(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁を備える包被体内に、発熱体が収納され、
前記発熱体の外面と前記包被体との間に、該発熱体の外面と該包被体とが協働することにより、独立した複数の水通路が、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、形成されている、
ことを特徴とする加湿調整ユニット。
【請求項２】
請求項１において、
前記包被体が、前記発熱体の周囲において該発熱体の外面から外方に膨出する複数の膨出部を備え、
前記各水通路が、前記各膨出部と該各膨出部基端開口を覆う前記発熱体外面とで構成されている、
ことを特徴とする加湿調整ユニット。
【請求項３】
請求項１において、
前記発熱体の外面に、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、溝が形成され、
前記各水通路が、前記各溝と該各溝開口を覆う前記包被体とで構成されている、
ことを特徴とする加湿調整ユニット。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記包被体と前記発熱体の外面とが、隣合う水通路間毎において接合されている、
ことを特徴とする加湿調整ユニット。
【請求項５】
請求項４において、
前記発熱体の外面が、被覆樹脂により形成され、
前記包被体が前記発熱体の被覆樹脂に対して溶着されている、
ことを特徴とする加湿調整ユニット。
【請求項６】
請求項５において、
前記発熱体が電気的発熱体とされ、
前記被覆樹脂が前記電気的発熱体の絶縁体とされている、
ことを特徴とする加湿調整ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６において、
人工呼吸器における吸気回路内に配設されて、吸気ガスの加湿用として用いられる、
ことを特徴とする加湿調整ユニット。
【請求項８】
水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁を備え重合させることにより包被体を形成する一対の半割体を用意し、
前記一対の半割体を、発熱体を挟持した状態で重合して、該各半割体と該発熱体の外面との間に、該各半割体と該発熱体の外面とを協働させることにより、独立した複数の水通路を、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、形成し、
この後、少なくとも、前記各半割体と前記発熱体の外面とを、隣合う水通路間毎において接合する、
ことを特徴とする加湿調整ユニットの製造方法。
【請求項９】
水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁を有する有底筒状の包被体と、該包被体の開口側に対して施蓋可能なキャップ体とを用意し、
前記包被体内に発熱体を嵌合して、該包被体と該発熱体の外面との間に、該包被体と該発熱体の外面とを協働させることにより、独立した複数の水通路を、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、形成し、
次に、前記包被体と前記発熱体の外面とを、隣合う水通路間毎において接合し、
この後、前記包被体の開口側を前記キャップ体により施蓋する、
ことを特徴とする加湿調整ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加湿調整ユニット及び加湿調整ユニットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
加湿調整ユニットとして、特開昭６２−２６０７６号公報に示すように、周壁として、水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁を有する管が用いられるものがある。この加湿調整ユニットは、やや大きめの径を有する微孔保有周壁を備える１本の管を用意して、その管内に電気的発熱体（径は、少なくとも３ｍｍ以上）を配設するものとなっており、その使用に際しては、その管内と水供給源とを連通して、該管内を常に水で満たし、電気的発熱体の熱により管内からその微孔保有周壁を介して該中空繊維外に水蒸気を放出することになっている。
【０００３】
したがって、このような加湿調整ユニットを、例えば人工呼吸器の吸気通路内（吸気回路内）に用いれば、加湿機能が確保できるだけでなく、加湿調整ユニットの外形が管状となることを利用して、加湿調整ユニットを吸気通路にも配設することができることになり、加湿器として、大きな容積室を不要とすることもできることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の加湿調整ユニットにおいては、水蒸気の発生量の確保、発熱体の大きさ等を考慮して、やや大きめの径を有する管を用いなければならず、この管が破損したときには、許容できないある程度の量の水が管外に漏れざるを得ず、その漏水は種々の不都合を生じさせる。例えば、加湿調整ユニットを人工呼吸器の吸気通路に用いると、漏水により加湿機能が低下されると共に、漏水自体が吸気取込み側（人工呼吸器使用者側）に流れることになり、好ましいものとはならない。
【０００５】
本発明は上記実情を鑑みてなされたもので、その第１の目的は、従来の加湿能力を保持しつつ、破損したときでも、そのときに生じる不都合を著しく改善できる加湿調整ユニットを提供することにある。
【０００６】
第２の目的は、上記加湿調整ユニットを製造する加湿調整ユニットの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために請求項１の発明にあっては、
水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁を備える包被体内に、発熱体が収納され、
前記発熱体の外面と前記包被体との間に、該発熱体の外面と該包被体とが協働することにより、独立した複数の水通路が、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、形成されている、
ことを特徴とする加湿調整ユニットとした構成としてある。
【０００８】
請求項１の好ましい態様としては、請求項２〜７の記載の通りとなる。
【０００９】
上記第２の目的を達成するために請求項８の発明にあっては、
水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁を備え重合させることにより包被体を形成する一対の半割体を用意し、
前記一対の半割体を発熱体を挟持した状態で重合して、該各半割体と該発熱体の外面との間に、該各半割体と該発熱体の外面とを協働させることにより、独立した複数の水通路を、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、形成し、
この後、少なくとも、前記各半割体と前記発熱体の外面とを、隣合う水通路間毎において接合する、
ことを特徴とする加湿調整ユニットの製造方法とした構成としてある。
【００１０】
上記第２の目的を達成するために請求項９の発明にあっては、
水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁を有する有底筒状の包被体と、該包被体の開口側に対して施蓋可能なキャップ体とを用意し、
前記包被体内に発熱体を嵌合して、該包被体と該発熱体の外面との間に、該包被体と該発熱体の外面とを協働させることにより、独立した複数の水通路を、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、形成し、
次に、前記包被体と前記発熱体の外面とを、隣合う水通路間毎において接合し、
この後、前記包被体の開口側を前記キャップ体により施蓋する、
ことを特徴とする加湿調整ユニットの製造方法とした構成としてある。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁を備える包被体内に発熱体が収納され、発熱体の外面と包被体との間に、該発熱体の外面と該包被体とが協働することにより、独立した複数の水通路が、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、形成されている構成であることから、各水通路内に水を供給して発熱体により加熱さえすれば、各水通路から該水通路外に微孔保有壁を介して水蒸気が放出され、所望の加湿機能を適正に発揮できることになる。
その一方、複数の水通路の形成に際して、発熱体の外面が水通路の壁面の一部として利用され、発熱体を水通路内に収納配設する必要がなくなることから、発熱体の大きさが、各水通路の通路断面をできるだけ小さくすることに関して、制約となることもなくなり、各水通路の通路断面をできるだけ小さくすることができることになる。このため、包被体が破損、破断等したとしても、その包被体が覆う水通路から漏れ出す水の量を極めて少なくでき、加湿機能を低下させることも、その漏れ水によって不都合が生じることも、実質的に問題を生じさせない程度にまで改善できることになる。
したがって、従来の加湿能力を保持しつつ、破損したときでも、そのときに生じる不都合を著しく改善できる加湿調整ユニットを提供できることになる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、包被体が、発熱体の周囲において該発熱体の外面から外方に膨出する複数の膨出部を備え、各水通路が、各膨出部と該各膨出部基端開口を覆う発熱体外面とで構成されていることから、上述の請求項１と同様の作用効果を生じる他に、各膨出部によって、水蒸気放出面の表面積が増大され、加湿能力を向上させることができることになる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、発熱体の外面に、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、溝が形成され、各水通路が、各溝と該各溝開口を覆う包被体とで構成されていることから、前述の請求項１と同様の作用効果を生じる他に、各水通路の壁面を構成する発熱体外面の割合が増やされることになり、水通路の形状の安定性を高めて加湿性能の安定性を高めることができることになる。これにより、本加湿調整ユニットを、より高速の流れ領域においても使用することができることになる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、包被体と発熱体の外面とが、隣合う水通路間毎において接合されていることから、各水通路毎の独立性がより確実に担保でき、前述の請求項１、２、３の作用効果をより確実に得ることができることになる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、発熱体の外面が被覆樹脂により形成され、包被体が発熱体の被覆樹脂に対して溶着されていることから、両者の接合のし易さを利用して（包被体は、一般的には、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂により形成）、簡単に、包被体と発熱体の外面とを簡単に接合できることになり、上述の請求項４の作用効果を迅速に得ることができることになる。
【００１６】
請求項６の発明によれば、発熱体が電気的発熱体とされ、被覆樹脂がその電気的発熱体の絶縁体とされていることから、電気的発熱体の絶縁体を利用して、包被体を電気的発熱体の外面に溶着できることになる。
【００１７】
請求項７の発明によれば、人工呼吸器の吸気回路における吸気ガスを加湿する場合においても、前述の請求項１〜６と同様の作用効果を得ることができることになる。
【００１８】
請求項８の発明によれば、一対の半割体等を接合する等の工程を経るだけで、発熱体の外面と包被体との間に、独立した複数の水通路が、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、形成されることになり、前述の請求項１に係る加湿調整ユニットを簡単に得ることができることになる。
【００１９】
請求項９の発明によれば、包被体内に発熱体を嵌合する等の工程を経ることによって、発熱体の外面と包被体との間に、独立した複数の水通路が、該発熱体の周方向に間隔をあけて順次、形成されることになり、この場合にも、前述の請求項１に係る加湿調整ユニットを簡単に得ることができることになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は第１実施形態を示すものである。１は、患者の肺に接続されるアダプタ（図示略）と吸気ガス供給源（図示略）とを接続する人工呼吸器における吸気回路の吸気管（例えば、大人用においては、直径２２ｍｍ程度のものが用いられる）内に配設（例えば、患者近傍位置等、吸気管内の適宜位置に配設）される本実施形態に係る加湿調整ユニット１で、この加湿調整ユニット１は、発熱体２を包被体３により完全に包被する構成とされ、その大きさは、例えば、横幅１８〜２０ｍｍ程度、厚み２〜３ｍｍ程度、全長１ｍ程度とされている。
【００２１】
上記発熱体２は、本実施形態においては、図３に示すように、断面矩形の薄板状とされた延び形状とされており、幅広面、肉厚面の各側面は平坦面に形成されている。この発熱体２は電気的発熱体とされており、その発熱体２には、電気的に構成を満足すべく、電熱線４（ヒ−タ線）と、その電熱線４の周囲を囲む絶縁体５とが備えられている。電熱線４は、絶縁体５内部に配設されて電流の供給を受けることによって熱を放出する機能を有しており、発熱体２の一端側外方には、その電熱線４に接続される被覆状態の接続コ−ド６が延出され、その接続コ−ド６の先端部には電流供給コネクタ７の一方が設けられている。絶縁体５は、外部に対する絶縁性を確保しており、この絶縁体５としては、絶縁性を有する合成樹脂が用いられている。
【００２２】
上記包被体３は、水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁（例えば、空孔率５７．８％程度のもの）を備える一対の半割体を重合状態で液密に接合することにより構成されており、その材質には、本実施形態においては、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂が用いられている。この包被体３の形状は、前記発熱体２に対応して延び形状とされており、その内部に発熱体２が略密に完全に収納されている。
【００２３】
上記包被体３には、図２に示すように、前記微孔保有壁を用いて複数の膨出部８が形成されている。この複数の膨出部８は、包被体３の周回り方向において所定間隔毎に位置され、その各膨出部８は、その膨出状態を維持しつつ包被体３の延び方向に延ばされている。各膨出部８は、その基端開口が、包被体３内に収納される発熱体２の外面により覆われ、各膨出部８と発熱体２の外面とが、発熱体２の延び方向に延びる独立した水通路１０をそれぞれ画成することになっており、本実施形態においては、水通路１０は、図２に示すように、発熱体２の側面のうち、幅広面上だけでなく、肉厚面上においても形成されることになっている。一方、包被体３のうち、膨出部８以外の部分９は、発熱体２の外面に接触することになっており、その膨出部８以外の部分９が、発熱体２の外面との接触により各水通路１０相互の独立性を担保することになっている。この各水通路１０の一端側（図１中、左端側）開口は、包被体３の一端側（図１中、左端側）内部に臨んでおり、各水通路１０の他端側開口は包被体３を利用して閉塞されている。
【００２４】
前記包被体３と前記発熱体２の外面とは、該包被体３の膨出部８以外の部分９において接合されている。この接合は、隣合う水通路１０間毎において、各水通路１０に沿うようにして行われており（接合個所は、図２、図５において、符号１１をもって示す）、これにより、各水通路１０相互の独立性が一層高められることになっている。本実施形態においては、この接合として、包被体３、発熱体２の外面（絶縁体５表面）の両方に樹脂が用いられていることに着目して溶着が用いられている。勿論、接合のその他の態様として、接着剤等を用いるようにしてもよい。
【００２５】
上記包被体３（一方の半割体３ａ）には、図１に示すように、水供給ホ−ス１２が一体的に接続されている。この水供給ホ−ス１２の先端部にはコネクタ１３が設けられており、このコネクタ１３に対して、水供給源側コネクタ（図示略）が接続され、水供給源の水が包被体３の一端側内部に供給され、その水が、さらに、各水通路１０に導かれることになっている。
【００２６】
前記包被体３の一端側にはコ−ド挿通孔１４が形成されている。このコ−ド挿通孔１４を介して前記接続コ−ド６が延出されており、その接続コ−ド６と包被体３との間では液密性が十分に担保されている。この接続コ−ド６先端部における電流供給コネクタ７には、電源側の電流供給コネクタ（図示略）が接続されることになっており、これにより、電流が電熱線４に供給でき、その電熱線４からの放熱により各水通路１０が加熱されて、該各水通路１０から吸気管内の吸気ガスに水蒸気を放出させることができることになっている。このときの水蒸気の放出量は、水通路１０中の水蒸気圧と吸気管内中の水蒸気圧との差に基づき、自動的に調整されることになる。
但し、この電気的発熱体２によっては、吸気ガス温度は、所定温度以上、すなわち、患者にとって不都合な温度にはならないように設定されている。
【００２７】
したがって、加湿調整ユニット１においては、各水通路１０内に水を供給して発熱体２により加熱さえすれば、各水通路１０から該水通路１０外に微孔保有壁を介して水蒸気が放出され、所望の加湿機能を適正に発揮できることになる。
その一方、複数の水通路１０の形成に際して、発熱体２の外面が水通路１０の壁面の一部として利用され、発熱体２を水通路１０内に収納配設する必要がなくなることから、発熱体２の大きさが、各水通路１０の通路断面をできるだけ小さくすることに関して、制約となることもなくなり、独立した各水通路１０の通路断面をできるだけ小さくすることができることになる。このため、包被体３が破損、破断等したとしても、その包被体３が覆う水通路１０から漏れ出す水の量を極めて少なくでき、加湿機能を低下させることも、その漏れ水によって不都合が生じることも、実質的に問題を生じさせない程度にまで改善できることになる。
【００２８】
このことは、包被体３と発熱体２の外面とが、隣合う水通路１０間毎において接合されて、各水通路１０毎の独立性を確実に確保することにより、確実に得ることができることになる。
【００２９】
この場合、各水通路１０が、各膨出部８と該各膨出部８基端開口を覆う発熱体２外面とで構成されており、各膨出部８によって、水蒸気放出面の表面積が増大され、加湿能力を向上させることができることになる。
【００３０】
また、包被体３と電気的発熱体２の外面とが互いに樹脂であることに着目して、包被体３が発熱体２外面に対して溶着することから、電気的発熱体２の絶縁体５を利用して、簡単に、包被体３と電気的発熱体２の外面とを簡単に接合できることになる。
【００３１】
このような加湿調整ユニット１は、次のようにして製造される。
先ず、水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁を備える一対の半割体３ａ、３ｂと電気的発熱体２とを用意する。この各半割体３ａ、３ｂは、図４によってより具体的に説明すれば、前記複数の膨出部８の他に、発熱体２を収納するための凹所１５と、接続フランジ１６とを備えている。
【００３２】
次に、図４に示すように、一方の半割体３ａにおける凹所１５に発熱体２を収納する。このとき、接続コ−ド６はコ−ド挿通孔１４（このときコ−ド挿通孔１４も半割状態）を介して外部に延出させておく。
【００３３】
次に、図４、図５に示すように、他方の半割体３ｂを一方の半割体３ａに重合し、一対の半割体３ａ、３ｂの内部空間に発熱体２を収納すると共に、発熱体２外面と一対の半割体３ａ、３ｂとで複数の水通路１０を画成する。
【００３４】
次いで、図５に示すように、接続フランジ１６同士を溶着（接合）すると共に、発熱体２外面と各半割体３ａ、３ｂとを、隣合う水通路１０間の接合個所において溶着して、本加湿調整ユニット１を得る。
【００３５】
このように、この製造方法によれば、一対の半割体３ａ、３ｂで発熱体２を挟持した後、各半割体３ａ、３ｂ同士、各半割体３ａ、３ｂと発熱体２とを溶着するだけでよいことから、本実施形態に係る加湿調整ユニット１を簡単に製造できることになる。
【００３６】
図６〜図１０は第２実施形態を示すものである。この第２実施形態において、前記第１実施形態と同一構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この第２実施形態に係る加湿調整ユニット１においては、電気的発熱体２の外面に、該発熱体２の周方向に間隔をあけて順次、溝１７が形成され、包被体３が有底筒状とされている。そして、包被体３内に電気的発熱体２が嵌合され、各溝１７とその各溝１７開口を覆う包被体３とが各水通路１０を構成することになっている。このような包被体３の開口部にはキャップ体１８が嵌合されると共に、そのキャップ体１８開口部と包被体３開口部とが接合されており、これにより、包被体３の開口が施蓋されることになっている。このキャップ体１８には水供給ホ−ス１２が接続されていると共にコ−ド挿通孔１４が形成されており、コ−ド挿通孔１４には電気的発熱体２の接続コ−ド６が液密に挿通されている。
【００３８】
このような加湿調整ユニット１においては、前記第１実施形態同様、従来の加湿能力を保持しつつ破損したときの不都合を解消できるだけでなく、各水通路１０の壁面を構成する発熱体２の割合を増加して各水通路１０形状の安定性を高めることができ、加湿能力の安定性を高めることができることになる。
【００３９】
このような第２実施形態に係る加湿調整ユニット１を製造するには、次のように行われる。
先ず、水を通過させないで水蒸気を通過させる微孔保有壁を有する有底筒状の包被体３と、該包被体３の開口側に対して施蓋可能とされ水供給ホ−ス１２及びコ−ド挿通孔１４を備えるキャップ体１８と、外面に、その周方向に間隔をあけて順次、溝１７が形成された前記電気的発熱体２とを用意する。
【００４０】
次に、図８に示すように、電気的発熱体２を包被体３内に嵌合し、包被体３と各溝１７とにより水通路１０を形成する。
【００４１】
次いで、図９、図１０に示すように、キャップ体１８のコ−ド挿通孔１４に接続コ−ド６を挿通させた後、そのキャップ体１８を包被体３の開口部に嵌合すると共に、そのキャップ体１８開口部と包被体３開口部とを接合する。これにより、包被体３の開口が施蓋されることになり、第２実施形態に係る加湿調整ユニット１を得ることになる。
【００４２】
この製造方法によれば、包被体３内に発熱体２を嵌合する等の工程を経るだけで、発熱体２の外面と包被体３との間に、独立した複数の水通路１０が、該発熱体２の周方向に間隔をあけて順次、形成されることになり、この場合にも、加湿調整ユニット１を簡単に得ることができることになる。
【００４３】
図１１は第３実施形態を示すものであり、この第３実施形態は、前記第１実施形態の変形例を示すものである。このため、この第３実施形態において、前記第１実施形態と同一構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
この第３実施形態においては、前記第１実施形態のように、包被体３として一対の半割体３ａ、３ｂを用いるのではなく、包被体３として、一枚のシ−ト状のものを用い、それを発熱体２に対して巻回して、膨出部以外の部分９と発熱体２の外面との接合の他に、巻回端部１９同士をも接合することになっている。
【００４５】
これにより、包被体３として一枚ものを用いることによって、部品管理、組み付け作業を容易にすることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る加湿調整ユニット１を示す部分拡大斜視図。
【図２】第１実施形態に係る加湿調整ユニット１の内部構造を説明する拡大説明図。
【図３】第１実施形態において用いられる電気的発熱体２を示す斜視図。
【図４】第１実施形態に係る加湿調整ユニット１の製造方法を説明する図。
【図５】図４の工程に続く製造工程を説明する図。
【図６】第２実施形態に係る加湿調整ユニット１を示す部分拡大斜視図。
【図７】第２実施形態に係る加湿調整ユニット１の内部構造を説明する拡大説明図。
【図８】第２実施形態に係る加湿調整ユニット１の製造方法を説明する図。
【図９】図８の工程に続く製造工程を説明する図。
【図１０】図９の工程に続く製造工程を説明する図。
【図１１】第３実施形態に係る加湿調整ユニット１の内部構造を説明する拡大説明図。
【符号の説明】
１  加湿調整ユニット
２  発熱体
３  包被体
５  絶縁体
８  膨出部
１０  水通路
１７  溝
１８  キャップ体
【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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