(57)【要約】  本発明は、気体のストリームを加湿するための加湿アセンブリを提供する。加湿アセンブリは、気体のストリームが当該加湿アセンブリを通過する際に、当該気体のストリームを直接加熱するために当該気体のストリーム中に配置されるよう構築された加熱エレメントと、当該加熱エレメントに設けられた、又は加熱エレメントの近くに設けられた流体供給部と、を含む。
2012513236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体のストリームを加湿するための加湿アセンブリであって、
−当該気体のストリームが前記加湿アセンブリを通過する際に当該気体のストリームを直接加熱するために、当該気体のストリーム中に配置されるよう構築された加熱エレメントと、
−当該加熱エレメントに、又は前記加熱エレメントの近くに設けられた流体の供給部と、
を有する加湿アセンブリ。
【請求項２】
前記加熱エレメントが当該加熱エレメントを通過する前記気体のストリームを収容するよう構築された多孔質の構造体を有することを特徴とする、請求項１に記載の加湿アセンブリ。
【請求項３】
前記加熱エレメントが概して平面構造体で構成されることを特徴とする、請求項２に記載の加湿アセンブリ。
【請求項４】
前記加熱エレメントは通常、薄く、可撓性があり、概して非平面構造体で構成されることを特徴とする、請求項２に記載の加湿アセンブリ。
【請求項５】
前記加熱エレメントが炭素繊維の加熱エレメントを有することを特徴とする、請求項４に記載の加湿アセンブリ。
【請求項６】
前記流体が水を有することを特徴とする、請求項１に記載の加湿アセンブリ。
【請求項７】
前記流体が医薬用の流体を有することを特徴とする、請求項１に記載の加湿アセンブリ。
【請求項８】
前記気体のストリームが吸気ガスを有することを特徴とする、請求項１に記載の加湿アセンブリ。
【請求項９】
前記流体が、前記加熱エレメントと直接接触するように配置されたフィルタエレメント、又は当該加熱エレメントに近接して配置されたフィルタエレメントに供給されることを特徴とする、請求項１に記載の加湿アセンブリ。
【請求項１０】
気体のストリームを加湿する方法であって、
−当該気体のストリームが加熱エレメントを通過する際に直接当該気体のストリームを加熱するステップと、
−前記加熱エレメントに、又は当該エレメントの近くに流体の供給部を設けるステップと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記加熱エレメントが、当該加熱エレメントを通過する気体のストリームを収容する多孔質の構造体を有することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記加熱エレメントが、前記流体のー部を吸収するよう構築されていることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記加熱エレメントが概して平面構造体で構成されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記加熱エレメントは、概して薄く可撓性があり、概して非平面構造体で構成されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記加熱エレメントが炭素繊維の加熱エレメントを有することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記流体が水を有することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記流体が医薬用の流体を有することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記気体のストリームを直接加熱するのに先行して、当該気体のストリームをフィルタエレメントに通すことによって当該気体ストリームを濾過するステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記気体のストリームが吸気ガスを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
気体のストリームを加湿する方法であって、
−前記気体ストリーム中に配置される加熱エレメントを設けるステップと、
−前記気体ストリーム中に配置されるフィルタエレメントを、前記加熱エレメントと直接接触して、又は前記加熱エレメントに近接して設けるステップと、
−湿気を前記フィルタエレメントへと提供するステップと、
−前記気体のストリームを前記加熱エレメント及び前記フィルタエレメントに導くステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して気体のストリームを加湿するための加湿アセンブリに関する。とりわけ、本発明は一体型の熱源を有する加湿アセンブリに関する。本発明は、気体のストリームを加湿する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
空気伝搬性の疾患（例えば、SARS、鳥インフルエンザ）のより高い発病率及び認知度は、患者が吐き出した気体（ガス）の機械的な換気による濾過を一部の健康管理の環境において必要条件とした。吐き出されたガスは、一般に37℃で且つ100％に近い相対湿度で換気ユニットに達することがある。したがって、斯様なアプリケーションで使用するインラインのフィルタは、湿気に耐え得ることを必要とする。インラインのエアゾール薬物の投与も、フィルタエレメントが、同様に湿気を受ける結果となることがある。フィルタエレメントの濡れは斯様なフィルタエレメントを弱体化させ、フィルタ媒体を破ることがある。濡れたフィルタエレメントはまた、患者が（呼気又は吸気の際に）空気をフィルタエレメントに強制的に通過させるのをより困難にすることがある、より高い流体抵抗をもっている。
【０００３】
別の懸念は、換気デバイスに付属するダクト又は配管中における結露の形成であり、及びフィルタエレメントの下流にあるコンポーネント（限定されるものではないが、例えばフローセンサ）上での斯様な結露の負の効果である。斯様な結露を回避するために、換気デバイス内を流れるガスの温度を上げることが望ましい。
【０００４】
このように、湿気を受ける場合、フィルタの保全と低い流体抵抗とを維持することができ、同時に換気デバイス内で水滴の滴下を防止するために、出てゆくガスの温度を上昇させる細菌用フィルタを呼気ガスの経路に配置することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
知られているデバイスは、フィルタエレメントを乾燥させるように保ち、且つ呼気ガスの温度を上昇させることを試みて、フィルタのハウジングを加熱する。印加されたエネルギの一部が、媒体及びガスを加熱するために用いられるよりはむしろ周囲の環境で失われるので、斯様なデバイスは通常非効率的である。ガス温度の上昇が斯様な損失に起因して限定されるので、結露がフィルタの下流で依然として発生することがある。加えて周知のデバイスは、しばしば湿気をフィルタ媒体に集めることがある。
【０００６】
呼気ガスの濾過で使用するフィルタ及びフィルタアセンブリの分野に、このように改善のための余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施例では本発明は、ガスのストリームを加湿するための加湿アセンブリを設けている。当該加湿アセンブリは、ガスのストリームが同アセンブリを通過する際にガスのストリームを直接加熱するために、ガスのストリーム中に配置されるよう構築された加熱エレメントと、当該加熱エレメントか、又は同エレメントの近くに設けられた流体の供給部とを有する。加熱エレメントは、同エレメントを通過するガスのストリームを収容するよう構築された多孔質の構造体を有する。加熱エレメントは、概して平面構造で配置される。加熱エレメントは通常、薄く可撓性があってもよく、概して非‐平面構造で配置されてもよい。加熱エレメントは、炭素繊維の加熱エレメントを有してもよい。流体は水を含んでいてもよい。流体は医薬の流体を含んでいてもよい。ガスのストリームが吸気ガスを含んでいてもよい。流体は、加熱エレメントと直接接触して、又は同エレメントに近接して配置されたフィルタエレメントへと供給される。
【０００８】
別の実施例は、ガスのストリームを加湿する方法を提供している。当該方法は、ガスのストリームが加熱エレメントを通過する際に当該ガスのストリームを直接加熱するステップと、加熱エレメントに、又は同エレメントの近くに流体供給部を設けるステップとを含む。加熱エレメントは、同エレメントを通過するガスのストリームを収容する多孔質の構造体を有する。加熱エレメントは、流体の一部を吸収するよう構築されている。加熱エレメントは、概して平面構造で配置されている。加熱エレメントは通常、薄く可撓性があってもよく、概して非‐平面構造で配置されてもよい。加熱エレメントが炭素繊維の加熱エレメントを有してもよい。流体は水を含んでいてもよい。流体は医薬の流体を含んでいてもよい。当該方法は、ガスのストリームを直接加熱するのに先立ち、ガスのストリームをフィルタエレメントに通すことによって当該ガスのストリームを濾過するステップを更に含んでもよい。ガスのストリームが吸気ガスを含んでいてもよい。
【０００９】
更なる実施例は、ガスのストリームを加湿する方法を提供している。当該方法は、ガスのストリーム中に配置された加熱エレメントを設けるステップと、ガスのストリーム中に配置され、前記加熱エレメントと直接接触して配置されているか、又は同エレメントに近接して配置されているフィルタエレメントを設けるステップと、湿気を当該フィルタエレメントへ供給するステップと、ガスのストリームを加熱エレメント及びフィルタエレメントへと導くステップとを含んでいる。
【００１０】
添付の図面は本発明の好ましい本実施例を例示しており、上記の概要及び以下の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。図面全体にわたって示されているように、同じの引用番号は同じ部品又は対応する部品を表している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例によるフィルタアセンブリの簡略化された断面図である。
【図２】本発明の別の実施例によるフィルタアセンブリの簡略化された断面図である。
【図３】本発明の更に別の実施例によるフィルタアセンブリの簡略化された断面図である。
【図４】本発明の更なる実施例によるフィルタアセンブリの簡略化された断面図である。
【図５】本発明の別の更なる実施例によるフィルタアセンブリの簡略化された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願明細書において用いられる方向に関するフレーズ、例えば上部、下部、左、右、上の、下の、正面、背面、及びこれらの派生語は、限定されるものではないが、例えば図面に示されているエレメントの方位に関しており、本願明細書において明らかに詳述されていない限り、請求項を制限するものではない。
【００１３】
本願明細書において用いられているように、2つ以上のパーツ又はコンポーネントが一緒に「連結される」との記載は、直接か、又は1つ以上の中間のパーツ若しくはコンポーネントによってか、の何れかで、複数のパーツが一緒に接続される又は作動されることを意味する。
【００１４】
本願明細書において用いられているように、「数」という用語は1又は1よりも大きな整数（即ち複数）を意味する。
【００１５】
図1は本発明の一実施例によるフィルタアセンブリ10の断面図を示す。フィルタアセンブリ10は、同アセンブリを通過するガスのストリーム12を導くための導管11又は他の適切な構造部（限定されるものではないが、例えば剛性のあるプラスチックのハウジング、 可撓性又は剛性のある菅）の中に収容されている。ガスのストリーム12は、限定されるものではないが、例えば医療の患者からの呼気ガス又は吸気ガスを含んでいる。フィルタアセンブリ10は、同アセンブリを通過するガスのストリーム12の濾過を提供するために、当該ガスのストリーム12中に位置している。フィルタアセンブリ10は、第1のフィルタエレメント14と、第2のフィルタエレメント16と、両者の間に配置された加熱エレメント18とを含んでいる。フィルタエレメント14，同16の各々は概して平面構造であり、適切なフィルタ媒体20、同22をガスのストリーム12の濾過のために有する。斯様なフィルタ媒体の例としては、紙、多孔性のセルロース、セラミック・マイクロ・ファイバ、静電的に処理したポリプロピレンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。図1に描かれた実施例は第1のフィルタエレメント14と第2のフィルタエレメント16との両方に直接接触している加熱エレメント18を示しているが、本発明の範囲を逸脱することなく、フィルタエレメント14、同16の一方又は両方が、加熱エレメント18から離れて置かれてもよいことを理解されたい。直接接触が、ヒータからフィルタエレメントまで熱の最善の伝達を提供する一方で、2つのコンポーネントの間に空間があり、且つ充分な電力がヒータへ供給される場合も、満足できる効果が実現されることができる。
【００１６】
加熱エレメント18は、限定されるものではないが、炭素繊維の加熱エレメントなど、薄く、シート状で、概して可撓性で多孔質の構造を好ましくは有する。炭素繊維の加熱エレメントは織物のシートに似ており、ガスの流れに対して多孔性であるよう織られることが可能である。加熱エレメント18の炭素繊維は導電性があり、電圧差が繊維間にある場合、熱を発生させる。
【００１７】
加熱エレメント18の構造は、同エレメントが直接ガスのストリーム12中に配置されることが出来る構造である。加えて、斯様な構造は、加熱エレメント18が第1のフィルタエレメント14及び第2のフィルタエレメント16のフィルタ媒体20、同22に近接して、好ましくは直接接触して配置されることを可能にし、したがって、熱をフィルタ媒体20、同22に直接提供する。このように、図1の矢印12で示すように、湿気を伴ったガスがフィルタアセンブリ10の中を流れるとき、加熱エレメント18は湿った呼気のガスからの水分がフィルタ媒体20、同22に蓄積されることを防ぐ。当該媒体を乾燥した状態に保つことは、フィルタの故障及び劣化を減じることを助けると共に、フィルタアセンブリ10全体の流体抵抗の望ましくない増加を防止する。加熱エレメント18は湿気を伴うガスのストリーム12の温度も上昇させ、湿気を伴うガス12がフィルタアセンブリ10を出てゆき、下流にある換気コンポーネント（図示せず）と接触するので、これによって結露を防止する。
【００１８】
加熱エレメント18をガスのストリーム12中に直接配置することは、ガスのストリームが通過するハウジングを加熱し、したがってガスを一様に加熱するのではない周知のデザインよりも均一なガスのストリーム12の加熱を提供することを理解されたい。加えて、ガスのストリーム12中への加熱エレメント18の斯様な配置は、熱エネルギを気体のストリーム12へと伝達する際に、加熱エレメント18をより効率的に導管11及び/又は関連するハウジング（図示せず）の代わりに利用している。
【００１９】
フィルタアセンブリ10の設計は、様々な条件に対して最適な濾過特性を提供するために変更することができる。例えば図2は、図1に関連してこれまでに説明されたものと類似しているフィルタアセンブリ10´を示す。しかしながら図2に示されるように、フィルタアセンブリ10´は、3つではなく2つのコンポーネント、即ち加熱エレメント18及び第1のフィルタエレメント14のみを含む。図3は、図1の例と同様に3つのコンポーネント、即ち第1のフィルタエレメント14と、第2のフィルタエレメント16と、両者の間に配置された加熱エレメント18とを含むフィルタアセンブリ10"の例を示す。しかしながら図1に示された例とは異なり、フィルタアセンブリ10"の濾過面積を増すために、フィルタエレメント14及び同16は概して波形又は襞のある構造に形成された。図3に示すように、加熱エレメント18の一般的に柔軟な性質は、同エレメントがフィルタエレメント14、同16と一緒に斯様な波形又は襞のある構造に作られることも可能にする。したがって、本発明のフィルタアセンブリは、本発明の範囲から逸脱することなく、（限定されるものではないが、例えばフィルタエレメント及び/又は加熱エレメントの数及び/又は配置を変化させること、フィルタエレメント及び/又は加熱エレメントの寸法及び/又は構成を変化させることなど）所望されるアプリケーションの特定のニーズに従って変更してもよいことを理解されたい。
【００２０】
図4は、本発明の他の実施例による加湿アセンブリ50の断面図を示す。当該加湿アセンブリ50は、同アセンブリを通過するガスのストリーム52を導くための導管11又は他の適切な構造部内に配置されている。ガスのストリーム52は、例えばユーザの吸気用に供給されるガス（限定されるものではないが、例えば空気、空気/酸素の混合気、空気/酸素の混合気及び麻酔剤、ヘリウム/空気/酸素）を含む。ガスのストリーム52が加湿アセンブリを通過する際に熱及び湿度を当該ガスのストリーム52に提供するために、加湿アセンブリ50はガスのストリーム52中に位置している。加湿アセンブリ50は、ガスのストリーム52中に配置された加熱エレメント54を含む。これまでに説明された加熱エレメント18と同様、加熱エレメント54は、限定されるものではないが、炭素繊維の加熱エレメントなど、薄く、シート状で、概して可撓性で多孔質の構造を好ましくは有する。斯様な構造は、加熱エレメント54が図4に示すような平面構造で形成されることを可能にし、さもなければ、様々なアプリケーションの要求条件を満たすために所望される非‐平面構造（図示せず）で形成されることを可能にする。フィルタアセンブリ10、同10´、及び同10"とは異なり、加湿アセンブリ50は加熱エレメント54に、又は同エレメントの近くに設けられた流体の供給部60を更に含んでいる。好ましくは当該流体供給部60は、流体が加熱エレメント54によって一様に吸収されるような態様（限定されるものではないが、例えば噴霧、流動、滴下）で設けられている。このように吸収された流体は、次に、加熱エレメント54を通過する加熱された空気中へと蒸発できる。流体供給部60は、貯蔵部62又は他の適切なソースにより供給された液体状態にある、限定されるものではないが、例えば水又は薬物を有する。流体供給部60及び加熱エレメント54の相互作用により、加湿アセンブリ50は加熱且つ加湿された吸気空気を医療患者へ供給するために用いることができる。好ましくは、加熱エレメント54の有孔率と、流体供給部60が設けられている割合との組合せは、加湿アセンブリ50を通過する流れに対する抵抗を顕著に増やすことなく湿気をガスのストリーム52に加えるよう適切にされる。
【００２１】
図5は、加熱エレメント54と接触する位置にある、又は同エレメントに近接して位置する親水性のフィルタエレメント56と連動して使用される加湿アセンブリ50の別の実施例を示す。本実施例では、親水性のフィルタエレメント56が加湿アセンブリ50の流体供給部60を併合するように、流体供給部60が親水性のフィルタエレメント56に対して設けられている。濾過され、加熱且つ加湿された吸気空気を医療患者へと供給するために、斯様な配置が使用されることができると直ちに理解されることができる。
【００２２】
流体供給部60は加熱エレメント54又はフィルタエレメント56に供給されるものとして図4及び図5に示されているにもかかわらず、実際にはそうではなく、当該流体供給部60は加熱エレメント54又はフィルタエレメント56の近くに、本発明の範囲を逸脱することなく供給されることができる点を理解されたい。
【００２３】
本発明の好ましい実施例が、上記のように説明され例示されたが、一方、これらは本発明の典型例であることを理解すべきであり、限定するものとして考えられるべきではない。追加、削除、代替、及び他の修正が、本発明の範囲及び意図から逸脱することなく成されることができる。したがって、本発明は、前述の説明により限定されると考えられるべきではなく、添付の請求項の範囲により限定されるに過ぎない。
【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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【国際調査報告】
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