電ポンプ260、電磁弁270等には、図示しない内部電源または図示しない外部電源によって電力が供給される。外部電源との接続には、たとえば図示しないAC(Alternating Current)アダプタ等が用いられる。
 温湿度センサ132は、後において使用者の気道に送り込まれることになる、CPAP装置1Aの外部から導入された空気の温度および湿度を測定するためのセンサであり、第1流路120のうちの上流側流路部120Aに設けられている。当該温湿度センサ132にて検出された空気の温度および湿度は、制御部130に出力され、主として加湿機構による加湿動作に利用される。
 流量センサ133は、CPAP装置1Aとエアチューブ300との間における空気の流量を測定するためのセンサであり、圧力センサ134は、送風機140が送り出す空気の圧力を測定するためのセンサである。これら流量センサ133および圧力センサ134は、呼吸状態検知部に相当し、いずれも第1流路120のうちの下流側流路部120Bに設けられている。
 ここでは、その詳細な説明は省略するが、これら流量センサ133および圧力センサ134によって検出された流量および圧力は、制御部130に出力され、これら流量および圧力等に基づいて、制御部130においてたとえばフィードバック制御やフィードフォワード制御等の制御が行なわれることにより、送風機140の回転数が増減される。また、流量センサ133および圧力センサ134にて検出された空気の流量および圧力は、加湿機構による加湿動作にも利用される。
 消費電力センサ135は、ヒータ250に供給された電力を測定するためのセンサであり、たとえば電流モニタ等によって構成される。当該消費電力センサ135によって検出された消費電力は、制御部130に出力され、主として加湿機構による加湿動作に利用される。
 温度センサ251は、ヒータ250の温度を測定するためのセンサであり、ヒータ250に隣接して設けられている。当該温度センサ251にて検出されたヒータ250の温度は、制御部130に出力され、主として加湿機構による加湿動作に利用される。
 なお、CPAP装置1Aには、別途、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等からなる表示部が設けられていてもよい。ここで、表示部は、送風ユニット100に設けられてもよいし、加湿ユニット200Aに設けられてもよい。また、操作部131は、図1ないし図3において示す如くの物理的な形状を有するボタンである必要はなく、たとえばLCDの表示面に設けられたタッチパネル等であってもよい。操作部131のうち、CPAP装置1Aの電源のON/OFFを切り替えるボタン以外のボタンは、加湿ユニット200Aに設けられてもよい。
 ここで、図5に示すように、第1使用状態においては、第1筐体110に設けられた第1導出口122と、第2筐体210に設けられた第2導入口221とが接続される。これにより、第1使用状態においては、第1流路120の下流側に第2流路220が接続されることになる。
 そのため、第1使用状態においては、送風機140が駆動されることにより、第1導入口121から吸入された空気が、第1流路120および第2流路220をこの順で経由して第2導出口222から排出される。第2導出口222から排出された空気は、その後、エアチューブ300およびマスク400を介して使用者の気道に送り込まれる。すなわち、当該第1使用状態においては、第1導入口121がCPAP装置1Aの内部に空気を吸入する吸気口として機能することになり、第2導出口222がCPAP装置1Aの内部から空気を排出する排気口として機能することになる。
 図6は、本実施の形態に係るCPAP装置の第1使用状態における模式断面図であり、図7は、図6中に示すVII-VII線に沿った模式断面図である。以下、これら図6および図7を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Aの詳細な構造ならびに第1使用状態におけるCPAP装置1Aの装置内部での空気の流れについて説明する。なお、図6および図7においては、送風機140が動作することによって発生する空気の流れを矢印にて模式的に表わしている。
 図6および図7に示すように、送風ユニット100の第1筐体110の内部の空間は、各種の壁部やホース等が設けられることによって複数の室に区画されている。これら複数の室には、広大部115、狭小部116および送風機室117が含まれており、これら広大部115、狭小部116および送風機室117は、上述した上流側流路部120Aに相当している。
 図6に示すように、広大部115は、第1筐体110の第1接続面113に設けられた第1導入口121に隣接して設けられている。当該広大部115における空気の流動方向に直交する断面積は、相対的に大きく構成されており、第1導入口121において発生し得る圧力損失の低減が図られている。なお、広大部115における空気の流動方向に直交する断面積は、後述する狭小部116における空気の流動方向に直交する断面積よりも大きく構成されている。
 第1導入口121には、空気中に含まれる塵埃等の異物を捕捉するためのフィルタ170が設置されており、当該フィルタ170を第1接続面113に固定するために、第1接続面113には、第1筐体110の一部を構成するフィルタカバー171が取付けられている。フィルタカバー171には、行列状に複数の孔部が設けられており、当該複数の孔部によって第1導入口121が構成されることになる。
 狭小部116は、広大部115に隣接して設けられている。この狭小部116は、第1筐体110の内部に隔壁114を設けることによって形成されており、空気の流動方向に直交する断面積が相対的に小さく構成されている。なお、狭小部116における空気の流動方向に直交する断面積は、上述した広大部115における空気の流動方向に直交する断面積よりも小さく構成されている。
 送風機室117は、狭小部116に隣接して設けられており、その内部に送風機140が収容されている。この送風機室117は、空気の流動方向に直交する断面積が相対的に大きく構成されたものであり、第1筐体110の大部分を占める比較的大きい空間にて構成されている。なお、送風機室117における空気の流動方向に直交する断面積は、上述した狭小部116における空気の流動方向に直交する断面積よりも大きく構成されている。
 ここで、広大部115、狭小部116および送風機室117に相当する部分の第1流路120は、空気の流動方向に直交する断面積が空気の流動方向の下流側から上流側に向けて急激に拡大および縮小されてなる部位であり、この部位が、上述したサイレンサー150として機能することになる。当該構成のサイレンサー150を設けることにより、送風機140にて発生した騒音は、当該サイレンサー150を通過する際に乱反射等することで減衰することになり、結果として第1導入口121を介しての騒音の漏れ出しが抑制できることになる。
 図6および図7に示すように、送風機140は、たとえば遠心ファンからなり、送風機室117に収容された状態で第1筐体110の載置面112を規定する壁部(すなわち底板部)に固定されている。送風機140は、羽根車141と、図には現われない駆動モータと、ケーシング142とを有している。
 羽根車141は、駆動モータの回転軸に固定されており、これにより駆動モータが駆動されることで羽根車141が回転する。羽根車141が回転することにより、空気が撹拌されることで空気に対して遠心力が与えられ、これによってケーシング142の内部において気流が発生し、ケーシング142に設けられた吸入口143から空気が吸入されるとともにケーシング142に設けられた排出口144から空気が排出される。
 なお、送風機140の吸入口143は、羽根車141の軸部の上方に位置する部分のケーシング142に設けられており、第1筐体110の操作面111を規定する壁部(すなわち天板部)の内面と所定の距離をもって対向配置されている。一方、送風機140の排出口144は、羽根車141の軸部に沿って見た場合に羽根車141の外縁の接線方向に位置する部分のケーシング142に設けられており、当該羽根車141から所定の距離をもって配置されている。
 ここで、送風機140の吸入口143は、送風機室117に連通しており、送風機140の排出口144は、送風機室117を横断するように設置されるとともにその一端が第1筐体110に設けられた第1導出口122に接続されたホース160の他端に接続されている。このホース160の内部の空間が、上述した下流側流路部120Bに相当している。
 第1筐体110の第1接続面113には、第1導出口122が設けられている。第1導出口122は、第2筐体210の第2接続面213に設けられた第2導入口221ならびにエアチューブ300がともに接続可能となるようにノズル状の形状を有している。
 図6および図7に示すように、加湿ユニット200Aの第2筐体210の内部の空間は、区画壁215が設けられることによって加圧室216と気化室217とに区画されている。このうちの気化室217の一部は、上述した第2流路220に相当している。
 加圧室216は、区画壁215を含む第2筐体210の壁部によって規定されており、可撓性リザーバ241が収容される部位である。この加圧室216を規定する区画壁215を含む第2筐体210の壁部は、可撓性リザーバ241を収容する収容部に相当し、いずれも圧力隔壁として構成されている。そのため、加圧室216が加圧された場合にも、当該壁部は、その内圧を維持することができる。また、当該加圧室216を規定する第2筐体210の壁部には、圧電ポンプ260および電磁弁270が組付けられている。
 圧電ポンプ260は、薄板状の圧電体の電歪性を利用したダイヤフラムポンプからなり、上述したように空気を吸入してこれを吐出することが可能なエアポンプである。圧電ポンプ260は、その吸入口が第2筐体210の外部に面するとともにその排出口が第2筐体210の内部に設けられた加圧室216に面するように設置されており、これにより外気を加圧室216に取り込むことで当該加圧室216を加圧することができる。
 電磁弁270は、薄板状の圧電体の電歪性を利用したダイアフラム弁からなり、加圧室216の空気を加湿ユニット200Aの外部に排出して加圧室216を減圧することができるように、第2筐体210の所定の壁部に設けられている。この電磁弁270は、必須の構成ではないものの、加圧室216から可撓性リザーバ241を取り出す際の蓋体214の操作に際してその安全性を担保する観点から、蓋体214の取り外しに先立って加圧室216を減圧できるように設置されていることが好ましい。
 当該加圧室216は、第2筐体210の上面である被載置面212に設けられた開口部212aの下方に位置しており、当該開口部212aに通じている。なお、上述したように開口部212aは、蓋体214によって閉鎖されている。ここで、開口部212aを規定する第2筐体210の壁面と蓋体214との間には、当該部分における気密性を確保するための図示しないシール材(パッキン等)が設けられている。
 可撓性リザーバ241は、水500を貯留するバッグ状の部材からなり、貯留した水500を排出可能な接続口242を有している。可撓性リザーバ241は、内部に貯留した水500が液漏れすることなく自在に変形することができる柔軟な部材にて構成されており、上述した加圧室216に出し入れ可能に収容されている。また、可撓性リザーバ241に設けられた接続口242は、後述する水供給路230の接続口231に着脱可能に接続できるように構成されている。なお、可撓性リザーバ241は、たとえばフィルム状の樹脂部材または金属部材にて構成される。
 この可撓性リザーバ241は、衛生面の観点からディスポーザブルであることが好ましく、複数回の使用の後に使い捨てられるものであってもよいし、1回の使用の後に使い捨てられるものであってもよい。ここで、複数回の使用の後に使い捨てられるものとした場合には、水500を出し切った後に、再び水500を容易に充填することができるように構成されていることが好ましい。
 気化室217は、区画壁215を含む第2筐体210の壁部によって規定されており、第2筐体210の上面に設けられた上述した突出部をその一部に含むように設けられている。気化室217には、水供給路230およびヒータ250が配置されている。このうち、ヒータ250は、上述した突出部の内部の空間のうちの下部に設置されており、これにより、気化室217は、当該ヒータ250の上方側の空間と下方側の空間とに仕切られている。なお、ヒータ250の上方側の空間が上述した第2流路220に相当する。
 この第2流路220に相当するヒータ250の上方側の空間は、第2筐体210の第2接続面213に設けられた第2導入口221および第1筐体110の第1接続面113に設けられた第1導出口122を介して第1筐体110の内部に設けられた第1流路120に連通している。また、この第2流路220に相当するヒータ250の上方側の空間は、第2筐体210のチューブ接続面211に設けられた第2導出口222に連通している。第2導出口222は、エアチューブ300が接続可能となるようにノズル状の形状を有している。
 水供給路230は、略L字状に折り曲げられたパイプによって構成されており、その一端部が区画壁215を貫通して加圧室216に達するように設けられているとともに、その他端部が、ヒータ250に下方から接続されている。ここで、ヒータ250は、加熱板を含んでおり、水供給路230の他端部は、当該加熱板を貫通することで上述した第2流路220に面するように配置されている。
 水供給路230の上述した一端部は、加圧室216に収容された可撓性リザーバ241に着脱自在に接続される接続口231に相当し、水供給路230の上述した他端部は、接続口231を介して水供給路230に給水された水500をヒータ250に向けて排水する排水口232に相当する。なお、上述した接続口231は、可撓性リザーバ241に貯留された水500が当該水供給路230に向けて給水される給水口に該当する。
 ここで、上述した加圧室216、水供給路230、可撓性リザーバ241、ヒータ250および圧電ポンプ260が、送風機140によって送風される被加熱気体としての空気を加湿する加湿機構に主として該当する。当該加湿機構による加湿動作は、圧電ポンプ260が所定時間にわたって駆動されることで実現される。
 より詳細には、上述した構成を採用することにより、加圧室216は、密閉された空間として規定されるため、圧電ポンプ260が駆動されることで外気が当該加圧室216に取り込まれることにより、加圧室216が加圧される。これにより、可撓性リザーバ241の外側の空間であってかつ収容部の内側の空間の内圧が上昇し、これに伴って可撓性リザーバ241が圧縮される。
 この圧縮力により、可撓性リザーバ241の内部に貯留された水500が、接続口242,231を経由して水供給路230に導入され、その後、排水口232を介して水供給路230から押し出されてヒータ250に供給される。ヒータ250に供給された水は、瞬時にヒータ250によって加熱されて気化し、水蒸気501となって第2流路220を通過する空気に付与される。
 このとき、圧電ポンプ260を駆動させる時間は、ヒータ250の消費電力を検出する消費電力センサ135の検出結果に基づいて決定される。すなわち、後述するように、本実施の形態に係るCPAP装置1Aにおいては、ヒータ250の温度が予め定めた設定温度に維持されることとなるように、制御部130によってヒータ250の出力が制御される。そのため、ヒータ250に水500が供給されてヒータ250の熱が水500の蒸発に使用されることにより、ヒータ250の出力は相対的に高くなり、これに伴ってヒータ250の消費電力が一時的に増加する。
 このヒータ250の消費電力の増加分は、水500による加湿量(蒸発量)に基本的に比例するため、当該消費電力を検出することにより、加湿量の推定が行なえることになる。したがって、加湿動作の開始から後述する目標加湿量に対応した対応消費電力量に到達した時点で圧電ポンプ260の駆動を停止させることにより、必要な量だけ加湿を行なうことができる。なお、ヒータ250の熱容量を小さくすれば、より精緻に加湿量が推定可能になるため、ヒータ250としては、たとえばフィルムヒータ等を用いることが好ましい。
 以上により、第1使用状態においては、上述したように、第1導入口121から吸入された空気が、第1流路120および第2流路220をこの順で経由して第2導出口222から排出されることになり、当該第2導出口222に接続されたエアチューブ300ならびに当該エアチューブ300に接続されたマスク400を介して使用者の気道に送り込まれる。その際、当該空気は、第2流路220において水蒸気501が付与されることで適度に加湿された状態となって使用者の気道に送り込まれる。
 図8は、本実施の形態に係るCPAP装置の第1使用状態における制御部の動作を示すフロー図である。また、図9は、本実施の形態に係るCPAP装置の加湿動作を説明するためのタイミングチャートである。次に、これら図8および図9を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Aにおける加湿動作の詳細について説明する。
 図8を参照して、使用者がCPAP装置1Aの操作部131を操作することでその使用を開始することにより、まずは、制御部130は、ステップS1において、送風機140に駆動指令を与える。これにより、送風機140が駆動してON状態となる。
 次に、制御部130は、ステップS2において、ヒータ250に駆動指令を与える。これにより、ヒータ250が駆動してON状態となり、ヒータ250の温度が上昇し始める。
 次に、制御部130は、ステップS3において、ヒータ250の温度を取得する。具体的には、制御部130は、ヒータ250に付設された温度センサ251によって検出された温度を取得する。
 次に、制御部130は、ステップS4において、ヒータ250の温度が予め設定された設定温度よりも低いか否かを判断する。ヒータ250の温度が設定温度よりも低いと判断した場合(ステップS4においてYESの場合)には、制御部130は、ステップS2に移行してヒータ250の駆動を継続する。一方、ヒータ250の温度が設定温度よりも低くないと判断した場合(ステップS4においてNOの場合)には、制御部130は、ステップS5に移行する。なお、ヒータ250の設定温度は、特にこれが限定されるものではないが、ヒータ250に供給された水500が瞬時に加熱されて気化することとなるように、好ましくは60℃以上、さらに好ましくは80℃以上に設定される。
 ステップS5においては、制御部130は、ヒータ250に駆動停止指令を与える。これにより、ヒータ250の駆動が停止してOFF状態となる。
 次に、制御部130は、ステップS6において、被加湿空気の温度および湿度を取得する。具体的には、制御部130は、第1流路120の上流側流路部120Aに設けられた温湿度センサ132によって検出された被加湿空気の温度および湿度を取得する。
 次に、制御部130は、ステップS7において、被加湿空気の流量および圧力を取得する。具体的には、制御部130は、第1流路120の下流側流路部120Bに設けられた流量センサ133および圧力センサ134によって検出された被加湿空気の流量および圧力を取得する。
 次に、制御部130は、ステップS8において、対応消費電力量を決定する。この決定には、上述した温湿度センサ132によって検出された被加湿空気の温度および湿度、ならびに、上述した流量センサ133および圧力センサ134によって検出された被加湿空気の流量および圧力(特に流量)が用いられる。たとえば、上述したROMに、被加湿空気の温度、湿度、流量および圧力とそれに応じた最適な加湿量に相当する対応消費電力量との相関が予め定められたデータテーブルを記憶しておき、制御部130は、当該データテーブルを参照することで対応消費電力量を決定する。
 次に、制御部130は、ステップS9において、使用者が吸気動作にあるか否かを判断する。この判断には、上述した流量センサ133および圧力センサ134によって検出された流量および圧力が用いられる。使用者が吸気動作にない(すなわち、使用者が呼気動作にある)と判断した場合(ステップS9においてNOの場合)には、制御部130は、ステップS8において決定した対応消費電力量をリセットした後、ステップS3に移行して再びヒータ250の温度の取得に戻る。使用者が吸気動作にあると判断した場合(ステップS9においてYESの場合)には、制御部130は、ステップS10に移行する。
 ステップS10においては、制御部130は、ヒータ250の一定温度制御を開始する。このヒータ250の一定温度制御は、ヒータ250の温度が予め定めた設定温度に維持されることとなるように、制御部130によってヒータ250の出力が制御されるものである。
 次に、制御部130は、ステップS11において、圧電ポンプ260に駆動指令を与える。これにより、圧電ポンプ260が駆動してON状態となり、可撓性リザーバ241に貯留された水500の水供給路230を介してのヒータ250への供給が開始される。
 次に、制御部130は、ステップS12において、圧電ポンプ260の駆動開始時点からのヒータ250の積算消費電力量を取得する。具体的には、制御部130は、消費電力センサ135によって検出された消費電力量を取得しつつこれに基づいて積算消費電力量を演算により算出する。
 次に、制御部130は、ステップS13において、積算消費電力量が対応消費電力量に到達したか否かを判断する。対応消費電力量に到達していないと判断した場合(ステップS13においてNOの場合)には、制御部130は、ステップS12へと移行して再び積算消費電力量を算出する。対応消費電力量に到達したと判断した場合(ステップS13においてYESの場合)には、制御部130は、ステップS14に移行する。
 ステップS14においては、制御部130は、圧電ポンプ260に駆動停止指令を与える。これにより、圧電ポンプ260の駆動が停止してOFF状態となり、可撓性リザーバ241に貯留された水500の水供給路230を介してのヒータ250への供給が停止される。
 次に、制御部130は、ステップS15において、ヒータ250の一定温度制御を停止する。
 次に、制御部130は、ステップS16において、CPAP装置1Aに対する停止指令があったか否かを判断する。この判断は、具体的には、使用者がCPAP装置1Aの操作部131を操作することでその使用の停止指令が入力されたか否かに基づいて行なわれる。CPAP装置1Aに対する停止指令がなかったと判断した場合(ステップS16においてNOの場合)には、制御部130は、ステップS3に移行して再びヒータ250の温度の取得に戻る。CPAP装置1Aに対する停止指令があったと判断した場合(ステップS16においてYESの場合)には、制御部130は、ステップS17に移行する。
 ステップS17において、制御部130は、送風機140に駆動停止指令を与える。これにより、送風機140の駆動が停止してOFF状態となり、以上によってCPAP装置1Aのすべての動作が完了する。
 上述した一連の制御フローに従って制御部130が動作することにより、圧電ポンプ260の駆動時間が適切に制御されることとなり、これによって可撓性リザーバ241が適切に加圧されることで加湿すべき量だけ水500がヒータ250に供給されるようになる。これにより、図9に示す如くの加湿動作が実現されることになる。
 すなわち、図9(A)に示すように、使用者は、呼吸を行なうことで吸気動作と呼気動作とを繰り返し交互に行なうことになるが、これに基づいて第1流路120における空気の流量が変化する。この空気の流量変化が、流量センサ133によって検出されることにより、制御部130は、使用者が吸気動作にあるか呼気動作にあるかを判別する。
 そして、図9(B)および図9(C)に示すように、制御部130が使用者が吸気動作にあると判断した場合には、圧電ポンプ260の駆動が開始され、ヒータ250による積算消費電力量が目標加湿量に対応した所定の値に達した時点で圧電ポンプ260の駆動が停止される。これにより、被加湿空気を最適な加湿量で加湿することができる。
 ここで、上述した加湿動作が使用者が吸気動作を行なっているうちに完了するように構成すれば、これにより使用者が呼気動作を行なっている最中には、加湿動作は行なわれないことになる。したがって、そのように構成した場合には、第2流路220において空気に付与された水蒸気が、使用者の呼気によって逆流して第1流路120に至ることが未然に防止できることになる。そのため、第1筐体110に収容された各種の機器(代表的には送風機140)に水分が付着して当該機器が故障したり、水分が第1筐体110の内壁に付着することで雑菌が繁殖したりすることが抑制できることになり、衛生面や清掃のメンテナンス性の点において優れたCPAP装置とすることができる。
 以上において説明したように、本実施の形態に係るCPAP装置1Aとすることにより、小型にかつ効率よく加湿が行なえるCPAP装置とすることができる。ここで、装置を小型に構成することができる理由は、上述した加湿機構(特に気化部としてのヒータ250)が十分に小型のものにて構成できる点にあり、効率的に加湿を行なうことができる理由は、加湿が必要なタイミングにおいてのみ加湿動作が実行されるため、水500を気化させるために必要となる総エネルギー量(すなわち、ヒータ250の消費電力量と圧電ポンプ260の消費電力量の和)が抑制できる点にある。
 また、効率的に加湿が行なえる他の理由としては、エネルギーロスが大幅に抑制できる点が挙げられる。これは、従来の加湿方式である、タンクに貯留された水の全体を加熱する方式の場合には、水を気化させるために必要となる熱量に比べ、タンクから外部に放出されてしまう熱量が無視できないほど大きくなってしまい、結果としてトータルでのエネルギー量がより多く必要になる。これに対し、本実施の形態に係る加湿機構においては、このようなエネルギーの浪費が抑制できることになり、結果として効率的な加湿が可能になる。
 また、上述した本実施の形態に係るCPAP装置1Aとすることにより、使用者が過って装置を転倒させた場合にも、可撓性リザーバ241に貯留されている水500が第2流路220を介して送風ユニット100の内部に侵入したり、エアチューブ300に侵入したりすることが防止できるという効果も得られる。これは、当該第2流路220に連通する水供給路230の排水口232に位置する部分の水500の表面張力により、当該水500が第2流路220に漏れ出さないためであり、これにより上述した機器の故障や使用者の気道に液体の状態の水500が流入してしまうことが防止できることになる。
 なお、このような意図しない排水口232からの水500の漏れ出しを防止する観点からは、水供給路230からヒータ250に向けての水500の移動を許容するとともにヒータ250から水供給路230に向けての水500および第2流路220を通過する空気の移動を制限する逆止弁を排水口232に設けたり、これに代えてあるいはこれに加えて、排水口232を規定する水供給路230の流路形成面および/または当該排水口232の端面に撥水処理を施したりすることがさらに好ましい。このように構成することにより、上述したCPAP装置1Aの転倒時における水500の漏れ出しが抑制できるばかりでなく、加湿動作の際にも必要以上の水500がヒータ250に供給されることが防止できることになり、より確実に精緻な加湿量のコントロールができることになる。なお、撥水処理を排水口232の近傍に施す場合には、排水口232が設けられた水供給路230の上述した他端部の流路形成面および/または端面にこれを施すことができるが、その場合には、当該流路形成面の一部のみにこれを施してもよいし、当該端面の一部のみにこれを施してもよい。
 さらには、上述した本実施の形態に係るCPAP装置1Aとすることにより、コスト面での効果を得ることもできる。これは、上述した加湿機構は、非常に簡素な構成のものであり、また当該加湿機構を構成するために必要となるヒータ250や圧電ポンプ260といった部品も比較的廉価な部品であるためである。したがって、CPAP装置を安価に提供することが可能になる。
 加えて、上述した本実施の形態に係るCPAP装置1Aとすることにより、使用開始から早期に加湿した空気を使用者の気道に送り込むことができるという副次的な効果も得られる。これは、上述したようにヒータ250を大幅に小型化できるため、これによってヒータ250をより早期に設定温度にまで昇温することが可能になり、結果として使用開始からほぼ遅滞なく加湿動作が実行できるようになるためである。
 なお、上述した本実施の形態に係るCPAP装置1Aにおいては、ヒータ250の消費電力量と加湿量とが比例するとの観点のもと、積算消費電力量から加湿量を推定するアルゴリズムを採用したものであるが、実際には、ヒータ250の消費電力量は、環境温度や可撓性リザーバ241に貯留された水の温度、送風機140による送風量等の因子によっても変化する。そのため、より精緻に加湿量を調整するためには、温湿度センサ132によって検出される温度や流量センサ133によって検出される流量等に基づいて適切に補正を加えるとよい。
 (実施の形態2)
 図10は、本発明の実施の形態2に係るCPAP装置の第1使用状態における模式断面図である。以下、この図10を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Bについて説明する。
 図10に示すように、本実施の形態に係るCPAP装置1Bは、上述した実施の形態1に係るCPAP装置1Aと比較した場合に、異なる構成の加湿ユニット200Bを備えている点において主としてその構成が相違している。
 加湿ユニット200Bは、第2筐体210の上面の四隅のうちの一箇所から上方に向けて突出する突出部を有しておらず、これに代えて、下面の四隅のうちの一箇所から下方に向けて突出する突出部を有している。第2筐体210の下面に設けられた突出部の側面のちの1つは、第1使用状態においてエアチューブ300が接続されるチューブ接続面211を構成しており、上述した突出部の側面のうちの他の1つは、第1使用状態において送風ユニット100に接続される第2接続面213を構成している。
 第2筐体210の下面のうちの上述した突出部を除く部分は、第1使用状態において送風ユニット100に載置される載置面219を構成している。これに伴い、送風ユニット100の第1筐体110の上面は、第1使用状態において加湿ユニット200Bが載置される被載置面118を構成しており、第1筐体110の下面は、第1使用状態において床面やテーブル等に載置される載置面を構成している。
 すなわち、本実施の形態に係るCPAP装置1Bにおいては、送風ユニット100上に加湿ユニット200Aが載置されることにより、加湿ユニット200Aが送風ユニット100に取付けられるように構成されている。なお、送風ユニット100の操作部が設けられた操作面は、第1筐体110の4つの側面のうちの第1接続面113を除く1つの側面にて構成されている。
 第2筐体210の内部の空間は、区画壁215によって加圧室216と気化室217とに区画されており、このうちの気化室217は、第2筐体210の下面に設けられた上述した突出部をその一部に含むように設けられている。当該気化室217には、水供給路230およびヒータ250等が配置されており、ヒータ250は、上述した突出部の内部の空間のうちの下部に設置されている。なお、この気化室217は、第2導入口221および第2導出口222を結ぶ第2流路220に相当している。
 水供給路230は、略L字状に折り曲げられたパイプによって構成されており、その一端部が区画壁215を貫通して加圧室216に達するように設けられている。一方、水供給路230の他端部は、ヒータ250の上方に配置されることでヒータ250に面するように位置している。これにより、水供給路230は、可撓性リザーバ241と気化部としてのヒータ250とを接続するように構成されている。
 水供給路230の上述した一端部は、加圧室216に収容された可撓性リザーバ241に着脱自在に接続される接続口231に相当し、加圧室216に収容された可撓性リザーバ241に貯留された水500が当該水供給路230に向けて給水される給水口に相当する。水供給路230の上述した他端部は、接続口231を介して水供給路230に給水された水500をヒータ250に向けて排水する排水口232に相当する。
 なお、加圧室216に面するように設けられた圧電ポンプ260および電磁弁270は、いずれも上述した実施の形態1におけるそれらと同様のものであるため、ここではその説明は繰り返さない。
 以上において説明した構成のCPAP装置1Bとした場合にも、上述した実施の形態1におけるCPAP装置1Aの場合と同様に、圧電ポンプ260の駆動時間が適切に制御されることにより、可撓性リザーバ241が加圧されることで加湿すべき量だけ水500がヒータ250に供給されるようになり、前述の加湿動作の実現が可能になる。したがって、当該構成を採用した場合も、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果を得ることができる。
 図11は、図10に示す水供給路の排水口の構成例を示す模式断面図である。次に、この図11を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Bの水供給路230の構成例について説明する。
 本実施の形態に係るCPAP装置1Bにおいては、可撓性リザーバ241の内部の空間が接続口242を除き密閉された状態にあるため、基本的には、可撓性リザーバ241が圧縮されない限り、排水口232から水500が漏れ落ちることはない。しかしながら、より精緻に加湿量を調整する観点からは、可撓性リザーバ241に対する加圧が解除された状態において、当該排水口232において水500が確実に留め置かれるようにすることが好ましい。以下に示す構成例は、これを実現するための幾つかの例である。
 図11(A)に示す構成例は、水供給路230の上述した他端部に逆止弁234Aを設けたものである。当該逆止弁234Aは、たとえば弾性体にて構成され、これにより水供給路230の排水口232が、この逆止弁234Aによって規定されることになる。この場合には、当該逆止弁234Aにより、常時は水供給路230からヒータ250に向けての水500の移動が許容されないことになる一方で、可撓性リザーバ241が圧縮されることにより、可撓性リザーバ241の内圧の上昇によって逆止弁234Aが開放され、当該内圧の上昇がなくなるまでの間は、水供給路230からヒータ250に向けての水500の移動が許容されることになる。
 図11(B)ないし図11(D)に示す構成例は、それぞれ水供給路230の上述した他端部にノズル234B~234Dを設けたものである。ここで、ノズル234B~234Dは、いずれも水供給路230の内径よりも小さい排水口232を有するものであり、これによって排水口232に接する部分の水500に発生する表面張力を増大させたものである。このように構成することにより、常時は水供給路230からヒータ250に向けての水500の移動が許容されないようになるとともに、可撓性リザーバ241が圧縮されることにより、可撓性リザーバ241の内圧の上昇によって水供給路230からヒータ250に向けて水500が押し出されるようになる。
 ここで、図11(B)に示す形状のノズル234Bは、単一の孔にて排水口232が規定されるように構成したものであり、図11(C)に示す形状のノズル234Cは、複数の孔にて排水口232が規定されるように構成したものである。また、図11(D)に示す形状のノズル234Dは、下方に向かうにつれてその断面積が増加する単一の孔にて排水口232が規定されるように構成したものである。図11(C)に示す形状のノズル234Cとすれば、ヒータ250にシャワー状に水500が供給されることになり、また、図11(D)に示す形状のノズル234Dとすれば、ヒータ250のより広範囲に水500が供給されることになり、ヒータ250における水500の気化が、図11(A)に示す形状のノズル234Bとした場合よりも促進される効果が得られる。
 なお、上述した図11(A)に示す逆止弁234Aおよび上述した図11(B)ないし図11(D)に示すノズル234B~234Dをそれぞれ撥水性の部材にて構成することとしてもよい。その場合には、水500がこれら逆止弁234Aおよびノズル234B~234Dによって規定される排水口232から弾かれることになるため、常時は水供給路230からヒータ250に向けての水500の移動が許容されず、可撓性リザーバ241が圧縮されることにより、可撓性リザーバ241の内圧の上昇によって水供給路230からヒータ250に向けて水500が押し出されるように構成することができる。
 (実施の形態3)
 図12は、本発明の実施の形態3に係るCPAP装置の第1使用状態における模式断面図である。以下、この図12を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Cについて説明する。
 図12に示すように、本実施の形態に係るCPAP装置1Cは、上述した実施の形態1に係るCPAP装置1Aと比較した場合に、異なる構成の加湿ユニット200Cを備えている点において主としてその構成が相違している。
 加湿ユニット200Cの第2筐体210は、実施の形態1に係る加湿ユニット200Aの第2筐体210と基本的に同様の構成を有するものであるが、その内部の空間のうち、可撓性リザーバ241が収容される空間が加圧室としては構成されておらず、単なる収納室218として構成されている。すなわち、収納室218は、必ずしも外部から気密に密閉されている必要はなく、これに伴って第2筐体210の被載置面212に設けられた開口部212aを規定する部分と蓋体214との間にパッキン等のシール材が設けられている必要もない。また、第2筐体210の壁部には、圧電ポンプ260が設けられていればよく、電磁弁は設けられている必要はない。
 一方、上述した収納室218に収容される可撓性リザーバ241は、当該可撓性リザーバ241を収容するバッグ状部材243にて覆われた二重バッグ240の一部として構成されている。バッグ状部材243は、好ましくは可撓性リザーバ241よりも撓み変形が生じ難い硬質の部材にて構成されており、可撓性リザーバ241を収容する収容部に相当する。なお、バッグ状部材243は、たとえばフィルム状の樹脂部材または金属部材にて構成される。
 二重バッグ240を構成する可撓性リザーバ241およびバッグ状部材243は、互いに接着または溶着等によって接合されることで一体化されている。ここで、可撓性リザーバ241の接続口242は、バッグ状部材243を貫通して外部に向けて引き出されており、また、バッグ状部材243の所定位置には、上述した可撓性リザーバ241の接続口242とは別の接続口244が設けられている。
 これにより、可撓性リザーバ241の内部の空間(すなわち水500が充填された空間)が、接続口242を介して外部の空間と連通しており、可撓性リザーバ241の外側の空間であってかつバッグ状部材243の内側の空間である加圧空間245が、接続口244を介して外部の空間に連通している。
 ここで、二重バッグ240は、収納室218に収容された状態において、可撓性リザーバ241の接続口242が水供給路230の接続口231に接続された状態とされるとともに、バッグ状部材243の接続口244が圧電ポンプ260に接続された状態とされる。これにより、可撓性リザーバ241から水供給路230への給水が可能になるとともに、圧電ポンプ260による加圧空間245の加圧が可能になる。
 上述したように、本実施の形態においては、バッグ状部材243が可撓性リザーバ241よりも硬質の部材にて構成されている。そのため、圧電ポンプ260が駆動されることで加圧空間245が加圧された場合には、その圧力が主として可撓性リザーバ241に作用し、これにより効率的に可撓性リザーバ241が圧縮される。
 この圧縮力により、可撓性リザーバ241の内部に貯留された水500が、接続口231,242を経由して水供給路230に導入され、その後、排水口232を介して水供給路230から押し出されてヒータ250に供給される。ヒータ250に供給された水は、瞬時にヒータ250によって加熱されて気化し、水蒸気501となって第2流路220を通過する空気に付与される。
 以上において説明した構成のCPAP装置1Cとした場合にも、上述した実施の形態1におけるCPAP装置1Aの場合と同様に、圧電ポンプ260の駆動時間が適切に制御されることにより、可撓性リザーバ241が加圧されることで加湿すべき量だけ水500がヒータ250に供給されるようになり、前述の加湿動作の実現が可能になる。したがって、当該構成を採用した場合も、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果を得ることができる。
 なお、本実施の形態においては、第2筐体210に二重バッグ240を収容するための収納室218を設けた場合を例示したが、当該収納室218を廃止し、二重バッグ240を第2筐体210に外付けする構成としてもよい。そのように構成した場合には、二重バッグ240を含む加湿ユニット200C全体としての大幅な小型化を図ることができ、さらには、非使用時には水500を充填していない状態で二重バッグ240を折り畳んで持ち運ぶことも可能になるため、利便性に優れたCPAP装置とすることができる。
 (実施の形態4)
 図13は、本発明の実施の形態4に係るCPAP装置の第1使用状態における機能ブロックの構成を示す図であり、図14は、当該CPAP装置の第1使用状態における模式断面図である。まず、これら図13および図14を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Dの第1使用状態における機能ブロックの構成ならびに詳細な構造について説明する。
 図13および図14に示すように、本実施の形態に係るCPAP装置1Cは、上述した実施の形態1に係るCPAP装置1Aと比較した場合に、異なる構成の加湿ユニット200Dを備えている点において主としてその構成が相違している。ここで、上述した実施の形態1に係る加湿ユニット200Aは、可撓性リザーバ241を外部から加圧することで気化部としてのヒータ250に水500が供給されるように構成されたものであったが、本実施の形態に係る加湿ユニット200Dは、これに代えて弾性リザーバ246が有する自身の弾性復元力を利用することで水500のヒータ250への供給が可能となるように構成されたものである。
 CPAP装置1Dの加湿ユニット200Dの第2筐体210は、実施の形態1に係る加湿ユニット200Aの第2筐体210と基本的に同様の構成を有するものであるが、その内部の空間のうち、弾性リザーバ246が収容される空間が加圧室としては構成されておらず、単なる収納室218として構成されている。すなわち、収納室218は、必ずしも外部から気密に密閉されている必要はなく、これに伴って第2筐体210の被載置面212に設けられた開口部212aを規定する部分と蓋体214との間にパッキン等のシール材が設けられている必要もない。また、第2筐体210の壁部には、圧電ポンプおよび電磁弁は設けられていない。
 一方、第2筐体210の気化室217に位置する部分の水供給路230には、バルブ280が設けられている。当該バルブ280は、開状態において水供給路230における水500の通流を許容し、閉状態において水供給路230における水500の通流を遮断するものである。このバルブ280は、たとえばモータ等からなるバルブ駆動部281によって駆動可能に構成されており、バルブ駆動部281は、バルブ280を開状態および閉状態のいずれかに切り替える。
 上述した収納室218に収容される弾性リザーバ246は、水500を貯留するバッグ状の部材からなり、貯留した水500を排出可能な接続口247を有している。弾性リザーバ246は、内部に貯留した水500が液漏れすることなく弾性的に自在に変形することができる部材にて構成されており、上述した収納室218に出し入れ可能に収容されている。また、弾性リザーバ246に設けられた接続口247は、水供給路230の接続口231に着脱可能に接続できるように構成されている。なお、弾性リザーバ246は、たとえばゴム製の部材にて構成される。
 弾性リザーバ246は、水500が内部に注入されることによって弾性的に膨張変形したものである。すなわち、弾性リザーバ246は、外力が付与されていない状態において内部の空間が十分に小さいかあるいは内部に空間自体が形成されないものであり、いわば風船状のものである。
 ここで、上述した水供給路230、弾性リザーバ246、ヒータ250、バルブ280およびバルブ駆動部281が、送風機140によって送風される被加熱気体としての空気を加湿する加湿機構に主として該当する。当該加湿機構による加湿動作は、バルブ280が所定時間にわたって開状態にされる(すなわち開放される)ことで実現される。
 より詳細には、上述した構成を採用することにより、バルブ280が開状態にある場合には、弾性リザーバ246の弾性復元力により、当該弾性リザーバ246の内部に貯留された水500が、接続口247,231を経由して水供給路230に導入され、その後、排水口232を介して水供給路230から押し出されてヒータ250に供給される。ヒータ250に供給された水は、瞬時にヒータ250によって加熱されて気化し、水蒸気501となって第2流路220を通過する空気に付与される。
 一方、バルブ280が閉状態にある場合には、水供給路230における水500の通流が遮断されることによってヒータ250への水500の供給は停止され、これに伴って加湿動作も停止されることになる。
 図15は、本実施の形態に係るCPAP装置の第1使用状態における制御部の動作を示すフロー図である。また、図16は、本実施の形態に係るCPAP装置の加湿動作を説明するためのタイミングチャートである。次に、これら図15および図16を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Dにおける加湿動作の詳細について説明する。
 図15に示すように、本実施の形態に係るCPAP装置1Dにおける制御部130の制御フローは、図8において示した制御フローに準じたものであり、異なる点は、ステップS11においてバルブ280が開放されるとともに、ステップS14においてバルブ280が閉鎖される点のみである。ここで、バルブ280の開放および閉鎖は、制御部130がバルブ駆動部281に動作指令を与えることで実現される。
 当該図15に示す一連の制御フローに従って制御部130が動作することにより、バルブ280が開放される時間が適切に制御されることになり、これによって加湿すべき量だけ水500がヒータ250に供給されるようになる。これにより、図16に示す如くの加湿動作が実現されることになる。
 したがって、以上において説明した構成のCPAP装置1Dとした場合にも、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果を得ることができ、小型にかつ効率よく加湿が行なえるCPAP装置とすることができる。
 なお、本実施の形態においては、第2筐体210に弾性リザーバ246を収容するための収納室218を設けた場合を例示したが、当該収納室218を廃止し、弾性リザーバ246を第2筐体210に外付けする構成としてもよい。そのように構成した場合には、弾性リザーバ246を含む加湿ユニット200D全体としての大幅な小型化を図ることができ、さらには、非使用時には水500を充填していない状態で弾性リザーバ246を折り畳んで持ち運ぶことも可能になるため、利便性に優れたCPAP装置とすることができる。
 (実施の形態5)
 図17は、本発明の実施の形態5に係るCPAP装置の第1使用状態における模式断面図であり、図18は、当該CPAP装置の第1使用状態における機能ブロックの構成を示す図である。以下、これら図17および図18を参照して、本実施の形態に係るCPAP装置1Eについて説明する。
 図11および図12に示すように、本実施の形態に係るCPAP装置1Eは、上述した実施の形態1に係るCPAP装置1Aと比較した場合に、異なる構成の加湿ユニット200Eを備えている点において主としてその構成が相違している。
 具体的には、加湿ユニット200Eの第2筐体210に設けられた収容部としての加圧室216には、圧力検知部としての圧力センサ290が設けられている。より詳細には、圧力センサ290は、可撓性リザーバ241の外側の空間であって加圧室216の内側の空間に配置されており、これにより加圧室216の圧力を検知する。当該圧力センサ290によって検知された圧力は、制御部130に出力され、主として加湿機構による加湿動作に利用される。
 すなわち、本実施の形態に係るCPAP装置1Eにおいては、上述した実施の形態1に係るCPAP装置1Aとは異なり、加湿機構による加湿量の調整が、制御部130が上述した圧力センサ290にて検知された加圧室216の圧力に基づいて圧電ポンプ260の駆動を制御する(たとえば駆動時間を制御する)ことで行われるように構成されている。
 ここで、本実施の形態に係るCPAP装置1Eにおいては、圧電ポンプ260を駆動することで加圧室216の内部に収容された可撓性リザーバ241が圧縮されることにより、当該可撓性リザーバ241に貯留された水500の一部が水供給路230を介してヒータ250に供給される。そのため、この加圧室216の内部の圧力と可撓性リザーバ241から押し出される水500の量(すなわち加湿量)との間には、所定の相関関係が生じる。
 したがって、制御部130においてフィードバック制御等を行なうことにより、加圧室216の内部の圧力を検知しつつ検知された圧力に基づいて適切に圧電ポンプ260が駆動されることにより、可撓性リザーバ241が適切に加圧され、結果として加湿機構による加湿量の調整が行なえることになる。
 また、加湿ユニット200Eにおいては、その一端部である接続口231が可撓性リザーバ241に接続されるとともに、その他端部である排水口232がヒータ250に接続されてなる水供給路230の途中位置に、当該水供給路230の他の部分に比べて流路断面積が減じられた絞り部233が設けられている。当該絞り部233は、水供給路230の途中位置に他の部分に比べて高流路抵抗の部分を形成するために設けられてなるものである。
 このように水供給路230の途中位置に絞り部233を設けることにより、当該水供給路230を介してヒータ250に供給される水500の量をより低流量とすることができる。すなわち、当該絞り部233が高流路抵抗部として機能することにより、加圧室216の圧力上昇に対するヒータ250への水500の供給量の比率を下げることができ、結果としてヒータ250へのより低流量での安定した水500の供給が可能になる。
 そのため、このように構成することにより、圧力ばらつきによる水500の供給量のばらつきを抑制することが可能になり、加湿機構による加湿量を高精度で調整することが可能になる。なお、絞り部233は、必ずしも水供給路230の途中位置に設けられている必要はなく、水供給路230の接続口231側の端部や排水口232側の端部に設けられていてもよい。
 以上において説明した構成のCPAP装置1Eとした場合にも、上述した実施の形態1において説明した効果と同様の効果を得ることができ、小型にかつ効率よく加湿が行なえるCPAP装置とすることができる。
 (その他の形態等)
 上述した実施の形態1ないし5においては、本発明を呼吸器用加湿送風装置としてのCPAP装置に適用した場合を例示して説明を行なったが、CPAP装置以外にも、スチーム吸入器や酸素吸入器等に本発明を適用することができる。また、本発明の適用対象は、加湿装置を備えた装置であればどのようなものにも適用することができ、呼吸器用加湿送風装置以外の装置にも当然にその適用が可能である。さらには、加湿装置単体として使用される場合にも、本発明を有効に適用することができる。
 上述した実施の形態1ないし5においては、気化部として水を加熱するヒータを用いた場合を例示して説明を行なったが、必ずしも気化部をこのように構成する必要はなく、水を気化させることが可能なものであれば、どのようなものでも気化部として用いることができる。また、気化部に代えて霧化部(たとえば超音波振動子等)を設けることとした場合には、霧化装置としてこれを利用することもできる。このような霧化装置としては、たとえば呼吸器用霧化装置としてのネブライザが挙げられる。
 また、上述した実施の形態1ないし3および5においては、加圧源として外気導入源である圧電ポンプを用いた場合を例示して説明を行なったが、加圧室を加圧する加圧源を、必ずしも当該加圧室に外気を導入する外気導入源にて構成する必要はない。また、加圧源を外気導入源にて構成する場合にも、必ずしも外気導入源を圧電ポンプにて構成する必要はなく、外気を圧送することができるものであれば、どのようなものでも外気導入源として用いることができる。
 また、上述した実施の形態1ないし5においては、可撓性リザーバおよび弾性リザーバとして偏平な袋状部材からなるものを例示して説明を行なったが、これら可撓性リザーバおよび弾性リザーバの形状は特に制限されるものではなく、非偏平形状(たとえば球状、棒状等)の袋状部材にてこれらを構成してもよいし、蛇腹状等特殊な形状の袋状部材にてこれらを構成してもよい。
 さらには、上述した実施の形態1ないし5において開示した特徴的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて相互に組み合わせることができる。
 このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって画定され、また請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
 1A~1E CPAP装置、100 送風ユニット、110 第1筐体、111 操作面、112 載置面、113 第1接続面、114 隔壁、115 広大部、116 狭小部、117 送風機室、118 被載置面、120 第1流路、120A 上流側流路部、120B 下流側流路部、121 第1導入口、122 第1導出口、130 制御部、131 操作部、132 温湿度センサ、133 流量センサ、134 圧力センサ、135 消費電力センサ、140 送風機、141 羽根車、142 ケーシング、143 吸入口、144 排出口、150 サイレンサー、160 ホース、170 フィルタ、171 フィルタカバー、200A~200E 加湿ユニット、210 第2筐体、211 チューブ接続面、212 被載置面、212a 開口部、213 第2接続面、214 蓋体、215 区画壁、216 加圧室、217 気化室、218 収納室、219 載置面、220 第2流路、221 第2導入口、222 第2導出口、230 水供給路、231 接続口、232 排水口、233 絞り部、234A 逆止弁、234B~234D ノズル、240 二重バッグ、241 可撓性リザーバ、242 接続口、243 バッグ状部材、244 接続口、245 加圧空間、246 弾性リザーバ、247 接続口、250 ヒータ、251 温度センサ、260 圧電ポンプ、270 電磁弁、280 バルブ、281 バルブ駆動部、290 圧力センサ、300 エアチューブ、400 マスク、500 水、501 水蒸気。

Claims (14)

  1.  水を貯留するバッグ状の可撓性リザーバと、
     供給された水を気化させる気化部と、
     一端部が前記可撓性リザーバに着脱可能に接続されるとともに他端部が前記気化部に接続された水供給路と、
     前記可撓性リザーバを収容する収容部と、
     前記可撓性リザーバの外側の空間であってかつ前記収容部の内側の空間を加圧することで前記可撓性リザーバを圧縮する加圧源と、
     前記加圧源の動作を制御する制御部とを備え、
     前記可撓性リザーバに貯留された水が、前記可撓性リザーバが圧縮される圧縮力により、前記水供給路を介して前記気化部に供給されるように構成されている、加湿装置。
  2.  前記加圧源が、前記可撓性リザーバの外側の空間であってかつ前記収容部の内側の空間に外気を導入する外気導入源からなる、請求項1に記載の加湿装置。
  3.  前記外気導入源が、圧電ポンプからなる、請求項2に記載の加湿装置。
  4.  前記収容部が、圧力隔壁からなる、請求項1から3のいずれかに記載の加湿装置。
  5.  前記収容部が、バッグ状部材からなり、
     前記可撓性リザーバと前記バッグ状部材とが接合されて一体化されることにより、前記可撓性リザーバと前記バッグ状部材とが、二重バッグ構造を有している、請求項1から3のいずれかに記載の加湿装置。
  6.  水を貯留するバッグ状の弾性リザーバと、
     供給された水を気化させる気化部と、
     一端部が前記弾性リザーバに着脱可能に接続されるとともに他端部が前記気化部に接続された水供給路と、
     前記水供給路に設けられ、開状態において前記水供給路における水の通流を許容し、閉状態において前記水供給路における水の通流を遮断するバルブと、
     前記バルブを前記開状態および前記閉状態のいずれかに切り替えるバルブ駆動部と、
     前記バルブ駆動部の動作を制御する制御部とを備え、
     前記弾性リザーバは、水が内部に注入されることによって弾性的に膨張変形したものであり、
     前記弾性リザーバに貯留された水が、前記弾性リザーバの弾性復元力により、前記開状態において前記水供給路を介して前記気化部に供給されるように構成されている、加湿装置。
  7.  前記水供給路から前記気化部に向けての流体の移動を許容するとともに前記気化部から前記水供給路に向けての流体の移動を制限する逆止弁が、前記他端部に設けられている、請求項1から6のいずれかに記載の加湿装置。
  8.  前記他端部の流路形成面および/または端面に撥水処理が施されている、請求項1から7のいずれかに記載の加湿装置。
  9.  前記水供給路に絞り部が設けられている、請求項1から8のいずれかに記載の加湿装置。
  10.  前記気化部が、供給された水を加熱するヒータからなる、請求項1から9のいずれかに記載の加湿装置。
  11.  前記ヒータの温度を検出する温度検出部と、
     前記ヒータの消費電力を検出する消費電力検出部とをさらに備え、
     前記温度検出部によって検出された温度に基づいて前記ヒータの温度が一定温度に維持されることとなるように、前記制御部によって前記ヒータの出力が制御され、
     前記制御部が前記消費電力検出部にて検出された消費電力に基づいて前記気化部への水の供給量を制御することにより、加湿量の調整が行なわれるように構成されている、請求項10に記載の加湿装置。
  12.  使用者の気道に気体を送り込むための送風機を含む送風装置と、
     請求項1から11のいずれかに記載の加湿装置とを備え、
     前記送風機が駆動されることで発生する気流が、前記加湿装置によって加湿されるように構成されている、呼吸器用加湿送風装置。
  13.  使用者の呼吸状態を検知するための呼吸状態検知部をさらに備え、
     前記制御部は、前記呼吸状態検知部の検知結果に基づいて使用者が吸気動作にあるか呼気動作にあるかを判別し、
     前記制御部によって使用者が吸気動作にあると判別された場合に前記加湿装置による加湿動作が実行されるとともに、前記制御部によって使用者が呼気動作にあると判別された場合に前記加湿装置による加湿動作が停止されるように構成されている、請求項12に記載の呼吸器用加湿送風装置。
  14.  前記可撓性リザーバの外側の空間であってかつ前記収容部の内側の空間の圧力を検知する圧力検知部をさらに備え、
     前記制御部が前記圧力検知部にて検知された圧力に基づいて前記気化部への水の供給量を制御することにより、加湿量の調整が行なわれるように構成されている、請求項1から4のいずれかに記載の加湿装置。
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