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JP2024111279A - Humidifier, breathing aid device - Google Patents

Humidifier, breathing aid device Download PDF

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JP2024111279A
JP2024111279A JP2024101156A JP2024101156A JP2024111279A JP 2024111279 A JP2024111279 A JP 2024111279A JP 2024101156 A JP2024101156 A JP 2024101156A JP 2024101156 A JP2024101156 A JP 2024101156A JP 2024111279 A JP2024111279 A JP 2024111279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
humidifier
input power
liquid
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2024101156A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
一福 新田
Kazufuku Nitta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magos Co Ltd
Original Assignee
Magos Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magos Co Ltd filed Critical Magos Co Ltd
Priority to JP2024101156A priority Critical patent/JP2024111279A/en
Publication of JP2024111279A publication Critical patent/JP2024111279A/en
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Abstract

To provide a humidifier which can be reduced in size and weight and can quickly and sufficiently humidify without heating whole water to be stored, and a respiration auxiliary device.SOLUTION: A humidifier for humidifying an air supply gas to be supplied to a user comprises: a heat generation part for heating liquid used for humidifying the air supply gas for vaporizing the liquid; a liquid supply part for supplying the liquid to the heat generation part; a power source for supplying energy to the heat generation part; a supplied power measuring part for measuring supplied power supplied from the power source to the heat generation part; a heat generation control part for controlling the supplied power by referring to a temperature in the humidifier or a temperature in a respiration circuit connected to the humidifier; a target supplied power calculation part for calculating target supplied power as a target, on the basis of a target heating and humidifying state about the air supply gas; and a liquid supply control part for controlling a liquid supply amount on the basis of a difference value between the measured supplied power and the target supplied power.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は使用者に送気する送気ガスを加湿する加湿装置、および、加湿装置を備える呼吸補助装置に関する。 The present invention relates to a humidifier that humidifies the gas supplied to a user, and a respiratory assistance device equipped with a humidifier.

使用者の気道に接続して、換気を調節又は補助するように設計された自動的換気装置が医療の現場において広く使用されており、睡眠時無呼吸症候群に対する治療であるCPAP療法(Continuous Positive Airway Pressure:経鼻的持続陽圧呼吸療法)に使用される呼吸補助装置も含まれる。 Automatic ventilation devices designed to connect to the user's airway and regulate or assist ventilation are widely used in medical settings, including respiratory support devices used in CPAP therapy (Continuous Positive Airway Pressure), a treatment for sleep apnea syndrome.

気道に乾燥したガスを送気し続けると使用者に不快感を引き起こし、場合によっては気道へ損傷を与えるきっかけにもなり得る。そこで呼吸補助装置には、送気ガスへ水分を付加する加湿装置を接続する。 Continuing to deliver dry gas to the airway can cause discomfort to the user and, in some cases, can even lead to damage to the airway. For this reason, respiratory support devices are connected to humidifiers that add moisture to the delivered gas.

従来、呼吸補助装置に使用される加湿装置は、発熱体(ヒータープレート)で貯水槽に入れた水全体を加熱して蒸発させる方式のものが多かった(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, most humidifiers used in respiratory assistance devices have used a heating element (heater plate) to heat and evaporate all the water contained in the water tank (see, for example, Patent Document 1).

図9(A)は、従来の呼吸補助装置101の概念図である。呼吸補助蔵置101は、加熱蒸発方式を採用する加湿装置105を備える。加湿装置105は、ベンチレーター110から送気される送気ガスを送気ガス入口部115から取り入れ、加温加湿して送気ガス出口部120から吸気側呼吸回路127へと送り出す。送気ガスは蛇管130を通ってインターフェース135から使用者Uへと送気される。呼気は呼気側呼吸回路125を通じて外界に放出される。 Figure 9 (A) is a conceptual diagram of a conventional respiratory assistance device 101. The respiratory assistance device 101 is equipped with a humidifier 105 that employs a heating and evaporation method. The humidifier 105 takes in the supply gas sent from the ventilator 110 through the supply gas inlet 115, heats and humidifies it, and sends it out from the supply gas outlet 120 to the inhalation side breathing circuit 127. The supply gas passes through the coiled tube 130 and is sent from the interface 135 to the user U. Exhaled air is released to the outside world through the exhalation side breathing circuit 125.

図9(B)は、従来の加湿装置105の説明図である。加湿装置105は筐体内部に液体(水)155を貯留する。液体(水)155は発熱体150によって加熱蒸発される。発熱体150は、例えば電気抵抗体(図示省略)を有して電源160から電流を流すことで加熱される。 Fig. 9(B) is an explanatory diagram of a conventional humidifier 105. The humidifier 105 stores liquid (water) 155 inside the housing. The liquid (water) 155 is heated and evaporated by a heating element 150. The heating element 150 has, for example, an electrical resistor (not shown) and is heated by passing a current from a power source 160.

具体的には、送気ガス入口部115から流入する送気ガスは加湿空間145において、液体(水)155の表面から蒸発した水蒸気を含み、加湿された後に送気ガス出口部120から、呼吸回路を通じて使用者Uの気道へと送られる。このとき送気ガス出口温度測定部140で送気ガスの出口温度が測定され、使用者Uの気道において適切な温度及び湿度となるように発熱体150へ投入される電力が制御される。 Specifically, the supply gas flowing in from the supply gas inlet 115 contains water vapor that has evaporated from the surface of the liquid (water) 155 in the humidification space 145, and after being humidified, is sent from the supply gas outlet 120 through the breathing circuit to the airway of the user U. At this time, the outlet temperature of the supply gas is measured by the supply gas outlet temperature measuring unit 140, and the power input to the heating element 150 is controlled so that the appropriate temperature and humidity are achieved in the airway of the user U.

特表2009-504277号公報Special Publication No. 2009-504277

しかし、特許文献1記載の技術では、貯水槽全体の水の温度を上昇させなければ、十分な量の水蒸気を発生させることができない。このためエネルギー消費量が多く、加湿が可能になるまで時間が掛かる。また熱水を多く貯留しなければならないので小型化も難しい。また多くの熱水を貯留する必要があるので、加湿装置を倒すことで熱水が漏れ、使用者等が熱傷を負う危険も大きい。将来、呼吸補助器は在宅医療で用いられる機会が多くなると考えられており、その意味でも医療従事者以外の家族が扱うには不便である。 However, with the technology described in Patent Document 1, a sufficient amount of water vapor cannot be generated unless the temperature of the water in the entire water tank is raised. This results in a large amount of energy consumption, and it takes a long time before humidification is possible. Furthermore, since a large amount of hot water must be stored, it is difficult to reduce the size of the device. Furthermore, since a large amount of hot water must be stored, there is a high risk that hot water will leak if the humidifier is knocked over, resulting in burns to the user. It is thought that respiratory support devices will be used more frequently in home medical care in the future, and in that sense, they are inconvenient for family members other than medical professionals to use.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、小型化、軽量化が可能であり、貯留させる水全体を熱することなく素早く十分な加湿が可能な加湿装置、及び、呼吸補助装置の提供を目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a humidifier and respiratory assistance device that can be made small and lightweight and can quickly and sufficiently humidify the stored water without heating the entire water.

(1)本発明は、使用者へ送気される送気ガスを加湿する加湿装置であって、前記送気ガスを加湿するために用いる液体を加熱して気化させる発熱部と、前記液体を前記発熱部へ供給する液体供給部と、前記発熱部へエネルギーを供給する電源と、前記電源から前記発熱部へ投入される投入電力を測定する投入電力測定部と、前記加湿装置内、又は、前記加湿装置に接続される呼吸回路内の温度を参照して前記投入電力を制御する発熱制御部と、前記送気ガスについて目標とする加温加湿状態から、目標となる目標投入電力を算出する目標投入電力算出部と、測定された前記投入電力と前記目標投入電力との差分値に基づいて液体供給量を制御する液体供給制御部とを備えることを特徴とする加湿装置を提供する。 (1) The present invention provides a humidifier that humidifies a gas supply to be supplied to a user, comprising: a heat generating unit that heats and vaporizes a liquid used to humidify the gas supply; a liquid supply unit that supplies the liquid to the heat generating unit; a power source that supplies energy to the heat generating unit; an input power measuring unit that measures the input power supplied from the power source to the heat generating unit; a heat generating control unit that controls the input power by referring to the temperature inside the humidifier or the temperature inside a breathing circuit connected to the humidifier; a target input power calculation unit that calculates a target target input power from a target heating and humidification state for the gas supply; and a liquid supply control unit that controls the amount of liquid supplied based on the difference between the measured input power and the target input power.

上記(1)に記載する発明によれば、加湿装置に接続される呼吸回路内の温度を参照して投入電力を制御することと、送気ガスについて目標とする加温加湿状態から目標となる目標投入電力を算出する目標投入電力を算出することと、投入電力と目標投入電力との差分値に基づいて液体供給量を制御することを独立におこなうことで、高速な加温加湿制御と、最小限の液体供給での加湿制御が可能になるという極めて優れた効果を奏する。 The invention described in (1) above provides the extremely excellent effect of enabling high-speed heating and humidification control and humidification control with a minimum supply of liquid by independently controlling the input power by referring to the temperature in the breathing circuit connected to the humidification device, calculating the target input power by calculating the target target input power from the target heating and humidification state for the supplied gas, and controlling the amount of liquid supplied based on the difference between the input power and the target input power.

(2)本発明は、前記使用者がいる環境の温度である外気温を測定する外気温測定部と、前記使用者がいる環境の湿度である外湿度を測定する外湿度測定部と、前記送気ガスが呼吸回路に送られる出口となる送気ガス出口部近傍に設けられ、前記呼吸回路に送られる前記送気ガスの温度である出口温度を測定する送気ガス出口温度測定部とを備え、前記発熱制御部は、前記出口温度と予め設定された目標温度の差分値に基づいて前記発熱部への投入電力を制御し、前記目標投入電力算出部は、少なくとも前記外気温と、前記外湿度と、前記出口温度の値に基づいて前記目標投入電力を算出することを特徴とする上記(1)に記載の加湿装置を提供する。 (2) The present invention provides a humidifier as described in (1) above, which includes an outside air temperature measuring unit that measures the outside air temperature, which is the temperature of the environment in which the user is present; an outside humidity measuring unit that measures the outside humidity, which is the humidity of the environment in which the user is present; and an air supply gas outlet temperature measuring unit that is provided near an air supply gas outlet, which is the outlet through which the air supply gas is sent to a breathing circuit, and measures the outlet temperature, which is the temperature of the air supply gas sent to the breathing circuit; the heat generation control unit controls the input power to the heat generation unit based on the difference between the outlet temperature and a preset target temperature; and the target input power calculation unit calculates the target input power based on at least the outside air temperature, the outside humidity, and the outlet temperature.

上記(2)に記載する発明によれば、使用者のいる環境の環境変数に基づいて発熱部への投入電力を決定するので、最低限のエネルギーと液体量(水量)で素早く十分な加温加湿が可能になるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (2) above, the power input to the heat generating unit is determined based on the environmental variables of the user's environment, which has the excellent effect of enabling quick and sufficient heating and humidification with a minimum amount of energy and liquid (amount of water).

(3)本発明は、前記液体供給部による前記液体の供給量を調節する液体供給量調節部をさらに備え、前記液体供給制御部が、前記液体供給量調節部を制御することを特徴とする上記(1)または上記(2)に記載の加湿装置。 (3) The present invention relates to a humidifier as described in (1) or (2) above, further comprising a liquid supply amount adjustment unit that adjusts the amount of the liquid supplied by the liquid supply unit, and the liquid supply control unit controls the liquid supply amount adjustment unit.

上記(3)に記載する発明によれば、加温加湿に必要な量だけ発熱部に液体(水)を供給することができるので、液体の水が滞留することが無くなり細菌の繁殖を抑えることができ衛生面でも優れた加湿装置が提供できるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (3) above, only the amount of liquid (water) required for heating and humidification can be supplied to the heat generating section, so liquid water does not accumulate, preventing bacterial growth and providing a humidifier that is also excellent in terms of hygiene.

(4)本発明は、上記(1)乃至上記(3)のうちのいずれかに記載の加湿装置を備える呼吸補助装置を提供する。 (4) The present invention provides a respiratory assistance device including a humidifier device according to any one of (1) to (3) above.

上記(4)に記載する発明によれば、素早い加温加湿を最小限の液体量(水量)と最適な投入電力で行うことができる小型軽量で加湿装置を備えた呼吸補助装置が提供可能になるという優れた効果を奏する。 The invention described in (4) above has the excellent effect of providing a small, lightweight respiratory assistance device equipped with a humidifier that can quickly heat and humidify with a minimum amount of liquid (water) and optimal input power.

(5)本発明は、使用者へ送気され送気ガスを加湿するために用いる液体を加熱して気化させる発熱部と、前記液体を前記発熱部へ供給する液体供給部と、前記発熱部へエネルギーを供給する電源と、前記電源から前記発熱部へ投入される投入電力を測定する投入電力測定部とを備える前記送気ガスを加湿する加湿器において、前記加湿器内、又は、前記加湿器に接続される呼吸回路内の温度を参照して前記投入電力を制御する発熱制御ステップと、前記送気ガスについて目標とする加温加湿状態から、目標となる目標投入電力を算出する目標投入電力算出ステップと、測定された前記投入電力と前記目標投入電力との差分値に基づいて液体供給量を制御する液体供給制御ステップとを備えることを特徴とする加湿方法を提供する。 (5) The present invention provides a humidifier for humidifying a gas to be sent to a user, the humidifier comprising a heat generating unit for heating and vaporizing a liquid used for humidifying the gas to be sent to the user, a liquid supply unit for supplying the liquid to the heat generating unit, a power source for supplying energy to the heat generating unit, and an input power measuring unit for measuring the input power input from the power source to the heat generating unit, the humidification method comprising a heat generating control step for controlling the input power by referring to a temperature inside the humidifier or a temperature inside a breathing circuit connected to the humidifier, a target input power calculation step for calculating a target target input power from a target heating and humidification state for the gas to be sent, and a liquid supply control step for controlling the amount of liquid supplied based on a difference between the measured input power and the target input power.

上記(5)に記載する発明によれば、加湿装置に接続される呼吸回路内の温度を参照して投入電力を制御することと、送気ガスについて目標とする加温加湿状態から目標となる目標投入電力を算出する目標投入電力を算出することと、投入電力と目標投入電力との差分値に基づいて液体供給部を制御することを独立におこなうことで、高速な加温加湿制御と、最小限の液体供給での加湿制御が可能になるという極めて優れた効果を奏する。 The invention described in (5) above provides the extremely excellent effect of enabling high-speed heating and humidification control and humidification control with a minimum supply of liquid by independently controlling the input power by referring to the temperature in the breathing circuit connected to the humidification device, calculating the target input power by calculating the target target input power from the target heating and humidification state for the supplied gas, and controlling the liquid supply unit based on the difference between the input power and the target input power.

(6)本発明は、前記使用者がいる環境の温度である外気温を測定する外気温測定部と、前記使用者がいる環境の湿度である外湿度を測定する外湿度測定部と、前記送気ガスが呼吸回路に送られる出口となる送気ガス出口部近傍に設けられ、前記呼吸回路に送られる前記送気ガスの温度である出口温度を測定する送気ガス出口温度測定部とを備える前記加湿器において、前記発熱制御ステップは、前記出口温度と予め設定された目標温度の差分値に基づいて前記発熱部への投入電力を制御し、前記目標投入電力算出ステップは、少なくとも前記外気温と、前記外湿度と、前記出口温度の値に基づいて前記目標投入電力を算出することを特徴とする上記(5)に記載の加湿方法を提供する。 (6) The present invention provides the humidification method described in (5) above, characterized in that in the humidifier, which includes an outside air temperature measuring unit that measures the outside air temperature, which is the temperature of the environment in which the user is present, an outside humidity measuring unit that measures the outside humidity, which is the humidity of the environment in which the user is present, and a gas outlet temperature measuring unit that is provided near a gas outlet that is the outlet through which the gas is sent to a breathing circuit and that measures the outlet temperature, which is the temperature of the gas sent to the breathing circuit, the heat generation control step controls the input power to the heat generation unit based on the difference between the outlet temperature and a preset target temperature, and the target input power calculation step calculates the target input power based on at least the outside air temperature, the outside humidity, and the outlet temperature.

上記(6)に記載する発明によれば、使用者のいる環境の環境変数に基づいて発熱部への投入電力を決定するので、最低限のエネルギーと液体量(水量)で素早く十分な加温加湿が可能になるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (6) above, the power input to the heat generating unit is determined based on the environmental variables of the user's environment, which has the excellent effect of enabling quick and sufficient heating and humidification with a minimum amount of energy and liquid (amount of water).

(7)本発明は、前記液体供給部による前記液体の供給量を調節する液体供給量調節部をさらに備え、前記液体供給制御ステップが、前記液体供給量調節部を制御することを特徴とする上記(5)または上記(6)に記載の加湿方法を提供する。 (7) The present invention provides the humidification method according to (5) or (6) above, further comprising a liquid supply amount adjustment unit that adjusts the amount of the liquid supplied by the liquid supply unit, and the liquid supply control step controls the liquid supply amount adjustment unit.

上記(7)に記載する発明によれば、加温加湿に必要な量だけ発熱体に液体(水)を供給することができるので、液体の水が滞留することが無くなり細菌の繁殖を抑えることができ衛生面でも優れた加湿装置が提供できるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (7) above, liquid (water) can be supplied to the heating element in the amount required for heating and humidification, so liquid water does not accumulate, preventing bacterial growth and providing a humidifier that is also excellent in terms of hygiene.

(8)本発明は、上記(5)乃至上記(7)のうちのいずれかに記載の加湿方法を含む呼吸補助方法を提供する。 (8) The present invention provides a respiratory assistance method including the humidification method described in any one of (5) to (7) above.

上記(8)に記載する発明によれば、加湿装置に接続される呼吸回路内の温度を参照して投入電力を制御することと、送気ガスについて目標とする加温加湿状態から目標となる目標投入電力を算出する目標投入電力を算出することと、投入電力と目標投入電力との差分値に基づいて液体供給部を制御することを独立におこなうことで、高速な加温加湿制御と、最小限の液体供給での加湿制御が可能になるという極めて優れた効果を奏する。 The invention described in (8) above provides the extremely excellent effect of enabling high-speed heating and humidification control and humidification control with a minimum of liquid supply by independently controlling the input power by referring to the temperature in the breathing circuit connected to the humidification device, calculating the target input power by calculating the target target input power from the target heating and humidification state for the supplied gas, and controlling the liquid supply unit based on the difference between the input power and the target input power.

(9)本発明は、使用者へ送気する送気ガスに水蒸気を含ませる加湿空間を有する筐体を備え、前記加湿空間には、電磁誘導現象を用いて電気エネルギーを取得することで発熱する発熱部が配設され、前記電磁誘導現象により前記発熱部へエネルギーを伝達するコイルと、前記発熱部と前記コイルとを空間的に分離して電気的接触を防ぐ絶縁部と、前記発熱部に対して前記水蒸気へと気化させる液体を供給する液体供給部とをさらに有することを特徴とする加湿装置を提供する。 (9) The present invention provides a humidifier comprising a housing having a humidification space for adding water vapor to the gas to be sent to a user, a heat generating section that generates heat by obtaining electrical energy using electromagnetic induction is disposed in the humidification space, and the humidifier further comprises a coil that transmits energy to the heat generating section by the electromagnetic induction, an insulating section that spatially separates the heat generating section and the coil to prevent electrical contact, and a liquid supply section that supplies liquid to be evaporated into the water vapor to the heat generating section.

上記(9)に記載する発明によれば、液体(水)を水蒸気へと気化させる加湿部、具体的には発熱部と、発熱部へエネルギーを供給するエネルギー供給部、具体的にはコイルが空間的に分離可能な加湿装置を構成することができる。そのため水分を含んで菌が発生しやすいといった問題が生じる可能性がある加湿部だけを交換することができるので、メンテナンスが容易であるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (9) above, it is possible to configure a humidifier in which a humidifying unit that vaporizes liquid (water) into water vapor, specifically a heat generating unit, and an energy supply unit that supplies energy to the heat generating unit, specifically a coil, can be spatially separated. Therefore, it is possible to replace only the humidifying unit, which contains moisture and may cause problems such as bacteria growth, providing the excellent effect of easy maintenance.

(10)本発明は、前記液体供給部は、前記発熱部の近傍に前記液体が滞留しない状態を維持するように前記液体を供給することを特徴とする上記(9)に記載の加湿装置を提供する。 (10) The present invention provides the humidifier described in (9) above, characterized in that the liquid supply unit supplies the liquid in a manner that keeps the liquid from accumulating in the vicinity of the heat generating unit.

上記(10)に記載する発明によれば、加湿装置の内部に液体(水)が滞留しないので、細菌が繁殖しにくく良い衛生状態を維持しやすいという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (10) above, liquid (water) does not remain inside the humidifier, which has the excellent effect of making it difficult for bacteria to grow and making it easier to maintain good hygienic conditions.

(11)本発明は、前記発熱部は筒形であり、前記絶縁部を介して前記コイルが配置されることを特徴とする上記(9)または上記(10)に記載の加湿装置を提供する。 (11) The present invention provides a humidifier as described in (9) or (10) above, characterized in that the heat generating portion is cylindrical and the coil is disposed via the insulating portion.

上記(11)に記載する発明によれば、電磁誘導現象を用いて発熱部へエネルギーを付与するコイルと発熱部が絶縁部によって電気的に絶縁されているので、ショートなどの事故が起きる可能性が低くなるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (11) above, the coil that applies energy to the heat generating part using electromagnetic induction is electrically insulated from the heat generating part by an insulating part, which has the excellent effect of reducing the possibility of accidents such as short circuits.

(12)本発明は、前記絶縁部が筒形であり、前記発熱部の内周側に前記絶縁部が配置され、前記絶縁部の内周側に前記コイルが配置されることを特徴とする上記(11)に記載の加湿装置を提供する。 (12) The present invention provides a humidifier as described in (11) above, characterized in that the insulating part is cylindrical, the insulating part is disposed on the inner periphery of the heat generating part, and the coil is disposed on the inner periphery of the insulating part.

上記(12)に記載する発明によれば、筒型の発熱部の内側にコイルが配設されるので、電磁誘導現象を用いてコイルから発熱部へ効率的にエネルギーを付与することができるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (12) above, a coil is disposed inside the cylindrical heat generating part, which has the excellent effect of efficiently transferring energy from the coil to the heat generating part by using the electromagnetic induction phenomenon.

(13)本発明は、前記発熱部の前記筒形の中心軸が、非鉛直方向に向くように配置されることを特徴とする上記(12)に記載の加湿装置を提供する。 (13) The present invention provides a humidifier as described in (12) above, characterized in that the cylindrical central axis of the heat generating portion is arranged to face in a non-vertical direction.

上記(13)に記載する発明によれば、発熱部が加温加湿したい送気ガスに触れる表面積を大きくすることが容易になるので、小型で十分な加温加湿が可能な加湿装置が提供できるという優れた効果を奏する。 The invention described in (13) above makes it easy to increase the surface area of the heat generating part that comes into contact with the gas to be heated and humidified, which has the excellent effect of providing a small humidifier that is capable of sufficient heating and humidification.

(14)本発明は、前記発熱部は、金属を含む多孔状に構成される金属多孔体であることを特徴とする上記(9)乃至上記(13)のうちのいずれかに記載の加湿装置を提供する。 (14) The present invention provides a humidifier according to any one of (9) to (13) above, characterized in that the heat generating portion is a porous metal body that contains metal and is configured to be porous.

金属多孔体は電気伝導性を有する。上記(14)に記載する発明によれば、コイルから電磁誘導現象によって金属多孔体に電流が流れることで抵抗加熱が生じ、水を効率的に気化させることができるという優れた効果を奏する。 The porous metal body has electrical conductivity. According to the invention described in (14) above, a current flows from the coil to the porous metal body due to electromagnetic induction, which generates resistance heating, and has the excellent effect of efficiently vaporizing water.

(15)本発明は、前記コイルおよび前記発熱部が磁性体によって磁気結合されていることを特徴とする上記(9)乃至上記(14)のうちのいずれかに記載の加湿装置を提供する。 (15) The present invention provides a humidifier according to any one of (9) to (14) above, characterized in that the coil and the heat generating portion are magnetically coupled by a magnetic material.

上記(15)に記載する発明によれば、コイルと電磁誘導により電流が流れる発熱部が効率よく磁気結合されるので、コイルから発熱部へのエネルギー付与効率が高まるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (15) above, the coil and the heat generating part through which current flows by electromagnetic induction are efficiently magnetically coupled, which has the excellent effect of increasing the efficiency of energy transfer from the coil to the heat generating part.

(16)本発明は、上記(9)乃至上記(15)のうちのいずれかに記載された加湿装置を備える呼吸補助装置を提供する。 (16) The present invention provides a respiratory assistance device including a humidification device as described in any one of (9) to (15) above.

上記(16)に記載する発明によれば、加湿装置の小型化、軽量化が可能であり、貯留させる水全体を熱することなく素早く十分な加湿が可能になるという著しく優れた効果を奏する。 The invention described in (16) above has the remarkable advantage of making it possible to reduce the size and weight of the humidifier, and to quickly and sufficiently humidify the water without heating the entire water stored in it.

本発明の請求項1~8記載の加湿装置、呼吸補助装置によれば、メンテナンスが容易で衛生的であり、且つ、小型軽量で素早い加温加湿が可能な加湿装置と、そのような加湿装置を備えた呼吸補助装置が実現できるという優れた効果を奏し得る。 The humidifier and respiratory assistance device according to claims 1 to 8 of the present invention provide the excellent effects of realizing a humidifier that is easy to maintain, hygienic, small, lightweight, and capable of rapid heating and humidification, and a respiratory assistance device equipped with such a humidifier.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置の概念図である。1 is a conceptual diagram of a respiratory assistance device according to an embodiment of the present invention. (A)本発明の実施形態に係る呼吸補助装置における加湿装置の筐体内部の説明図である。(B)加湿装置の断面図である。1A is an explanatory diagram of the inside of a housing of a humidifier in a respiratory assistance device according to an embodiment of the present invention, and FIG. (A)本発明の実施形態に係る呼吸補助装置における加湿装置の説明図である。(B)本発明の第一の変形実施例に係る呼吸補助装置における加湿装置の説明図である。1A is an explanatory diagram of a humidifier in a respiratory assistance apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an explanatory diagram of a humidifier in a respiratory assistance apparatus according to a first modified embodiment of the present invention. (A)本発明の実施形態に係る呼吸補助装置における加湿装置を構成するエネルギー供給部と加湿部が分離する動作を示す説明図である。(B)本発明の第一の変形実施例に係る呼吸補助装置における加湿装置を構成するエネルギー供給部と加湿部が分離する動作を示す説明図である。(C)筐体内の加湿空間を解放して加湿部のみを分離してメンテナンスする態様を示す説明図である。(A) An explanatory diagram showing the operation of separating an energy supply unit and a humidifying unit constituting a humidifying device in a respiratory assistance device according to an embodiment of the present invention. (B) An explanatory diagram showing the operation of separating an energy supply unit and a humidifying unit constituting a humidifying device in a respiratory assistance device according to a first modified embodiment of the present invention. (C) An explanatory diagram showing a mode in which the humidifying space in the housing is opened and only the humidifying unit is separated for maintenance. (A)本発明の第二の変形実施例に係る呼吸補助装置における加湿装置の筐体内部を説明する説明図である。(B)加湿装置の筐体の断面図である。13A is an explanatory diagram illustrating the inside of a housing of a humidifier in a respiratory assistance apparatus according to a second modified embodiment of the present invention, and FIG. 呼吸補助装置における加湿装置において送気ガスの出口温度を制御するアルゴリズムを説明するフローチャートである。4 is a flow chart illustrating an algorithm for controlling the outlet temperature of the insufflated gas in a humidifier in a respiratory assistance device. 呼吸補助装置における加湿装置において、リアルタイムに目標投入電力を算出して設定するアルゴリズムを説明するフローチャートである。11 is a flowchart illustrating an algorithm for calculating and setting a target input power in real time in a humidifier in a respiratory assistance device. 電源から発熱部へ供給される液体(水)量を制御するアルゴリズムを説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an algorithm for controlling the amount of liquid (water) supplied from the power supply to the heat generating portion. (A)従来の呼吸補助装置の概念図である。(B)従来の加湿装置の説明図である。1A is a schematic diagram of a conventional respiratory assistance device, and FIG. 1B is an explanatory diagram of a conventional humidification device.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the attached drawings.

図1~図8は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。なお、各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。 Figures 1 to 8 show an example of a form for implementing the invention, and in the figures, parts with the same reference numerals represent the same items. Note that in each figure, some components have been omitted as appropriate to simplify the drawings. Additionally, the size, shape, thickness, etc. of components have been exaggerated as appropriate.

図1は、本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1の概念図である。使用者Uの呼吸を補助する呼吸補助装置1は、送気ガスを送り出す送風機10と、治療等医療用に用いられる医用ガスを供給する医用ガスボンベ13と、送気ガスを加湿する加湿装置9と、送気ガスを使用者Uへ導く呼吸回路5と、使用者Uの鼻部および/または口腔部近傍に配設されて送気ガスを導く呼吸補助用インターフェース3を備える。 Figure 1 is a conceptual diagram of a respiratory assistance device 1 according to an embodiment of the present invention. The respiratory assistance device 1, which assists the breathing of a user U, includes a blower 10 that sends out the supply gas, a medical gas cylinder 13 that supplies medical gas used for medical treatment and other medical purposes, a humidifier 9 that humidifies the supply gas, a breathing circuit 5 that guides the supply gas to the user U, and a respiratory assistance interface 3 that is disposed near the nose and/or mouth of the user U and guides the supply gas.

送風機10は吸入口40から空気を吸い込み加湿装置30へと送気する。また医用ガスボンベ13から供給される医用ガスも加湿装置30へと送気される。すなわち送気ガスは吸入口40から吸い込んだ空気と医用ガスの混合ガスであってよい。 The blower 10 draws in air from the intake port 40 and delivers it to the humidifier 30. Medical gas supplied from the medical gas cylinder 13 is also delivered to the humidifier 30. In other words, the delivered gas may be a mixture of the air drawn in from the intake port 40 and the medical gas.

医用ガスは、例えば酸素ガスであってよい。 The medical gas may be, for example, oxygen gas.

加湿装置9は、筐体30と、電源29と、電源29から発熱部(金属多孔体)59(後述する図2(A)参照)へ投入される投入電力を測定する投入電力測定部31と、発熱部(金属多孔体)59に液体(水)を供給する液体供給装置68と、使用者がいる環境の環境変数を測定する外部環境変数測定部27と、加湿装置9の制御をおこなう制御装置21を有する。また筐体30(後述する図2(A)参照)から送気ガスが送り出される送気ガス出口部35には、呼吸回路5に送られる送気ガスの温度を測定する送気ガス出口温度測定部7が配置される。 The humidifier 9 has a housing 30, a power source 29, an input power measuring unit 31 that measures the input power input from the power source 29 to the heat generating unit (porous metal) 59 (see FIG. 2(A) described later), a liquid supplying unit 68 that supplies liquid (water) to the heat generating unit (porous metal) 59, an external environmental variable measuring unit 27 that measures the environmental variables of the environment in which the user is located, and a control unit 21 that controls the humidifier 9. In addition, an air supply gas outlet temperature measuring unit 7 that measures the temperature of the air supply gas sent to the breathing circuit 5 is disposed at the air supply gas outlet 35 from which the air supply gas is sent from the housing 30 (see FIG. 2(A) described later).

なおこの「出口部」の場所は特に限定されず、発熱部(金属多孔体)59より下流側のどの場所であってもよい。 The location of this "outlet" is not particularly limited and may be anywhere downstream of the heat generating portion (porous metal body) 59.

電源29から投入される電力は、直接的にはコイル57へと送られる電力だが、電気エネルギーは電磁誘導現象を通じて発熱部(金属多孔体)59(後述する図2(A)参照)へ投入されるので上記の表現とした。したがって投入電力測定部31はコイル57に投入される電力または発熱部(金属多孔体)59に伝達されるエネルギーのいずれを測定しても良い。 The power input from the power source 29 is the power sent directly to the coil 57, but the above expression is used because the electrical energy is input to the heat generating part (porous metal body) 59 (see FIG. 2(A) described below) through the electromagnetic induction phenomenon. Therefore, the input power measuring unit 31 may measure either the power input to the coil 57 or the energy transmitted to the heat generating part (porous metal body) 59.

発熱部59は、金属を含む多孔状に構成される金属多孔体である。発熱部(金属多孔体)59は金属繊維を押し固めたメッシュ構造を有してもよい。 The heat generating part 59 is a porous metal body that contains metal and is configured to have many pores. The heat generating part (porous metal body) 59 may have a mesh structure in which metal fibers are compressed.

制御装置21は、加湿装置9内、又は、加湿装置9に接続される呼吸回路5内の温度を参照して投入電力を制御する発熱制御部15と、送気ガスについて目標とする加温加湿状態から、目標となる目標投入電力を算出する目標投入電力算出部17と、測定された投入電力と目標投入電力との差分値に基づいて液体量(後述する図3参照)を制御する液体供給制御部19とを備える。 The control device 21 includes a heat generation control unit 15 that controls the input power by referring to the temperature inside the humidifier 9 or inside the breathing circuit 5 connected to the humidifier 9, a target input power calculation unit 17 that calculates a target input power from a target heating and humidification state for the supplied gas, and a liquid supply control unit 19 that controls the amount of liquid (see FIG. 3 described below) based on the difference between the measured input power and the target input power.

外部環境変数測定部27は、呼吸補助装置1が設置されている環境の温度を測定する外気温測定部23と、呼吸補助装置1が設置されている環境の湿度を測定する外湿度測定部25を有する。外気温測定部23は、例えば抵抗温度計であってよい。また外湿度測定部25は、例えばバイメタル方式であってもよく、感湿剤と櫛形電極を用いたデジタル式出あってもよい。 The external environmental variable measuring unit 27 has an external air temperature measuring unit 23 that measures the temperature of the environment in which the respiratory assistance device 1 is installed, and an external humidity measuring unit 25 that measures the humidity of the environment in which the respiratory assistance device 1 is installed. The external air temperature measuring unit 23 may be, for example, a resistance thermometer. The external humidity measuring unit 25 may be, for example, a bimetal type, or a digital type using a moisture-sensitive agent and a comb-shaped electrode.

なお制御装置21はCPU、RAMおよびROMなどから構成され、各種制御を実行する。CPUはいわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて様々な機能を実現する。RAMはCPUの作業領域、記憶領域として使用され、ROMはCPUで実行されるオペレーティングシステムやプログラムを記憶する。 The control device 21 is composed of a CPU, RAM, ROM, etc., and performs various controls. The CPU is a so-called central processing unit, and executes various programs to realize various functions. The RAM is used as the working area and storage area of the CPU, and the ROM stores the operating system and programs executed by the CPU.

制御装置21は,呼吸補助装置1全体の動作を制御してもよい。 The control device 21 may control the operation of the entire respiratory assistance device 1.

図2(A)は、本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9の筐体30内部の説明図である。筐体30は、送気ガスが送り込まれる送気ガス入口部47と、送気ガスが呼吸回路5(図1参照)へ送り出される送気ガス出口部35と、磁界を発生させるコイル57と、発熱部(金属多孔体)59と、コイル57と発熱部(金属多孔体)59の間の電気的な絶縁をする絶縁部61と、コイル57と発熱部(金属多孔体)59の間の磁気結合の効率を高める磁性体であるフェライト55と、送気ガスが発熱部(金属多孔体)59に十分長い間接触するために、送気ガスの流れを変える整流板51を備える。送気ガスは発熱部(金属多孔体)59で発生した加熱蒸気が加湿空間49に流れ込むことにより加温加湿される。 2(A) is an explanatory diagram of the inside of the housing 30 of the humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention. The housing 30 includes a gas inlet 47 through which the gas is fed, a gas outlet 35 through which the gas is fed to the breathing circuit 5 (see FIG. 1), a coil 57 that generates a magnetic field, a heat generating part (porous metal) 59, an insulating part 61 that electrically insulates the coil 57 from the heat generating part (porous metal) 59, ferrite 55 that is a magnetic material that increases the efficiency of the magnetic coupling between the coil 57 and the heat generating part (porous metal) 59, and a straightening plate 51 that changes the flow of the gas so that the gas comes into contact with the heat generating part (porous metal) 59 for a sufficiently long time. The gas is heated and humidified by the heated steam generated in the heat generating part (porous metal) 59 flowing into the humidification space 49.

図2(B)は、加湿装置9の断面図である。送気ガスは、送気ガス入口部47から筐体30内に取り込まれ、整流板51によって流れが変えられ、例えば図2(B)中の破線で示される加湿加温経路50のような経路、具体的には送気ガス入口47から発熱部(金属多孔体)59へと向かう進入側経路50Aと、発熱部(金属多孔体)59近傍の発熱体側経路50Bと、発熱部(金属多孔体)59から送気ガス出口35へと向かう出口側経路50Cを備える経路をたどり、発熱部(金属多孔体)59で発生した加熱蒸気を加湿空間49の中で含んで加温加湿された後に、送気ガス出口部35から呼吸回路5へと送り出される。 Figure 2 (B) is a cross-sectional view of the humidifier 9. The supply gas is taken into the housing 30 from the supply gas inlet 47, and the flow is changed by the straightening plate 51. For example, the supply gas travels along a path such as the humidification and heating path 50 shown by the dashed line in Figure 2 (B), specifically, along a path including an entrance side path 50A leading from the supply gas inlet 47 to the heat generating part (metallic porous body) 59, a heat generating part side path 50B near the heat generating part (metallic porous body) 59, and an exit side path 50C leading from the heat generating part (metallic porous body) 59 to the supply gas outlet 35. After being heated and humidified in the humidification space 49 by containing the heated steam generated in the heat generating part (metallic porous body) 59, the supply gas is sent out from the supply gas outlet 35 to the breathing circuit 5.

加湿装置9は、使用者Uへ送気する送気ガスに水蒸気を含ませる加湿空間49を有する筐体30を備え、加湿空間49には、発熱部59と、コイル57と、絶縁部61が配設される。さらに発熱部59に対して水蒸気へと気化させる液体を供給する液体供給部63(後述する図3参照)をさらに有する。 The humidifier 9 includes a housing 30 having a humidifier space 49 in which water vapor is added to the gas sent to the user U, and the humidifier space 49 includes a heat generating section 59, a coil 57, and an insulating section 61. The humidifier 9 further includes a liquid supply section 63 (see FIG. 3 described later) that supplies the heat generating section 59 with liquid to be vaporized into water vapor.

具体的には発熱部(金属多孔体)59は断面が正円状の円筒形であり、金属を含み全体として電気伝導性を有するが、コイル57から電磁誘導で誘導された電流が流れると加熱する程度の電気抵抗値を有する。コイル57は金属線を螺旋状に巻いた形状でありフェライト55の外周に沿って配設される。コイル57は高い電気伝導性を有する。絶縁部61は発熱部(金属多孔体)59とコイル57の間に配設され、互いを電気的に絶縁するとともに、液体供給装置68から発熱部(金属多孔体)59に供給される液体(水)およびそれが気化した水蒸気からコイル57を空間的に隔離する隔離壁を兼ねる。絶縁部61はガラスであってもよく、合成樹脂であってもよい。 Specifically, the heat generating part (metallic porous body) 59 is cylindrical in shape with a circular cross section, contains metal, and is electrically conductive overall, but has an electrical resistance value that causes heating when a current induced by electromagnetic induction flows from the coil 57. The coil 57 is a metal wire wound in a spiral shape and is disposed along the outer periphery of the ferrite 55. The coil 57 has high electrical conductivity. The insulating part 61 is disposed between the heat generating part (metallic porous body) 59 and the coil 57, electrically insulating them from each other and also serving as an isolation wall that spatially isolates the coil 57 from the liquid (water) supplied from the liquid supply device 68 to the heat generating part (metallic porous body) 59 and the water vapor that evaporates from the liquid. The insulating part 61 may be glass or synthetic resin.

また発熱部59は、その内周には絶縁部61を介してコイル57が配置される。 The coil 57 is also arranged on the inner circumference of the heating part 59 via an insulating part 61.

絶縁部61は筒形であり、発熱部59の内周側に絶縁部61が配置され、絶縁部61の内周側にコイル57が配置されることを特徴とする。 The insulating part 61 is cylindrical, and is arranged on the inner periphery of the heat generating part 59, and the coil 57 is arranged on the inner periphery of the insulating part 61.

なお発熱部59の筒形の中心軸が、非鉛直方向に向くように配置されることも可能である。ここでは基本姿勢として中心軸が水平となる態様を示したが、この加湿装置の利点として姿勢を変えても加湿加温が可能であることが挙げられる。 It is also possible to arrange the cylindrical central axis of the heating section 59 so that it faces in a non-vertical direction. Here, the basic position is shown as a horizontal central axis, but an advantage of this humidifier is that it can humidify and heat even if the position is changed.

図3(A)は、本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9の説明図である。 Figure 3 (A) is an explanatory diagram of the humidification device 9 in the respiratory assistance device 1 according to an embodiment of the present invention.

本変形実施形態では、発熱部(金属多孔体)59とコイル57の間の磁気結合を高めるために、コイル57の内周側にフェライト55を備える。また絶縁部61(前述の図2(A)参照)は、筐体30の一部がその役割を果たしてよい。筐体30は例えばABS樹脂のような合成樹脂であってよい。 In this modified embodiment, ferrite 55 is provided on the inner circumference side of coil 57 to enhance the magnetic coupling between heat generating portion (porous metal body) 59 and coil 57. Also, part of housing 30 may serve as insulating portion 61 (see FIG. 2(A) above). Housing 30 may be made of a synthetic resin such as ABS resin.

コイル57に対する投入電力は、電源29から電源ライン69を通じて印加されるが、電源29は、発熱制御部15によって制御される。投入されている電力値はリアルタイムで投入電力測定部によって測定される。 The power supplied to the coil 57 is applied from the power source 29 through the power line 69, and the power source 29 is controlled by the heat generation control unit 15. The value of the supplied power is measured in real time by the supplied power measurement unit.

液体(水)は、液体供給装置68から発熱部(金属多孔体)59へと供給される。具体的には液体貯留部67から液体供給部63を通じて発熱部(金属多孔体)59に対して供給される。液体供給部63の端部から少量ずつ発熱部(金属多孔体)59の内側周面へと液体(水)が供給される。液体供給部63は管状であり、その端部が発熱部(金属多孔体)59の内周面に沿って配設されることが望ましい。液体(水)の供給量は液体量調節部65によって調節されるが、液体量調節部65は、例えばピエゾ式のポンプであってよい。液体量調節部65は液体供給制御部19(図1参照)によって制御される。 The liquid (water) is supplied from the liquid supply device 68 to the heat generating part (porous metal body) 59. Specifically, the liquid is supplied from the liquid storage part 67 to the heat generating part (porous metal body) 59 through the liquid supply part 63. The liquid (water) is supplied little by little from the end of the liquid supply part 63 to the inner peripheral surface of the heat generating part (porous metal body) 59. The liquid supply part 63 is tubular, and it is desirable that the end of the liquid supply part 63 is arranged along the inner peripheral surface of the heat generating part (porous metal body) 59. The amount of liquid (water) supplied is adjusted by the liquid amount adjustment part 65, which may be, for example, a piezoelectric pump. The liquid amount adjustment part 65 is controlled by the liquid supply control part 19 (see FIG. 1).

液体供給部19は、発熱部59の近傍に液体が滞留しない状態を維持するように液体を供給する。つまり発熱部(金属多孔体)59が気化させることが可能な最大液体量を超えない程度の液体を供給する。 The liquid supply unit 19 supplies liquid so as to maintain a state in which liquid does not accumulate near the heat generating unit 59. In other words, the liquid is supplied in an amount that does not exceed the maximum amount of liquid that the heat generating unit (porous metal) 59 can vaporize.

図4(A)は、本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9を構成するエネルギー供給部73と加湿部71が分離する動作を示す説明図である。加温加湿をおこなう状態においては、フェライト55とコイル57を備えたエネルギー供給部73は発熱部(金属多孔体)59を内部に配設する筐体30の凹部に配置され、コイル57と発熱部(金属多孔体)59が磁気回路を形成して電磁誘導現象による発熱部(金属多孔体)59の加熱が可能な状態にある(図4(A)左図参照)。メンテナンスをする場合、具体的には発熱部(金属多孔体)59を有する加湿部71を交換する場合にはエネルギー供給部73と加湿部71が空間的に分離することができる(図4(A)右図参照)。 Figure 4 (A) is an explanatory diagram showing the operation of separating the energy supply unit 73 and the humidification unit 71 constituting the humidification device 9 in the respiratory assistance device 1 according to an embodiment of the present invention. In the state of performing heating and humidification, the energy supply unit 73 including the ferrite 55 and the coil 57 is placed in a recess of the housing 30 in which the heat generating unit (metallic porous body) 59 is disposed, and the coil 57 and the heat generating unit (metallic porous body) 59 form a magnetic circuit, enabling the heat generating unit (metallic porous body) 59 to be heated by electromagnetic induction (see the left diagram of Figure 4 (A)). When performing maintenance, specifically when replacing the humidification unit 71 having the heat generating unit (metallic porous body) 59, the energy supply unit 73 and the humidification unit 71 can be spatially separated (see the right diagram of Figure 4 (A)).

図4(C)は、筐体30内の加湿空間49を解放して加湿部71(発熱部(金属多孔体)59)のみを分離する動作を示す説明図である。加湿装置30は本体部30Aと蓋部30Bを備え、メンテナンス時、具体的には発熱部(金属多孔体)59を交換する場合には蓋部30Bを開放することで発熱部(金属多孔体)59を容易に取り出して交換することができる(図4(C)右図参照)。 Figure 4(C) is an explanatory diagram showing the operation of opening the humidification space 49 in the housing 30 and isolating only the humidification unit 71 (heat generating unit (porous metal) 59). The humidification device 30 comprises a main body 30A and a lid 30B, and during maintenance, specifically when replacing the heat generating unit (porous metal) 59, the heat generating unit (porous metal) 59 can be easily removed and replaced by opening the lid 30B (see the right diagram in Figure 4(C)).

図3(B)は、本発明の第一の変形実施例に係る呼吸補助装置1における加湿装置9の説明図である。 Figure 3 (B) is an explanatory diagram of the humidification device 9 in the respiratory assistance device 1 according to the first modified embodiment of the present invention.

本変形実施例では発熱部(金属多孔体)59とコイル57の間の磁気回路をなるべく閉じて磁気結合を高めるために、U字状のフェライト55を備える。また絶縁部61(前述の図2(A)参照)は、筐体30の一部がその役割を果たしてよい。筐体30は例えばABS樹脂のような合成樹脂であってよい。 In this modified embodiment, a U-shaped ferrite 55 is provided to close the magnetic circuit between the heat generating portion (porous metal) 59 and the coil 57 as much as possible to enhance magnetic coupling. Also, a part of the housing 30 may serve as the insulating portion 61 (see FIG. 2(A) above). The housing 30 may be made of a synthetic resin such as ABS resin.

コイル57に対する投入電力は、電源29から電源ライン69を通じて印加されるが、電源29は、発熱制御部15によって制御される。投入されている電力値はリアルタイムで投入電力測定部によって測定される。 The power supplied to the coil 57 is applied from the power source 29 through the power line 69, which is controlled by the heat generation control unit 15. The value of the supplied power is measured in real time by the supplied power measurement unit.

液体(水)は、液体貯留部67から液体供給部63を通じて発熱部(金属多孔体)59に対して供給される。液体(水)の供給量は液体量調節部65によって制御されるが、液体量調節部65は、例えばピエゾ式のポンプであってよい。液体量調節部65は液体供給制御部19(図1参照)によって制御される。 The liquid (water) is supplied to the heat generating part (porous metal body) 59 from the liquid storage part 67 through the liquid supply part 63. The amount of liquid (water) supplied is controlled by the liquid amount adjustment part 65, which may be, for example, a piezoelectric pump. The liquid amount adjustment part 65 is controlled by the liquid supply control part 19 (see FIG. 1).

液体供給部19は、発熱部59の近傍に液体が滞留しない状態を維持するように液体を供給する。発熱部(金属多孔体)59に対する液体の供給は、図3(A)の場合と同様なので記載を省略する。 The liquid supply unit 19 supplies liquid so as to maintain a state in which liquid does not accumulate near the heat generating unit 59. The supply of liquid to the heat generating unit (porous metal body) 59 is the same as in FIG. 3(A), so a description thereof is omitted.

図4(B)は、本発明の第一の変形実施例に係る呼吸補助装置1における加湿装置9を構成するエネルギー供給部73と加湿部71が分離する動作を示す説明図である。
加温加湿をおこなう状態においては、フェライト55とコイル57を備えたエネルギー供給部73は発熱部(金属多孔体)59を内部に配設する筐体30の凹部に配置され、コイル57と発熱部(金属多孔体)59が磁気回路を形成して電磁誘導現象による発熱部(金属多孔体)59の加熱が可能な状態にある(図4(B)左図参照)。メンテナンスをする場合、具体的には発熱部(金属多孔体)59を有する加湿部71を交換する場合にはエネルギー供給部73と加湿部71が空間的に分離することができる(図4(B)右図参照)。
FIG. 4(B) is an explanatory diagram showing the operation of separating the energy supply unit 73 and the humidifier unit 71 constituting the humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the first modified embodiment of the present invention.
In the state where heating and humidification is performed, the energy supply unit 73 including the ferrite 55 and the coil 57 is disposed in a recess of the housing 30 in which the heat generating unit (porous metal) 59 is disposed, and the coil 57 and the heat generating unit (porous metal) 59 form a magnetic circuit, enabling heating of the heat generating unit (porous metal) 59 by electromagnetic induction (see the left diagram in FIG. 4(B)). When performing maintenance, specifically when replacing the humidifying unit 71 having the heat generating unit (porous metal) 59, the energy supply unit 73 and the humidifying unit 71 can be spatially separated (see the right diagram in FIG. 4(B)).

加湿部71には液体(水)が供給されるので細菌が発生する可能性があり、定期的に交換することが望ましい。筐体30が、エネルギー供給部73と加湿部71のように容易に分離できるので、加湿部71だけ新しいものに交換することができるというメンテナンスの容易さを実現している。 Since liquid (water) is supplied to the humidifier 71, bacteria may grow, so it is advisable to replace it periodically. Since the housing 30 can be easily separated into the energy supply unit 73 and the humidifier 71, maintenance is simplified as only the humidifier 71 can be replaced with a new one.

図5(A)は、本発明の第二の変形実施例に係る呼吸補助装置1における加湿装置9の筐体30内部を説明する説明図である。本変形実施例においては発熱部(金属多孔体)59を有する加温部75と、同様に発熱部(金属多孔体)59を有する加湿部77を備える。送気ガス入口部47から取り入れられた送気ガスは液体が供給されない加温部75によって加温され、液体が供給される加湿部77で加湿された後に、送気ガス出口部35から呼吸回路5(図1参照)へと送り出される。加湿部77における液体の供給は本発明の実施形態と同様なので詳細な記載は省略する。 Figure 5 (A) is an explanatory diagram illustrating the inside of the housing 30 of the humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to a second modified embodiment of the present invention. This modified embodiment includes a heating section 75 having a heat generating section (porous metal) 59, and a humidifier section 77 similarly having a heat generating section (porous metal) 59. The supply gas taken in from the supply gas inlet 47 is heated by the heating section 75 to which no liquid is supplied, humidified by the humidifier section 77 to which liquid is supplied, and then sent out from the supply gas outlet 35 to the breathing circuit 5 (see Figure 1). The supply of liquid in the humidifier section 77 is the same as in the embodiment of the present invention, so a detailed description will be omitted.

図5(B)は、加湿装置9の筐体の断面図である。加温部75は加温用コイル79と加温用発熱部83を備える。また加湿部77は加湿用コイル81と加湿用発熱部85を備える。加温部75は、後述する図6で示すアルゴリズムに従って制御されてよく、加湿部77は後述する図7と図8で示すアルゴリズムに従って制御されてよい。 Figure 5 (B) is a cross-sectional view of the housing of the humidifier 9. The heating unit 75 includes a heating coil 79 and a heating heat generating unit 83. The humidifier 77 includes a humidifier coil 81 and a humidifier heat generating unit 85. The heating unit 75 may be controlled according to the algorithm shown in Figure 6, which will be described later, and the humidifier 77 may be controlled according to the algorithms shown in Figures 7 and 8, which will be described later.

本変形実施例では温度と湿度を独立して制御することができるという効果を奏する。 This modified embodiment has the advantage of being able to control temperature and humidity independently.

なお本変形実施例においては加温部75が送気の上流側、加湿部77が下流側に配置されているが、逆に加湿部77が送気の上流側、加温部75が下流側に配置されても良い。 In this modified embodiment, the heating unit 75 is located upstream of the air supply and the humidifying unit 77 is located downstream, but the humidifying unit 77 may be located upstream of the air supply and the heating unit 75 may be located downstream.

また加湿部77だけでなく加温部75側に対しても液体を供給して、加湿部77とともに同時に加温部75が送気ガスの加温および加湿をおこなってもよい。 Liquid may also be supplied to the heating section 75 as well as the humidifying section 77, so that the heating section 75 heats and humidifies the supply gas at the same time as the humidifying section 77.

一般に呼吸補助装置1において、使用者Uの鼻部や口腔に送気される送気ガスは、例えば温度が37℃で、相対湿度100%という予め医師によって決められた値であることが望ましい。しかし加湿装置9の送気ガス出口部35で上記の決められた値であると、呼吸回路5を送気されていく間に、熱損失をしてしまい送気ガスの温度は低下して、相対湿度も落ちてしまう。この熱損失の程度は、環境温度によっても変動する。 In general, in the respiratory assistance device 1, it is desirable for the gas delivered to the nose and mouth of the user U to have values predetermined by a doctor, such as a temperature of 37°C and a relative humidity of 100%. However, if the above-mentioned predetermined values are present at the gas delivery outlet 35 of the humidifier 9, heat will be lost as the gas is delivered through the respiratory circuit 5, causing the temperature of the gas to drop and the relative humidity to drop. The degree of this heat loss will vary depending on the ambient temperature.

したがって呼吸補助装置1が置かれた環境の環境変数、すなわち外気温や外湿度と、呼吸回路5における熱損失の程度を加味して、送気ガス出口部35における送気ガスの目標温度と目標湿度(目標絶対湿度)を算出して、それを達成するように電源29からの投入電力と、液体(水)の供給量を定めることが必要である。 Therefore, it is necessary to calculate the target temperature and target humidity (target absolute humidity) of the supply gas at the supply gas outlet 35 taking into account the environmental variables of the environment in which the respiratory assistance device 1 is placed, i.e., the outside temperature and humidity, and the degree of heat loss in the breathing circuit 5, and then determine the input power from the power source 29 and the amount of liquid (water) supplied so as to achieve these.

ここで本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9では、目標絶対湿度を達成するために必要な水を供給した際に、発熱部(金属多孔体)59で気化させるために必要な電力も鑑みて目標投入電力を目標投入電力算出部17において算出する。 In the humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to an embodiment of the present invention, when the water required to achieve the target absolute humidity is supplied, the target input power calculation unit 17 calculates the target input power taking into account the power required for vaporization in the heat generating unit (metallic porous body) 59.

具体的には、本実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9は、使用者Uへ送気される送気ガスを加湿する加湿装置であって、送気ガスを加湿するために用いる液体を加熱して気化させる発熱部59と、液体を発熱部59へ供給する液体供給部63と、発熱部59へエネルギーを供給する電源29と、電源29から発熱部59へ投入される投入電力を測定する投入電力測定部31と、加湿装置9内、又は、加湿装置9に接続される呼吸回路5内の温度を参照して投入電力を制御する発熱制御部15と、送気ガスについて目標とする加温加湿状態から、目標となる目標投入電力を算出する目標投入電力算出部17と、測定された投入電力と目標投入電力との差分値に基づいて液体供給量を制御する液体供給制御部19とを備える。 Specifically, the humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to this embodiment is a humidifier that humidifies the supply gas to be supplied to the user U, and includes a heat generating unit 59 that heats and vaporizes the liquid used to humidify the supply gas, a liquid supply unit 63 that supplies the liquid to the heat generating unit 59, a power source 29 that supplies energy to the heat generating unit 59, an input power measuring unit 31 that measures the input power supplied from the power source 29 to the heat generating unit 59, a heat generating control unit 15 that controls the input power by referring to the temperature inside the humidifier 9 or the breathing circuit 5 connected to the humidifier 9, a target input power calculation unit 17 that calculates a target target input power from a target heating and humidification state for the supply gas, and a liquid supply control unit 19 that controls the amount of liquid supplied based on the difference between the measured input power and the target input power.

また本実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9は、使用者Uがいる環境の温度である外気温を測定する外気温測定部23と、使用者Uがいる環境の湿度である外湿度を測定する外湿度測定部25と、送気ガスが呼吸回路5(図1参照)に送られる出口となる送気ガス出口部35近傍に設けられ、呼吸回路5に送られる送気ガスの温度である送気ガス出口温度を測定する送気ガス出口温度測定部7とを備え、発熱制御部15は、出口温度と予め設定された目標温度の差分値に基づいて発熱部59への投入電力を制御し、目標投入電力算出部17は、外気温と、外湿度と、出口温度の値に基づいて目標投入電力を算出する。 The humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to this embodiment includes an outside air temperature measuring unit 23 that measures the outside air temperature, which is the temperature of the environment in which the user U is located, an outside humidity measuring unit 25 that measures the outside humidity, which is the humidity of the environment in which the user U is located, and an air gas outlet temperature measuring unit 7 that is provided near the air gas outlet 35, which is the outlet through which the air gas is sent to the breathing circuit 5 (see FIG. 1), and measures the air gas outlet temperature, which is the temperature of the air gas sent to the breathing circuit 5. The heat generation control unit 15 controls the power input to the heat generation unit 59 based on the difference between the outlet temperature and a preset target temperature, and the target power input calculation unit 17 calculates the target power input based on the values of the outside air temperature, the outside humidity, and the outlet temperature.

さらに本実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9は、前記液体の供給量を変化させる液体供給量制御部65が前記発熱部59に供給する前記液体の量を、前記液体供給制御部19が制御する。 Furthermore, in the humidifier 9 of the respiratory assistance device 1 according to this embodiment, the liquid supply control unit 19 controls the amount of the liquid supplied to the heat generating unit 59 by the liquid supply amount control unit 65, which changes the amount of the liquid supplied.

図6は、呼吸補助装置1における加湿装置9において送気ガスの送気ガス出口温度を制御するアルゴリズムを説明するフローチャートである。 Figure 6 is a flowchart explaining the algorithm for controlling the outlet temperature of the supply gas in the humidifier 9 of the respiratory assistance device 1.

まず加湿装置9における送気ガス出口部35に配置された送気ガス出口温度測定部7(図1参照)で測定された送気ガス出口温度(以下出口温度と記載を略する)を測定する(ステップS1)。出口温度と予め算出され設定された目標温度に差があるか否かを判定する(ステップS2)。差が無い場合には、発熱制御部15(図1参照)は、投入電力測定部31(図1参照)で測定される投入電力を維持する制御を行う(ステップS6)。差がある場合は、出口温度が予め算出され設定された目標温度より高いかどうかを判定する(ステップS3)。高い場合には、発熱制御部15は、投入電力を下げる制御を行う(ステップS4)。低い場合には、発熱制御部15は、投入電力を上げる制御を行う(ステップS5)。上述したステップS4と、ステップS5と、ステップS6を終了した後、ステップS1へと戻る。 First, the air supply gas outlet temperature (hereinafter referred to as outlet temperature) measured by the air supply gas outlet temperature measuring unit 7 (see FIG. 1) arranged in the air supply gas outlet 35 of the humidifier 9 is measured (step S1). It is determined whether there is a difference between the outlet temperature and the target temperature calculated and set in advance (step S2). If there is no difference, the heat control unit 15 (see FIG. 1) controls to maintain the input power measured by the input power measuring unit 31 (see FIG. 1) (step S6). If there is a difference, it is determined whether the outlet temperature is higher than the target temperature calculated and set in advance (step S3). If it is higher, the heat control unit 15 controls to lower the input power (step S4). If it is lower, the heat control unit 15 controls to increase the input power (step S5). After completing the above-mentioned steps S4, S5, and S6, the process returns to step S1.

以上のフィードバック制御によって送気ガス出口温度は目標温度で安定するように常に投入電力が制御される。 By using the above feedback control, the input power is always controlled so that the gas outlet temperature is stabilized at the target temperature.

なお、発熱制御部15による投入電力の制御は、例えば電流値をコントロールするPID制御であってよい。また具体的な電力制御はPWM制御であることが望ましい。 The control of the input power by the heat control unit 15 may be, for example, PID control that controls the current value. It is also preferable that the specific power control is PWM control.

図7は、呼吸補助装置における加湿装置において、リアルタイムに現在の目標投入電力を算出して設定するアルゴリズムを説明するフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart explaining an algorithm for calculating and setting the current target input power in real time in a humidifier in a respiratory assistance device.

まず外気温測定部23(図1参照)で外気温を測定し、外湿度測定部25(図1参照)で外湿度を測定する。そして外気温、外湿度及び送気ガスの流量や呼吸回路の熱損失などに基づいて送気ガス出口35における目標となる絶対湿度を定める(ステップU1)。次にこの絶対湿度を達成するために必要とされる水量を算出し、その水量を温度上昇させて気化させ、さらに流れる送気ガスを温度上昇させるために、発熱部(金属多孔体)59へ電源29から投入する目標投入電力を算出する(ステップU2)。そして算出された値を、現在の目標投入電力として設定する(ステップU3)。この現在の目標投入電力は後述する図8で示すアルゴリズムで利用される。 First, the outside air temperature is measured by the outside air temperature measuring unit 23 (see FIG. 1), and the outside humidity is measured by the outside air humidity measuring unit 25 (see FIG. 1). Then, the target absolute humidity at the gas supply outlet 35 is determined based on the outside air temperature, outside humidity, the flow rate of the gas supply, heat loss in the breathing circuit, etc. (step U1). Next, the amount of water required to achieve this absolute humidity is calculated, and the target input power to be input from the power source 29 to the heating unit (porous metal body) 59 is calculated to raise the temperature of the water and vaporize it, and to raise the temperature of the flowing gas supply (step U2). The calculated value is then set as the current target input power (step U3). This current target input power is used in the algorithm shown in FIG. 8, which will be described later.

以上の動作を絶えず回帰させることで、リアルタイムに最適な目標投入電力を算出し設定することができる。 By constantly repeating the above operations, it is possible to calculate and set the optimal target input power in real time.

図8は、電源29から発熱部59へ供給される液体(水)量を制御するアルゴリズムを説明するフローチャートである。 Figure 8 is a flowchart that explains the algorithm for controlling the amount of liquid (water) supplied from the power source 29 to the heating element 59.

まず投入電力測定部31によって発熱部(金属多孔体)59への投入電力を測定する(ステップT1)。次に現在の投入電力と、現在の目標投入電力に差があるか否かを判定する(ステップT2)。差が無い場合には、液体供給制御部19は液体供給量を維持するように液体量調節部65(図3参照)を制御する(ステップT6)。差がある場合は、現在の投入電力の値が、予め算出され設定された現在の目標投入電力より大きいか否かを判定する(ステップT3)。大きい場合には、液体供給制御部19は液体供給量を減少させるように液体量調節部65を制御する(ステップT4)。小さい場合には液体供給制御部19は液体供給量を増加させるように液体量調節部65を制御する(ステップT5)。上述したステップT4と、ステップT5と、ステップT6を終了した後、ステップT1へと戻る。 First, the input power measurement unit 31 measures the input power to the heat generating unit (metallic porous body) 59 (step T1). Next, it is determined whether there is a difference between the current input power and the current target input power (step T2). If there is no difference, the liquid supply control unit 19 controls the liquid amount adjustment unit 65 (see FIG. 3) to maintain the amount of liquid supplied (step T6). If there is a difference, it is determined whether the value of the current input power is greater than the current target input power calculated and set in advance (step T3). If it is greater, the liquid supply control unit 19 controls the liquid amount adjustment unit 65 to decrease the amount of liquid supplied (step T4). If it is smaller, the liquid supply control unit 19 controls the liquid amount adjustment unit 65 to increase the amount of liquid supplied (step T5). After completing the above-mentioned steps T4, T5, and T6, the process returns to step T1.

以上の液体供給量のフィードバック制御によって、結果として投入電力が目標投入電力で安定するように制御される。 By controlling the amount of liquid supplied in this way as a feedback, the input power is controlled to be stable at the target input power.

なお本実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9では、図6で示した制御と、図8で示した制御は独立に制御される。 In the humidifier 9 of the respiratory assistance device 1 according to this embodiment, the control shown in FIG. 6 and the control shown in FIG. 8 are controlled independently.

図6から図8で示した本発明に係る呼吸補助装置1のおける加湿装置9の制御は、送気ガス出口35における送気ガス出口温度に基づいた温度制御のみで電源29の投入電力が決められる。したがって液体(水)を供給すると生じる出口温度の低下を補償するために投入電力が制御される。一方で外部環境や送気ガスの流量、出口温度などでリアルタイムに目標投入電力が更新され、現実の投入電力が現実の目標投入電力になるように液体の供給量が制御される。すなわち加湿のために投入電力を直接制御するアルゴリズムではない点が特徴である。 In the control of the humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the present invention shown in Figures 6 to 8, the input power of the power source 29 is determined solely by temperature control based on the outlet temperature of the air supply gas at the air supply gas outlet 35. Therefore, the input power is controlled to compensate for the drop in outlet temperature that occurs when liquid (water) is supplied. Meanwhile, the target input power is updated in real time based on the external environment, the flow rate of the air supply gas, the outlet temperature, etc., and the amount of liquid supplied is controlled so that the actual input power becomes the actual target input power. In other words, it is characterized by the fact that it is not an algorithm that directly controls the input power for humidification.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、液体(水)を水蒸気へと気化させる加湿部71、具体的には発熱部59と、発熱部59へエネルギーを供給するエネルギー供給部73、具体的にはコイル57とが空間的に分離可能な加湿装置9を構成することができる。そのため水分を含んで菌が発生しやすいといった問題が生じる可能性がある加湿部71だけを交換することができるので、メンテナンスが容易であるという優れた効果を奏する。 According to the humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention, the humidifier 9 can be configured in which the humidifier 71, which vaporizes liquid (water) into water vapor, specifically the heat generating unit 59, and the energy supply unit 73, which supplies energy to the heat generating unit 59, specifically the coil 57, can be spatially separated. Therefore, it is possible to replace only the humidifier 71, which contains moisture and may cause problems such as bacteria growth, providing the excellent effect of easy maintenance.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、加湿装置9の内部に液体(水)が滞留しないので、細菌が繁殖しにくく良い衛生状態を維持しやすいという優れた効果を奏する。 The humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention has the excellent effect of preventing bacteria from multiplying and making it easier to maintain good hygienic conditions, since liquid (water) does not remain inside the humidifier 9.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、電磁誘導現象を用いて発熱部59へエネルギーを付与するコイル57と発熱部59が絶縁部61によって電気的に絶縁されているので、ショートなどの事故が起きる可能性が低くなるという優れた効果を奏する。 The humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention has the excellent effect of reducing the possibility of accidents such as short circuits because the coil 57, which uses electromagnetic induction to apply energy to the heat generating unit 59, is electrically insulated from the heat generating unit 59 by the insulating unit 61.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、筒型の発熱部59の内側にコイル57が配設されるので、電磁誘導現象を用いてコイル57から発熱部59へ効率的にエネルギーを付与することができるという優れた効果を奏する。 The humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention has a coil 57 disposed inside the cylindrical heat generating part 59, which has the excellent effect of efficiently transferring energy from the coil 57 to the heat generating part 59 using the electromagnetic induction phenomenon.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、発熱部59が加温加湿したい送気ガスに触れる表面積を大きくすることが容易になるので、小型で十分な加温加湿が可能な加湿装置9が提供できるという優れた効果を奏する。 The humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention makes it easy to increase the surface area of the heat generating section 59 that comes into contact with the gas to be heated and humidified, which has the excellent effect of providing a small humidifier 9 that is capable of sufficient heating and humidification.

金属多孔体は電気伝導性を有する。本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、コイル57から電磁誘導現象によって金属多孔体59に電流が流れることで抵抗加熱が生じ、水を効率的に気化させることができるという優れた効果を奏する。 The porous metal body has electrical conductivity. According to the humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention, a current flows from the coil 57 to the porous metal body 59 due to the electromagnetic induction phenomenon, which generates resistive heating, thereby providing the excellent effect of efficiently vaporizing water.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、コイルと電磁誘導により電流が流れる発熱部59が効率よく磁気結合されるので、コイル57から発熱部59へのエネルギー付与効率が高まるという優れた効果を奏する。 The humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention efficiently magnetically couples the coil to the heat generating unit 59 through which current flows by electromagnetic induction, providing the excellent effect of increasing the efficiency of energy transfer from the coil 57 to the heat generating unit 59.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、加湿装置の小型化、軽量化が可能であり、貯留させる水全体を熱することなく素早く十分な加湿が可能になるという著しく優れた効果を奏する。 The humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention has the remarkable advantage that it is possible to reduce the size and weight of the humidifier, and that it is possible to humidify the water quickly and sufficiently without heating the entire water stored in it.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、加湿装置9に接続される呼吸回路5内の温度を参照して投入電力を制御することと、送気ガスについて目標とする加温加湿状態から目標となる目標投入電力を算出する目標投入電力を算出することと、投入電力と目標投入電力との差分値に基づいて液体量調節部65を制御することを独立におこなうことで、高速な加温加湿制御と、最小限の液体供給での加湿制御が可能になるという極めて優れた効果を奏する。 The humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention independently controls the input power by referring to the temperature in the breathing circuit 5 connected to the humidifier 9, calculates the target input power by calculating the target input power from the target heating and humidification state of the supplied gas, and controls the liquid amount adjustment unit 65 based on the difference between the input power and the target input power, thereby achieving the extremely excellent effect of enabling high-speed heating and humidification control and humidification control with a minimum supply of liquid.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、使用者Uのいる環境の環境変数に基づいて発熱部59への投入電力を決定するので、最低限のエネルギーと液体量(水量)で素早く十分な加温加湿が可能になるという優れた効果を奏する。 The humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention determines the power input to the heat generating unit 59 based on the environmental variables of the environment in which the user U is located, which provides the excellent effect of enabling quick and sufficient heating and humidification with a minimum amount of energy and liquid (amount of water).

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1における加湿装置9によれば、加温加湿に必要な量だけ発熱部59に液体(水)を供給することができるので、液体の水が滞留することが無くなり細菌の繁殖を抑えることができ衛生面でも優れた加湿装置が提供できるという優れた効果を奏する。 The humidifier 9 in the respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention can supply liquid (water) to the heat generating section 59 in the amount required for heating and humidification, which prevents liquid water from accumulating and inhibits bacterial growth, providing an excellent humidifier that is also hygienic.

本発明の実施形態に係る呼吸補助装置1によれば、素早い加温加湿を最小限の液体量(水量)と最適な投入電力で行うことができる小型軽量で加湿装置9を備えた呼吸補助装置が提供可能になるという優れた効果を奏する。 The respiratory assistance device 1 according to the embodiment of the present invention has the excellent effect of providing a small, lightweight respiratory assistance device equipped with a humidifier 9 that can perform quick heating and humidification with a minimum amount of liquid (water) and optimal input power.

なお、本発明に係る加湿装置、呼吸補助装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The humidifier and respiratory assistance device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 呼吸補助装置
3 インターフェース
5 呼吸回路
7 送気ガス出口温度測定部
9 加湿装置
10 送風機
13 医用ガスボンベ
15 発熱制御部
17 目標投入電力算出部
19 液体供給制御部
21 制御装置
23 外気温測定部
25 外湿度測定部
27 外部環境変数測定部
29 電源
30 筐体
31 投入電力測定部
35 送気ガス出口部
40 吸入口
47 送気ガス入口部
49 加湿空間
50 加湿加温経路
51 整流板
55 フェライト
57 コイル
59 発熱部(金属多孔体)
61 絶縁部
63 液体供給部
65 液体量調節部
67 液体貯留部
68 液体供給装置
69 電源ライン
71 加湿部
73 エネルギー供給部
75 加温部
77 加湿部
79 加温用コイル
81 加湿用コイル
83 加温用発熱部
85 加湿用発熱部
101 呼吸補助蔵置
105 加湿装置
110 ベンチレーター
115 送気ガス入口部
120 送気ガス出口部
125 呼気側呼吸回路
127 吸気側呼吸回路
130 蛇管
135 インターフェース
140 送気ガス出口温度測定部
145 加湿空間
150 発熱体
155 液体(水)
160 電源
U 使用者
LIST OF SYMBOLS 1 Respiratory support device 3 Interface 5 Respiratory circuit 7 Gas supply outlet temperature measuring unit 9 Humidifier 10 Blower 13 Medical gas cylinder 15 Heat generation control unit 17 Target input power calculation unit 19 Liquid supply control unit 21 Control device 23 Outside air temperature measuring unit 25 Outside humidity measuring unit 27 External environmental variable measuring unit 29 Power supply 30 Housing 31 Input power measuring unit 35 Gas supply outlet unit 40 Intake port 47 Gas supply inlet unit 49 Humidification space 50 Humidification and heating path 51 Straightening plate 55 Ferrite 57 Coil 59 Heat generation unit (metallic porous body)
61 Insulation section 63 Liquid supply section 65 Liquid amount adjustment section 67 Liquid storage section 68 Liquid supply device 69 Power supply line 71 Humidification section 73 Energy supply section 75 Heating section 77 Humidification section 79 Heating coil 81 Humidification coil 83 Heating heat generating section 85 Humidification heat generating section 101 Respiratory support storage 105 Humidification device 110 Ventilator 115 Breathing gas inlet section 120 Breathing gas outlet section 125 Exhalation side breathing circuit 127 Inhalation side breathing circuit 130 Corrugated tube 135 Interface 140 Breathing gas outlet temperature measuring section 145 Humidification space 150 Heating element 155 Liquid (water)
160 Power supply U User

Claims (8)

使用者へ送気される送気ガスを加湿する加湿装置であって、
前記送気ガスを加湿するために用いる液体を加熱して気化させる発熱部と、
前記液体を前記発熱部へ供給する液体供給部と、
前記発熱部へエネルギーを供給する電源と、
前記電源から前記発熱部へ投入される投入電力を測定する投入電力測定部と、
前記加湿装置内、又は、前記加湿装置に接続される呼吸回路内の温度を参照して前記投入電力を制御する発熱制御部と、
前記送気ガスについて目標とする加温加湿状態から、目標となる目標投入電力を算出する目標投入電力算出部と、
測定された前記投入電力と前記目標投入電力との差分値に基づいて液体供給量を制御する液体供給制御部と
を備えることを特徴とする加湿装置。
A humidifier for humidifying a gas to be sent to a user, comprising:
A heating unit that heats and vaporizes a liquid used to humidify the gas supplied;
a liquid supply unit that supplies the liquid to the heat generating unit;
A power source that supplies energy to the heat generating portion;
an input power measuring unit that measures an input power input from the power source to the heat generating unit;
a heat generation control unit that controls the input power by referring to a temperature in the humidifier or a temperature in a breathing circuit connected to the humidifier;
a target input power calculation unit that calculates a target input power based on a target heating and humidifying state of the gas to be supplied;
A humidifier comprising: a liquid supply control unit that controls an amount of liquid supplied based on a difference between the measured input power and the target input power.
前記使用者がいる環境の温度である外気温を測定する外気温測定部と、
前記使用者がいる環境の湿度である外湿度を測定する外湿度測定部と、
前記送気ガスが呼吸回路に送られる出口となる送気ガス出口部近傍に設けられ、前記呼吸回路に送られる前記送気ガスの温度である出口温度を測定する送気ガス出口温度測定部と
を備え、
前記発熱制御部は、前記出口温度と予め設定された目標温度の差分値に基づいて前記発熱部への投入電力を制御し、
前記目標投入電力算出部は、少なくとも前記外気温と、前記外湿度と、前記出口温度の値に基づいて前記目標投入電力を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の加湿装置。
An outside air temperature measuring unit for measuring an outside air temperature, which is the temperature of the environment in which the user is present;
An external humidity measuring unit for measuring external humidity, which is the humidity of the environment in which the user is present;
a gas outlet temperature measuring unit that is provided near a gas outlet through which the gas is sent to a breathing circuit and that measures an outlet temperature, which is the temperature of the gas sent to the breathing circuit;
the heat generation control unit controls the power input to the heat generation unit based on a difference between the outlet temperature and a preset target temperature,
The humidifier according to claim 1 , wherein the target input power calculation unit calculates the target input power based on at least values of the outside air temperature, the outside humidity, and the outlet temperature.
前記液体供給部による前記液体の供給量を調節する液体供給量調節部をさらに備え、前記液体供給制御部が、前記液体供給量調節部を制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の加湿装置。 The humidifier according to claim 1 or 2, further comprising a liquid supply amount adjustment unit that adjusts the amount of the liquid supplied by the liquid supply unit, and the liquid supply control unit controls the liquid supply amount adjustment unit. 請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の加湿装置を備える呼吸補助装置。 A respiratory assistance device comprising a humidifier according to any one of claims 1 to 3. 使用者へ送気され送気ガスを加湿するために用いる液体を加熱して気化させる発熱部と、
前記液体を前記発熱部へ供給する液体供給部と、
前記発熱部へエネルギーを供給する電源と、
前記電源から前記発熱部へ投入される投入電力を測定する投入電力測定部と、
を備える前記送気ガスを加湿する加湿器において、
前記加湿器内、又は、前記加湿器に接続される呼吸回路内の温度を参照して前記投入電力を制御する発熱制御ステップと、
前記送気ガスについて目標とする加温加湿状態から、目標となる目標投入電力を算出する目標投入電力算出ステップと、
測定された前記投入電力と前記目標投入電力との差分値に基づいて液体供給量を制御する液体供給制御ステップと
を備えることを特徴とする加湿方法。
A heating unit that heats and vaporizes a liquid used to humidify the gas sent to the user;
a liquid supply unit that supplies the liquid to the heat generating unit;
A power source that supplies energy to the heat generating portion;
an input power measuring unit that measures an input power input from the power source to the heat generating unit;
In the humidifier for humidifying the supply gas,
a heat generation control step of controlling the input power by referring to a temperature in the humidifier or a temperature in a breathing circuit connected to the humidifier;
A target input power calculation step of calculating a target input power from a target heating and humidifying state of the gas to be supplied;
A humidification method comprising: a liquid supply control step of controlling an amount of liquid supplied based on a difference value between the measured input power and the target input power.
前記使用者がいる環境の温度である外気温を測定する外気温測定部と、
前記使用者がいる環境の湿度である外湿度を測定する外湿度測定部と、
前記送気ガスが呼吸回路に送られる出口となる送気ガス出口部近傍に設けられ、前記呼吸回路に送られる前記送気ガスの温度である出口温度を測定する送気ガス出口温度測定部と
を備える前記加湿器において、
前記発熱制御ステップは、前記出口温度と予め設定された目標温度の差分値に基づいて前記発熱部への投入電力を制御し、
前記目標投入電力算出ステップは、前記外気温と、前記外湿度と、前記出口温度の値に基づいて前記目標投入電力を算出する
ことを特徴とする請求項5に記載の加湿方法。
An outside air temperature measuring unit for measuring an outside air temperature, which is the temperature of the environment in which the user is present;
An external humidity measuring unit for measuring external humidity, which is the humidity of the environment in which the user is present;
a gas outlet temperature measuring unit that is provided near a gas outlet through which the gas is sent to a breathing circuit and that measures an outlet temperature, which is the temperature of the gas sent to the breathing circuit;
the heat generation control step controls an input power to the heat generation unit based on a difference between the outlet temperature and a preset target temperature;
6. The humidification method according to claim 5, wherein the target input power calculation step calculates the target input power based on values of the outside air temperature, the outside humidity, and the outlet temperature.
前記液体供給部による前記液体の供給量を調節する液体供給量調節部をさらに備え、前記液体供給制御ステップが、前記液体供給量調節部を制御することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の加湿装置。 The humidifier according to claim 5 or 6, further comprising a liquid supply amount adjustment unit that adjusts the amount of the liquid supplied by the liquid supply unit, and the liquid supply control step controls the liquid supply amount adjustment unit. 請求項5から請求項7のうちのいずれか一項に記載の加湿方法を含む呼吸補助方法。 A respiratory assistance method including the humidification method according to any one of claims 5 to 7.
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