(57)【要約】【課題】加圧気体供給から顔用マスク又はカニューレへの適切な酸素又は気体流を視覚的に特定するための計器を提供すること。【解決手段】この装置は，加圧供給源から流入する気体流方向へ付勢したピストンの移動に適応された，軸方向に延びる中央キャビティを備えた本体を特徴とする。ピストンのカップ形端壁は，流入する空気流が作用する面積を増加させる。流入する空気流は，狭くなる，流入する導管を使用して高速で端壁の中央部分に反発するように集束され，その結果，カニューレが動作する低い圧力の下であってもピストンの力及び移動が増加する。ピストンは，ある距離から管理者がユーザへの適切な酸素の流れを確認するために，単独で，又は表示の隣に視認可能な位置まで移動する。【選択図】  図１
2007236922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧気体供給源から顔用マスク又はカニューレへの気体流を計量するための装置であって，
第１の端部及び第２の端部，並びに，それらの間を連通する本体側壁を有する本体と，
前記本体側壁と前記第１の端部及び前記第２の端部との間に軸方向に延び，直径を有する中央キャビティと，
前記第１の端部を介して第１の開口部から，前記中央キャビティと連通する第２の開口部へ連通する吸気導管と，
前記第２の端部を介して前記中央キャビティへ連通する排気導管と，
前記吸気導管を加圧気体供給源と気密連通させるための手段と，
カニューレ又は顔用マスクと気密係合するように適応される前記排気導管と，
前記第１の端部と表面領域を有する端壁との間に延び，側面を有するピストンであって，前記中央キャビティ内で移動可能な係合のために寸法決めされるピストンと，
前記端壁は，前記移動可能な係合にあるとき，前記吸気導管に最も近く位置し，
前記ピストンを付勢する位置まで前記吸気導管方向に移動させるため，前記ピストンに付勢力を付与するための手段と，
前記吸気導管は，前記第１の開口部の最も広い地点から，前記第２の開口部の最も狭い地点へと延びる狭くなる直径を有し，
前記狭くなる直径は，前記端壁の前記表面領域のほぼ中央部分と連通する気体流において，前記第２の開口部から連通する前記加圧気体の供給を集束させるための手段を成し，
前記気体流は，前記中央部分と連通し，それにより，前記付勢力を抑えるため，及び前記ピストンを前記付勢位置から前記排気導管方向へ向かって動作位置まで移動するのに十分な移動力を供給し，
前記動作位置への移動時，前記本体の前記側壁のほぼ透明な部分を介して視認可能な前記ピストンと，
前記ピストンは，視認可能のとき，前記吸気導管から前記排気導管への前記加圧気体供給の連通を視覚的に確認するための手段を成す，
ことを特徴とする気体流を計量するための装置。
【請求項２】
前記端壁の前記表面領域は，椀状の凹部を有する端壁を画定し，
前記凹部は，前記端壁の前記表面領域を増加させるための手段を成し，それにより前記移動力を増加させるための手段を成し，さらに，
前記手段は，前記気体供給が低圧力レベルの前記装置の動作のための手段を成し，前記移動力を増加させる手段であることを特徴とする請求項１記載の気体流を計量するための装置。
【請求項３】
前記ピストンは，重量を有し，かつ，
前記手段は，前記重量を超える付勢力を有するスプリングから成る付勢力を付与し，さらに，
前記装置は，前記吸気導管から前記排気導管への前記加圧気体供給の連通を視覚的に確認する任意の角度で正確に動作可能な前記手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の気体流を計量するための装置。
【請求項４】
前記ピストンの前記側面の少なくとも一部に，前記本体から少なくとも３フィート離れた視認位置から，前記動作位置にある前記ピストンを視認するための手段を成す彩色を施した請求項１〜３いずれか１項記載の気体流を計量するための装置。
【請求項５】
前記最も広い地点から前記最も狭い地点へと直径を連続して減らし，それによりフラスト円錐形状の前記吸気導管を形成する，前記吸気導管の前記狭くなる直径をさらに有することを特徴とする請求項２記載の気体流を計量するための装置。
【請求項６】
加圧気体供給源から顔用マスク又はカニューレへの気体流を計量するための装置であって，
第１の端部及び第２の端部，並びに，それらの間を連通する本体側壁を有する本体と，
前記本体側壁と前記第１の端部及び前記第２の端部との間に軸方向に延び，直径を有する中央キャビティと，
前記第１の端部を介して，第１の開口部から，前記中央キャビティと連通する第２の開口部へと連通する吸気導管と，
前記第２の端部を介して前記中央キャビティへと連通する排気導管と，
前記吸気導管を加圧気体供給源と気密連通させるための手段と，
カニューレ又は顔用マスクと気密係合するように適応される前記排気導管と，
第１の端部と表面領域を有する端壁との間に延び，側面を有するピストンであって，前記中央キャビティ内での移動可能な係合のために寸法決めされるピストンと，
前記移動可能な係合にある場合に，前記吸気導管に最も近く配置される前記端壁と，
前記ピストンを付勢する位置まで前記吸気導管方向に移動させるために，前記ピストンに付勢力を付与するための手段と，
椀状の凹部として形成される端壁を画定する前記端壁の前記表面領域と，
前記吸気導管を介して連通する際に，気体流を供給し，前記端壁と連通するとき，前記ピストンに移動力を与え，前記移動力が前記付勢力と反対方向である前記加圧気体供給と，
前記端壁の前記表面領域を増加させるための手段を成し，それにより，前記付勢力を抑えると共に，前記ピストンを前記付勢位置から前記排気導管方向へ向かって動作位置まで移動するのに十分なレベルまで前記移動力を増加させるための手段を成す前記凹部と，
前記動作位置まで移動したとき，前記本体の前記側壁のほぼ透明な部分を通して視認可能な前記ピストンと，
視認可能のとき，前記吸気導管から前記排気導管への前記加圧気体の連通供給を視覚的に確認するための手段を成す前記ピストンとを備えることを特徴とする気体流を計量するための装置。
【請求項７】
前記第１の開口部の最も広い地点から，前記第２の開口部の最も狭い地点へと延びる，狭くなる直径を有する前記吸気導管と，
前記端壁の前記表面領域のほぼ中央部分と連通するべく，前記気体流を集束させるための手段を成す前記狭くなる直径と，
前記気体流の速度を上昇させるための手段を成す前記狭くなる直径と，
前記付勢力を抑えるために前記移動力を増加させるための手段を成し，それにより，気体流を計量するための前記装置が，前記加圧気体供給が15〜22psiの間の圧力で送られる場合に動作することになる，前記中央部分での前記気体流の前記集束及び前記速度の上昇とをさらに含むことを特徴とする請求項６記載の気体流を計量するための装置。
【請求項８】
前記吸気導管が，前記第１の開口部から前記第２の開口部との間隔に沿って一定の割合で前記直径を狭くし，
前記吸気導管はフラスト円錐形状であり，それにより，前記気体流の改良された集束と前記気体流の前記速度の改良された上昇とをもたらすことを特徴とする請求項７記載の気体流を計量するための装置。
【請求項９】
前記吸気導管を加圧気体供給源と気密連通させるための手段と，
可撓性導管と気密係合するべく寸法決めされた前記本体の前記第１の端部とをさらに備え，
前記排気導管が，前記本体の前記第２の端部を，前記カニューレと連通する可撓性導管と気密係合するべく寸法決めされることによって，前記カニューレと係合するように適応されることを特徴とする請求項２記載の気体流を計量するための装置。
【請求項１０】
前記装置を通る前記加圧気体の流速を確認するために，前記ピストンと組み合わせて視認可能な前記側壁上の表示をさらに備えることを特徴とする請求項３又は７記載の気体流を計量するための装置。
【請求項１１】
エンドキャップと，第１の端部及び第２の端部を有し，その中に形成された前記中央キャビティを有する本体部分とから形成される前記本体と，
係合位置まで取り外し可能なように前記本体部分の前記第１の端部に係合可能な前記エンドキャップであって，前記係合位置にある場合，前記本体の前記第１の端部を形成する前記エンドキャップと，
前記エンドキャップが取り外された場合，前記中央キャビティ内に係合可能な前記スプリングと，
前記エンドキャップが取り外された場合，前記中央キャビティ内に係合可能な前記ピストンとを備える組み立て可能な構成要素から成ることを特徴とする請求項３記載の気体流を計量するための装置。
【請求項１２】
異なる圧力レベルの前記加圧気体供給源を動作させるため，及び前記ピストンを適切に移動させるために，前記装置を適応させる手段をさらに備え，
力が異なるスプリングを使用することによって前記スプリングの付勢力を変更すること，ピストンにより遠い，又はより近い端壁を備えたエンドキャップに変更すること，表示の間隔が異なる本体を使用すること，凹部をより小さく，又はより大きくした，すなわち前記気体流に対して反発する面積が変化するピストンを使用すること，吸気導管の最も狭い地点のサイズを変更すること，あるいはより大きいか，又はより小さい表面領域の凹部を成すために係合するピストン及び中央キャビティの直径を変更することのうちの１つ又はそれらの組み合わせを含み，それにより前記装置を，予想される前記気体供給圧力で，前記ピストンを前記距離だけ移動するように適応可能であることを特徴とする請求項１１記載の気体流を計量するための装置。
【請求項１３】
前記カニューレに直接係合される請求項３記載の気体流を計量するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，導管を通る気体流に関する視覚信号を供給する流量計に関する。より詳細には，従来から装着している患者に対して非常に低い圧力及び気体量を使用するカニューレを通る気体の流れに関して，人間の目で視認可能な視覚的情報を供給する流量計に関する。この装置は，鼻又は口に取り付けられたカニューレと，可撓性導管を通してカニューレに送達される圧縮酸素供給との間で係合するように適応される。この装置は，実際の酸素の連続的な流れ及び量の確認を容易に読み取れるようにする。
【０００２】
本明細書は，2006年3月10日付で出願の，米国仮出願第60/780,980号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
流量計は，圧縮された供給源から気体の流入先まで導管を通る気体流を示すために頻繁に使用される。一般的に，計器構成要素の計器内のいくつかの動きにより，計器の検査で使用中の気体流を確認することができる。しかし，こうした使用の大部分において，高圧供給源から送られる気体の量及び圧力は，何らかのタイプの機械的に起動された計器に，ユーザに供給するか，又は装置を使用する導管を通して高圧供給源から送られる気体の量及び圧力に関する動き又は視覚的情報を与えるのには十分ではない。
【０００４】
従来の呼吸装置用の流量計は，通常，適切なサイズの導管内を前後に移動するボールを使用する。この移動ボールは，気体流を確認するために計器の近傍などの距離から視認可能である。ネルソン流量計などのこうした計器は，通常，約2.5インチ（6.35 cm）の長さのテーパ管内部のボールを使用する。管の側面に沿って，高さの目盛りが刻まれる。この計器は，酸素の流れを調節することができる流量計の基部に配置された弁と組み合わせて使用される。
【０００５】
典型的な流量計を動作させるために，ユーザは，ユニットを垂直に保持し，次に，適切な高さの目盛りに隣接した静止位置に浮動ボールを配置するようにニードル弁を調整しなければならない。航空機内などのように高さが変化する場合，周囲空気中の量に対して，酸素の適切な流れを可能にするように，流速はそれに応じて再調整される。設定後，流量計は任意の場所に設置可能であるが，垂直ではない場所に設置されると動作せず，酸素が実際に流れているかどうかが示されない。したがって，ユーザ又は管理者には，流れ自体があるのかどうか，またさらに詳しく調べた場合，患者又はユーザに健康をもたらすのに十分な気体の流れがあるのかどうかが容易にはわからない。また，ユーザの近傍にいる，航空機の客室乗務員などのユーザの健康管理の責務を負う人物にとって，酸素が実際に乗客に流れているかどうかを確かめることも困難である。こうした状況では，ユーザへの実際の酸素の流れ，またさらに詳しく調べた場合，十分な流速があるかどうかを確かめるための，ユーザ又は管理者に対する連続的な視覚的情報はない。非常に短時間でも酸素がなければ，死亡又は意識不明に陥る可能性があるため，このような状況はユーザにとって極端に危険である。
【０００６】
加圧供給源からユーザ又は装置に送られる気体には，他のタイプの流量計も存在する。多くのこうした装置は，高圧供給源から低圧流入先までの導管を通った気体流の量及び強さを測定するために，電子センサ又は計量構成要素を使用する。しかし，これらの計器は，高圧供給源に接続され，該高圧供給源から呼吸しているユーザが，呼吸マスクを供給している導管内に低い圧力及び量の流れが実際にあるかどうかを連続して確認できないという点で，上記ボール型計器と同じ問題を抱える。したがって，管理者又は第三者も同様に，ユーザが必要な場合に酸素を得ているかどうかを確認するという問題を抱える。すなわち，ユーザが，連続した酸素補給を是非とも必要とする病院の患者又はそれ以外の病人である場合，重症となる結果をもたらすことになる。
【０００７】
したがって，今もなお，カニューレと酸素供給源との間の低圧導管内で動作する改良型の酸素又は気体流量計が求められている。このような動作をするこうした装置は，ユーザに酸素を送る導管を通った実際の流れに関して，連続してリアルタイムで容易に視認可能なフィードバックを提供するものでなければならない。こうした装置は，第三者の距離から，あるいはユーザ又は患者の至近距離から，患者又はユーザへの実際の流れがあることを確認するために，容易に読み取れるものでなければならない。さらに，こうした装置は，部屋の向こう側又は患者のベッドの横にいる管理者が，供給源からの，及び患者が装着しているカニューレへの実際の流れ，及び十分な連続する酸素の流れを容易に確認できるような，十分な視覚的情報又は表示(indicia)，並びに，使用中の十分な作動を行うものでなければならない。さらに，こうした装置は，酸素供給源から，鼻又は口を覆って使用されるカニューレへの供給導管に容易に係合できるか，又はカニューレ自体に係合可能でなければならない。
【０００８】
さらに，こうしたシステムには，垂直，斜め，又は水平のいかなる方向に装置が向けられていても，酸素の流れの視覚的情報を連続して供給するのに十分な大きさのディスプレイ及びゲージの移動がなければならない。次に，酸素補給に生命の維持を依存している患者，航空機の乗客，及びその他の者は，ここで使用される現在の流量計を利用すれば容易に気付くことのできる，呼吸している空気が気付かれずに中断してしまうという危険を避けることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の１つの目的は，任意の角度で動作し，人間の視力で読み取り可能な，患者又はユーザへ，酸素の流れの一定の視覚確認をもたらす改良型計量装置を提供することである。
【００１０】
本発明の１つの目的は，部屋の向こう側から，又はベッドにいる患者の近傍にいる人物から，容易に視認可能な酸素の流れを確認する，こうした視覚的情報をもたらす装置を提供することである。
【００１１】
本発明のさらなる目的は，カニューレ及び呼吸マスクなどに供給する，従来の可撓性チューブへの挿入が可能であり，こうした個人の酸素補給の非常に低い圧力及び流れの特徴で作動するような装置を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は，意図される供給システムで実行するために係合可能な部品を組み立てることによって調整できる，非常に低い圧力及び流速で動作可能な酸素監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書に開示及び説明されている内容を使用する装置及び方法は，カニューレ又はマスクへの酸素供給に使用される，非常に低い圧力及び量レベルの視覚インジケータを提供するために，空気作動式の付勢ピストンを備えることによって，可視キャビティ内に十分な移動をもたらすという上記目的を達成する。好ましい形態では，装置は患者に顔装着型カニューレ，鼻装着型ディスペンサ，又は顔装着型酸素マスクを供給する可撓性導管内に挿入するように適応される。装置のほぼ透明な本体部分の上には表示が設けられ，加圧供給源から低圧のマスク又はカニューレ排気口への，システム内での実際の酸素の流れを視覚的に示すために，該表示は，移動ピストンと組み合わせて位置及び動きを観察する準拠枠(frame of reference)として動作する。
【００１４】
円筒型本体部分の内部を移動するべく適応された独自の円筒形ピストンによって，患者及び同様の顔装着型酸素供給装置内で使用される，たとえ極端に低い圧力下であっても，容易に視認して理解される視覚信号が供給される。したがって，この装置は，現在の機械的に複雑な電子構成要素では障害を起こすような非常に低い圧力及び様々な角度で動作する。装置の本体は，透明な壁面，又は，中央キャビティを画定するために透明な，該壁面の少なくとも一部を使用する。この透明な表面部分によって，移動及びピストンの相対位置の準拠枠として，本体の定位置に固定された表示に対する中央キャビティ内で連続的に移動するピストンの位置を視認可能である。
【００１５】
従来のカニューレ及び顔装着型補助酸素供給装置で使用される非常に低い圧力及び量の下での酸素供給によるピストンの移動は，本体及びピストン構成要素の新規で独自の相互作用によって達成される。ピストンは，スプリングなどの本体内部に収容された付勢手段と係合させるために，一方の側面上に適応される。付勢手段は，より高い圧力を供給する方向にピストンを導管に連続的に付勢する。すべての現在の好ましい装置の形態では，ピストンの反対側面上に，ピストンの円周縁部よりもピストンの付勢端部方向に低くなった，椀状又は凹形の表面が形成される。この凹形表面は，ピストンの吸気側にポケットを形成し，本体の吸気側に供給される，流入する酸素供給源と連通するピストン側面上の有効な表面積を増やすための手段として作用する。
【００１６】
吸気導管は，本体の吸気側から，可動ピストンによって占有された中央チャンバへと軸方向に連通する。現在の好ましい装置の形態では，吸気導管は，最も広い地点から狭い地点へと狭くなっている，すなわちテーパ状になっているという点で，フラスト(frusto)円錐型である。吸気導管の最も広い部分の直径は，加圧酸素供給源と連通しているチューブ又は他の導管と気密係合で連通するような位置に定められる。吸気導管の最も狭い地点は，移動ピストンを収容する中央チャンバと連通するべく配置される。このように吸気導管を狭くすることによって，ピストンの凹形表面上の中央位置で加圧酸素の流れを集束させるためのレンズが提供される。このように，吸気導管の断面積を一定に減少させるテーパ形状は，ベンチュリ効果を利用して，吸気導管からピストンの低くなった凹形表面の中央へと通じる，酸素の集束される流体流の方向性のある速度を上昇させる働きもする。
【００１７】
流体流の速度を上昇させるために吸気導管が連続して狭くなり，この高速の流体流を，凹形表面の最もくぼんだ部分である中央部分に集束させ，この凹形表面によって提供される，より広い寸法面積を使用する，この独自の配置構成を，凹形表面が提供する流体流の力を捕らえる機能と共に使用することにより，この組み立て装置は，典型的な医療用カニューレで使用される，非常に低い圧力及び低い量の範囲内で動作することができる。さらに，中央キャビティ内部に係合された移動付勢ピストンにより，この装置を事実上どのような角度でも動作できるようにする。人間は，動き回ったり，ボール型の流量計では動作不能になるような無数の角度に自分の頭を動かしたりする傾向があるため，これは非常に重要である。
【００１８】
吸気開口部の狭い断面積から本体の中央キャビティに入った酸素は，はじめに凹形表面に衝突し，次にピストンの側面を通過して中央キャビティの第２の端部へと進む。中央キャビティの第２の端部は，排気導管と連通している。この排気導管は狭くする必要がない。
【００１９】
本体の外側は，吸気及び排気の両方の端部で，従来の可撓性カニューレ又は酸素マスク供給チューブの軸方向キャビティ内部との摩擦係合又はその他の気密係合に適応される。これによりこの装置は，既存のシステムをわずかに修正するか，又は，まったく修正することなく，ユーザに低圧及び低量の酸素を供給するように動作する，大多数の従来の病院用及び航空機用カニューレ型装置の設置基盤と容易に係合できる。
【００２０】
上記説明に関して，本明細書で開示された発明の少なくとも１つの好ましい実施形態を詳細に説明する前に，本発明が，その適用範囲を，以下の説明又は図面に示された詳細な構造及び構成要素の配置構成に限定されないことを理解されたい。本明細書で説明される発明は，他の実施形態が可能であり，当業者に明らかとなる様々な方法で実施及び実行可能である。また，本明細書で使用される語法及び用語は説明のためのものであり，限定するものであると看做すべきでないことを理解されたい。
【００２１】
したがって，当業者であれば，本開示が基本とする概念が，本開示の装置のいくつかの目的を実行するための他の構造，方法，及びシステムの設計の基本として容易に利用できることが理解されよう。したがって，特許請求の範囲は，本発明の精神及び範囲を逸脱することのない限り，同等の構造及び方法を含むものと看做されることが重要である。
【００２２】
これら及び今後明らかとなる他の目的及び利点は，以下でより詳細に説明及び請求される構造及び動作の細部にあり，全体を通して同じ符号が同じ部分を示す，その一部を形成する，添付の図面を参照しなければならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
ここで，ユーザ用のカニューレ又は他の顔装着型呼吸補助構成要素（図示せず）と，加圧気体又は酸素を供給するマスク，カニューレ，あるいは鼻投薬構成要素との間の酸素流に関する空気作動式のアナログ視覚インジケータを提供する，装置１０を開示する図１〜図４を参照する。
【００２４】
装置１０は，酸素補給が必要なほとんどの患者又は航空機の乗客によって装着される，顔装着型カニューレ又は酸素マスクあるいは鼻用カニューレに供給する可撓性導管１２内に挿入することによって，気密係合するように適応される。文字又は数字１４，線，及びその他の形の表示は，ほぼ透明な本体１６，又は透明な部分１３を備えた本体を形成する外部壁面に沿って動作可能なように配置される。本体１６は，単一構造とするか，又は図４に示すように複数の部片から成るものとすることができる。この表示は，数字１４又は文字を成す本体１６に刻印された表面と，文字，数字，又は隆起部を形作る，本体１６の壁面上の突条１５と，印刷，シルクスクリーン，又は他の押印された，あるいは他の方法で本体１６に付与された数字１４とから成るグループからの，表示インジケータのうちの１つ又はこれらの組み合わせとすることができる。当業者であれば，プラスチック構成要素上に表示を付与するための多くの手段があり，それらすべてが本発明の範囲内にあるものと予期されることが理解されよう。
【００２５】
表示と移動ピストン１８及び透明な本体１６のすべて，又は部分１３とが組み合わされて，可撓性導管１２を通して患者が装着する顔用マスク又はカニューレへと送られる，装置１０の中央キャビティ２０を吸気端部２２から排気端部２４へと通過する，酸素又は他の気体の流れを示すための手段が提供される。透明な本体１６上の固定された表示に対してピストン１８又はストライプ１９を視認し易いように彩色を施すことによって，表示に対して透明な本体を通過するその位置及び動きが，装置の近傍位置から，あるいは部屋又は通路の向こう側からでさえ容易に視認可能である。装置１０の好ましい形態では，酸素供給源からピストン１８を移動させるだけの十分な流れが入り，それによって，透明な部分１３を通過するストライプ１９又はピストン１８が視認可能な場合に，ピストン１８又は該ピストン１８上のストライプ１９が占有する領域内で，本体１６の部分１３は透明である。この形態では，ユーザ又は管理者，あるいは第三者に，ストライプ１９あるいは色付けされた部分，又はピストン１８が視認可能な場合，彼らはピストン１８の色付けされた部分が視認可能なことから，取り付けられたカニューレに酸素が供給されていることが即時にわかる。これとは逆に，ストライプ１９又はピストン１８の色付けされた部分が視認できない場合，何かが故障していること，及び酸素の供給をチェックすることが即時にわかる。テストによって，視認する人が装置１０から３フィート(91.44cm)以上離れている場合に，このように視認可能なことがわかっている。したがって，酸素が装置１０を通って，ユーザの装着しているカニューレ又はマスクまで流れている場合，管理者又は責任者が，ユーザの近傍位置から，あるいは３フィート以上の距離から，色付けされたピストン１８又はストライプ１９が適切な位置にあることを目で追って探すだけで，その流れを連続して監視することができる。
【００２６】
好ましくは，ピストン１８又は，その外部側面周囲のストライプ１９などの部分は，本体１６の透明な壁面を通して容易に視認可能な赤又は蛍光の緑やオレンジ，あるいは他の視認し易い色などの鮮明な色で彩色が施される。視認する人が，透明な本体１６及び／又は該本体１６の透明部分上の表示に対する，中央キャビティ２０内を移動するピストン１８の位置及び／又は動きを使用して，ユーザに近い位置から，又は部屋の向こう側から，ユーザへの適切な流れを確認することができる。これにより，ユーザの健康及び安全に関する責務を負う医療担当者又は他の人物が，患者又はユーザが意識を失うか，あるいはその他の形で危害を受ける前に，酸素供給に関する問題を確認できるようになる。
【００２７】
ピストン１８は，上記のような表示に対して視認した場合に上記ユーザへの適切な流れの視覚的情報を供給するために，本体１６の中央キャビティ２０内部を移動するように適応される。ピストン１８は，スプリング２６などの付勢手段との係合のために，排気２４に最も近い第１の側面上で適応される。スプリング２６は，透明部分１３又は表示の近傍などの視認可能な位置までの移動を可能にするために，表示のマーキングに対して，吸気端部２２からの加圧気体に対する適切な付勢を生み出すように修正され，それにより，低い供給圧力(15〜22psi)及び従来の低い流速（1〜15リットル／分）での，カニューレ型装置の中央キャビティ２０を通る，患者又はユーザまでの気体の適切な流れが示される。平均15〜22ポンドの供給圧力は，海抜0メートルでの大気圧よりわずかに高いだけであり，特に使用中の装置に想定される様々な角度では，ほとんどの計器で連続して正確に監視することが困難である。したがって，付勢スプリング２６は，少なくとも，また好ましくは，たとえこうしたカニューレ装置の非常に低い圧力及び流速であっても，何らかの気体の流れを示すために，ピストン１８を表示に対して定位置に配置するように十分な付勢する。ピストン１８の重量が，スプリング２６を移動又は圧搾しないだけの十分な軽さであることも重要である。これは，装置１０が，使用中に任意の角度で動作するように意図されているためである。現在，装置１０の好ましい形態は，重量がほぼ0.0022ポンド（0.9988グラム）のピストンが，0.01psiの力でスプリング２６によって付勢されることを特色としている。
【００２８】
装置１０の機能にとって特に重要なことは，スプリング２６の反対側及び吸気端部２２の最も近くに，ピストン１８の端壁２８があるという寸法上の特徴である。これは，カニューレ供給の非常に低い圧力が，一般に，動作可能な形態でピストン１８を移動させるのに十分な力，特に，酸素が患者又はユーザに供給されていることを確認するために当事者によってある距離から容易に視認可能な十分な距離の移動を与えないためである。現在では，患者又はユーザへの酸素の流れを確認するために，管理者又は第３者によってある距離から視認するのに十分な距離はほぼ0.25インチ(0.635 cm)であること，したがって，好ましい最低距離であることが特定されている。もちろん，中央キャビティをさらに長くして，動きをより大きくすることもできるが，それには装置も長くしなければならず，場合によっては望ましくない可能性がある。
【００２９】
装置１０のすべての好ましい形態では，端壁２８は，該端壁２８の凹形表面によって深さが画定される凹部を形成するよう寸法決めされる。実験時にわかったように，装置１０の機能にとって，装置を低圧，低量環境のカニューレ酸素供給で動作できるようにすること，及びピストン１８を視認可能なように移動させることが最も重要である。端壁２８の凹形表面は，これにより，加圧気体の流入する流れが力を働かせることのできる端壁２８の表面積を明らかに増加させ，それにより，患者又はユーザへの酸素の流れを確認するため，ある距離から又は少なくともユーザの近傍にいる場合に，動き又は適切に固定されたピストンを，容易に視認可能なピストンの移動距離だけスプリング２６又は他の付勢手段の抵抗に対してピストン１８を前後に移動させるために，端壁２８の凹形表面は最も重要である。ある距離から視認し易いようにピストン１８を改良することは，本明細書で説明したような試みにおいても役立ち，装置１０の最良の形態において好ましい。
【００３０】
端壁２８上に流入する気体の流れによって生成される力及びピストン１８の移動をさらに大きくすることは，本体１６の吸気側２２から移動ピストン１８を収容する中央キャビティ２０へと軸方向に連通する吸気導管３０のテーパ状の寸法的特徴である。装置１０の現在の好ましい形態での吸気導管３０は，加圧酸素供給源との気密係合に連通する最も広い地点から，本体１６及びキャビティ２０のほぼ中心の軸で中央キャビティ２０と連通する最も狭い地点へと，サイズがテーパ状になる内面を有する。図示のように，吸気導管３０の内面を狭くすることは，フラスト円錐形状において最も広い地点から最も狭い地点へと，吸気導管３０の内径を連続して減らしていくことによって達成される。このように吸気導管３０を狭くすることにより，中央キャビティ２０に流入する加圧酸素又は気体の流れを，ピストン１８の端壁２８の凹形表面の中央部分に直接集束させる，レンズ又は手段が提供される。吸気導管３０を狭くすることにより，くぼんだ凹形端壁２８の最も低い地点で気体の力を集束させることに加えて，吸気導管３０から，ピストン１８の端部にあるくぼんだ凹形表面によって提供される，端壁２８への方向性のある圧力流の速度を上昇させるための手段も提供される。集束を付与する吸気導管３０を狭くすることと，凹部によってもたらされる端壁の表面積の拡大による気体流の加速とのこの独自の組み合わせによって，ピストンを移動させるための力が増加し，それにより，患者の酸素供給の低圧，低量条件で機能する装置の能力が大幅に向上する。この方向性のある力が増加することによって，流れを視覚的に確認するのに十分な中央キャビティに沿った距離をピストン１８が移動できるようになる。側壁に沿って視認可能なピストンのこの距離の移動により，管理者によってある距離から視認すること，及び，確認することができる容易に読み取り可能な信号又は計器が提供される。さらに，従来のボール型流量計とは異なり，移動ピストン１８を使用する装置１０は，ユーザが位置付ける可能性の高い任意の角度で動作することになる。
【００３１】
吸気導管３０から中央キャビティ２０に入り，端壁２８の凹部に集束された酸素は，端壁２８から跳ね返った後，ピストン１８の端壁２８の周囲，及びピストン１８の側面と中央キャビティ２０の壁部との間に形成された空隙を通って送られる。この空隙は，気体流がピストンを通過できる一方で，依然としてピストン１８が中央キャビティ２０内を動作可能に摺動又は移動できるようなサイズである。装置の現在の好ましい形態での最適な空隙は，0.013〜0.017インチ(0.033〜0.043 cm)である。好ましくは，ピストン１８の直径は，中央キャビティの直径の８５〜９５％を占有するようなサイズであり，実験によれば，中央キャビティ２０の断面積のほぼ９０％を占有する装置が現在の最良の形態であることがわかっている。ピストン１８の周囲のキャビティの１０％を，ピストンを通過して気体を患者又はユーザへと送るために充てることにより，通過に十分な領域が与えられると同時に，ピストンが，移動時に制限されるのを防ぐような形で，中央キャビティ内部で十分に支持される。それによって酸素は，本体１６の排気端部２４に最も近い中央キャビティ２０の第２の端部へと進み，カニューレ又は顔用マスクへの排気導管３２に連通する。
【００３２】
本体１６の外部は，吸気端部２２及び排気端部２４の両方で，カニューレ酸素供給に使用される従来の可撓性導管１２の軸方向のキャビティ内部の摩擦気密係合用に適応される。もちろん，当業者であれば，気密係合のための他の手段も適用可能かつ，予見され得る。
【００３３】
吸気導管を狭くすることで，流入する気体の集束を向上させ，流入する気体流の速度を上昇させ，かつ，さらに集束されたより高速な気体の供給を捕らえる端壁表面を増加させる装置１０は，事実上いかなる角度でも連続した酸素の流れの視覚的情報又は確認をもたらすために，表示及びピストン移動に関連して動作する。動作時のピストンは，呼吸しない場合は静止位置へと移動し，呼吸した場合はわずかに前後に移動することになる。装置は，図４に示すように，単一又は固定された本体１６，あるいは複数の組み立て可能な構成要素の形を取ることができる。
【００３４】
図４に示すように装置が設けられた場合，該装置は，エンドキャップ２７と可動式に係合可能な本体１６を特徴とする。特に好ましい形態の装置１０に示すように，エンドキャップ２７は，該エンドキャップ２７のスロット内に係合される本体１６の外側にある突条２９を使用する，バヨネット(bayonet)装着用に適応される。エンドキャップ２７内部に対するスプリング２６からの力が，エンドキャップ２７に対して堅固に装着された突条２９を維持する。本形態の装置では，スプリング２６をピストン１８により近く，又はより遠くに係合するエンドキャップ２７の端壁の間隔を空けることによって，スプリング２６の付勢力を変化させるための手段も提供することができる。
【００３５】
さらに，組み立て可能な構成要素のキットとして，装置１０は，現場で使用される酸素供給圧力用の両方のチューブ直径について現場に合わせた注文製作が可能である。特定の場所で個々の流入する圧力の特徴に合わせて動作するように装置を適応する手段は，力が異なるスプリングを使用することによって内部スプリング２６の付勢力を変更すること，あるいはピストン１８により遠い，又はより近い端壁を備えたエンドキャップ２７に変更すること，あるいは表示１４の間隔が異なる本体１６を準備すること，あるいは凹部をより小さく，又はより大きくした，すなわち，流入する集束された気体流に対して反発する面積が変化するピストン１８を使用すること，あるいは吸気導管３０の最も小さい部分のサイズを変更すること，あるいはより大きいか，又はより小さい表面積の凹部を準備するためにピストン１８及び中央キャビティ２０の直径を変更することのうちの１つ又はそれらの組み合わせによって，意図された目的のため，並びに，供給された気体圧力及び使用されるカニューレ又は顔用マスクで機能するべく，装置１０を適応するために提供される。こうしたケースでは，装置１０は，異なる付勢率を備えた複数のスプリング２６，異なる凹部深さを有する複数のピストン，ピストン１８からのスプリング２６の係合に異なる間隔を準備する複数のエンドキャップ２７，あるいは，異なるサイズの吸気導管２０を備えた複数の本体を有するキットとして準備することができる。構成要素の任意の１つ又はそれらの組み合わせを変更することで，組み立て装置１０の動作特徴が変更されることになる。
【００３６】
以上，本発明のすべての基礎的な特徴及び機能について，その特定の実施形態を参照しながら図示及び説明してきたが，上記開示では修正の範囲，様々な変更及び置換が意図され，場合によっては，上記のような本発明の範囲を逸脱することなく，それに応じて他の要素をそのまま適用せずに本発明の様々な要素が適応可能であることは明らかであろう。当業者であれば，本発明の精神又は範囲を逸脱することなく，様々な置換，修正，及び変形を行うことができることも理解される。したがって，こうした修正及び変形及び置換は，すべて，添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】透明な材料内の本体，並びに，内部構成要素及び配置構成を示す気体流量計測装置を示す斜視図である。
【図２】ピストンの凹形表面と，流体速度を上昇させるため，及び凹形表面の中央部分に流入する気体を集束させるための導管の狭くなった端部とを示す線２−２の側面図である。
【図３】図１からの装置の対向端部の斜視図であり，患者への適切な酸素供給を示す移動した位置のピストンを示す。
【図４】意図された設置用に注文製作できるように，必要に応じて組み立て又は分解されるように適応される装置の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  装置
１２  可撓性導管
１３  透明部分
１４  数字
１５  突条
１６  本体
１８  移動ピストン
１９  ストライプ
２０  中央キャビティ
２２  吸気端部
２４  排気端部
２６  スプリング
２７  エンドキャップ
２８  端壁
２９  突条
３０  吸気導管
３２  排気導管
【図１】
2007236922.tif 000003
【図２】
2007236922.tif 000004
【図３】
2007236922.tif 000005
【図４】
2007236922.tif 000006