JPH0970434A - 呼吸用気体供給装置の加湿器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気泡式加湿器の気泡の破裂による騒音の問題
を解消すると共に、加湿程度を相対湿度６０〜８０％の
適切な範囲にとどめて、使用中の結露を防ぐ。 【解決手段】 気体流入部３と加湿された気体の流出部
４とを有する蓋部１と、水を充填した受器部２からな
り、気体流入部には導入パイプ５を配設し、その先端部
近傍には吸水性と通気性とを有する繊維束からなる多孔
体６を付設すると共に、多孔体の一部を充填水７中に浸
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、呼吸器疾患患者が
主として在宅酸素療法に使用する、呼吸用気体供給装置
に使用するもので、気体の流量に応じて適度に加湿する
ことができるとともに、バブル音を小さくした、改良さ
れた加湿器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】呼吸器疾患患者に対して酸素富化ガス
（以下、酸素と言う）を提供する酸素療法は、ここ数年
富に重視され普及するようになった。これらの酸素療法
では、酸素カニューラと言われる鼻腔カニューラにより
患者に酸素を供給する。一般に酸素ボンベ、液体酸素ボ
ンベ、酸素濃縮器等から供給される酸素は乾燥状態にあ
り、比較的低流量の酸素供給の場合には問題ないもの
の、２Ｌ／分以上の酸素供給の場合には、患者の鼻腔内
を乾燥させ思わぬ呼吸器疾患を引き起こすことがある。
そのため患者の鼻腔内の乾燥を防止する目的で、加湿器
と呼ばれる水を充填した容器中に酸素を通過させ、飽和
水蒸気圧近くまで加湿して患者に供給する方法が取られ
て来た。

【０００３】具体的には、連続気泡の多孔性体より気体
を水中に放出し、バブリングさせて加湿する方法であ
る。この方法では患者に十分な湿度を供給し得るが、以
下のような問題点があった。一つは、加湿器内で気体が
バブリングすることにより気泡の破裂音が発生し、特に
２〜５Ｌ／分と言った高供給量においては、患者の安静
や睡眠が妨げられると言う問題である。この解決方法と
しては、消音ボックスなどを設ける方法がとられてい
る。もう一つの問題は、この方法では飽和水蒸気圧近く
まで加湿されるため、室内の温度が加湿された気体の温
度より低い場合、下流部で結露して供給チューブ内に水
がたまり、鼻腔内に水が入り込んだりして患者に不快感
を与えることが有った。さらにはバブリング時、水の飛
まつが供給手段に入り細菌を繁殖させるなどの問題を提
起してきた。

【０００４】このような過剰の加湿を防止する目的で、
特開平６−２３８００２号公報や、特開平６−２３３８
２１号公報に見られるように、呼吸用気体の加湿器への
開口部を空間部に設ける方法が提案されているが、加湿
度は４０〜７０％であり、特に患者の鼻腔内の乾燥が問
題になる高流量においては、十分なる湿度を与えること
ができず、患者の鼻腔内を乾燥させる危険性が有った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点を解決することを目的としたもので、呼吸用気体の相
対湿度を６０〜８０％程度と言う、従来の加湿器に比べ
てちょうど中間的な、若しくは適度な湿度を付与し、患
者の鼻腔内の乾燥を防ぎ、また室内温度が低いときの結
露を防ぐとともに、加湿器から発生する騒音を極力低下
させることができる呼吸用気体供給装置の加湿器を提供
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、乾燥した
呼吸用気体を通過させて湿分を付加するための加湿器で
あって、気体流入部と加湿された気体の流出部とを付設
した蓋部と、水を充填した受器部とからなり、該気体流
入部は導入パイプを配設し、その先端部近傍には吸水性
と通気性とを有する繊維束からなる多孔体を付設すると
共に、該多孔体の一部を充填水中に浸したことを特徴と
する呼吸用気体供給装置の加湿器である。

【０００７】さらには、導入パイプの先端が充填水の水
面より上の位置にあり、導入パイプの長さをその先端部
が充填水の上限水位に届く長さとし、繊維束からなる多
孔体の長さは、導入パイプの先端より上側が２０〜４０
ｍｍ、下側を受器部の上限水位と下限水位の間の距離に
５〜４０ｍｍを加えた長さとしたものであり、また多孔
体が、繊維を一定の方向に揃えて束ね、あるいは、不織
布に張力を掛けて引き延ばし繊維を配向させた後その不
織布を巻きもしくは折りたたみ、その表面層に樹脂液を
含浸させた後、樹脂を乾燥もしくは硬化させ、表面層の
繊維同士を部分的に接着させて賦形したものであること
を特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明をさ
らに詳細に説明する。図１は本発明の一実施例となる加
湿器の構造を示す図で、図２は加湿器の気体流入部の構
成の具体例を示す図である。

【０００９】本発明の加湿器は、吸着型酸素発生装置、
酸素ボンベ、液体酸素ボンベ等の呼吸用気体の発生手
段、呼吸用気体を供給するための配管手段、呼吸用気体
の流量を調節するための弁手段等から構成された気体供
給装置の一部として用いられるものであって、図１に示
したように、気体流入部（３）と加湿された気体の流出
部（４）とを有する蓋部（１）と、充填水（７）の入っ
た受器部（２）とからなり、気体流入部（３）には導入
パイプ（５）を取り付け、その先端部近傍には吸水性と
通気性とを有する繊維束からなる多孔体（６）を付設す
ると共に、多孔体（６）の一部を充填水（７）中に浸し
たことを特徴とする。

【００１０】気体供給装置の全体構成は、従来より一般
に使用されているものと同じで特に変るものではなく、
構成の一部となる加湿器の構造とその働きに特徴を有す
る。即ち、導入パイプ（５）の先端部近傍に付設した多
孔体（６）の一部を充填水（７）中に浸したとき、充填
水は毛細管現象によって多孔体に吸い上げられ、多孔体
（６）の細孔内を満たす。ここで、気体流入部（３）か
ら導入パイプ（５）を通して、呼吸用気体を送入する
と、呼吸用気体は多孔体（６）を構成する繊維間の細孔
を通って上昇すると同時に、多孔体（６）の外周面に向
って移動する。

【００１１】導入パイプ（５）の先端が、充填水（７）
の水面より下の位置にある時や、呼吸用気体の流量が多
く圧力が高い時には、多孔体（６）の外周面に向って移
動した気体の一部が、充填水（７）の水面より下の位置
で放出されるため、それが細かい気泡となって上昇し、
謂るバブリングを生じる。これに対して、導入パイプの
先端が水面より上の位置にあり、気体の流量が少ない時
は、気体の大部分が水面より上の位置で多孔体（６）の
外周面から空間部（８）に放出されるため、バブリング
は生じない。そして、多孔体（６）の細孔中の水分を奪
い加湿されて空間部（８）に出て行くが、細孔中の水分
は、毛細管現象によって次々に補給されるのは勿論であ
る。このようにして加湿された呼吸用気体は、上部の流
出部（４）から出て、配管手段を通り供給される。

【００１２】多孔体（６）の形状、構造については特に
限定されるものではないが、例として図２に示したよう
に、導入パイプ（５）の先端部近傍に、その先端開口部
を覆うように多孔体（６）を付設する。このとき、使用
時におけるバブリングを出来るだけ少なくする観点か
ら、導入パイプ（５）の長さを、充填水（７）を受器部
（２）の上限水位目盛りの位置まで入れた時に、その先
端が最大で水面に届く長さとし、多孔体（６）が導入パ
イプ（５）の先端部を覆う長さは、受器部（２）や空間
部（８）の寸法と加湿能力等を考慮して、２０〜４０ｍ
ｍ程度とするのが良い。また、多孔体（６）の導入パイ
プ（５）の先端から延びた部分の長さは、充填水（７）
が下限水位目盛まで減少した時に多孔体の先端部が水中
に浸っていることを前提に、受器部（２）の上限水位と
下限水位の間の距離に５〜４０ｍｍを加えた長さとする
のが良い。

【００１３】また、呼吸用気体の流量が少ない時は、気
体を多孔体（６）内に分散させるため、図２（ｂ）のよ
うに導入パイプ（５）の先端部近傍に多数個の小穴
（９）を設けるのも、好ましい態様の一つである。

【００１４】本発明に用いる多孔体（６）は、吸水性と
通気性とを有する繊維束からなり、長繊維を長さ方向に
揃えて束ね、その表面層に比較的濃度の薄い樹脂液もし
くは接着剤を含浸させ、断面が一定の形状になるように
賦形しながら、加熱、紫外線照射等により乾燥しあるい
は樹脂を硬化させ、あるいは、不織布に張力を掛けて引
き延ばすことにより、繊維を一定の方向に配向させ、こ
れを繊維に平行な方向に巻きあるいは折りたたんで、前
記と同様に表面層に樹脂液等を含浸させ、一定の形状に
賦形する等の方法によって得られる。

【００１５】部材表面層の繊維同士の接着は、部材が形
状を保つために必要な程度の部分的なものであって、繊
維間の隙間が十分に保たれていることが重要である。繊
維同士のこのような部分的な接着を行うためには、使用
する樹脂液（接着剤）は濃度の薄いものであることが必
要で、濃すぎると粘度が高くなり、取り扱い難く、繊維
同士の部分的な接着には適さない。樹脂液の適切な濃度
は、樹脂および溶剤の種類によって異なり特定はされな
いが、例えば、メチルメタアクリレート樹脂のアセトン
溶液を用いる場合は１〜２％以内とするのがよく、これ
を束ねた繊維の表面にスプレーし、表面層に滲み込ませ
る。

【００１６】本発明における多孔体（６）を構成する繊
維の材質としては、耐水性および保水性があれば特に指
定はないが、繊維の太さは１〜５０μｍ程度のものが望
ましい。５０μｍより太い繊維では、繊維間に形成され
る細孔が太くなり、吸水性、即ち毛細管現象によって水
を吸い上げる力が小さくなり、一方、１μｍより細かく
なると、繊維同士の隙間が小さくなり、通気性が低くな
る。また、繊維の形態としては、ストレート状の繊維で
も良いが、羊毛のようにちぢれた（巻縮した）繊維を用
いることにより、保水効果が高くなり、またさらに、多
孔体の形状や表面の繊維構造を保つ上でも好ましい結果
が得られる。

【００１７】また、使用時には繊維間に水がスムーズに
吸い込まれることが必要であるが、繊維の種類によって
表面の撥水性が大きく、水分がスムーズに吸い込まれな
い場合がある。このような問題は、繊維の表面に親水化
処理を施すことによって解決が可能である。親水化処理
の方法としては、樹脂液を含浸せて賦形し、所定の寸
法、形状に形成した部材に、例えば、酸素ガス雰囲気で
低温プラズマ処理を施すなどの方法が、有効に適用でき
る。また、予め親水化処理を施した繊維を用いても何ら
差しつかえはない。このようにして得られた、本発明に
おいて使用する繊維束からの多孔体は、５０〜１００ｍ
ｍの高さまで水を吸い上げる力を有している。

【００１８】多孔体（６）の形成方法としては、導入パ
イプ（５）を挿入する空間を予め設けた中空の形状に賦
形するか、あるいは当初から導入パイプ（５）の外周に
取り付けた状態で賦形するが、前者の方法であれば、使
用時に多孔体（６）を交換することも可能になる。導入
パイプ（５）の太さは、加湿機能の点からは特に限定さ
れるものではないが、多孔体（６）の寸法との関連で外
径５〜７ｍｍ程度とするのがよい。また、多孔体（６）
の外形の断面形状は円形ないし多角形で特に限定はされ
ないが、断面積等の寸法は繊維束の吸水性や通気性によ
って適切な寸法に調製するが、外径８〜２０ｍｍ程度と
するのが適当である。多孔体（６）の長さについては前
記の通りで、通常使用される加湿器の大きさは外径６〜
８ｃｍ高さ１２〜１６ｃｍ程度あるから、これに対応す
る多孔体（６）の長さは５５〜１３０ｍｍの範囲とな
る。

【００１９】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。加湿器の容器本体は一般に使用されているものを用
いたが、外径６０ｍｍ、受器部（２）の高さは１２０ｍ
ｍで、上限水位目盛の位置は底面から７０ｍｍ、下限水
位目盛は４０ｍｍであった。これに対して、導入パイプ
（５）は外径５ｍｍ（内径３．６ｍｍ）で長さ３３ｍ
ｍ、先端から１０ｍｍの位置まで、繊維を束ねて形成し
た外径９ｍｍ、長さ４０ｍｍの多孔体（６）を取りつけ
た。そして、導入パイプ（５）を蓋部（１）の気体流入
部（３）に接続し、上限水位の約１０ｍｍ上まで水を充
填した受器部（２）にセットした。従って、導入パイプ
（５）の先端は水面上７ｍｍの位置にあり、多孔体
（６）は２３ｍｍが充填水中に浸されたことになる。

【００２０】これを吸着型酸素発生装置に組込み、気体
流入部（３）から呼吸用気体を流入させた。気体の流量
が０．５〜１Ｌ／分のときは、水面下での気泡の発生、
即ちバブリングは認められなかったが、流量を２〜５Ｌ
／分に増やすと、水面近くの多孔体（６）外周部で気泡
の発生が見られた。しかし、気泡の破裂音はごく小さな
ものであった。また、酸素発生装置から出た呼吸用気体
の湿度は殆んど０に近いが、本発明による加湿器を通過
して流出部（４）から出た気体の湿度は、流量や温度に
よっても異なるが６０〜７５％まで加湿されていた。
尚、流量を５Ｌ／分とし２４時間連続して気体を流した
時の、水の蒸発量（加湿量）は４０．３ｇで、水位は１
６．４ｍｍ下がった。これは従来の気泡式加湿器に比べ
て約６０％程度のレベルであった。また、水位の低下に
より、気泡の発生は少なくなる傾向を示した。

【００２１】

【作用】呼吸用気体の流量が大きい時は圧力が高いた
め、導入パイプ（５）から入った気体は、多孔体（６）
の細孔内を通って水面下の位置にまで達する。そこで多
孔体の外周方向に移動した気体の一部は、水中に放出さ
れて気泡となって上昇する際に加湿される。また残りの
気体は多孔体の細孔内を通って上昇し、細孔内の水分と
共に上部の空間部（８）に放出される。水中と空間部に
夫々放出される割合は、気体の流量や導入パイプの位置
によって異なり、また使用中の充填水の水位の低下に伴
なって変化するが、両者を合わせた全体の加湿度は、従
来の気泡式加湿器のように１００％に達することはな
い。

【００２２】また、水中と空間部に夫々放出される割合
は、多孔体（６）の断面積によっても影響される。気体
の流量が多い時は水中への放出が多くなるが、気泡が水
中を通過する距離が短いため、加湿不足になる恐れがあ
る。これを補なうためには、多孔体の断面積を大きくし
て、空間部に放出される割合を高めれば良いが、多孔体
（６）の外径を２０ｍｍ程度まで大きくすれば、加湿不
足の問題はぼぼ解消され、加湿度を８０％程度まで高め
ることができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の呼吸用気体供給装置用加湿器を
使用することにより、気体がバブリングすることによる
気泡の破裂音を無くし、もしくは大幅に小さくすること
が出来るとともに、相対湿度が６０〜８０％程度と適度
な湿度を付与し、患者の鼻腔内の乾燥と温度が低いとき
の結露を防ぐことが出来、呼吸用気体供給装置の加湿器
として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例となる加湿器の構造を示す図
である。

【図２】本発明の加湿器の気体流入部の構成の具体例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 蓋部 ２ 受器部 ３ 気体流入部 ４ 流出部 ５ 導入パイプ ６ 多孔体 ７ 充填水 ８ 空間部 ９ 小穴

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乾燥した呼吸用気体を通過させて湿分を
   付加するための加湿器であって、気体流入部と加湿され
   た気体の流出部とを付設した蓋部と、水を充填した受器
   部とからなり、該気体流入部は導入パイプを配設し、そ
   の先端部近傍には吸水性と通気性とを有する繊維束から
   なる多孔体を付設すると共に、該多孔体の一部を充填水
   中に浸したことを特徴とする呼吸用気体供給装置の加湿
   器。
2. 【請求項２】 導入パイプの先端が充填水の水面より上
   の位置にあることを特徴とする、請求項（１）記載の呼
   吸用気体供給装置の加湿器。
3. 【請求項３】 導入パイプの長さを、その先端部が充填
   水の上限水位に届く長さとし、繊維束からなる多孔体の
   長さは、導入パイプの先端より上側が２０〜４０ｍｍ、
   下側を充填水の上限水位と下限水位の間の距離に５〜４
   ０ｍｍを加えた長さとしたことを特徴とする、請求項
   （１）もしくは請求項（２）記載の呼吸用気体供給装置
   の加湿器。
4. 【請求項４】 導入パイプの先端部近傍に多数個の小穴
   を設けたことを特徴とする、請求項（１）ないし請求項
   （３）のいずれかに記載の呼吸用気体供給装置の加湿
   器。
5. 【請求項５】 多孔体を構成する繊維の太さが１〜５０
   μｍの範囲であることを特徴とする、請求項（１）ない
   し請求項（４）のいずれかに記載の呼吸用気体供給装置
   の加湿器。
6. 【請求項６】 多孔体を構成する繊維が微細に巻縮した
   構造を有することを特徴とする、請求項（１）ないし請
   求項（５）のいずれかに記載の呼吸用気体供給装置の加
   湿器。
7. 【請求項７】 多孔体が、繊維を一定の方向に揃えて束
   ね、その表面層に樹脂液を含浸させた後、樹脂を乾燥も
   しくは硬化させ、表面層の繊維同士を部分的に接着させ
   て賦形したものであることを特徴とする、請求項（１）
   ないし請求項（６）のいずれかに記載の呼吸用気体供給
   装置の加湿器。
8. 【請求項８】 多孔体が、不織布に張力を掛けて引き延
   ばし繊維を配向させた後、該不織布を巻きもしくは折り
   たたみ、その表面層に樹脂液を含浸させた後、樹脂を乾
   燥もしくは硬化させ、表面層の繊維同士を部分的に接着
   させて賦形したものであることを特徴とする、請求項
   （１）ないし請求項（６）のいずれかに記載の呼吸用気
   体供給装置の加湿器。
9. 【請求項９】 多孔体を構成する繊維の表面に親水性処
   理を施したことを特徴とする、請求項（１）ないし請求
   項（８）のいずれかに記載の呼吸用気体供給装置の加湿
   器。
10. 【請求項１０】 呼吸用気体が、吸着型酸素発生装置、
    酸素ボンベ、もしくは液体酸素ボンベから発生されたも
    のであることを特徴とする、請求項（１）ないし請求項
    （９）のいずれかに記載の呼吸用気体供給装置の加湿
    器。