(57)【要約】吸入器は、超音波振動子２と、水槽１０２と、霧化部３と、送風装置４と、霧化部３の上部に設けられた金網７とを有している。金網７が回転して、超音波振動子２により発生した霧化水滴の再分裂と水滴分離を引き起こす。その結果、負イオン量／正イオン量の比が２以上となる。このようにして、水由来の負イオンが多量に発生し、生理活性を亢進させる小型吸入器を提供する。
2003061746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分裂により負イオンを発生させ加湿する負イオン発生加湿手段を備えてなる吸入器。
【請求項２】
生理活性を亢進させる物質を発生させ加湿する生理活性亢進加湿手段を備えてなる吸入器。
【請求項３】
微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、前記微細水滴発生手段により発生した負イオンと正イオンを含む微細水滴を略分離し、負イオンと正イオンの比を２以上になるようにする水滴分離手段とを、備えてなる吸入器。
【請求項４】
微細水滴を再分裂させ、略分離する再分裂分離手段を備えてなる請求項３記載の吸入器。
【請求項５】
前記再分裂分離手段が回転網であることを特徴とする請求項４記載の吸入器。
【請求項６】
前記回転網に筒を備えたことを特徴とする請求項５記載の吸入器。
【請求項７】
前記微細水滴発生手段を超音波式微細水滴発生器とし、前記超音波式微細水滴発生器の超音波振動子の超音波発振周波数領域を１００ＫＨｚ〜５００ＫＨｚとし、前記水滴分離手段を遠心分離器とする請求項３記載の吸入器。
【請求項８】
前記微細水滴発生手段をベンチュリー効果を用いたジェットネブライザーとし、前記水滴分離手段を回転網とする請求項３記載の吸入器。
【請求項９】
本体と、前記本体内に設けられた微細水滴発生部と、前記微細水滴発生部の下流側に設けられた分離部と、前記分離部の下流側に吸入口を備え、前記微細水滴発生部は前記本体の下部に設けられた水槽と、前記水槽の下部に設けられた超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動する超音波回路を備え、前記超音波振動子と前記超音波回路とにより微細水滴を発生させ、前記分離部はその発生した微細水滴に空気を送り込み微細水滴混合空気とする送風手段と、微細水滴混合空気から微細水滴を再分裂させ、略分離する再分裂分離手段を備え、前記再分裂分離手段は金網と前記金網を回転させる金網回転手段を備え、多量の負イオンを含む高湿度空気を前記吸入口に導入する吸入器。
【請求項１０】
高濃度酸素を接続してなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８または９記載の吸入器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、呼吸補助、或いは治療に使用される吸入器に関する。
背景技術
臨床的に使用されている医療用吸入器は大別して３種類有る。
それらは、散気管タイプのヒューミディファイヤー、噴霧・霧化タイプの超音波ネブライザーとベンチュリー効果による水滴分裂を用いたジェットネブライザーである。  いずれも加湿機能を持ち、ヒータの併用により加温吸入が可能である。さらに、４０容量％程度の濃度の酸素に接続し、酸素療法にも用いる。
また、加湿して呼吸補助に使用したり、あるいは薬剤を含有させ治療に用いられる。  また、これら吸入器の使用目的は２種類に分類される。１つは気管、気管支まで薬剤、水粒子を沈着させるものであり、液滴（水滴）の粒子径は１５ミクロン以上である。他の１つはさらに肺胞まで薬剤、水粒子を到達させるためのものであり、液滴（水滴）の粒子径は５ミクロン以下のものである。後者には０．３ミクロンの超微細粒子を用いることを特徴としているものも有る。いずれにしても、従来のネブライザー（噴霧器）と呼ばれる治療器は液滴（水滴）の大きさ、即ち粒子径のみを考慮した製品である。
一方、水に高エネルギーを与え水滴として分裂させると、水はイオン解離（Ｈ＋，ＯＨ−）して、空気中に正イオン（正の空気イオン）と負イオン（負の空気イオン）とを発生させる。
この現象は、レナード効果（滝効果）として良く知られている。さらに、これら正イオン及び負イオンの生理活性作用について、森下敬一著「水と生命」美土里書房発行、７７頁には、表１に示すように記載されている。
表１では、正イオンとは、負イオン（ｎ−）と正イオン（ｎ＋）との比（イオン比；  ｎ−／ｎ＋）が０．５以下の場合を言う。
イオン比が２以上の場合は負イオンと言う。  そして、イオン比が０．５〜２の間は、正イオンと負イオンがほぼバランスした状態と考えられている。
2003061746.tif 000003
2003061746.tif 000004
このように、空気小イオンが生理活性作用を有することは知られていた。  しかし、吸入器の性能について、空気小イオンの観点から高機能化した例は今までなかった。
次に、従来の吸入器であるヒューミディファイヤー（以下ＨＤという）とベンチュリー効果を用いたジェットネブライザー（以下ＪＮという）の構造についてそれぞれ図７、図８を参照しながら、以下説明する。
図７に示すように、ＨＤ１０１は、水槽１０２と、散気管１０３と、および散気管１０３と連通している供給管１０４と、吸入口１０５とから構成される。  散気管１０３を備えることにより、供給空気は加湿される。供給空気は、ＨＤ１０１の供給口１０６から供給され、供給管１０４を通って、水槽１０２内の散気管１０３に送られる。  散気管１０３は多孔質であるので、通過空気は細かい気泡に成り易い。散気管１０３に送られた空気は細かい気泡となって、水槽１０２内を上昇する。こうして、加湿され加湿空気となって、吸入口１０５から供給される。図示していないが、ＨＤ１０１内にヒータを使用すれば、加温加湿空気が得られる。  次に、図８を用いて、ＪＮを説明する。
図７と同一部分については、同一番号を付け、詳細な説明は省略する。図８に示すように、ベンチュリー効果を用いたＪＮ１０７は、水槽１０２と、供給管１０４と、吸引管１０８とを備えている。  供給管１０４は供給口１０６と、供給管１０４の先端にノズル１０９とを備え、供給管１０４の先端のノズル１０９近傍に、吸引管１０８の吹出口１１０を設けた構造となっている。
供給口１０６から供給管１０４に送られた吸入用空気、あるいは吸入用高濃度酸素は、供給管１０４の先端のノズル１０９から吹出される。  その時の高速気流による負圧効果、すなわちベンチュリー効果で、水槽１０２内の加湿用加湿水、あるいは治療用薬液が、吸引管１０８から吸引され、吹出口１１０から噴霧される。供給用空気、あるいは高濃度酸素は、ノズル１０９で高速気流を必要とするので、加圧して使用される。
噴霧された加湿水、あるいは薬液は噴霧水滴となり、噴霧混合部１１１で供給口１０６から供給管１０４に送られた吸入用空気、あるいは吸入用高濃度酸素と混合される。  さらに、室内空気吸引口１１２から送られてきた室内空気と混合され、適度な酸素濃度、湿度、あるいは適度な薬剤濃度に調整される。  次に、吸入口１０５に送られ、治療、あるいは呼吸補助に使用される。
水滴分離機構は特に設けられていないので、いろいろな大きさの水滴を含み、供給される。図示していないが、ヒータで使用状況に応じて、適宜加温され供給される。図８で、点線矢印は水、あるいは薬液の流れ方向を示す。  一点鎖線矢印は室内空気の流れ方向を示す。  二点鎖線矢印は供給空気、あるいは高濃度酸素の流れ方向を示す。  実線矢印は、適度な酸素濃度、湿度、あるいは適度な薬剤濃度に調整された混合空気、調整空気の流れ方向を示している。高濃度酸素とは、酸素濃度が４０容量％程度、あるいはそれ以上を表す。  酸素濃度が９８容量％から１００容量％程度の場合も含まれる。  室内空気は供給用空気を用いてもよい。  以上述べたＨＤとＪＮ、そしてもう一つの従来の吸入器である超音波ネブライザーについて、空気イオン量を測定した。各種吸入器の吸入口の正イオン量（ｎ＋）と負イオン量（ｎ−）の測定方法は以下の通りで、測定結果を表２に示した。
１．比較は室内空気とする。
２．ＨＤ（図７参照）：５０容量％濃度に調整した酸素を５、１０、１５（ｌ／ｍｉｎ）の各流量で、ヒータで加温した精製水中に吹込む。  そして、吸入口から１０ｃｍ離れた所でイオンテスターにより、各イオン量を測定する。
３．ＪＮ（図８参照）：３５容量％濃度に調整した酸素を５、１０、１５（ｌ／ｍｉｎ）の各流量で流す。そして、容器中の精製水をベンチュリー効果で吸引しながら、ＨＤと同様にして、各イオン量を測定する。
４．超音波ネブライザー：超音波振動子上の容器に精製水を入れ、３５容量％濃度に調整した酸素を５、１０、１５（ｌ／ｍｉｎ）の各流量で流す。そして精製水を蒸発させ、ＨＤと同様にして、各イオン量を測定する。
なお、測定に使用したイオンテスターは、移動度０．４ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上の性能を有している。
表２に結果を示したが、ヒータなどで加熱する蒸気式加湿器では空気イオンの発生量がほとんど無い。すなわち、空気イオン的働きは、ほとんど無いと考えられる。  一方、ＪＮ及び超音波ネブライザーは、水に高エネルギーを与えられるためと考えられる空気イオンの発生量が非常に多い。  しかし、イオン比は０．５程度であり、空気イオンの観点からほぼ正イオンに近いと考えられる。
2003061746.tif 000005
つまり、従来の吸入器では、正イオンが負イオンに比べて多量に発生している。  これは、表１の空気イオンの働きで示された如く、正イオンは交感神経を刺激し、血管収縮などの生理的効果を持つ。  本発明は、正イオンの発生を抑制し、正イオンに比べて負イオンを多量に発生させ、且つ、高性能に水滴分離することのできるコンパクトな吸入器を提供することを目的とする。
また、吸入器という商品の性格上、コンパクト性も要求される。しかし、水滴を分離して正イオンの発生を抑え、負イオンを正イオンに比べて多量に発生させる水滴分離機構を用いると、装置全体が大きくなり、コンパクト性を実現するのは困難であるという課題も有する。
発明の開示
水分裂により負イオンを発生させ加湿する負イオン発生加湿手段を備えてなる吸入器を提供する。
そして、微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、前記微細水滴発生手段により発生した負イオンと正イオンを含む微細水滴を略分離し、負イオンと正イオンの比を２以上になるようにする水滴分離手段とを、備えてなる吸入器を提供する。
また、本体と、前記本体内に設けられた微細水滴発生部と、前記微細水滴発生部の下流側に設けられた分離部と、前記分離部の下流側に吸入口を備え、前記微細水滴発生部は前記本体の下部に設けられた水槽と、前記水槽の下部に設けられた超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動する超音波回路を備え、前記超音波振動子と前記超音波回路とにより微細水滴を発生させ、前記分離部はその発生した微細水滴に空気を送り込み微細水滴混合空気とする送風手段と、微細水滴混合空気から微細水滴を再分裂させ、略分離する再分裂分離手段を備え、前記再分裂分離手段は金網と前記金網を回転させる金網回転手段を備え、多量の負イオンを含む高湿度空気を前記吸入口に導入する吸入器を提供する。
発明を実施するための最良の形態
水分裂による負イオンの生体への生理活性効果を調べるに当って、先に、水由来の負イオンが生体の生理活性を亢進する可能性があるかどうかの予備試験を行なった。予備試験条件を以下に示す。アトピー性皮膚炎のモデルとして、マウスの耳に慢性接触性皮膚炎を生じさせる。  次に、水由来、水分裂により発生する負イオンに暴露して、負イオンの生理活性亢進の可能性を試験した。比較試験は、通常の空気に暴露する群（以下、コントロール群という）の他に、コロナ放電で発生する負イオンに暴露する群（以下、電気イオン群という）とについて行なった。水由来、水分裂により発生する負イオンに暴露する群を、以下、真気群と言う。
温湿度：２２℃±１．５℃、５５％±１０％ＲＨ、平均負イオン量はそれぞれ、真気群：１２，０００個／ｃｃ、電気イオン群：３０，０００個／ｃｃ（但し、この群のみオゾン濃度が３〜１０ｐｐｂ検出）、コントロール群：０個／ｃｃの条件である。
マウスの耳に慢性接触性皮膚炎を生じさせ、病変により厚くなる耳たぶの厚さを測定する。代表的な例として開始日（０日）と１４日経過後の耳たぶの厚さ（ｍｍ）を表３（ｎ＝１０の平均値）に示す。
2003061746.tif 000006
表３に示されるように、真気群（水由来の負イオンに暴露した群）はコントロール群に対して、有意差の有る良好な結果である。いいかえれば、水由来の負イオンが生体の生理活性を亢進する可能性があると示唆される。つまり、生体にとって有益な効果をもたらしている。  なお、電気イオン群（コロナ放電で発生する負イオンに暴露した群）ではコントロール群より悪くなっており、これはオゾンの影響も考えられる。しかし、同じ負イオンでも、水由来・水分裂による負イオンと、コロナ放電等の放電現象（電気式）により発生する負イオンとでは、生体の生理活性効果が相違していることを示していると思われる。
次に、予備試験で生体の生理活性を亢進する可能性の効果があった水由来、水分裂により発生する負イオンを用いて、動脈血液中の乳酸濃度低減効果、生体内での生理活性の亢進を検証した。
負イオン供給源として、本発明の装置を用いる。
比較は、従来のＪＮ（図７参照）を用いて行った。
実験は、動脈血液中の乳酸値濃度が１．５（ｍｍｏｌ／ｌ）以上の高値の乳酸値を示す神経外科の患者を無作為に２０名を選び、２つのグループにわけた。実験時に測定した値は、本発明の装置は負イオン量：約２，５００個／ｃｃ、正イオン量：約４００個／ｃｃ、イオン比（ｎ−／ｎ＋）は６．２５であった。負イオン量の割合が非常に高い。  この装置を「負装置」とする。
一方、ネブライザーは負イオン量：約２０，０００個／ｃｃ、正イオン量：約１００，０００個／ｃｃ、イオン比（ｎ−／ｎ＋）は０．２であった。  正イオン量の割合が非常に高かった。
この装置を「正装置」とする。酸素濃度を４０容量％に調整したものを両装置に流し込み、次の手順で吸入口より吸入する。
１つのグループ（１０名）は最初の４時間を負装置より吸入し、残り４時間を正装置より吸入する。他のグループ（１０名）は逆に、最初の４時間を正装置より吸入し、残り４時間を負装置より吸入する。１時間ごとに測定した結果を表４に示す。
2003061746.tif 000007
2003061746.tif 000008
表４に示されているように、最初に負装置を用いて、水由来の負イオンとともに、４０容量％濃度の酸素を４時間吸入すると、動脈血液中の乳酸値濃度は低下し始める。  次に、４時間経過後、正装置のＪＮ吸入に切り替え、多量に発生する正イオンとともに、４０％濃度酸素を４時間吸入すると、動脈血液中の乳酸値濃度は上昇し始める。逆に、最初の４時間を正装置で吸入し、４時間経過後に負装置に切り替え４時間吸入すると、正装置吸入では、動脈血液中の乳酸値濃度が横這い状態であったものが、急激に低下し始めた。このような顕著な効果は、当初全く予想し得なかったものであり、本発明により初めて明らかにされたものである。
この効果は正イオンには無く、水由来の負イオンのみが生体の生理活性を亢進しているものと思われる。水由来の負イオンによる生体内での生理活性の亢進作用の機構は、以下のように推定される。水由来の負イオンが体内に吸収されて、生体内で好気的代謝を阻害する活性酸素を消去し、ＡＴＰ生成反応である酸化的リン酸化反応を促進するためと考えられる。
水由来の負イオンが生体内でＡＴＰ生成反応を促進するため、吸入する酸素濃度をより低く、また酸素吸入時間を短時間で、あるいは通常空気でも動脈血液中の乳酸値濃度を低減することができる。  つまり、より安全に酸素治療、あるいは呼吸補助が行なえることとなる。  本発明で言う水分裂又は水滴分裂とは、ヒータ等で加熱する蒸気式加湿型吸入器を対象とするものではない。水分裂又は水滴分裂で表現される機械的な力を水に加えて、水に高エネルギーを与えることで水をイオン解離させる方法を言う。
機械的な力とは、超音波振動子などの振動エネルギーを利用する力、ＪＮのようにベンチュリー効果を利用する力、ノズル式などの噴射、衝突などを利用する力、回転円盤式、インペラー式、遠心式などの噴射、衝突、遠心力を利用する力である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら、さらに、詳細に説明する。  なお、従来例と同一部分については同一番号を付け、詳細な説明は省略する。
（実施の形態１）
図１に示すように、吸入器の本体１は、底部に超音波振動子２を備え、水、又は薬液が入っている水槽１０２と、水槽の上部に設けられた霧化部３と、霧化部３に空気を送風する送風装置４と、霧化部３の上部に設けられた開口部６を有する仕切り板５と、仕切り板５の上部に設けられた金網７と、金網を回転させる金網回転モータ８とを備えている。  さらに、吸入器の本体１の最上部に吸入口１０５を備えている。
上記構成において、水槽１０２の底部に設けられた超音波振動子２により、水槽１０２中の水、あるいは薬液が噴霧、霧化される。  噴霧、霧化された水、あるいは薬液の微細水滴は、霧化部３で、送風装置４により空気が送られて、微細水滴混合空気となり仕切り板５に送られる。  仕切り板５の邪魔板作用、慣性分離作用等で、比較的大きな水滴が分離、除去され、次に仕切り板の開口部６から金網７に送られる。金網７は、金網回転モータ８で回転される。  仕切り板５で比較的大きな水滴が除去された微細水滴混合空気中の水、あるいは薬液の水滴は、金網回転により、水滴の再分裂と再凝集を引き起こす。  そして、微細水滴を分離し、微細水滴混合空気を、より小さな超微細水滴混合空気にする。この超微細水滴化により、より大きな微細水滴に帯電している正イオンを分離する。この結果、水分裂時に略同等量発生する正イオンと負イオンのイオンバランス比が崩れる。  そして、イオンバランス比は吸入口１０５において、負イオンが正イオンに比べて２倍以上となる。発生した多量の負イオンを含む高湿生理活性作用のある超微細水滴混合空気は、吸入口１０５に送られ、呼吸補助、あるいは治療に使用される。
なお、仕切り板５は、比較的大きな水滴分離を行なうが、金網７の回転による微細水滴分離とあいまって、負イオンが正イオンの２倍以上になるようにイオンバランスを崩す程度に水滴分離ができればよい。そのため、仕切り板５を１段にするか、２段にするか、あるいは２段以上の多段にするか、または使用しないかは、得ようとする正負のイオン比、風量等から適宜設計上決めれば良い。  次に、装置仕様について以下述べる。
本体寸法：径１０５×高さ２００ｍｍ、仕切り板：２枚、仕切り板の開口部の径：１０ｍｍ、金網の径：９８ｍｍ、金網ピッチ：１６〜２５０メッシュ、金網の回転数：１，０００〜４，０００ＲＰＭ、超音波振動子の超音波発振周波数：１．２ＭＨｚである。図２は金網７の平面図である。  本装置に酸素濃度調整器で酸素濃度４０容量％に調整された酸素を、５，１０，１５の各流量（ｌ／ｍｉｎ）で導入する。
表５に、吸入口から１０ｃｍの位置における、イオンテスター及び温湿度計での測定結果を示す。
2003061746.tif 000009
なお、吸入器への高濃度酸素の供給は、酸素濃度調整器で調整された酸素濃度４０容量％の酸素に接続して行う。
また、患者の容態、治療状態によっては、適宜、更に高濃度の４０％〜１００％の高濃度酸素に接続してもよい。  高濃度酸素を供給する装置としては、９８％〜１００％の純酸素を供給する酸素ボンベ、化学反応あるいは水の電気分解で酸素を発生させる酸素発生器、膜分離により空気中の酸素を分離・濃縮あるいはゼオライト等による気体分子の吸着・脱着により空気中の酸素を濃縮する酸素濃縮器等他がある。  投与する酸素濃度、使用場所等の使用条件により、装置は適宜選択使用される。適宜選択された高濃度酸素を供給する装置と水由来、水分裂により負イオンを発生する吸入器とを接続して、呼吸補助、あるいは治療に使用される。また、扱い易さを目的として、水由来、水分裂により負イオンを発生する吸入器を、高濃度酸素を供給する装置内に組み込む場合もある。
回転金網部での水滴分裂と水滴凝集の状況を示すために、図３に水滴分裂と水滴凝集を起こしている状況を示した。
この図３は模式図であって、目視で確認した状況を忠実に表現し切れていない可能性もある。  超音波振動子で霧化したものを上部の流入口９より送り、金網回転用モータ８で軸１０を介して回転している金網７を通過させる。金網７の回転により、霧化している微細水滴の再分裂と凝集、微細水滴の分離が起こり、超微細水滴化する。  霧化による微細水滴が流入してくる金網７の上部領域１１には、微細水滴が無数あり、霧化・微細水滴により不透明である。
一方、回転している金網７の下部領域１２には、微細水滴が分離、除去されており透明である。  微細水滴分離後の超微細水滴混合空気は、流出口１３から排出される。図３は、金網７の回転により水滴再分裂と水滴凝集、および微細水滴の分離が同時に引き起こされていることを示している。  図４に示すように、金網７に筒１４を設け金網回転モータ８により、金網７と筒１４とを回転させると、微細水滴が効率良く分離される。  その結果、発生する負イオン、正イオンのイオンバランスが崩れ、正イオンに比べて、負イオンを多量に発生させることができる。
（実施の形態２）
従来例、および実施の形態１と同一部分については同一番号を付け、詳細な説明は省略する。
図５に示すように、吸入器の本体１内の霧化部３の上方に、サイクロンセパレータ１５が設けられている。
上記構成において、超音波振動子２と送風装置４により、霧化された微細水滴を含む微細水滴混合空気は、サイクロンセパレータ１５に送られる。微細水滴混合空気は、サイクロン流入口１６からサイクロンセパレータ１５内に送られ、旋回流となる。
そして、微細水滴が遠心分離され、正イオンと負イオンとのイオンバランスが崩れ、負イオンを多量に含む超微細水滴混合空気となって、サイクロン流流出口１７である吸入口１０５に送られる。  このようにして、呼吸補助、あるいは治療に使用される。
ここで、超音波振動子の超音波発振周波数と発生する負イオンとの関係を調べた。水分裂において、発生する水粒子径が異なる霧化用超音波振動子（超音波発振周波数：１．２ＭＨｚ）と洗浄用超音波振動子（超音波発振周波数：４００ｋＨｚ）とを用いた。
送風装置４により、霧化部３に旋回流で送風し、風速を１．０ｍ／ｓｅｃと２．５ｍ／ｓｅｃとした。  表６に実験結果を示す。霧化部３での水滴の状況は、霧化用超音波振動子の場合、中心霧化粒子経は３ミクロン程度である。  霧化部３からサイクロンセパレータ１５内にかけて白濁した状態で、サイクロンセパレータ１５の流出口１７からも、白濁した水滴が見られる。それに対して、洗浄用超音波振動子の場合は、霧化部３の旋回流の中心部に５ｃｍ位の水柱ができ、そこから湯気状になる。  そして、サイクロンセパレータ１５の流出口１７の出口では湯気状のものが見られなくなった。  １００ｋＨｚと５００ｋＨｚの超音波振動子での実験結果も、ほぼ同等のイオン比が得られた。
本発明が目的とする多量の負イオンを含む吸入器は、超音波振動子の超音波発振周波数領域を１００ｋＨｚ−５００ｋＨｚに調整することにより得られる。
2003061746.tif 000010
（実施の形態３）
従来例、実施の形態１、実施の形態２などと同一部分については同一番号を付け、詳細な説明は省略する。
図６に示すように、吸入器の本体１０７内の噴霧混合部１１１の後段に、金網７と、金網を回転させる金網回転モータ８とが設けられている。
上記構成において、噴霧混合部１１１で混合された微細水滴を含む微細水滴混合空気は、金網７の回転により、霧化している微細水滴の再分裂と微細水滴への分離とが起こり、超微細水滴化する。その結果、正に帯電している比較的大きな微細水滴が分離除去され、正イオンと負イオンとのイオンバランスが崩れ、多量の負イオンが生成する。  そして、吸入口１０５に送られ、呼吸補助、あるいは治療に使用される。このようにして、小型で負イオンを効果的に発生させる吸入器を提供することができる。
産業上の利用可能性
本発明は、正イオンと負イオンとのイオンバランスを崩し、正イオンに比べて多量の負イオンを発生する小型の吸入器を提供する。  これによって、疲労物質である乳酸値を著しく低下させ、生体の生理活性を亢進することができる。また、高濃度酸素を接続して高濃度酸素に、負イオン、正イオンのイオンバランスを崩した多量の負イオンを供給する吸入器を提供する。生体の生理活性が亢進され、高濃度酸素吸入時間が短時間で、或いは、酸素濃度がより低濃度で酸素吸入効果が得られ、より安全に酸素治療、酸素吸入が行なうことができる小型吸入器を提供する。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施の形態１の、吸入器の断面図である。
図２は本発明の実施の形態１の、吸入器の金網の平面図である。
図３は本発明の実施の形態１の、吸入器の水滴分離の状況を示す図である。
図４は本発明の実施の形態１の、吸入器の金網に筒を設けた断面図である。
図５は本発明の実施の形態２の、吸入器の断面図である。
図６は本発明の実施の形態３の、吸入器の断面図である。
図７は従来の吸入器であるＨＤを示す断面図である。
図８は従来の吸入器であるＪＮを示す断面図である。
図面の参照符号の一覧表
１      吸入器の本体
２      超音波振動子
３      霧化部
４      送風装置
５      仕切り板
６      開口部
７      金網
８      金網回転用モータ
９      流入口
１０    軸
１１    上部領域
１２    下部領域
１３    流出口
１４    筒
１５    サイクロンセパレータ
１６    サイクロン流入口
１７    サイクロン流出口
１０１  ヒューミディファイヤー（ＨＤ）
１０２  水槽
１０３  散気管
１０４  供給管
１０５  吸入口
１０６  供給口
１０７  ジェットネブライザー（ＪＮ）
１０８  吸引管
１０９  ノズル
１１０  吹出口
１１１  噴霧混合部
１１２  室内空気吸引口
【図１】
2003061746.tif 000011
【図２】
2003061746.tif 000012
【図３】
2003061746.tif 000013
【図４】
2003061746.tif 000014
【図５】
2003061746.tif 000015
【図６】
2003061746.tif 000016
【図７】
2003061746.tif 000017
【図８】
2003061746.tif 000018
【誤訳訂正書】
【提出日】平成15年10月30日(2003.10.30)
【誤訳訂正００１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】水分裂により負イオンを発生させ加湿する負イオン発生加湿手段を備え、高濃度酸素を接続してなる吸入器。
【請求項２】生理活性を亢進させる物質を発生させ加湿する生理活性亢進加湿手段を備え、高濃度酸素を接続してなる吸入器。
【請求項３】微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、前記微細水滴発生手段により発生した負イオンと正イオンを含む微細水滴を略分離し、負イオンと正イオンの比を２以上になるようにする水滴分離手段とを備え、高濃度酸素を接続してなる吸入器。
【請求項４】微細水滴を再分裂させ、略分離する再分裂分離手段を備えてなる請求項３記載の吸入器。
【請求項５】微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、前記微細水滴発生手段により発生した負イオンと正イオンを含む微細水滴を略分離し、負イオンと正イオンの比を２以上になるようにする水滴分離手段と、前記微細水滴を再分裂させ、略分離する再分裂分離手段とを備え、前記再分裂分離手段が回転網であることを特徴とする吸入器。
【請求項６】前記回転網に筒を備えたことを特徴とする請求項５記載の吸入器。
【請求項７】前記微細水滴発生手段を超音波式微細水滴発生器とし、前記超音波式微細水滴発生器の超音波振動子の超音波発振周波数領域を１００ＫＨｚ〜５００ＫＨｚとし、前記水滴分離手段を遠心分離器とする請求項３記載の吸入器。
【請求項８】微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、前記微細水滴発生手段により発生した負イオンと正イオンを含む微細水滴を略分離し、負イオンと正イオンの比を２以上になるようにする水滴分離手段とを備え、前記微細水滴発生手段をベンチュリー効果を用いたジェットネブライザーとし、前記水滴分離手段を回転網とする吸入器。
【請求項９】本体と、前記本体内に設けられた微細水滴発生部と、前記微細水滴発生下流側に設けられた分離部と、前記分離部の下流側に吸入口を備え、前記微細水滴発生部は前記本体の下部に設けられた水槽と、前記水槽の下部に設けられた超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動する超音波回路を備え、前記超音波振動子と前記超音波回路とにより微細水滴を発生させ、前記分離部はその発生した微細水滴に空気を送り込み微細水滴混合空気とする送風手段と、微細水滴混合空気から微細水滴を再分裂させ、略分離する再分裂分離手段を備え、前記再分裂分離手段は金網と前記金網を回転させる金網回転手段を備え、多量の負イオンを含む高湿度空気を前記吸入口に導入する吸入器。
【請求項１０】高濃度酸素を接続してなる請求項５，８または９記載の吸入器。


【手続補正書】
【提出日】平成16年6月11日(2004.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分裂により負イオンを発生させ加湿する負イオン発生加湿手段を備え、高濃度酸素を接続してなる吸入器。
【請求項２】
生理活性を亢進させる物質を発生させ加湿する生理活性亢進加湿手段を備え、高濃度酸素を接続してなる吸入器。
【請求項３】
微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、前記微細水滴発生手段により発生した負イオンと正イオンを含む微細水滴を略分離し、負イオンと正イオンの比を２以上になるようにする水滴分離手段とを備え、高濃度酸素を接続してなる吸入器。
【請求項４】
微細水滴を再分裂させ、略分離する再分裂分離手段を備えてなる請求項３記載の吸入器。
【請求項５】
微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、前記微細水滴発生手段により発生した負イオンと正イオンを含む微細水滴を略分離し、負イオンと正イオンの比を２以上になるようにする水滴分離手段と、前記微細水滴を再分裂させ、略分離する再分裂分離手段とを備え、前記再分裂分離手段が回転網であることを特徴とする吸入器。
【請求項６】
前記回転網に筒を備えたことを特徴とする請求項５記載の吸入器。
【請求項７】
前記微細水滴発生手段を超音波式微細水滴発生器とし、前記超音波式微細水滴発生器の超音波振動子の超音波発振周波数領域を１００ＫＨｚ〜５００ＫＨｚとし、前記水滴分離手段を遠心分離器とする請求項３記載の吸入器。
【請求項８】
微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、前記微細水滴発生手段により発生した負イオンと正イオンを含む微細水滴を略分離し、負イオンと正イオンの比を２以上になるようにする水滴分離手段とを備え、前記微細水滴発生手段をベンチュリー効果を用いたジェットネブライザーとし、前記水滴分離手段を回転網とする吸入器。
【請求項９】
本体と、前記本体内に設けられた微細水滴発生部と、前記微細水滴発生部の下流側に設けられた分離部と、前記分離部の下流側に吸入口を備え、前記微細水滴発生部は前記本体の下部に設けられた水槽と、前記水槽の下部に設けられた超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動する超音波回路を備え、前記超音波振動子と前記超音波回路とにより微細水滴を発生させ、前記分離部はその発生した微細水滴に空気を送り込み微細水滴混合空気とする送風手段と、微細水滴混合空気から微細水滴を再分裂させ、略分離する再分裂分離手段を備え、前記再分裂分離手段は金網と前記金網を回転させる金網回転手段を備え、多量の負イオンを含む高湿度空気を前記吸入口に導入する吸入器。
【請求項１０】
高濃度酸素を接続してなる請求項５，８または９記載の吸入器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸補助、或いは治療に使用される吸入器に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床的に使用されている医療用吸入器は大別して３種類有る。
【０００３】
それらは、散気管タイプのヒューミディファイヤー、噴霧・霧化タイプの超音波ネブライザーとベンチュリー効果による水滴分裂を用いたジェットネブライザーである。いずれも加湿機能を持ち、ヒータの併用により加温吸入が可能である。さらに、４０容量％程度の濃度の酸素に接続し、酸素療法にも用いる。
【０００４】
また、加湿して呼吸補助に使用したり、あるいは薬剤を含有させ治療に用いられる。また、これら吸入器の使用目的は２種類に分類される。１つは気管、気管支まで薬剤、水粒子を沈着させるものであり、液滴（水滴）の粒子径は１５ミクロン以上である。他の１つはさらに肺胞まで薬剤、水粒子を到達させるためのものであり、液滴（水滴）の粒子径は５ミクロン以下のものである。後者には０．３ミクロンの超微細粒子を用いることを特徴としているものも有る。いずれにしても、従来のネブライザー（噴霧器）と呼ばれる治療器は液滴（水滴）の大きさ、即ち粒子径のみを考慮した製品である。
【０００５】
一方、水に高エネルギーを与え水滴として分裂させると、水はイオン解離（Ｈ+，ＯＨ−）して、空気中に正イオン（正の空気イオン）と負イオン（負の空気イオン）とを発生させる。
【０００６】
この現象は、レナード効果（滝効果）として良く知られている。さらに、これら正イオン及び負イオンの生理活性作用について、森下敬一著「水と生命」美土里書房発行、７７頁には、表１に示すように記載されている。
【０００７】
表１では、正イオンとは、負イオン（ｎ−）と正イオン（ｎ+）との比（イオン比；ｎ−／ｎ+）が０．５以下の場合を言う。
【０００８】
イオン比が２以上の場合は負イオンと言う。そして、イオン比が０．５〜２の間は、正イオンと負イオンがほぼバランスした状態と考えられている。
【０００９】
【表１】
2003061746.tif 000019
【００１０】
このように、空気小イオンが生理活性作用を有することは知られていた。しかし、吸入器の性能について、空気小イオンの観点から高機能化した例は今までなかった。
【００１１】
次に、従来の吸入器であるヒューミディファイヤー（以下ＨＤという）とベンチュリー効果を用いたジェットネブライザー（以下ＪＮという）の構造についてそれぞれ図７、図８を参照しながら、以下説明する。
【００１２】
図７に示すように、ＨＤ１０１は、水槽１０２と、散気管１０３と、および散気管１０３と連通している供給管１０４と、吸入口１０５とから構成される。散気管１０３を備えることにより、供給空気は加湿される。供給空気は、ＨＤ１０１の供給口１０６から供給され、供給管１０４を通って、水槽１０２内の散気管１０３に送られる。散気管１０３は多孔質であるので、通過空気は細かい気泡に成り易い。散気管１０３に送られた空気は細かい気泡となって、水槽１０２内を上昇する。こうして、加湿され加湿空気となって、吸入口１０５から供給される。図示していないが、ＨＤ１０１内にヒータを使用すれば、加温加湿空気が得られる。次に、図８を用いて、ＪＮを説明する。
【００１３】
図７と同一部分については、同一番号を付け、詳細な説明は省略する。図８に示すように、ベンチュリー効果を用いたＪＮ１０７は、水槽１０２と、供給管１０４と、吸引管１０８とを備えている。供給管１０４は供給口１０６と、供給管１０４の先端にノズル１０９とを備え、供給管１０４の先端のノズル１０９近傍に、吸引管１０８の吹出口１１０を設けた構造となっている。
【００１４】
供給口１０６から供給管１０４に送られた吸入用空気、あるいは吸入用高濃度酸素は、供給管１０４の先端のノズル１０９から吹出される。その時の高速気流による負圧効果、すなわちベンチュリー効果で、水槽１０２内の加湿用加湿水、あるいは治療用薬液が、吸引管１０８から吸引され、吹出口１１０から噴霧される。供給用空気、あるいは高濃度酸素は、ノズル１０９で高速気流を必要とするので、加圧して使用される。
【００１５】
噴霧された加湿水、あるいは薬液は噴霧水滴となり、噴霧混合部１１１で供給口１０６から供給管１０４に送られた吸入用空気、あるいは吸入用高濃度酸素と混合される。さらに、室内空気吸引口１１２から送られてきた室内空気と混合され、適度な酸素濃度、湿度、あるいは適度な薬剤濃度に調整される。次に、吸入口１０５に送られ、治療、あるいは呼吸補助に使用される。
【００１６】
水滴分離機構は特に設けられていないので、いろいろな大きさの水滴を含み、供給される。図示していないが、ヒータで使用状況に応じて、適宜加温され供給される。図８で、点線矢印は水、あるいは薬液の流れ方向を示す。一点鎖線矢印は室内空気の流れ方向を示す。二点鎖線矢印は供給空気、あるいは高濃度酸素の流れ方向を示す。実線矢印は、適度な酸素濃度、湿度、あるいは適度な薬剤濃度に調整された混合空気、調整空気の流れ方向を示している。高濃度酸素とは、酸素濃度が４０容量％程度、あるいはそれ以上を表す。酸素濃度が９８容量％から１００容量％程度の場合も含まれる。室内空気は供給用空気を用いてもよい。以上述べたＨＤとＪＮ、そしてもう一つの従来の吸入器である超音波ネブライザーについて、空気イオン量を測定した。各種吸入器の吸入口の正イオン量（ｎ+）と負イオン量（ｎ−）の測定方法は以下の通りで、測定結果を表２に示した。
【００１７】
１．比較は室内空気とする。
【００１８】
２．ＨＤ（図７参照）：５０容量％濃度に調整した酸素を５、１０、１５（ｌ／ｍｉｎ）の各流量で、ヒータで加温した精製水中に吹込む。そして、吸入口から１０ｃｍ離れた所でイオンテスターにより、各イオン量を測定する。
【００１９】
３．ＪＮ（図８参照）：３５容量％濃度に調整した酸素を５、１０、１５（ｌ／ｍｉｎ）の各流量で流す。そして、容器中の精製水をベンチュリー効果で吸引しながら、ＨＤと同様にして、各イオン量を測定する。
【００２０】
４．超音波ネブライザー：超音波振動子上の容器に精製水を入れ、３５容量％濃度に調整した酸素を５、１０、１５（ｌ／ｍｉｎ）の各流量で流す。そして精製水を蒸発させ、ＨＤと同様にして、各イオン量を測定する。
【００２１】
なお、測定に使用したイオンテスターは、移動度０．４ｃｍ2／Ｖ・ｓ以上の性能を有している。
【００２２】
表２に結果を示したが、ヒータなどで加熱する蒸気式加湿器では空気イオンの発生量がほとんど無い。すなわち、空気イオン的働きは、ほとんど無いと考えられる。一方、ＪＮ及び超音波ネブライザーは、水に高エネルギーを与えられるためと考えられる空気イオンの発生量が非常に多い。しかし、イオン比は０．５程度であり、空気イオンの観点からほぼ正イオンに近いと考えられる。
【００２３】
【表２】
2003061746.tif 000020
【００２４】
つまり、従来の吸入器では、正イオンが負イオンに比べて多量に発生している。これは、表１の空気イオンの働きで示された如く、正イオンは交感神経を刺激し、血管収縮などの生理的効果を持つ。本発明は、正イオンの発生を抑制し、正イオンに比べて負イオンを多量に発生させ、且つ、高性能に水滴分離することのできるコンパクトな吸入器を提供することを目的とする。
【００２５】
また、吸入器という商品の性格上、コンパクト性も要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかし、水滴を分離して正イオンの発生を抑え、負イオンを正イオンに比べて多量に発生させる水滴分離機構を用いると、装置全体が大きくなり、コンパクト性を実現するのは困難であるという課題も有する。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
水分裂により負イオンを発生させ加湿する負イオン発生加湿手段を備えてなる吸入器を提供する。
【００２８】
そして、微細水滴を発生させる微細水滴発生手段と、前記微細水滴発生手段により発生した負イオンと正イオンを含む微細水滴を略分離し、負イオンと正イオンの比を２以上になるようにする水滴分離手段とを、備えてなる吸入器を提供する。
【００２９】
また、本体と、前記本体内に設けられた微細水滴発生部と、前記微細水滴発生部の下流側に設けられた分離部と、前記分離部の下流側に吸入口を備え、前記微細水滴発生部は前記本体の下部に設けられた水槽と、前記水槽の下部に設けられた超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動する超音波回路を備え、前記超音波振動子と前記超音波回路とにより微細水滴を発生させ、前記分離部はその発生した微細水滴に空気を送り込み微細水滴混合空気とする送風手段と、微細水滴混合空気から微細水滴を再分裂させ、略分離する再分裂分離手段を備え、前記再分裂分離手段は金網と前記金網を回転させる金網回転手段を備え、多量の負イオンを含む高湿度空気を前記吸入口に導入する吸入器を提供する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、正イオンと負イオンとのイオンバランスを崩し、正イオンに比べて多量の負イオンを発生する小型の吸入器を提供する。これによって、疲労物質である乳酸値を著しく低下させ、生体の生理活性を亢進することができる。また、高濃度酸素を接続して高濃度酸素に、負イオン、正イオンのイオンバランスを崩した多量の負イオンを供給する吸入器を提供する。生体の生理活性が亢進され、高濃度酸素吸入時間が短時間で、或いは、酸素濃度がより低濃度で酸素吸入効果が得られ、より安全に酸素治療、酸素吸入が行なうことができる小型吸入器を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
水分裂による負イオンの生体への生理活性効果を調べるに当って、先に、水由来の負イオンが生体の生理活性を亢進する可能性があるかどうかの予備試験を行なった。予備試験条件を以下に示す。アトピー性皮膚炎のモデルとして、マウスの耳に慢性接触性皮膚炎を生じさせる。次に、水由来、水分裂により発生する負イオンに暴露して、負イオンの生理活性亢進の可能性を試験した。比較試験は、通常の空気に暴露する群（以下、コントロール群という）の他に、コロナ放電で発生する負イオンに暴露する群（以下、電気イオン群という）とについて行なった。水由来、水分裂により発生する負イオンに暴露する群を、以下、真気群と言う。
【００３２】
温湿度：２２℃±１．５℃、５５％±１０％ＲＨ、平均負イオン量はそれぞれ、真気群：１２，０００個／ｃｃ、電気イオン群：３０，０００個／ｃｃ（但し、この群のみオゾン濃度が３〜１０ｐｐｂ検出）、コントロール群：０個／ｃｃの条件である。
【００３３】
マウスの耳に慢性接触性皮膚炎を生じさせ、病変により厚くなる耳たぶの厚さを測定する。代表的な例として開始日（０日）と１４日経過後の耳たぶの厚さ（ｍｍ）を表３（ｎ＝１０の平均値）に示す。
【００３４】
【表３】
2003061746.tif 000021
【００３５】
表３に示されるように、真気群（水由来の負イオンに暴露した群）はコントロール群に対して、有意差の有る良好な結果である。いいかえれば、水由来の負イオンが生体の生理活性を亢進する可能性があると示唆される。つまり、生体にとって有益な効果をもたらしている。なお、電気イオン群（コロナ放電で発生する負イオンに暴露した群）ではコントロール群より悪くなっており、これはオゾンの影響も考えられる。しかし、同じ負イオンでも、水由来・水分裂による負イオンと、コロナ放電等の放電現象（電気式）により発生する負イオンとでは、生体の生理活性効果が相違していることを示していると思われる。
【００３６】
次に、予備試験で生体の生理活性を亢進する可能性の効果があった水由来、水分裂により発生する負イオンを用いて、動脈血液中の乳酸濃度低減効果、生体内での生理活性の亢進を検証した。
【００３７】
負イオン供給源として、本発明の装置を用いる。
【００３８】
比較は、従来のＪＮ（図７参照）を用いて行った。
【００３９】
実験は、動脈血液中の乳酸値濃度が１．５（ｍｍｏｌ／ｌ）以上の高値の乳酸値を示す神経外科の患者を無作為に２０名を選び、２つのグループにわけた。実験時に測定した値は、本発明の装置は負イオン量：約２，５００個／ｃｃ、正イオン量：約４００個／ｃｃ、イオン比（ｎ−/ｎ+）は６．２５であった。負イオン量の割合が非常に高い。この装置を「負装置」とする。
【００４０】
一方、ネブライザーは負イオン量：約２０，０００個／ｃｃ、正イオン量：約１００，０００個／ｃｃ、イオン比（ｎ−／ｎ+）は０．２であった。正イオン量の割合が非常に高かった。
【００４１】
この装置を「正装置」とする。酸素濃度を４０容量％に調整したものを両装置に流し込み、次の手順で吸入口より吸入する。
【００４２】
１つのグループ（１０名）は最初の４時間を負装置より吸入し、残り４時間を正装置より吸入する。他のグループ（１０名）は逆に、最初の４時間を正装置より吸入し、残り４時間を負装置より吸入する。１時間ごとに測定した結果を表４に示す。
【００４３】
【表４】
2003061746.tif 000022
【００４４】
表４に示されているように、最初に負装置を用いて、水由来の負イオンとともに、４０容量％濃度の酸素を４時間吸入すると、動脈血液中の乳酸値濃度は低下し始める。次に、４時間経過後、正装置のＪＮ吸入に切り替え、多量に発生する正イオンとともに、４０％濃度酸素を４時間吸入すると、動脈血液中の乳酸値濃度は上昇し始める。逆に、最初の４時間を正装置で吸入し、４時間経過後に負装置に切り替え４時間吸入すると、正装置吸入では、動脈血液中の乳酸値濃度が横這い状態であったものが、急激に低下し始めた。このような顕著な効果は、当初全く予想し得なかったものであり、本発明により初めて明らかにされたものである。
【００４５】
この効果は正イオンには無く、水由来の負イオンのみが生体の生理活性を亢進しているものと思われる。水由来の負イオンによる生体内での生理活性の亢進作用の機構は、以下のように推定される。水由来の負イオンが体内に吸収されて、生体内で好気的代謝を阻害する活性酸素を消去し、ＡＴＰ生成反応である酸化的リン酸化反応を促進するためと考えられる。
【００４６】
水由来の負イオンが生体内でＡＴＰ生成反応を促進するため、吸入する酸素濃度をより低く、また酸素吸入時間を短時間で、あるいは通常空気でも動脈血液中の乳酸値濃度を低減することができる。つまり、より安全に酸素治療、あるいは呼吸補助が行なえることとなる。本発明で言う水分裂又は水滴分裂とは、ヒータ等で加熱する蒸気式加湿型吸入器を対象とするものではない。水分裂又は水滴分裂で表現される機械的な力を水に加えて、水に高エネルギーを与えることで水をイオン解離させる方法を言う。
【００４７】
機械的な力とは、超音波振動子などの振動エネルギーを利用する力、ＪＮのようにベンチュリー効果を利用する力、ノズル式などの噴射、衝突などを利用する力、回転円盤式、インぺラー式、遠心式などの噴射、衝突、遠心力を利用する力である。
【００４８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら、さらに、詳細に説明する。なお、従来例と同一部分については同一番号を付け、詳細な説明は省略する。
【００４９】
（実施の形態１）
図１に示すように、吸入器の本体１は、底部に超音波振動子２を備え、水、又は薬液が入っている水槽１０２と、水槽の上部に設けられた霧化部３と、霧化部３に空気を送風する送風装置４と、霧化部３の上部に設けられた開口部６を有する仕切り板５と、仕切り板５の上部に設けられた金網７と、金網を回転させる金網回転モータ８とを備えている。さらに、吸入器の本体１の最上部に吸入口１０５を備えている。
【００５０】
上記構成において、水槽１０２の底部に設けられた超音波振動子２により、水槽１０２中の水、あるいは薬液が噴霧、霧化される。噴霧、霧化された水、あるいは薬液の微細水滴は、霧化部３で、送風装置４により空気が送られて、微細水滴混合空気となり仕切り板５に送られる。仕切り板５の邪魔板作用、慣性分離作用等で、比較的大きな水滴が分離、除去され、次に仕切り板の開口部６から金網７に送られる。金網７は、金網回転モータ８で回転される。仕切り板５で比較的大きな水滴が除去された微細水滴混合空気中の水、あるいは薬液の水滴は、金網回転により、水滴の再分裂と再凝集を引き起こす。そして、微細水滴を分離し、微細水滴混合空気を、より小さな超微細水滴混合空気にする。この超微細水滴化により、より大きな微細水滴に帯電している正イオンを分離する。この結果、水分裂時に略同等量発生する正イオンと負イオンのイオンバランス比が崩れる。そして、イオンバランス比は吸入口１０５において、負イオンが正イオンに比べて２倍以上となる。発生した多量の負イオンを含む高湿生理活性作用のある超微細水滴混合空気は、吸入口１０５に送られ、呼吸補助、あるいは治療に使用される。
【００５１】
なお、仕切り板５は、比較的大きな水滴分離を行なうが、金網７の回転による微細水滴分離とあいまって、負イオンが正イオンの２倍以上になるようにイオンバランスを崩す程度に水滴分離ができればよい。そのため、仕切り板５を１段にするか、２段にするか、あるいは２段以上の多段にするか、または使用しないかは、得ようとする正負のイオン比、風量等から適宜設計上決めれば良い。次に、装置仕様について以下述べる。
【００５２】
本体寸法：径１０５×高さ２００ｍｍ、仕切り板：２枚、仕切り板の開口部の径：１０ｍｍ、金網の径：９８ｍｍ、金網ピッチ：１６〜２５０メッシュ、金網の回転数：１，０００〜４，０００ＲＰＭ、超音波振動子の超音波発振周波数：１．２ＭＨｚである。図２は金網７の平面図である。本装置に酸素濃度調整器で酸素濃度４０容量％に調整された酸素を、５，１０，１５の各流量（ｌ／ｍｉｎ）で導入する。
【００５３】
表５に、吸入口から１０ｃｍの位置における、イオンテスター及び温湿度計での測定結果を示す。
【００５４】
【表５】
2003061746.tif 000023
【００５５】
なお、吸入器への高濃度酸素の供給は、酸素濃度調整器で調整された酸素濃度４０容量％の酸素に接続して行う。
【００５６】
また、患者の容態、治療状態によっては、適宜、更に高濃度の４０％〜１００％の高濃度酸素に接続してもよい。高濃度酸素を供給する装置としては、９８％〜１００％の純酸素を供給する酸素ボンベ、化学反応あるいは水の電気分解で酸素を発生させる酸素発生器、膜分離により空気中の酸素を分離・濃縮あるいはゼオライト等による気体分子の吸着・脱着により空気中の酸素を濃縮する酸素濃縮器等他がある。投与する酸素濃度、使用場所等の使用条件により、装置は適宜選択使用される。適宜選択された高濃度酸素を供給する装置と水由来、水分裂により負イオンを発生する吸入器とを接続して、呼吸補助、あるいは治療に使用される。また、扱い易さを目的として、水由来、水分裂により負イオンを発生する吸入器を、高濃度酸素を供給する装置内に組み込む場合もある。
【００５７】
回転金網部での水滴分裂と水滴凝集の状況を示すために、図３に水滴分裂と水滴凝集を起こしている状況を示した。
【００５８】
この図３は模式図であって、目視で確認した状況を忠実に表現し切れていない可能性もある。超音波振動子で霧化したものを上部の流入口９より送り、金網回転用モータ８で軸１０を介して回転している金網７を通過させる。金網７の回転により、霧化している微細水滴の再分裂と凝集、微細水滴の分離が起こり、超微細水滴化する。霧化による微細水滴が流入してくる金網７の上部領域１１には、微細水滴が無数あり、霧化・微細水滴により不透明である。
【００５９】
一方、回転している金網７の下部領域１２には、微細水滴が分離、除去されており透明である。微細水滴分離後の超微細水滴混合空気は、流出口１３から排出される。図３は、金網７の回転により水滴再分裂と水滴凝集、および微細水滴の分離が同時に引き起こされていることを示している。図４に示すように、金網７に筒１４を設け金網回転モータ８により、金網７と筒１４とを回転させると、微細水滴が効率良く分離される。その結果、発生する負イオン、正イオンのイオンバランスが崩れ、正イオンに比べて、負イオンを多量に発生させることができる。
【００６０】
（実施の形態２）
従来例、および実施の形態１と同一部分については同一番号を付け、詳細な説明は省略する。
【００６１】
図５に示すように、吸入器の本体１内の霧化部３の上方に、サイクロンセパレータ１５が設けられている。
【００６２】
上記構成において、超音波振動子２と送風装置４により、霧化された微細水滴を含む微細水滴混合空気は、サイクロンセパレータ１５に送られる。微細水滴混合空気は、サイクロン流入口１６からサイクロンセパレータ１５内に送られ、旋回流となる。
【００６３】
そして、微細水滴が遠心分離され、正イオンと負イオンとのイオンバランスが崩れ、負イオンを多量に含む超微細水滴混合空気となって、サイクロン流流出口１７である吸入口１０５に送られる。このようにして、呼吸補助、あるいは治療に使用される。
【００６４】
ここで、超音波振動子の超音波発振周波数と発生する負イオンとの関係を調べた。水分裂において、発生する水粒子径が異なる霧化用超音波振動子（超音波発振周波数：１．２ＭＨｚ）と洗浄用超音波振動子（超音波発振周波数：４００ｋＨｚ）とを用いた。
【００６５】
送風装置４により、霧化部３に旋回流で送風し、風速を１．０ｍ／ｓｅｃと２．５ｍ／ｓｅｃとした。表６に実験結果を示す。
【００６６】
霧化部３での水滴の状況は、霧化用超音波振動子の場合、中心霧化粒子経は３ミクロン程度である。霧化部３からサイクロンセパレータ１５内にかけて白濁した状態で、サイクロンセパレータ１５の流出口１７からも、白濁した水滴が見られる。それに対して、洗浄用超音波振動子の場合は、霧化部３の旋回流の中心部に５ｃｍ位の水柱ができ、そこから湯気状になる。そして、サイクロンセパレータ１５の流出口１７の出口では湯気状のものが見られなくなった。１００ｋＨｚと５００ｋＨｚの超音波振動子での実験結果も、ほぼ同等のイオン比が得られた。
【００６７】
本発明が目的とする多量の負イオンを含む吸入器は、超音波振動子の超音波発振周波数領域を１００ｋＨｚ−５００ｋＨｚに調整することにより得られる。
【００６８】
【表６】
2003061746.tif 000024
【００６９】
（実施の形態３）
従来例、実施の形態１、実施の形態２などと同一部分については同一番号を付け、詳細な説明は省略する。
【００７０】
図６に示すように、吸入器の本体１０７内の噴霧混合部１１１の後段に、金網７と、金網を回転させる金網回転モータ８とが設けられている。
【００７１】
上記構成において、噴霧混合部１１１で混合された微細水滴を含む微細水滴混合空気は、金網７の回転により、霧化している微細水滴の再分裂と微細水滴への分離とが起こり、超微細水滴化する。その結果、正に帯電している比較的大きな微細水滴が分離除去され、正イオンと負イオンとのイオンバランスが崩れ、多量の負イオンが生成する。そして、吸入口１０５に送られ、呼吸補助、あるいは治療に使用される。このようにして、小型で負イオンを効果的に発生させる吸入器を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、正イオンと負イオンとのイオンバランスを崩し、正イオンに比べて多量の負イオンを発生する小型の吸入器を提供する。これによって、疲労物質である乳酸値を著しく低下させ、生体の生理活性を亢進することができる。また、高濃度酸素を接続して高濃度酸素に、負イオン、正イオンのイオンバランスを崩した多量の負イオンを供給する吸入器を提供する。生体の生理活性が亢進され、高濃度酸素吸入時間が短時間で、或いは、酸素濃度がより低濃度で酸素吸入効果が得られ、より安全に酸素治療、酸素吸入が行なうことができる小型吸入器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１の、吸入器の断面図
【図２】本発明の実施の形態１の、吸入器の金網の平面図
【図３】本発明の実施の形態１の、吸入器の水滴分離の状況を示す図
【図４】本発明の実施の形態１の、吸入器の金網に筒を設けた断面図
【図５】本発明の実施の形態２の、吸入器の断面図
【図６】本発明の実施の形態３の、吸入器の断面図
【図７】従来の吸入器であるＨＤを示す断面図
【図８】従来の吸入器であるＪＮを示す断面図
【符号の説明】
【００７４】
１  吸入器の本体
２  超音波振動子
３  霧化部
４  送風装置
５  仕切り板
６  開口部
７  金網
８  金網回転用モータ.
９  流入口
１０  軸
１１  上部領域
１２  下部領域
１３  流出口
１４  筒
１５  サイクロンセパレータ
１６  サイクロン流入口
１７  サイクロン流出口
１０１  ヒューミディファイヤー（ＨＤ）
１０２  水槽
１０３  散気管
１０４  供給管
１０５  吸入口
１０６  供給口
１０７  ジェットネブライザー（ＪＮ）
１０８  吸引管
１０９  ノズル
１１０  吹出口
１１１  噴霧混合部
１１２  室内空気吸引口
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2003061746.tif 000025
【図２】
2003061746.tif 000026
【図３】
2003061746.tif 000027
【図４】
2003061746.tif 000028
【図５】
2003061746.tif 000029
【図６】
2003061746.tif 000030
【図７】
2003061746.tif 000031
【図８】
2003061746.tif 000032
【国際調査報告】
2003061746.tif 000033
2003061746.tif 000034
2003061746.tif 000035
2003061746.tif 000036