(57)【要約】  呼吸ガスの流れから水を凝結させるための熱交換機器（２６）が開示される。この機器（２６）は入口（２８）を有する第１の部分と出口（３０）を有する第２の部分とを含み、入口（２８）及び出口（３０）は呼吸システム（１０）に接続可能であり、第１及び第２の部分は連続した流れの中に配置され、ここで第１の部分は凝結器（６４）を含み、第２の部分は凝結器の下流の加熱器（６４）を、出口（３０）より前で呼吸ガス流の温度を増加させるために含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸ガスの流れから水を凝結させるための熱交換機器であって、前記機器は入口を有する第１の部分と出口を有する第２の部分とを備え、前記入口及び出口は呼吸システムに接続可能であり、前記第１及び第２の部分は連続した流れの中に配置され、ここで前記第１の部分は凝結器を備え、前記第２の部分は前記凝結器の下流の加熱器を、前記出口より前で前記呼吸ガス流の前記温度を増加させるために備える、熱交換機器。
【請求項２】
前記加熱器は使用中に前記呼吸ガス流の前記温度を、前記出口より前でその露点より高い温度に上昇させるように適合される、請求項１に記載の熱交換機器。
【請求項３】
前記凝結器は、前記入口の下流かつ前記加熱器の上流で前記呼吸ガス流の前記温度を低下させるように配置される、請求項１又は２に記載の熱交換機器。
【請求項４】
前記出口を通過する前記ガスの前記温度は、前記凝結器内の前記ガスの前記温度より高い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項５】
前記凝結器は使用中に前記呼吸ガス流の前記温度をその露点以下の温度に低下させるように配置され、前記加熱器は使用中に前記呼吸ガス流の前記温度をその露点より高い温度に上昇させるように適合される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項６】
前記加熱器は呼吸ガス流が通過する加熱器チャンバを備え、前記凝結器は呼吸ガス流が通過する凝結チャンバを備え、前記凝結チャンバ及び前記加熱器チャンバは、共通のチャンバ又は密閉箱の異なる領域を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項７】
前記凝結チャンバ及び前記加熱器チャンバは共通の収納容器内に備えられる、請求項６に記載の熱交換機器。
【請求項８】
前記機器は、前記凝結器から前記加熱器に熱エネルギーを伝達するように配置された熱交換媒体を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項９】
前記機器は熱電部材を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項１０】
前記熱電部材は、前記凝結器と加熱器との間の熱連通を提供するように配置される、請求項９に記載の熱交換機器。
【請求項１１】
前記熱電部材は、前記凝結器から前記加熱器への熱伝達を推進するよう配置されるように、電源に接続可能である、請求項９又は１０に記載の熱交換機器。
【請求項１２】
前記凝結器は前記熱電部材の低温側を含み、前記加熱器は前記熱電部材の高温側を含む、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項１３】
前記第１及び／又は第２の部分は、前記機器を通した前記流れの前記経路内に突出するように配置された熱交換部材を備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項１４】
前記熱交換部材は、前記第１及び／又は第２の部分を通る１つ以上の流路を規定するように配置された１つ以上の直立した壁を備える、請求項１３に記載の熱交換機器。
【請求項１５】
前記直立した壁は、前記第１及び／又は第２の部分を通る曲がりくねった流路を規定するように配置されてもよいバッフルの形態を取ってもよい、請求項１４に記載の熱交換機器。
【請求項１６】
前記機器は、余分な熱を前記機器から除去するための吸熱器を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項１７】
前記機器は、前記凝結器からの熱エネルギーの除去を助長するようにかつ／又は前記加熱器への熱エネルギーの提供を助長するように適合されたベースユニットを更に備える、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項１８】
前記ベースユニットは熱交換部品と取り外し可能に係合するように適合され、前記ベースユニットは低温側と高温側とを有する熱交換装置を備え、前記低温側は、第１の部分の前記壁からの熱の除去を助長するように適合された、前記熱交換部品の第１の部分と熱接触するように配置され、前記高温側は、前記熱交換部品の第２の部分と熱接触するように配置される、請求項１７に記載の熱交換機器。
【請求項１９】
前記第１及び／又は第２の部分は、前記ベースユニットと取り外し可能に係合可能な熱交換モジュール又はカートリッジを備える、請求項１８に記載の熱交換機器。
【請求項２０】
前記熱交換モジュールは前記ベースユニットと取り外し可能に係合可能であり、これにより前記ベースユニットは再使用可能であり、前記熱交換モジュールは交換可能及び／又は使い捨てである、請求項１９に記載の熱交換機器。
【請求項２１】
前記機器は呼吸ガスから水を凝結させるための熱交換部品を備え、前記部品は入口を有する凝結チャンバ部分と出口を有する加熱器チャンバ部分とを有し、前記入口及び出口は呼吸システムに接続可能であり、ここで前記凝結チャンバ部分と前記加熱器チャンバ部分とは、呼吸ガスが前記出口を通過する前に前記入口から凝結及び加熱器チャンバ部分を通して使用中に運ばれるように流体連通し、ここで前記熱交換部品は、前記凝結チャンバ部分からの熱エネルギーの除去を助長するようにかつ／又は前記加熱器チャンバ部分への熱エネルギーの提供を助長するように適合されたベースユニットと取り外し可能に係合可能である、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項２２】
前記機器は、前記呼吸システムからの前記凝結水の収集及び／又は除去のための配置を含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の熱交換機器。
【請求項２３】
呼吸ガスから水を凝結させるために、交換可能な熱交換部品と共に使用するためのベースユニットであって、前記ベースユニットは前記熱交換部品と取り外し可能に係合するように適合され、前記ベースユニットは低温側と高温側とを有する熱交換装置を備え、前記低温側は前記熱交換部品の第１の部分と熱接触するように配置され、前記高温側は前記熱交換部品の第２の部分と熱接触するように配置される、ベースユニット。
【請求項２４】
前記ベースユニットは前記熱交換装置のための電源を備える、請求項２３に記載のベースユニット。
【請求項２５】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の熱交換機器を備える呼吸システム。
【請求項２６】
前記呼吸システムは呼吸回路であり、これは少なくとも換気又は麻酔機械と吸息肢と呼息肢とを含む、請求項２５に記載の呼吸システム。
【請求項２７】
前記熱交換機器は、前記呼息肢の一部を形成するように前記呼吸回路内で接続される、請求項２６に記載の呼吸システム。
【請求項２８】
前記呼息肢は少なくとも２本の呼吸管を備え、前記熱交換機器はそれらの呼吸管の間に接続される、請求項２７に記載の呼吸システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は呼吸システムに関し、特に呼吸システム内の水蒸気及び凝結水の管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
健康な人においては呼吸の機能は完全に自発的である。脳は血液中の二酸化炭素の蓄積を感知し、より多くの酸素を直ちに要請する。この酸素は自発的な吸息によって体内に取り入れられ、呼吸の受動的な呼息段階において二酸化炭素が除去される。健康な人は、ある量の湿気を生成し、これは肺の中で分泌物の蓄積を停止させるために使用される。
【０００３】
自発的に呼吸する能力は、いくつかの理由で失われる場合がある。例は、外科的処置の結果として（術後性）、肺に影響を及ぼす何らかの筋疾患の結果として、又は臨床医による鎮静の結果としてである。このようにして影響を受けた患者は、酸素付加と二酸化炭素除去とを達成するために、機械的手段によって換気されなければならない。
【０００４】
患者が機械的に換気される場合、空気の湿気が十分に高いレベルに維持されることが不可欠である。これは従来、熱湿度交換器（ｈｅａｔ−ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｅｘｃｈａｎｇｅｒ、ＨＭＥ）又は加熱水槽加湿器（ｈｅａｔｅｄ  ｗａｔｅｒ  ｂａｔｈ  ｈｕｍｉｄｉｆｉｅｒ）を使用して達成されている。ＨＭＥは呼息された息の中の湿気を保持し、この湿気が次の吸息段階に伴って肺に送り返される。水槽システムでは吸息ガスが、肺に入る前に、加熱された水室を通過させられて湿気を拾い上げる。
【０００５】
湿った呼吸ガスが呼吸システムを通って呼吸回路の吸息肢又は呼息肢内を移動するにつれて、ある量の水蒸気が冷却されて凝結を開始し、水滴が形成され、これが蓄積され始めていわゆる「レインアウト」を発生させる。
【０００６】
凝結水が呼吸空気流を閉塞して又は患者の肺の中に再び流出して患者を溺死の危険にさらさないように、又は換気機／麻酔設備内に流出して損傷を発生させないようにするために、凝結水を呼吸システムから除去することが重要である。長時間にわたって蓄積することが許容された場合、水はその非圧縮性によって呼吸システムを効果的に妨げることが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そのようなシステム内の、湿気を管理するための従来の配置は、排水器と呼ばれる装置を使用することによるものである。そのような装置は一般に呼吸システムの中間点に位置し、液体がその中に流出するように最も低い点に配置される。定期的に、蓄積された凝結水は空にされ、排水器は交換される。しかしこの配置は完全に満足のいくものではなく、なぜなら凝結水は依然として呼吸システム内で形成され、この凝結水はシステムの弁、センサ、又は換気機械の動作を妨げる場合があるからである。特に従来の配置では、例えば換気機呼息弁において凝結水が蓄積するのが一般的である。これは流量測定の問題、流れに対する抵抗、警報の誤始動、及び管の実際の閉塞を発生させる可能性がある。
【０００８】
例えば呼吸ガスが換気機に送り戻される前に、呼吸回路内で呼吸ガスを脱湿することを試みることも知られている。１つのそのような配置は、水蒸気の通過は許可するが呼吸ガスの通過は阻止する包囲壁を有する呼息呼吸管である。しかしそれらの呼息呼吸管は製造が高価であり、通常は呼吸ガスから水蒸気含量の一部のみを除去する。脱湿の後に呼吸ガス内にかなりのレベルの水蒸気が残っている場合、残りの水蒸気が呼吸システムの他の部分内で引き続き凝結し得るということが問題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来技術に関連する上述の欠点のうちの少なくともいくつかを克服する又は大幅に軽減する機器が考案された。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、呼吸ガスの流れから水を凝結させるための熱交換機器が提供され、この機器は入口を有する第１の部分と出口を有する第２の部分とを含み、入口及び出口は呼吸システムに接続可能であり、第１及び第２の部分は連続した流れの中に配置され、ここで第１の部分は凝結器を含み、第２の部分は凝結器の下流の加熱器を、出口より前で呼吸ガス流の温度を増加させるために含む。
【００１１】
本発明による熱交換機器は、主として、この機器が凝結器の下流で呼吸ガス流の温度を上昇させ、これは呼吸ガス流のエネルギーレベルをガスが出口を通過する前に上昇させ、これによりガス流内のいくらかの残っている蒸気が呼吸システムの別の部分内でガス流から凝結することの可能性を減少させるため、有利である。
【００１２】
加熱器は、呼吸ガス流が通過する加熱器チャンバを含んでもよく、加熱器は加熱器チャンバ内で呼吸ガスを加熱するように配置されてもよい。加熱器は呼吸ガス流の温度を、出口を通過する前にその露点より高い温度に上昇させるように適合されてもよい。
【００１３】
加熱器は呼吸ガスを受動的に加熱するように適合されてもよく、しかし加熱器は好ましくは呼吸ガスを能動的に加熱するように適合される。加熱器は呼吸ガス流に伝達される熱を生成するように適合されてもよい。加熱器は、加熱器の制御が必要ないように実質的に一定量の熱を生成してもよく、例えば加熱器は定電源を備える。あるいはこの機器は、例えば呼吸ガス流に出口において所定の温度又は温度範囲を提供するために、加熱器のための制御器を含んでもよい。この制御器は、加熱器に供給される電力を制御してもよく、かつ帰還制御を可能にするために１つ以上のセンサを利用してもよい。
【００１４】
凝結器は、呼吸ガス流が通過する凝結チャンバを含んでもよい。凝結器は、入口の下流かつ加熱器の上流で呼吸ガス流の温度を低下させるように配置されてもよい。凝結器は凝結チャンバ内で呼吸ガスを冷却するように適合されてもよい。凝結器は、例えば実質的に円形の断面の単一の流通路と比較して所与の容積に対する増加した表面積の外部を有する凝結チャンバを提供することによって、呼吸ガスから周囲への熱の伝達を促進するように、すなわち受動的冷却を提供するように適合されてもよい。あるいは又は加えて、凝結器は、呼吸ガスを能動的に冷却するように配置された冷却器を含んでもよい。冷却器は電源に接続可能であってもよく、かつ凝結器から加熱器及び／又は吸熱器への熱の伝達を提供してもよい。
【００１５】
出口を通過するガスの温度は、凝結器内のガスの温度より高くてもよい。凝結器は呼吸ガス流の温度をその露点以下の温度に低下させるように配置されてもよく、加熱器は呼吸ガス流の温度をその露点より高い温度に上昇させるように適合されてもよい。
【００１６】
凝結チャンバ及び加熱器チャンバは、共通のチャンバ又は密閉箱（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）の異なる領域を含んでもよい。凝結チャンバ及び加熱器チャンバは共通の収納容器（ｈｏｕｓｉｎｇ）内に備えられてもよい。共通の収納容器は、例えばカートリッジの形態の熱交換モジュールであってもよく、これは一体構造であってもよい。凝結チャンバ及び加熱器チャンバは複数の熱伝導壁を含んでもよい。
【００１７】
この機器は、凝結器から加熱器に熱エネルギーを伝達するように配置された熱交換媒体を含んでもよい。加熱器と凝結器とは共通の熱交換媒体を共有してもよい。そのような配置は、凝結器によってガス流から除去された熱エネルギーを使用してガス流を再加熱することによって、使用中の機器によって消費されるエネルギーが減少させられるという点で有利である。
【００１８】
この機器は熱電部材を含んでもよい。凝結器及び／又は加熱器は熱電部材を含んでもよい。熱電部材は単一の一体収納容器内に位置してもよい。熱電部材は、凝結器と加熱器との間の熱連通を提供するように配置されてもよい。熱電部材は、凝結器から加熱器への熱伝達を推進するよう配置されるように、電源に接続可能であってもよい。凝結器は熱電部材の低温側を含んでもよく、加熱器は熱電部材の高温側を含んでもよい。
【００１９】
熱電部材はペルティエ素子を含んでもよい。
【００２０】
第１及び／又は第２の部分は、機器を通した流れの経路内に突出するように配置された熱交換部材を含んでもよい。熱交換部材は、第１及び／又は第２の部分を通る１つ以上の流路を規定するように配置された１つ以上の直立した壁を含んでもよい。直立した壁は、第１及び／又は第２の部分を通る曲がりくねった流路を規定するように配置されてもよいバッフルの形態を取ってもよい。一実施形態では、第１及び第２の部分は、内向きに突出する部材を用いて形成された少なくとも１つの壁を有するチャンバによって規定され、例えば少なくとも１つの壁は波形の部分を含んでもよい。
【００２１】
凝結チャンバ及び加熱器チャンバのうちの一方は、他方より大きな容積を有してもよい。一方のチャンバの長さ、幅、又は奥行き寸法は、他方のチャンバのものより大きくてもよい。従って、流れが一方のチャンバを通過するために要する時間は、流れが他方のチャンバを通過するために要する時間より長くてもよい。一方のチャンバが有する、それを通る流れにさらされる熱交換表面積は、他方のチャンバの熱交換表面積より大きくてもよい。あるいは容積、寸法、及び／又は流れの期間は、チャンバについて等しくてもよい。
【００２２】
凝結器から加熱器に熱を伝達するための熱交換媒体又は熱電部材を機器が含む場合でも、機器は余分な熱を生成する可能性がある。この機器は、余分な熱を機器から除去するための吸熱器を含んでもよい。吸熱器は、機器のあらゆる凝結器及び／又は加熱器チャンバの外部にあってもよい。吸熱器は複数の熱交換要素を含んでもよく、これらの熱交換要素は周囲空気にさらされてもよい。吸熱器は、熱交換要素上への周囲空気の流れを作るように配置されたファンを含んでもよい。吸熱器は、熱エネルギーをシステムから周囲空気に消散させるように配置されてもよい。
【００２３】
一実施形態によれば、この機器は、凝結器からの熱エネルギーの除去を助長するようにかつ／又は加熱器への熱エネルギーの提供を助長するように適合されたベースユニットを更に含んでもよい。ベースユニットは、上述の熱交換媒体又は熱電素子を含んでもよい。第１及び／又は第２の部分は、ベースユニットと取り外し可能に係合可能であってもよい。第１及び第２の部分は熱交換モジュールを含んでもよい。熱交換モジュールはベースユニットと取り外し可能に係合可能であってもよく、これによりベースユニットは再使用可能であってもよく、熱交換モジュールは交換可能及び／又は使い捨であってもよい。
【００２４】
この機器は、熱交換部品内で呼吸ガスから水を凝結させて、水が呼吸システムから除去されることを可能にするため、有利である。本発明は従って、凝結水が呼吸システム内で形成されてシステムの弁、センサ、又は換気機械の動作を妨げることの危険を減らす。また、ベースユニットは凝結チャンバのすぐ下流でガス流を加熱して、機器を出る前にガス流の温度が上昇させられることを可能にする。
【００２５】
更に、熱交換部品のモジュール方式の交換可能な性質は、ベースユニットが呼吸ガス又は凝結水との接触を回避するように構成されることを可能にし、従ってベースユニットが再使用可能な部品であり熱交換部品が使い捨ての部品であることを可能にする。これは、患者間で熱交換部品を交換することによってベースユニットが複数の患者に対して安全にかつ費用効率よく使用されることが可能であることを意味するため、有利である。加えて本発明は、機器全体が使い捨てである配置よりも安価である。
【００２６】
実際に、機器及び／又はベースユニットが、使用中に凝結チャンバを通して運ばれる呼吸ガスを、例えば熱交換部品の壁から熱を伝達することによって能動的に冷却する手段を含む場合、熱交換部品の交換可能な性質は特別な費用面の便益を提供する。特に、例えばペルティエ素子などの熱伝達装置が好ましくは本発明のベースユニット内に備えられ、従って再使用されてもよい。更に、本発明の熱交換部品は好ましくは単純な構成であり、例えば２つの成形された部分から形成され、従って製造が安価である。
【００２７】
熱交換機器の入口及び出口は、好ましくはそれぞれが、呼吸システムの他の部品との接続のための従来の管状のコネクタの形態を有する。入口及び出口ポートは、第１及び第２の部分のための収納容器の共通の壁上に備えられてもよい。入口及び出口は実質的に同じ方向を向いてもよい。
【００２８】
この機器は、凝結液を除去のために収集する配置を含んでもよい。第１の部分は液体出口又は排出ポートを含んでもよい。入口及び出口は好ましくは排出ポートから間隔をあけられる。排出ポートは好ましくは第１の部分の下壁内に形成される。入口は第１の部分の上壁内に備えられてもよい。そのような配置は、接続された呼吸システム内への凝結水の流れを防止するために役立つ。
【００２９】
この機器は、排出ポートに取り外し可能に取り付け可能な液体受け器を含んでもよい。排出ポート又は受け器は、例えばポートを通したガスの漏出を防止するための、弁を含んでもよい。浮子弁又は同様のものが、患者のガスが漏出することは許容せずに、第１の部分からの凝結水の選択的な漏出を許容するために備えられてもよい。
【００３０】
ベースユニットは熱交換装置のための電源を含んでもよい。
【００３１】
本発明による機器は、呼吸ガスから水などの液体を凝結させるように適合される。この機器は、呼吸システムからの凝結水の収集及び／又は除去のための配置を含んでもよい。
【００３２】
凝結及び／又は加熱チャンバは好ましくは、概して円形の断面を有する単一の流通路と比較して増加した内部表面積を有する。凝結及び／又は加熱チャンバは好ましくは複数の流通路を含み、これらの流通路はそれぞれが使用中に呼吸ガスを運ぶように適合される。そのような配置は、これを通るガス流への／ガス流からの熱伝達のための増加した表面積を提供してもよい。例えば流路の内部幅の、流路の内部奥行きに対する比率は、好ましくは少なくとも１：２、より好ましくは少なくとも１：７、最も好ましくは約１：１０以上である。
【００３３】
熱交換部品は好ましくは使い捨ての部品であり、これは好ましくはプラスチック材料から形成され、しかし熱交換部品への及び／又は熱交換部品からの伝導を助長するために、金属から形成されるか又は金属部分を少なくとも含んでもよい。熱交換部品は好ましくは、呼吸システムの呼吸ガスとベースユニットとの間の接触がないように、ベースユニットに対して閉じたシステムを形成する。
【００３４】
熱交換部品とベースユニットとは好ましくは、協働して熱交換部品をベースユニットに対して搭載する１つ以上の構成を含む。熱交換部品及びベースユニットは、対応して成形された構成を含んでもよい。協働する構成は、１つ以上の突出する壁部分、及び突出する壁を受け入れるように配置された１つ以上の凹部などの、熱交換部材又は要素を含んでもよい。
【００３５】
上述の態様の機器及び／又は熱交換部品は、使用中に第１及び第２の部分を通して呼吸ガスが運ばれるように、呼吸システムに接続可能である。従って本発明の更なる態様によれば、上述の機器を含む呼吸システムが提供される。
【００３６】
呼吸システムは好ましくは呼吸回路であり、これは一般に少なくとも換気又は麻酔機械と吸息肢とを含む。しかし本発明は、呼息されたガスから水分を除去するために特に有利であり、従って呼吸回路は好ましくは呼息肢も含み、本発明による機器は好ましくは呼吸回路内でその呼息肢の一部を形成するように接続される。特に、呼息肢は好ましくは少なくとも２本の呼吸管を含み、熱交換機器は好ましくは呼息肢の最も低い点において、それらの呼吸管の間に接続される。
【００３７】
呼吸システムは、麻酔回路、すなわち麻酔ガスを患者に提供するための呼吸回路であってもよい。麻酔回路は１つ以上のセンサを含んでもよい。センサは、関連するパラメータを監視するために麻酔回路内に一般に提供される。呼吸ガスからの凝結水はセンサを妨げる可能性がある。従って本発明の更なる利点は、麻酔回路内の凝結水がセンサを妨げる程度が低減され得るということである。
【００３８】
呼吸システムは二酸化炭素吸収器を含んでもよい。いくつかのタイプの二酸化炭素吸収器の効率は、吸収器の動作対象となるガスの湿気の減少によって悪影響を及ぼされる場合があるため、熱交換機器は、熱交換機器を出る呼吸ガス流の湿気が、呼吸回路内の二酸化炭素吸収器が効果的に機能することを可能にするのに十分であるように適合されてもよい。熱交換機器は従って、例えば凝結器及び／又は加熱器に供給される電力を制御することによって熱交換機器の効率を制御するための、制御器を備えてもよい。これは単に、麻酔回路内で使用するための低減された電力設定の形態を取ってもよい。熱交換機器の効率を制御することは、ユーザがガスの湿気を制御することを可能にする。従って、熱交換機器を出るガスが、二酸化炭素吸収器が効果的に機能できる湿気を有することをもたらす、適切な効率が選択され得る。効率は、凝結器に供給される電力の量を変更することによって制御されてもよい。
【００３９】
上述の本発明による機器は、呼吸回路の患者端に通常は位置する熱湿度交換（ｈｅａｔ  ａｎｄ  ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｅｘｃｈａｎｇｅ、ＨＭＥ）装置として使用するように適合されてもよいということにも留意されたい。特に、ベースユニットと取り外し可能に係合可能な熱交換部品を通して呼吸ガスが運ばれ、従って熱交換部品は交換可能であるという特徴は、この配置において特に有利となる。これはベースユニットが呼吸ガスとも凝結水とも接触しないように配置されることを可能にし、従ってベースユニットが再使用可能な部品であり熱交換部品が使い捨ての部品であることを可能にし得る。これは、患者間で熱交換部品を交換することによってこの機器が複数の患者に対して安全にかつ費用効率よく使用されることが可能であることを意味するため、有利である。加えて本発明は、機器全体が使い捨てである配置よりも安価である。
【００４０】
この機器が熱湿度交換（ＨＭＥ）装置として使用するように適合される場合、この機器は、機器の呼息通路内の呼息ガスから水分及び熱を除去し、その熱及び水分を機器の吸息通路内の吸息ガスに伝達するように適合されてもよい。熱交換部品の交換可能な性質は、ペルティエ素子などの熱電装置を利用する他のＨＭＥ装置と比較してこの機器の費用を大幅に低減させ、その理由は、ベースユニットが再使用可能であってもよく、熱交換部品が単純な構成であってもよいからである。
【００４１】
従って、本発明の更なる態様によれば、入口と出口と凝結チャンバ及び／又は加熱器チャンバとを有する熱交換部品であって、入口及び出口は呼吸ガスが凝結チャンバを通して使用中に運ばれるように呼吸システムに接続可能である、熱交換部品と、凝結チャンバの壁からの熱の除去を助長するようにかつ／又は加熱器チャンバへの熱エネルギーの提供を助長するように適合されたベースユニットとを含む熱湿度交換装置が提供され、ここで熱交換部品は、熱交換部品が交換可能であるようにベースユニットと取り外し可能に係合可能である。
【００４２】
本発明の更なる態様によれば、熱湿度交換装置と共に使用するための熱交換部品が提供され、熱交換部品は入口と出口と凝結チャンバ及び／又は加熱器チャンバとを有し、入口及び出口は呼吸ガスが凝結チャンバ及び／又は加熱器チャンバを通して使用中に運ばれるように呼吸システムに接続可能であり、ここで熱交換部品は、凝結チャンバの壁からの熱の除去を助長するようにかつ／又は加熱器チャンバへの熱エネルギーの提供を助長するように適合されたベースユニットと取り外し可能に係合可能である。
【００４３】
本発明の更なる態様によれば、熱湿度交換装置を形成するために熱交換部品と共に使用するためのベースユニットが提供され、ベースユニットは熱交換部品と取り外し可能に係合するように適合され、ベースユニットは凝結チャンバの壁からの熱の除去を助長するようにかつ／又は加熱器チャンバへの熱エネルギーの提供を助長するように適合される。
【００４４】
本発明のこの態様の熱交換部品は、凝結チャンバのみを有し、従って呼息流路のみを規定してもよく、又は加熱器チャンバのみを有し、従って呼息流路のみを規定してもよい。実際にはこの機器は、１つが呼息流路を規定し１つが吸息流路を規定する、２つの熱交換部品を備えてもよい。あるいは熱交換部品は、凝結チャンバ及び加熱器チャンバの両方を有してもよく、従って呼息流路及び吸息流路の両方を規定してもよい。しかしこれらの配置の全てにおいて、熱湿度交換装置は好ましくは、凝結チャンバ内で呼息ガスから凝結された水を、吸息ガスを加湿するために加熱チャンバに伝達する配置を含む。この伝達配置は好適な導管の形態を取ってもよい。
【００４５】
本発明の任意の１つの態様に関する上述の好ましい特徴のうちの任意のものは、実施可能である場合、本発明の任意の更なる態様に適用されてもよい。
【００４６】
次に本発明の実現可能な実施形態について、添付の図面を参照してより詳細に、例示のためにのみ説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による機器を含む呼吸回路の概略図である。
【図２】本発明による熱交換機器の第１の実施形態の正面からの三次元図である。
【図３】図２の熱交換機器の背面からの三次元図である。
【図４】図２の機器の下面図である。
【図５】図２の機器の側面図である。
【図６】図２の機器の上面図である。
【図７】カートリッジが取り外された図２の機器の下面図である。
【図８】本発明による機器と共に使用するための収集機器の概略断面図である。
【図９】本発明による機器と共に使用するための代替の収集機器の概略断面図である。
【図１０】本発明による熱交換機器の第２の実施形態の正面からの三次元図である。
【図１１】図１０の機器のベースユニットの正面からの三次元図である。
【図１２】図１０の機器のカートリッジの上方からの三次元図である。
【図１３】図１０の機器のカートリッジの下方からの三次元図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本発明は、呼吸システムの望ましくない領域内での凝結を回避するためにガス流の脱湿を増加させる代わりに、ガス流を一般には脱湿の直後に加熱又は再加熱して、下流ガス流内のいかなる水蒸気も凝結しにくいようにすることが可能であるという一般的前提から導き出されると考えられてもよい。加えて又はあるいは、本発明は、脱湿の間にガス流から除去された熱エネルギーを有利に再使用することが可能であるという前提から導き出されると考えられてもよい。
【００４９】
図１は、本発明による脱湿機器を含む例示的呼吸回路１０の概略図である。この呼吸回路は換気機１２と、吸息のために患者１４に呼吸ガスを送り出すための吸息肢と、呼息された呼吸ガスを換気機１２に運び戻すための呼息肢とを含む。吸息肢は２本の呼吸管１６、１８と、患者１４による吸息の前に呼吸ガスを加湿するための、２本の呼吸管１６、１８の間の加湿器２０とを含む。加湿器２０と患者１４との間に配置される呼吸管１８は、呼吸ガスの温度及び湿度を吸息のための所望されるレベルに維持するために通常は加熱される。
【００５０】
呼息肢は、２本の呼吸管２２、２４と、呼息された呼吸ガスから水蒸気をそれらの呼吸ガスが換気機１２に戻される前に除去するための、２本の呼吸管２２、２４の間に接続される本発明の脱湿機器２６とを含む。呼息された呼吸ガスからの脱湿機器２６による水蒸気の除去は、水蒸気によって換気機１２に発生させられる損傷の危険を減らし、また、呼息肢の呼吸管内で発生する、呼吸管の流通路を制限又は閉塞する可能性がある凝結の量を減らす。
【００５１】
従来の患者インタフェース１９は、患者の気道と管１８及び２２との間の必要な接続を提供する。
【００５２】
使用中、患者１４が呼息した場合、呼息された空気は第１の呼吸管２２に沿って運ばれ、空気入口ポート２８を介して脱湿機器２６に入る。ガス流が脱湿機器２６の本体を通過する際にガス流から湿気が除去され、ガス流は出口ポート３０を介して機器を出て、管２４を介して換気機１２に向かう。
【００５３】
例えば換気機１２と管２４との間の接続部における呼息弁、及び／又は患者インタフェース１９と管１８、２２のいずれか又は両方との間のコネクタなどの、他の従来の弁及びコネクタが呼吸システム内に存在してもよいということを当業者は理解するであろう。呼吸回路のこれらの装置及び任意のその他の従来部品の詳細については、簡潔にするために省略する。
【００５４】
図２〜図７はそれぞれ、全体として２６で示される本発明による脱湿機器の第１の実施形態を示す。この機器はベースユニット３２と、取り外し可能／交換可能なカートリッジ３４とを含む。カートリッジ３４は、さもなければガス流容器（ｇａｓ  ｆｌｏｗ  ｖｅｓｓｅｌ）又は流れチャンバを構成すると考えられてもよい。
【００５５】
カートリッジ３４は、内部のガスで満たされる空隙を規定するように成形された薄壁の中空部材を一般に含む。カートリッジ３４は、ポート２８、３０、及び３６を除いて、気密のチャンバを提供する。ポート２８及び３０は、使用中のカートリッジ３４内への及びカートリッジ３４からの呼吸ガスの流れのための、それぞれの入口及び出口ポートを提供する。ポート３６は液体排出ポートであり、この詳細については以下で説明する。
【００５６】
ポート２８及び３０はカートリッジ３４の共通の外壁３８内に備えられ、この壁は使用中、カートリッジ３４の上壁又は上方を向いた壁を提供するように通常は配置される。対向する下壁３９が備えられ、これは図２及び図３に示す使用中の向きにおいてカートリッジ３４の基部を構成する。ポート２８及び３０は、それぞれの直立したコネクタ構成４０を備え、これらはそれぞれが壁３８から垂れ下がる環状壁の形態を取る。コネクタ４０は、図１に示す呼吸管２２及び２４の端と密接かつ確実に嵌合する従来のサイズのものである。この手法で接続された場合、カートリッジ３４の内部チャンバは周囲空気から及び／又はいかなる外部装置からも封止され、これによりカートリッジ３４の内部は、図１に示す呼吸システムの閉じられた流路の一部を形成する。
【００５７】
カートリッジ３４は好ましくは好適な硬質プラスチック材料から、例えば射出成型によって形成される。
【００５８】
カートリッジ３４は、平面図では概して矩形であり、カートリッジが使用のためにベースユニット３２上に搭載された場合にベースユニット３２から離れる方を向く、実質的に連続した前壁４２を有する。
【００５９】
ベースユニット３２に面するカートリッジの対向する（後）壁４４は、一連の縦方向の細穴又は凹部をその中に有する。この点に関して、カートリッジ３４の壁構造は、カートリッジ３４の後壁４４から内部容積内に突出する複数の壁突起４８を備えるように成形される。これらの突起４８は従って、カートリッジ３４の内部容積を減少させる又はこれに「食い込む」。壁突起４８は、図６においてポート２８、３０を通して上方から見ることが可能である。
【００６０】
流れ経路は従って、カートリッジを通過する流れに対して大きな内壁表面積を提示して、使用中の流れへの／流れからの熱伝達のために利用可能な面積を増加させる。
【００６１】
ここで図３及び図５を参照すると、支持板５４から垂れ下がる一連の概して平面状のフィン５２を含む放熱構造を含む、ベースユニット３２の更なる詳細が示されている。フィン５２は、通常は支持板に垂直に、支持板から概して直立している。フィン５２は板５４に沿って間隔をあけられ、概して平行に整列し、これにより各フィン５２は隣接するフィン５２から空隙によって間隔をあけられる。
【００６２】
各フィン５２は一方の端に沿ってのみ板５４によって支持され、これによりフィンの整列させられた端を含む放熱構造の更なる側は開放される。フィン及び支持板は一体構造として金属から形成され、そして一体的に形成されてもよい。
【００６３】
ファンユニット５６が放熱構造の後側に搭載される。後側は、支持板５４に対向する又は支持板５４から離れる方を向いた、構造の開放側である。ファンユニット５６はファン収納容器６０内で回転するように配置されたファン５８を含み、ファン収納容器６０によってファンユニット５６は放熱構造に取り付けられる。ファンユニット５６は、フィンを通して周囲空気を引き込み、通常は機器２６から離れる方向で周囲に空気を排出する方向の回転においてファンを駆動するために、電気的に動力を供給される。図３に示されている向きでは、ファン５６は反時計回りに回転する。
【００６４】
ここで図４及び図７を参照すると、カートリッジ３４が取り付けられた及び取り付けられていないベースユニット３２のそれぞれの図が示されている。熱伝達構造６２が放熱構造とカートリッジ３４との間に備えられる。熱伝達構造は、ファンユニット５６から離れる方を向いた方向に支持板５４から垂れ下がる。
【００６５】
熱伝達構造６２は、熱導体６６と６８との間に配置される熱伝達要素すなわち熱ポンプ６４を含む。この実施形態では、熱ポンプ６４はペルティエ素子の形態を取る熱電加熱／冷却装置である。そのような装置はさもなければ固体能動熱ポンプ（ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ  ａｃｔｉｖｅ  ｈｅａｔ  ｐｕｍｐ）として説明されてもよい。ペルティエ素子は板状導体である対向する主要面とそれらの間の複数の熱電素子（図示せず）とを有し、複数の熱電素子は電気的には直列にしかし熱的には並列に、対向する板導体間で配置される。結果として、素子への電力の供給が導体板間の温度差を推進し、これにより第１の板導体は素子の低温側を含み、対向する導体は素子の高温側を含む。
【００６６】
ペルティエ素子６４の低温側は導体配置６６に接続される。この導体配置はペルティエ素子から離れるように垂れ下がる複数の突起７０を含む。突起７０は連続して又はカートリッジの後壁内の凹部４６に対応する構成で間隔をあけられている。突起７０は細長い形態で、フィンに類似の直立した構成又は指状の構成であり、これはカートリッジ３４の壁突起との密接な嵌合を形成しそれによりカートリッジ３４との良好な熱接触を形成するように成形される。突起７０は、ペルティエ素子の低温側の領域にわたってそれとの熱伝達のために熱接触を形成する概して平面状の後援部分から垂れ下がる。
【００６７】
ペルティエ素子６４の高温側は導体構成６８に接続され、導体構成６８は、ペルティエ素子６４の高温側と放熱構造の後／支持板５４との間に挟まれた比較的薄壁の又は平面状の本体７２を含む。本体７２の端側に（すなわち図７に示す右端側に）、更なる直立した突起７４が備えられる。突起７４は本体７２から外向きに、突起７０と同じ方向に突出する。この実施形態における突起７４は、突起７４と一致する手法で成形され間隔をあけられる。従って突起７０と７４とは実質的に同じ形状である。
【００６８】
しかし、突起７０が存在するよりも突起７４は少なく存在することがわかる。この実施形態では、突起７０と７４との間の比率は３：１であり、これにより６つの「低温」突起７０と２つのみの「高温」突起７４とが存在する。しかし、異なる比率及び／又は数の突起７０、７４が必要に応じて備えられてもよい。突起７０及び７４の組み合わされた配列は、カートリッジ内の凹部４６内への挿入のために配置され、これにより凹部のいくつかは突起７０によってふさがれ、その他の凹部は突起７４によってふさがれる。突起７０はグループ化され、突起７４も同様にグループ化され、従ってこれらの異なるタイプの突起は点在させられないことに留意されたい。
【００６９】
カートリッジ３４は、突起７０、７４をカートリッジ３４の後壁内の凹部と整列させ、次に突起が凹部内に差し込まれるようにカートリッジ３４を後ろ向きに（図４及び図５の矢印Ａの方向に）移動させることによって、使用のためにベースユニット３２に搭載される。代替の実施形態では、カートリッジ３４は縦方向で突起７０、７４上に摺動されてもよい。どちらの実施形態でも、カートリッジ３４及び／又は突起７０、７４は、カートリッジ３４とベースユニット３２との間の密接／緊密な嵌合を確実にするために、１つの位置合わせ溝又は隆起部を備えてもよい。
【００７０】
使用に備えて、ポート２８及び３０は、図１に示すように呼吸システム内のそれぞれの管２２及び２４に接続される。ベースユニット３２は更に電源に接続され、これは通常、好適なリード線（図示せず）による商用電源への接続を含み、これによりペルティエ素子６４及びファンユニット５６に電力が供給される。ペルティエ素子６４への電力の供給は、熱電効果によって素子の対向する側の間の温度差を推進し、これにより突起７０は冷却され、突起７４は加熱される。
【００７１】
従って、使用中にカートリッジ３４が突起７０、７４との熱伝導接触状態にあるように装置上に位置付けられた場合、第１の複数の内壁部分４８は突起７０によって冷却され、カートリッジの第２の複数の壁部分は突起７４によって加熱される。これは使用中のカートリッジの内部キャビティが、加熱される領域の上流に、冷却される領域を有することをもたらす。従って、入口ポート２８においてカートリッジ３４に入るガスは、最初にカートリッジ３４の壁によって冷却され、患者からの呼息されたガス流内の蒸気の凝結が促進される。この点に関して、ガス流は通常その露点以下まで冷却され、これにより凝結はカートリッジの内壁上で容易に発生する。
【００７２】
カートリッジは概して薄壁の構造から形成されるが、カートリッジ内の凹部を規定する後壁４４及び／又は壁突起４８は特に薄壁であり、カートリッジの残りの部分より薄い壁の厚さを有してもよい、ということに留意されたい。これはベースユニット突起７０、７４への又はこれらからの、ガス流からの熱伝達に対する低いインピーダンスを確実にするためである。
【００７３】
ガス流がカートリッジ内の最後の冷却された内部壁突起を通過したら、ガスは次に、ベースユニット加熱器突起７４によって加熱された下流内部カートリッジ壁によって規定される加熱された流路に入る。従って、ペルティエ素子６４によってガス流から除去された熱エネルギーは、導体７２及び突起７４を介してカートリッジの下流壁に伝導されて戻され、出口ポートを介してガスがカートリッジを出る前に、ガス流をその露点より上に再加熱する。ガス流に与え戻される熱エネルギーは、凝結器内でガス流から除去されるものより少ない。これはカートリッジ内で、冷却のための表面積より小さい表面積を加熱のために提供することによって制御される。またベースユニット内の放熱構造の提供は、ガス流から除去される熱エネルギーの一部が周囲空気中に失われることを確実にする。しかし、ガス流の部分的再加熱は、ガスがカードリッジを出て導管３０内に入った後で後続の凝結が発生する可能性を有益に減少させる。
【００７４】
カートリッジ３４内の内部バッフルによってもたらされる複数の流れ経路は、ガス流から熱エネルギーを取り出すための大きな表面積を提供する。また、カートリッジ３４内の経路は、カートリッジチャンバの加熱された部分が、冷却されたカートリッジ部分からの連続した流れの中の下流に配置されるようにガスのための流路を規定する。これは冷却された区域に熱が伝導によって又はさもなければ対流によって伝達されないことを確実にするために役立つ。
【００７５】
ペルティエ素子によってガス流から除去される熱量は、ガス流をその露点より上に再加熱するために必要とされる熱エネルギー量より大きいことが見出された。結果として、ペルティエ素子の高温側上の本体７２と放熱構造３２との間の接続が、過剰な熱が周囲空気中に失われることを可能にする。従って放熱構造はシステムのための吸熱器として働く。周囲空気への熱損失の速度は、ファン５８によって発生する空気流によって増加させられる。
【００７６】
カートリッジ３４の内部はベースユニット３２から閉ざされており、これにより上述の熱伝達機能はカートリッジ３４内で達成され、ベースユニット３２の残りの部分が呼吸ガス流にさらされることが回避されるということは、注目すべき利点である。これはカートリッジ３４が、使用後にベースユニット３２から取り外されることが可能な、交換可能かつ通常は使い捨ての部品として提供されることを可能にする。ベースユニット３２は従って、上述の手法で新たなカートリッジをこれに取り付けることによって再使用されることが可能である。
【００７７】
カートリッジ内部の凝結部分内の凝結水は内壁上に集まり、重力の作用の下でカートリッジの底壁３９まで下に流れる。従って、図２に示すポートコネクタ３６を介してカートリッジと連通する凝結水収集配置が提供される。
【００７８】
１つのそのような収集配置が図８に概略的に示されている。この配置では、カートリッジ３４の基部は拡張された中央開口部１４２を含み、水のレベルが閾値レベルより下である場合に封止部材２７ａによって閉じられる直立した吐水口１４４が中央開口部１４２から延在する。中央開口部１４２及び液体排出ポート３６内にカートリッジ３４は弁配置を更に備え、この弁配置は液体排出ポート３６との収集容器（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｖｅｓｓｅｌ）１１０の係合によって開かれ、収集容器１１０の取り外しによって閉じられる。
【００７９】
弁配置は上部ダックビル弁１２０と下部ダックビル弁１３０と中央接続部材１４０とを含む。下部ダックビル弁１３０は外向きに突出する突縁１３２を含み、この外向きに突出する突縁１３２は、収集容器１１０が液体排出ポート３６と接続された場合に収集容器１１０の上端によって係合され、これにより上向きに圧迫されるように適合される。この動作は下部ダックビル弁１３０を開かせる。加えてこの動作は中央接続部材１４０を上向きに移動させ、上部ダックビル弁１２０を開かせる。上部及び下部ダックビル弁１２０、１３０の開構成は、直立した吐水口１４４の内部から液体排出ポート３６及び収集容器１１０内への出口通路１４２を規定する。
【００８０】
この実施形態では、収集容器１１０は、差込み接続（ｂａｙｏｎｅｔ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を用いて液体排出ポート３６に接続するように適合される。加えて収集容器１１０は蛇腹構造を有し、これにより収集容器１１０は使用前に実質的に空にされ、使用の間に凝結水が容器１１０内に集まるにつれて拡大してもよい。
【００８１】
代替の収集配置が図９に概略的に示されている。この配置では、カートリッジ３４の基部は、拡張された中央開口部１５２と、水のレベルが閾値レベルより下である場合に封止部材２７ａによって閉じられる、中央開口部１５２から延在する直立した吐水口１５４とをやはり含む。この配置ではしかし、液体排出ポート３６は縮小された直径を有し、医用機器内に流体を送り出すために従来使用されているある長さの小口径の管１６０の一方の端に接続されるように適合される。小口径の管１６０はその他方の端において収集袋１７０に接続され、この中に凝結水が収集される。管締め具１８０が小口径の管１６０の各端において提供され、これは収集袋１７０を交換する場合に管１６０が閉じられることを可能にする。それ以外の場合、使用の間に小口径の管１６０は開いたままとなる。ダックビル弁１６２が、収集袋１７０に接続される小口径の管１６０の端内に更に提供される。
【００８２】
上述の機器は、ベースユニット３２が外箱（ｃａｓｉｎｇ）（図示せず）内に収容されて構築される。外箱はカートリッジ３４を取り外し可能に係合する配置を含む。特に、導体配置の突起７０、７４は露出され、これによりカートリッジ３４はそれらの突起７０、７４と交換可能に係合されてもよい。外箱は、ファン５８によって放出された空気が機器を出るための流出口を更に含む。
【００８３】
図１０は、全体として２２６で示される本発明による脱湿機器の第２の実施形態を示す。機器２２６は上述の第１の実施形態に類似している。しかしこの実施形態では、ベースユニット２３２は外箱と共に示されており、この外箱は、第１の実施形態２６に関連して上述したベースユニット３２とほぼ同一の、従って熱交換装置（ペルティエ素子）と、関連する導体配置と、ファンユニットと、関連する吸熱器とを含む配置を収容する。
【００８４】
第２の実施形態のベースユニット２３２と第１の実施形態のベースユニットとの間の主な違いは、ベースユニット２３２が、熱交換装置（ペルティエ素子）の低温側と連通する突起２７０の数と等しい、熱交換装置（ペルティエ素子）の高温側と連通する突起２７４の数を備えるということである。これらの突起２７０、２７４は図１１に示されている。
【００８５】
図１１に示すように、ベースユニット２３２はその上壁内に、カートリッジ２３４を受け入れるための実質的に均一の深さの概して矩形の凹部２３３を含む。熱交換装置（ペルティエ素子）２７０、２７４と連通する２組の突起２７０、２７４は、凹部２３３の床におけるそれぞれの開口部から、これらの突起２７０、２７４が凹部２３３内で直立するように突出する。凹部２３３はベースユニット２３２が置かれる面に対して斜角に配置され、これによりカートリッジ２３４は使用中に水平に対して斜角に配置され、水は液体排出ポート２３６まで下に流出する。
【００８６】
ベースユニット２３２はその前壁上に、一連の平行な矩形の開口部を更に含み、これはベースユニット２３２のファンによって生成される空気流のための出口として働く。
【００８７】
図１２及び図１３に示すように、カートリッジ２３４は２つの射出成形された部品から形成され、これらは入口ポート２２８と出口ポート２３０との間に延在する流れチャンバを規定する。入口及び出口ポート２２８及び２３０はカートリッジ２３４の上面の一方の端から互いに平行に延在し、これによりこれらのポートは、カートリッジ２３４がベースユニット２３２と係合された場合に機器２２６から上向きに突出する。カートリッジ２３４の他方の端において、液体排出ポート２３６が入口及び出口ポート２２８、２３０とは反対方向に延在し、これにより液体排出ポート２３６は、カートリッジ２３４がベースユニット２３２と係合された場合にベースユニット２３２の一方の端において下向きに延在する。
【００８８】
図１３に示すカートリッジの下壁は、複数の平行な凹部２４６を使用して形成され、これは更には、流れチャンバが複数のそれぞれの突起を含むようにさせる。これらの凹部２４６は、８という数において、ベースユニット２３２の上壁内の凹部２３３内の突起２７０、２７４の数に一致し、かつ一致する形態を有し、これによりこれらの凹部２４６は、カートリッジが凹部２３３と係合された場合に突起２７０、２７４を密接な嵌合で受け入れる。特に、これらの凹部２４６を有するカートリッジ２３４の下壁の外部表面は、ベースユニット２３２の突起２７０、２７４の外部表面と接触して、カートリッジ２３４とベースユニット２３２との間の効果的な熱伝達を可能にする。
【００８９】
上述のように、熱交換装置（ペルティエ素子）２７０、２７４と連通する２組の突起２７０、２７４は、凹部２３３の床におけるそれぞれの開口部から突出し、カートリッジ２３４の下壁に接触する。各組の突起２７０、２７４は４つの平行な突起２７０、２７４からなり、これらはカートリッジ２３４の下壁のそれぞれの半分と係合する。特に、熱交換装置（ペルティエ素子）の低温側と連通する突起２７０は、カートリッジ２３４の半分であってこの中に入口ポート２２８が延在するカートリッジ２３４の半分と接触し、熱交換装置（ペルティエ素子）の高温側と連通する突起２７４は、カートリッジ２３４の半分であってこの中に出口ポート２３０が延在するカートリッジ２３４の半分と接触する。この配置では、第１の実施形態の配置におけるのと同様に、入口ポート２２８を通してカートリッジに入る呼吸ガスは、最初に、カートリッジ２３４の下壁を通した「低温」組の突起２７０への熱伝達によって冷却され、これにより水が凝結して液体排出ポートまで下に流れることがもたらされる。呼吸ガスは次に、カートリッジ２３４の他方の半分内に進み、カートリッジ２３４の下壁を通した「高温」組の突起２７０からの熱伝達によって加熱され、これにより水はもはや凝結しなくなる。呼吸ガスは次に、出口２３０を通してカートリッジ２３４を出る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
2014532493.tif 000015
2014532493.tif 000016