JP5346288B2 - 加湿チャンバに関する改良 - Google Patents

Description

本発明は加湿チャンバに関し、特に、呼吸回路において吸入前にガスを加湿するために使用する加湿チャンバに関する。

充分な湿気の含まれていないガスを患者が吸入すると、気道を傷つけたり、炎症を起こしたり、又は、特に上気道のバイパスをしている患者の場合には、必須分泌液からの脱水が起きてしまう。したがって、呼吸回路内のガスは通常吸入前に適切な加湿チャンバを利用して加湿される。

従来の加湿チャンバは、一般に多量の水を含み、加湿チャンバへのガスの出入り用の２つのポート、および水の加熱手段を持っている。さらに、加湿チャンバの多くは、水の液面高さを相対的に一定に保つために、加湿チャンバから失われた水を補給する手段を含む。そのような手段は通常、液体入口バルブにフロートアクチュエータをつけた形態を取り、加湿チャンバ内の水位を相対的に一定に保つために、使用時におけるフロートアクチュエータの浮き沈みによってバルブを開閉させる。

しかし、従来の液体入口バルブは、壊れて正しく機能しないことがある。特に、小さな異物によってフロートアクチュエータの動きが制限されたり、フロートアクチュエータそのものへのダメージによって浮力が減少することがある。液体入口バルブが閉じない場合には、使用中に加湿チャンバ内の液面が上昇し続け、患者の呼吸回路に水が入る状態に至る。呼吸回路に水が入ると、患者にとっては明らかに潜在的な有害因子となる。このために、加湿チャンバの中への水の流れを防止するためのバックアップ機構を備えた加湿チャンバが開発されてきた。特に、第２のフロートアクチュエータを備えた加湿チャンバが開発されてきた。これは、加湿チャンバ内の液面高さが、第１のフロートアクチュエータが正常に動作していればバルブを閉じる筈の高さよりも高くなった場合に、第２のフロートアクチュエータが液体入口バルブを閉じるように作用するものである。このように、理由はどうであれ、第１のフロートアクチュエータが正しく機能しない場合に、加湿チャンバ内の水位の上昇による患者への問題が起きる以前に、第２のフロートアクチュエータによって液体入口バルブを閉じようとするものである。

欧州特許第０５８９４２９号

しかしながら、このような加湿チャンバは、構造が複雑になることが多く、それによって製造コストが大幅に増大するという欠点がある。

従来技術に関連する、前述の及び／又はその他の不利な点を克服、もしくは大幅に軽減する、改良されたバルブおよび加湿チャンバが考案された。

本発明の第１の態様によれば、チャンバ内の液面高さを制御するバルブが設けられる。このバルブが、液体入口と、第１のフロートと、を含み、第１のフロートは、チャンバ内の液体が所定の許容液面高さより低い場合には液体が液体入口を通ってチャンバ内へ流入可能となる開配置と、チャンバ内の液体が所定の許容液面高さ以上の場合には液体が液体入口を通ってチャンバ内へ流入することが妨げられる閉配置と、の間の液面高さの変化に応答して動くことが可能である。また、このバルブは、第２のフロートを含む。第２のフロートは、チャンバ内の液面が所定の許容液面高さを超えて増加することに応答して、非作動配置から、第１のフロートを強制的に閉配置へ向かわせるように第２のフロートが第１のフロートに力をかける作動配置へ、と動くことが可能である。

本発明のバルブは、吸入前にガスを加湿するために呼吸回路で使用される加湿チャンバに特に有利である。ゆえに、本発明のさらなる態様によれば、吸入前にガスを加湿するために呼吸回路で使用される加湿チャンバが設けられ、この加湿チャンバは、多量の液体を収容するのに適し、かつ、使用時に加湿チャンバを貫通してガスが流れるためのガス入口部およびガス出口部と、加湿チャンバ内の液面の高さを制御するための前述のバルブと、を備える。

本発明によるバルブおよび加湿チャンバの主たる利点は、チャンバ内の液体が所定の許容液面高さに達したとき、あるいはそれ以上となったときに、第１のフロートが閉配置へ移行しそこなう場合に、チャンバ内部の液面高さの上昇により、第２のフロートが第１のフロートに力を及ぼして、第１のフロートを閉配置へ強制的に導くことである。第２のフロートは、バルブを閉じるための別のアクチュエータ部材に接続されているのではなく、第１のフロートに力を及ぼすのであるから、本発明のバルブおよび加湿チャンバは、従来技術によるバルブおよび加湿チャンバに比べて、はるかに単純な構造であり、それゆえ、製造コストは大幅に削減され、かつ運転の信頼性がより高い。

液体は通常、水もしくは適切な水溶液である。使用中に、チャンバを通って流れるガスが加湿されるので、加湿チャンバ内の液面高さは徐々に減少する。もっとも好ましくは、バルブが、所定の許容レベル付近の比較的狭い範囲内に、チャンバ内の液面高さを維持することができる。

第２のフロートが第１のフロートにかける力は、好ましくは第２のフロートの浮力によって生じる。したがって、チャンバ内の液面高さが上がるにつれてこの力は増加する。それゆえ、この力は好ましくは、第１のフロートの閉配置への移行の阻害要因を克服するのに充分なまで増加する。第１のフロートが閉配置に移行できない原因の可能性としては、小さな異物が第１のフロートの動きを妨げているとか、第１のフロートが損傷して浮力が減少しているとか、がある。第２のフロートは、好ましくは、第１のフロートよりも大きな浮力を有する。特に、第２のフロートは、第１のフロートの浮力に比べて、好ましくは少なくとも２倍、より好ましくは少なくとも３倍、そしてもっとも好ましくは約４倍の浮力を有する。

第１のフロートは好ましくは、液体入口に対して摺動自在に搭載される。この場合、第２のフロートは好ましくは、第１のフロートに対して摺動自在に搭載される。もっとも好ましくは、第１および第２のフロートのいずれもが、ガイドスリーブに対して摺動自在に搭載される。ガイドスリーブは好ましくは、加湿チャンバの内部表面から延在し、液体入口は好ましくはガイドスリーブの内部に配設される。この好適な実施形態においては、第１のフロートの少なくとも一部分がガイドスリーブ内に摺動自在に搭載され、かつ、第２のフロートの少なくとも一部分がそのガイドスリーブの周りに摺動自在に搭載される。この場合、ガイドスリーブが好ましくは、その内部表面に長手の肋材（リブ）を含み、第１のフロートの外部表面を液体が流れ落ちる水路を画定する。

第２のフロートは好ましくは、第１のフロートに強制的に閉配置に向かわせる力をかけるために、第１のフローに直結している。好ましくは、この係合は第１と第２のフロートの外側表面上にあるそれぞれの協同構造の間でなされる。もっとも好ましくは、第２のフロートが、第１のフロートの作用面への係合に適応する、少なくとも１つの突起を有する。作用面は好ましくは、第１のフロートの少なくとも１つの突起の下側に画定される。この好適な実施形態においては、第２のフロートが、第１のフロートの少なくとも一部が貫通して延在する中央開口部を含み、この中央開口部が、第１のフロートの外部表面上の１つまたは複数の突起に係合する１つまたは複数の突起を含む。特に、第２のフロートは好ましくは、第１のフロートの１つまたは複数の突起と係合する、内側に張り出した環状フランジを含む。このフランジは好ましくは、少なくともひとつの開口部、好ましくは一連の開口部を備え、使用中にフランジを通って液体が流れることを可能とする。第２のフロートは好ましくは、空気で充填された内部チャンバを備える。この内部チャンバには好ましくは、使用中に第２のフロートへ過度の圧力が蓄積されることを防ぐための通気孔が、好ましくは第２のフロートの上側の壁に形成されて、設けられている。

液面の高さが所定の許容液面高さに近い場合、前記第２のフロートは好ましくは、バルブの正常動作中は非作動配置に留まるようになっている。特に、好ましくはフロート及び／又はチャンバには、第２のフロートを加湿チャンバの他の部分に対して最低限の高さあるいはそれ以上に維持するための手段が設けられる。この結果、好ましくは、正常動作中は第２のフロートが液面から離間し、チャンバ内のガスの加湿を促進する。たとえば、第２のフロートを加湿チャンバの他の部分に対して最低限の高さあるいはそれ以上に維持するために、第２のフロートが、前記チャンバの内部表面上の構造と係合する。あるいは、第２のフロートを加湿チャンバの他の部分に対して最低限の高さあるいはそれ以上に維持するために、第２のフロートが、加湿チャンバの下側の内部表面上に載るのに適合する１つまたは複数の脚を含む。この場合、バルブの正常動作時には脚の下部のみが液中に浸り、第２のフロートの残りの部分は液面から離間している。

第２のフロートは好ましくは、射出成形されたプラスチック材料で形成される。第２のフロートは、好ましくは複数、もっとも好ましくは２つの部材からなり、これらの部材は相互に係合可能であって、協同して第２のフロートの内部チャンバを画定する。この好適な実施形態では、係合可能な部材は協同構造を含む。これにより、その部材を一緒に固定し、もっとも好ましくはスナップフィットで固定する。係合可能な部材は、一緒に接着してもよい。前記の協同構造は、スナップフィットで相互に係合可能な、大きいヘッドを有する容易に変形できる突起であってよい。この好適な実施形態においては、第２のフロートが、個別部品として射出成形された２つの係合可能な部材からなり、この２つの部材がヒンジで結合され、回転して相互に係合することができる。

バルブは好ましくは、弁座を含み、第１のフロートか別のアクチュエータ部材のいずれかが好ましくは、弁座と係合可能で、液体入口を通ってチャンバに入る液体流を制御する。開配置においては、第１のフロートかアクチュエータ部材のいずれかが好ましくは弁座から開放され、液体が液体入口を通ってチャンバ内へ流入可能である。また、閉配置においては、第１のフロートかアクチュエータ部材のいずれかが好ましくは弁座と係合し、液体が液体入口を通ってチャンバ内へ流入するのを妨げる。個別のアクチュエータ部材が弁座と係合可能な場合には、このアクチュエータ部材は好ましくは第１のフロートと操作可能に連結し、第１のフロートの動きに応答して動くことができる。本好適な実施形態においては、アクチュエータ部材が、第１のフロートと係合するバルブクッションの形態を有する。アクチュエータ部材及び／又は弁座は、好ましくは、信頼性がありかつ効果的にシールができるように、熱可塑性エラストマのような弾力性のある材料からできている。

バルブの液体入口は好ましくは、加湿チャンバの壁を貫通して延在する液体用管路の形態を有する。液体入口は好ましくは、一端が液体源への接続用となり、もう一方の端部がチャンバへの液体の導入用となっている。もっとも好ましくは、液体入口が、液体がチャンバに入るための開口部を含み、弁座が好ましくはこの開口部の周りに延在する。この開口部は、好ましくは、液体入口のその他の部分に比べて直径が小さく、液体入口は好ましくは、開口部に繋がるテーパのついた端部を含む。弁座は好ましくは、液体入口と一体構造となっており、好ましくは、狭い作用面を有する。

加湿チャンバは好ましくは、プラスチック材料、特にもっとも好ましくは射出成形によるプラスチック材料で形成された上部と、適切な金属などの熱の良導体で形成されたベースと、を備え、これらが協同して液体を収納する容器を画定する。ベースは好ましくは概ね円形であり、上部は好ましくは概ね円筒状の側壁を有する。ガス入口部分およびガス出口部分は好ましくは加湿チャンバの上部壁中に形成され、好ましくは、通常の呼吸器コネクタおよび配管との接続に適合する、直立した管状コネクタを含む。液体入り口およびガイドスリーブが、好ましくは加湿チャンバの上部に一体で形成され、好ましくは加湿チャンバの上部壁内の概ね中央に配置される。

本発明の好適な実施形態を、例示としての添付の図面を参照して、より詳細に説明する。

本発明による加湿チャンバの第１の断面図である。ここで第１のフロートが液体入口バルブを閉配置に保持するように作用している。 本発明による加湿チャンバの第２の断面図である。ここで第２のフロートが液体入口バルブを閉配置に保持するように作用している。 第１のフロートの断面図である。 第２のフロートの断面図である。 加湿チャンバの液体入口バルブの部分断面図である。 加湿チャンバの液体入口フィルタの透視図である。 液体入口フィルタの側面図である。 液体入口フィルタの、図７の線VIII−VIIIに沿った断面図である。

図１および図２は、一般に符号１０で示された本発明による加湿チャンバを示す。加湿チャンバ１０は、透明プラスチック材料で射出成形された本体１２と、本体１２の開放された下端に固定された金属ベース１４とを含む。加湿チャンバ１０の本体１２およびベース１４は、使用時に多量の水２０を収容する容器を協同して画定する。

加湿チャンバ１０の本体１２は、その下端がベース１４の周辺に固定された、概ね円筒形で、わずかにテーパの付いた側壁と、普通の浅いドーム形状を有する上部壁とを備える。加湿チャンバ１０のベース１４は円板の形状を有し、その上方に曲がった縁が、本体１２の側壁の下端にあるフランジで密封される。

２２ｍｍの管状コネクタの形をした、２つの入口／出口部分１６が、加湿チャンバ１０の上部壁にある開口部から上方へ延在する。入口／出口部分１６のそれぞれは、半円筒状の延長部分１７と円形の終端バッフル１８も加湿チャンバ１０の筐体の中に含み、これらが協同して加湿チャンバ１０の側壁に対向する下部開口部を画定する。さらに、加湿チャンバ１０が４つのバッフル１９を含み（このうちの２つが図１に示されている）、これらのすべては加湿チャンバ１０の本体１２と一体で形成され、それぞれが上部壁の内部表面から下方向へ延在する。バッフル１９のそれぞれのは水平方向に弓状となっており、加湿チャンバ１０の側壁の内部表面と、ガイドスリーブ３２に離間して隣接する位置との間で水平方向に延在する。

次に図５も参照すると、加湿チャンバ１０は、加湿チャンバ１０の上部壁の中央にある開口部を貫通して延在する液体入口３０も含む。液体入口３０は、開放された上端を持つ上部円筒部と、直径の小さい中間円筒部と、加湿チャンバ１０の中に終端を有し上部開放端に比べてはるかに小さい直径の下部開口部を有するテーパのついた下端部とを含む。

図５でもっともはっきりわかるように、下部開口部を囲む液体入口３０の外部表面は２つの同軸の突起を含む。ここで、内側の突起が外側の突起よりも長い。これらの同軸の突起がそれぞれ相対的に狭い端部で終端する。これらの相対的に狭い端部が、内側弁座３４および外側弁座３５を画定する。これらの２つは、以下に詳細を述べるエラストマのバルブクッション４２と共にシールを形成するようになっている。

フィルタ６０が液体入口３０に固定され、液体入口３０を通って流入する水は必然的にフィルタ６０を通流する。フィルタ６０は図６、７、８にもっとも明瞭に示されており、円筒形入口部６２と、直径の小さい円筒形出口部６４とからなる。入口部６２には１つの開放端と、出口部６４が延出する１つの端部とがある。入口部６２の内部に少し入ったところに出口部６４の開放端があり、これによって、環状をした、フィルタ６０の第１の集塵室６８が画定される。そして出口部６４は、入口部６２の端部壁から外へ突き出している。出口部６４の突出部が、閉鎖端と、６つの細長い開口部６５を備えた側壁とを有する。この細長い開口部６５はそれぞれは、出口部６４の内側に向かって次第に幅が狭くなっている。開口部６５は、周方向に拡がるペアの開口が、出口部６４の長手軸に沿って等間隔に３組配置された構成となっている。さらに、この開口部６５に対して直交して延在する長手部材６６が、出口部６４の内部表面上に形成され、この結果、出口部６４の側壁内にアレイ状の開口部が画定される。出口部６４の終端部には開口はなく、よってフィルタ６０の第２の集塵室６９が画定される。この実施形態においては、フィルタ６０はポリカーボネートプラスチック材料で射出成形され、それぞれの開口部は幅が約０．２６ｍｍで長さが約０．３６ｍｍとなっている。

フィルタ６０の入口部６２は、液体入口３０の上部内に締まりばめで受けられ、フィルタ６０の入口部分６２の外側表面と液体入口３０の上部の内部表面との間が適切な接着剤で密封されて固定される。フィルタ６０の出口部分６４は、その外部表面が、液体入口３０の中間部およびテーパのついた下端部の内部表面とは、すべての場所で離間するような寸法となっている。フィルタ６０の入口部分６２もまた、使用時に液体入口３０が水源と連通できるために、適切な液体管路のコネクタを受けられるような適切な寸法となっている。

図１および２に示すように、加湿チャンバ１０の上部壁には、中央に位置し、下方向に延在する円筒形のガイドスリーブ３２がある。これは液体入口３０よりも直径が大きく、それと同軸で延在している。使用時に、液体入口３０を介して供給される水２０が第１のフロート４０の外部表面を流れ落ちる水路を画定するように、８個の長手の肋材３３が、ガイドスリーブ３２の内部表面に等角度間隔で設けられる。

液体入口バルブが、液体入口３０を通る水２０の流れを制御する。液体入口バルブは、第１のフロート４０と、バルブクッション４２と、第２のフロート５０と、からなる。第１のフロート４０は分離して図３に示すが、上部と下部とからなり、欧州特許出願ＥＰ１３６６８８１号に説明されている射出成形プロセスを用いてプラスチック材料で一体成形される。

第１のフロート４０の上部は、相対的に薄い壁と上部開放端から下部開放端に向かって徐々にかつわずかに増大する直径とを有する概ね円筒形のチューブである。上部の外部表面は、ガイドスリーブ３２と低摩擦で摺動自在に係合できるようにするために、高度に磨かれている。そして周方向に延在し、直径をはさんで正対する一対の突起４８を含む。これらの突起４８は、以下により詳細を説明するように、第２のフロート５０が係合するようになっており、それぞれが、第１のフロート４０の上部の隣接面に対して直交する方向を向いた作用下面を備えている。

円形の隔壁４４が、第１のフロート４０の上部の内側を横断して延在し、第１のフロート４０の上部表面に円筒形のリセスを画定する。さらに、この上部は、円形隔壁４４の下の壁の下側部分に、等角度間隔で配置された４つの開口部４６を含む。

第１のフロート４０の下部もまた概ね円筒形の形状であるが、フロート４０の上部よりも厚い壁を有している。この下部のプラスチック材料は、プラスチック材料中にガスを捕捉した沢山のポケットを有する、泡状の構造をなす。第１のフロート４０は加湿チャンバ１０の筐体内部に配置され、充分な量の水２０が加湿チャンバ１０の中に導入されるまでは、第１のフロート４０の下端が加湿チャンバ１０のベース１４上に載っている。また、第１のフロート４０の上部の大部分は、ガイドスリーブ４６内に摺動可能なすり合わせで収容される。

バルブクッション４２は、エラストマ材料で形成されるが、カップ形状となっていて、第１のフロート４０の上部表面の円筒形リセスの内部に締まりばめで収容される。バルブクッション４２の開放された上端は、第１のフロート４０の上部の縁に載る、外方向に拡がったフランジを有する。またバルブクッション４２のベースは第１のフロート４０の円形隔壁４４からは離れていて、使用時にバルブクッション４２が中央隔壁４４の方向へ変形できるようになっている。

第２のフロート５０を分離して図４に示す。この第２のフロートは、上部部材５２と下部部材５４とからなり、これらは個別部品として射出成形され、ヒンジ５３で結合されている。上部部材５２と下部部材５４とが協同して内部チャンバを画定し、これが第２のフロート５０に、第１のフロート４０の約４倍の浮力を与える。しかし、図２で示すように、使用中に第２のフロート５０中への過度の圧力蓄積を防ぐための通気孔５５が、第２のフロート５０の上側の壁に設けられている。

上部部材５２が第２のフロート５０の側壁および上部壁を画定し、下部部材５４が第２のフロート５０の円筒形の内壁およびベースを画定する。上部部材５２の内部端と下部部材５４の上端には、大きなヘッドを持つ、相対応する環状突起が形成され、相互にスナップフィットとして係合する。同様に、上部部材５２および下部部材５４の外部端には、大きなヘッドを持つ、相対応する環状突起が形成され、相互にスナップフィットとして係合する。このように、ヒンジ５３で結合される上部部材５２と下部部材５４とは、個別部品として射出成形され、次に、上部部材５２と下部部材５４が回転されて相互にスナップフィットで係合して、第２のフロート５０を形成する。対応する突起間のスナップフィットは、使用中に第２のフロート５０の内部チャンバへの水の浸入を防ぐようになっている。しかし、必要な場合には、上部部材５２と下部部材５４は接着される。

第２のフロート５０の上部部材５２は、第２のフロート５０が加湿チャンバ１０の上部壁に沿って配置できるように、加湿チャンバ１０の上部壁の内部表面に概ね一致した形状を有する。特に、上部部材５２は、図１および図４で最もよくわかるように、概ね円筒形であるが僅かに傾斜した側壁と、環状の上部壁とを有す。さらに図２に最もはっきり示すように、上部部材５２は、入口／出口部１６の延長部１７とバッフル１８を収納するための浅い窪みと、加湿チャンバ１０の上部壁から延在する弓状のバッフル１９を収納するためのより広範なリセスとを備えている。

下部部材５４は、第１のフロート４０の下部の上側部分を収納できる形状となった環状ベースと、ガイドスリーブ３２の外部表面と摺動自在に係合できるようになった円筒状の内側部分と、を備える。円筒状の内側部分は開放された上下端と、その内側表面上に等角度間隔で配置された６個の長手の肋材５６と、を有す。さらに、環状フランジ５８は、第２のフロート５０の内部下端から内側へ延在し、第１のフロート４０の外部表面上にある突起４８と係合する上側作用面を含む。フランジ５８は、使用時に水２０の通流を可能とする、一連の開口部５７もまた含む。

下部部材５４は、加湿チャンバ１０のベース１４に載る３本の脚５９も含み、これによって正常動作時に第２のフロート５０を最小高さに維持する。図２に示すように、脚５９はそれぞれ、第２のフロート５０の内部のほかの部分と連通する内部チャンバを含む。

最後に、加湿チャンバ１０は、ユーザが容易に水２０の液面高さを確認できる、液面指示計７０を含む。この液面指示計は環状フロート７０と（図１および図２には表示せず）適切なレベル指示マークとを含み、これは欧州特許出願ＥＰ１３４７７９７号に説明されている。

ガス入口管路（図には表示せず）を入口／出口部分１６の１つへ連結し、ガス出口管路をもう１つの入口／出口部分１６に連結することによって、加湿チャンバ１０が呼吸回路に接続される。熱源（図には表示せず）が加湿チャンバ１０のベース１４に接触して配置され、加湿チャンバ１０の中の水２０を所望の温度へ加熱する。

次に、液体管路（図には表示せず）の一端が給水源に、もう一方の端部が液体入口３０に、接続されて、水２０がフィルタ６０および液体入口３０へ連続的に供給される。水２０の給水源が最初に加湿チャンバ１０に接続されると、水２０がフィルタ６０および液体入口３０を通って流れ、バルブクッション４２を満杯にする。そして次にガイドスリーブ３２の長手の肋材３３で画定される水路を通って流れ、第２のフロート５０のフランジ５８にある開口部５７を通り、第１のフロート４０の外部表面を下がって加湿チャンバ１０のベース１４へと流れる。こうして加湿チャンバ１０が水２０で満たされ始める。

給水源は、水を充填した可撓性バッグのような容器や、その他の種類の水貯蔵器であってよい。そのような給水源は、バッグや貯蔵器の製造、保管、過去の使用などの結果として存在しうる異物を含むことがしばしばある。しかし、フィルタ６０が作用して、異物が液体入口３０を通過して加湿チャンバ１０の筐体内へ入ることを防止する。使用時には、異物は重力の影響により、フィルタ６０の入口部６２にある第１の集塵室６８か、フィルタ６０の出口部６４にある第２の集塵室６９、のいずれかに集まる。それぞれの場合、第１および第２の集塵室６８、６９に集積された異物は、出口部６４の開放された上端および出口部６４の側壁中の開口部からは遠くへ排除され、したがって、フィルタ６０を通る水の流れを妨げたり、バルブ機構の正常動作を妨げたりしない。

加湿チャンバ１０の中の水２０がある高さに達すると、第１のフロート４０が浮力によって、加湿チャンバ１０のほかの部分よりも相対的に上昇する。第１のフロート４０はガイドスリーブ３２によって直立の姿勢を保持される。第１のフロート４０は上昇を続け、水２０が充分な高さに達すると、バルブクッション４２が液体入口３０の内部弁座３４に対し充分な力で押し付けられて実効的なシールを形成する。そうして、液体入口３０の下部開口部を通って水２０が流入することを防ぐ。この構成を図１に示す。

通常は、バルブクッション４２と内部弁座３４との間に有効なシールが形成される以前に、バルブクッション４２が第１のフロート４０の中央隔壁４４の方へいくらかの変形をする。そうすることによって、加湿チャンバ１０への水２０の流入がとまる。バルブクッション４２の作用面及び／又は内部弁座３４に異物があることなどにより、バルブクッション４２と内部弁座３４との間に有効なシールが形成されない場合には、第１のフロート４０は上昇し続ける。そうして、バルブクッション４２の変形が大きくり、液体入口３０の外部弁座３５へ充分な力で押し付けられて、最終的に有効なシールが形成される。こうして、液体入口３０の下部開口部を通しての水２０の流入が阻まれる。

使用時には、患者の吸引用のガスが、ガス入口管路へ正圧で供給される。ガス入口管路とガス出口管路との間の圧力差によって、ガス入口管路から加湿チャンバ１０の筐体を経由してガス出口管路へとガスが流れる。これにより、チャンバ１０内の水蒸気が、加湿チャンバ１０を貫流するガスに取り込まれ、その結果ガス出口管路内のガスが、ガス入り口管路のガスに比べて高い湿度を有する。

加湿チャンバ１０を貫流するガスに水が取り込まれるために、加湿チャンバ１０内の水２０の液面高さは次第に減少する。第１のフロート４０は、したがって加湿チャンバ１０のほかの部分に対して相対的に下がる。これは、液体入口バルブのバルブクッション４２が、液体入口３０の下部開口部から離れ、そうして液体入口３０を通って加湿チャンバ１０の中へ水２０が流入するまで続く。水２０の液面高さが再び増加すると、第１のフロート４０が加湿チャンバ１０のほかの部分に対して相対的に上がる。水２０が充分な水位に達して、バルブクッション４２をもう一度液体入口３０の下部開口部の内部及び／又は外部弁座に対して充分な力で押し付けて有効なシールを形成するまで、第１のフロート４０は上昇を続ける。こうして下部開口部を介しての水２０の流入が阻止される。このように、使用中の水２０の液面高さは相対的に一定に保たれる。さらに、第１のフロート４０に開口部があることで、第１のフロート４０の浮力が水２０の表面と第１のフロート４０の下部の内部表面との間に捕えられた空気に影響されることが防止される。

第１のフロート４０の動きを制限する小さな異物によって、又は、浮力を減少させるような第１のフロート４０の損傷、などによって、液体入口バルブが損傷を受けた場合には、加湿チャンバ１０内の水２０の液面高さが上昇を続け、正常動作時には液体入口バルブが閉じる液面の高さを超えてしまう。しかし、加湿チャンバ１０内の水２０がある水位に達すると、第２のフロート５０がその浮力によって、加湿チャンバ１０のほかの部分に対して相対的に上昇し、かつガイドスリーブ３２により直立の姿勢を保持する。

第２のフロート５０は上昇を続け、水２０が十分な水位に達すると、第２のフロート５０のフランジ５８が、第１のフロート４０の突起４８に突き当たって係合する。加湿チャンバ１０内の水２０の液面高さの上昇に伴い、第２のフロート５０にかかる上向きの浮力、したがって第２のフロート５０が第１のフロート４０に上向きにかける力は、増加し続ける。その結果、最終的に第１のフロート４０が、加湿チャンバ１０のほかの部分に対して相対的に上昇する。第２のフロート５０は第１のフロートの約４倍の浮力を有する。したがって、第１のフロート４０の動きの制限、浮力を減少させるような第１のフロート４０への損傷、などの液体入口バルブへの通常の損傷は、第２のフロート５０が第１のフロート４０にかける上向きの力で克服することができる。第２のフロート５０が第１のフロート４０にかける上向きの力により、加湿チャンバ１０のほかの部分に対して第１のフロート４０が相対的に上昇し、ついにはバルブクッション４２を、液体入口３０の内部弁座３４及び／又は外部弁座３５に対して充分な力で押し付けて有効なシールを形成させる。こうして、詳細を前述したように、液体入口３０の下部開口部を通しての水２０の流入が阻止される。この構成を図２に示す。

Claims (29)

1. チャンバ内の液面の高さを制御するバルブであって、
   液体入口と、
   第１のフロートと、
   を含み、
   前記第１のフロートは、チャンバ内の液体が所定の許容液面高さより低い場合に液体が液体入口を介してチャンバ内へ流入可能となる開配置と、チャンバ内の液体が所定の許容液面高さの場合に液体が液体入口を介してチャンバ内へ流入することが妨げられる閉配置と、の間の液面高さの変化に応答して動くことが可能であり、
   前記バルブは、第２のフロートを含み、前記第２のフロートは、チャンバ内の液面が所定の許容液面高さを超えて増加することに応答して、非作動位置から、前記第１のフロートを閉位置へ強制的に向かわせるように前記第２のフロートが前記第１のフロートに力をかける作動配置へ、と動くことが可能であるとともに、
   前記第２のフロートにより前記第１のフロートにかけられる前記力は、前記第２のフロートの浮力によって生じ、且つ
   前記第２のフロートが前記第１のフロートに直接係合し、前記第１のフロートを閉配置へ強制的に向かわせる力を前記第１のフロートへかける、
   バルブ
2. 前記第１のフロートが閉配置へ移動しない場合は、前記第２のフロートが前記第１のフロートに力を及ぼすように移動可能とされている、請求項１に記載のバルブ。
3. 前記第２のフロートが前記第１のフロートよりも大きな浮力を有する、請求項２に記載のバルブ。
4. 前記第２のフロートが前記第１のフロートの浮力の少なくとも２倍の浮力を有する、請求項３に記載のバルブ。
5. 前記第２のフロートが前記第１のフロートの浮力の少なくとも３倍の浮力を有する、請求項４に記載のバルブ。
6. 前記第１のフロートが前記液体入口に対して摺動自在に搭載される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブ。
7. 前記第２のフロートが前記第１のフロートに対して摺動自在に搭載される、請求項６に記載のバルブ。
8. 前記第１および第２のフロートがガイドスリーブに対して摺動自在に搭載される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のバルブ。
9. 前記ガイドスリーブが前記チャンバの内部表面から延在し、前記液体入口が前記ガイドスリーブ内に配設される、請求項８に記載のバルブ。
10. 前記第１のフロートの少なくとも一部分が前記ガイドスリーブ内に摺動自在に搭載され、かつ、前記第２のフロートの少なくとも一部分が前記ガイドスリーブの周りに摺動自在に搭載される、請求項９に記載のバルブ。
11. 前記ガイドスリーブがその内部表面に長手のリブを含み、このリブが前記第１のフロートの外部表面を液体が流れ落ちる水路を画定する、請求項１０に記載のバルブ。
12. 前記第１のフロートと前記第２のフロートとの間の係合は、前記第１および第２のフロートの両外側表面上の協同構造の間でなされる、請求項１に記載のバルブ。
13. 前記第２のフロートが、前記第１のフロートの作用面に係合するのに適する、少なくとも１つの突起を含む、請求項１２に記載のバルブ。
14. 前記作用面が、前記第１のフロートの少なくとも１つの突起の下側に画定される、請求項１３に記載のバルブ。
15. 前記第２のフロートが、前記第１のフロートの少なくとも一部分が貫通して延在する中央開口部を含み、前記中央開口部が、前記第１のフロートの外部表面上の１つまたは複数の突起に係合するのに適する１つまたは複数の突起を含む、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のバルブ。
16. 前記第２のフロートが、前記第１のフロートの１つまたは複数の突起と係合する、内側に突き出た環状のフランジを含む、請求項１５に記載のバルブ。
17. 前記フランジに、使用時に前記フランジを貫通して液体が通過できるための少なくとも１つの開口部が設けられている、請求項１６に記載のバルブ。
18. 前記第２のフロートが、空気で充填された内部チャンバを備え、前記内部チャンバには、使用中に前記第２のフロート内における過度の圧力蓄積を防ぐための通気孔が設けられている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のバルブ。
19. 前記液面の高さが前記所定の許容液面高さに近いとき、前記バルブの正常動作中は前記第２のフロートが非作動配置に留まる、請求項１８に記載のバルブ。
20. 前記第２のフロート及び／又は前記チャンバが、前記バルブの正常動作時に、前記チャンバの他の部分に対して最低の高さ、あるいはそれより上に、前記第２のフロートを維持する手段を備える、請求項１９に記載のバルブ。
21. 前記第２のフロートが、正常動作時に前記液体の表面から離れた位置にある、請求項２０に記載のバルブ。
22. 前記第２のフロートが、前記チャンバの内部表面上の構造と係合し、前記チャンバの他の部分に対して最低の高さ、あるいはそれより上に前記第２のフロートを維持する、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載のバルブ。
23. 前記第２のフロートの前記内部チャンバを前記チャンバのほかの部分に対し、最低の高さ、あるいはそれより上に維持するために、前記第２のフロートが、前記チャンバの内部表面上に載るように１つまたは複数の脚を含む、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載のバルブ。
24. 前記バルブの正常動作時には前記第２のフロートの前記１つまたは複数の脚の下部のみが液中に浸り、前記第２のフロートの残りの部分は前記液面から離間している、請求項２３に記載のバルブ。
25. 前記第２のフロートが相互に係合可能な複数の部材を備え、その複数の部材が前記第２のフロートの前記内部チャンバを画定する、請求項１８〜２４のいずれか一項に記載のバルブ.
26. 前記第２のフロートの前記係合可能な部材が、前記部材を共に固定する協同構造を含む、請求項２５に記載のバルブ。
27. 前記第２のフロートが、個別部品として射出成形された２つの係合可能な部材からなり、前記２つの部材はヒンジにより結合され、相互に係合するために回転可能である、請求項２５又は２６に記載のバルブ。
28. 前記バルブが、呼吸回路で使用する、吸入前にガスを加湿するための加湿チャンバへの組み込みに適応する、請求項１〜２７のいずれか一項に記載のバルブ。
29. 呼吸回路において吸入前にガスを加湿するために使用する加湿チャンバであって、前記加湿チャンバが、多量の液体を収容するのに適応し、かつ、使用時に、前記加湿チャンバを貫通してガスが流れるためのガス入口部とガス出口部、および、前記加湿チャンバ内の液体の液面の高さを制御するための請求項１〜２８のいずれか一項に記載のバルブを備えることを特徴とする加湿チャンバ。

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