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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-13
(45)【発行日】2022-07-22
(54)【発明の名称】呼吸療法システム用の流れ混合器
(51)【国際特許分類】
A61M 16/10 20060101AFI20220714BHJP
A61M 16/16 20060101ALI20220714BHJP
【ＦＩ】
A61M16/10 Z
A61M16/16 Z
【請求項の数】
14
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020115822
(22)【出願日】2020-07-03
(62)【分割の表示】P 2016570825の分割
【原出願日】2015-06-03
(65)【公開番号】P2020182865
(43)【公開日】2020-11-12
【審査請求日】2020-07-31
(31)【優先権主張番号】62/007,095
(32)【優先日】2014-06-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】504298349
【氏名又は名称】フィッシャー アンド ペイケル ヘルスケア リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100106655
【弁理士】
【氏名又は名称】森 秀行
(72)【発明者】
【氏名】オズボーン， ハミシュ
(72)【発明者】
【氏名】デンハム， ニアール クリストファー
(72)【発明者】
【氏名】サジュー， マーラン マウムーン
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン シャルクウィク， アンドレ
(72)【発明者】
【氏名】ラーデメイヤー， イヴァン ジャスタス
(72)【発明者】
【氏名】パリス， テッサ ヘーゼル
【審査官】今関 雅子
(56)【参考文献】
【文献】特開平０３－１７０１６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－１６１９７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－５６３０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｍ １６／００－１６／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
呼吸療法装置用の加湿チャンバであって、気化させる液体を収容する本体と、
前記本体内で加湿しようとするガスを受けるため前記本体に接続された、ガス入口開口部を有するガス入口ポートと、
気化された前記液体により前記本体内で加湿されたガスを排出するために前記本体に接続された、ガス出口開口部を有するガス出口ポートと、
を備え、
前記ガス入口開口部から前記本体を通って前記ガス出口開口部まで至るガス流路が画定されており、
前記加湿チャンバはさらに、前記ガス入口ポート内または前記ガス出口ポート内に配置されたフローコンディショナーを備え、
前記フローコンディショナーは少なくとも１つの仕切り壁を備え、前記少なくとも１つの仕切り壁は、前記ガス入口ポート内または前記ガス出口ポートを複数のコンパートメントに分割し、前記複数のコンパートメントの各々に前記加湿しようとするガスまたは前記加湿されたガスが流れるようになっており、前記複数のコンパートメントのうちの少なくとも１つが、１つ以上のセンサを収容するように構成されている、加湿チャンバ。
【請求項2】
前記ガス出口ポートが、前記１つ以上のセンサのうちの少なくとも１つのセンサを受け入れるように構成された少なくとも１つの開口部を有している、請求項１に記載の加湿チャンバ。
【請求項3】
前記複数のコンパートメントが、前記複数のコンパートメントのうちの少なくとも１つを通る層流を促進するように構成されている、請求項１または請求項２に記載の加湿チャンバ。
【請求項4】
前記ガス入口ポートまたは前記ガス出口ポートがエルボ形状である、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チャンバ。
【請求項5】
前記少なくとも１つの仕切り壁が、前記エルボ形状の前記ガス入口ポートまたは前記ガス出口ポートを通過する流れに対する流れ抵抗を減ずるように適合された湾曲部分を含む、請求項４に記載の加湿チャンバ。
【請求項6】
前記少なくとも１つの仕切り壁が、一対の壁または一対の同心の壁を含む、請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項7】
前記フローコンディショナーが保持構造を有し、前記保持構造は、前記ガス流路の少なくとも一部を画定する壁に設けられた相補的な構造と接合される、請求項１から請求項６のうちのうちのいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項8】
前記複数のコンパートメントが４つのコンパートメントを含む、請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項9】
前記ガス出口ポートが、湾曲したガス流路を画定する、請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項10】
前記ガス出口ポートを画定する壁の少なくとも一部が曲がっている、請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項11】
前記壁は、前記加湿チャンバの前記本体から前記ガス出口開口部に向かって延びるとともに狭くなってゆく通路を画定し、前記ガス出口ポートは前記加湿チャンバの本体に隣接するところで最も広い、請求項１０に記載の加湿チャンバ。
【請求項12】
前記ガス出口ポートは、前記１つ以上のセンサのうちの少なくとも１つのセンサを受け入れるように構成された少なくとも１つの開口部を含み、前記少なくとも１つの開口部は、前記ガス出口ポートを画定する前記壁の前記曲がっている部分に配置されている、請求項１０または請求項１１に記載の加湿チャンバ。
【請求項13】
４つの前記コンパートメントを備えた、請求項１から請求項１２のうちのいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項14】
請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載の加湿チャンバと、１つ以上のセンサと、を備えた呼吸療法装置であって、少なくとも１つの前記センサが、前記複数のコンパートメントのうちの１つを通る流れおよび／または温度を検出するように構成されているか、および／または、前記少なくとも１つの前記センサが、流速の変化に感度を有する、呼吸療法装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
全ての優先権出願の参照による援用
本出願とともに提出された出願データシートにおいて国外または国内の優先権主張が特定されている全ての出願は、３７ ＣＦＲ １．５７に基づいて参照により本明細書に援用される。
本出願とともに提出された出願データシートにおいて国外または国内の優先権主張が特定されている全ての出願は、３７ ＣＦＲ １．５７に基づいて参照により本明細書に援用される。
【0002】
本開示は、概して、呼吸療法システムに関する。より詳細には、本開示のいくつかの特徴、態様および利点は、呼吸療法システムで使用される流れ混合または流れ再分配装置に関する。
【背景技術】
【0003】
呼吸療法システムは、患者に呼吸ガスを提供するために使用することができる。呼吸療法システムは、ガス供給源と、患者の気道にガスを供給するために使用することができるインタフェースと、ガス供給源とインタフェースとの間に延在する導管とを備えることができる。呼吸療法システムはまた、供給する前にガスを加湿しかつ／または加熱する加湿装置も含むことができる。１００％相対湿度および３７℃で患者に供給されるガスは、一般に、空気が鼻から気道を通って肺に進む際に発生する変化からもたらされる空気の特性を模倣する。これは、肺での効率的なガス交換および換気を促進し、気道における防御機構を支援し、治療中の患者の快適さを向上させる。加湿装置は、水リザーバと、リザーバ内の水を加熱する加熱素子とを含むことができる。水が加熱されると、蒸気が形成され、それは、加湿装置を通って流れるガスを加湿することができる。加湿装置はまた、たとえば限定されないが腹腔鏡手術で使用される送気ガスを含む、ガスの加熱および加湿が有用であり得る他の医療用途にも利用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
流量および温度を含む、呼吸療法システムを通って流れるガスのさまざまな特性を確定することが有用であり得る。場合により、これらの特性に関連する数値は、たとえば、閉ループ（たとえば、比例－積分－微分、すなわちＰＩＤ）制御システムまたは開ループ制御システムに対する入力として使用することができ、そうした制御システムは、機械的ブロワまたは加湿装置の動作を誘導するために使用することができる。しかしながら、こうした制御システムによる微調整の達成は、こうしたガスの特性を確定するために使用されるセンサの正確度とともに、ガスの流れの均一性によって決まる。場合により、ガス通路を通って流れるガスの特性を確定するために使用されるセンサの正確度または精度は、その特性がガス通路の断面または輪郭を横切って半径方向非対称パターンで発生する場合、望ましいものより低い可能性がある。たとえば、ガスが、曲り部を含むガス通路を通って流れる場合、ガス通路内のガスの速度は、曲り部もしくはその近くまたは曲り部の下流のガス通路の断面において半径方向に非対称であり得る。所与のガス特性がこのように変化することは、特に、使用中のガス通路における曲り部の数および程度が未知である場合、センサの正確度に望ましくない影響を与える可能性があり、それは、使用されるセンサの出力信号の誤差の大きさを予測することが困難であり得るためである。同様に、非層流（すなわち、乱流）もセンサからの読取りの正確度または精度に悪影響を与える可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書に開示する実施形態のうちの少なくとも１つのいくつかの特徴、態様および利点は、ガスの特性を測定するように構成されたセンサの上流で、ガス通路を通って流れるガスを混合することによって、ガス通路の断面または輪郭に沿った流れにおける均一性を向上させることにより、センサの正確度を向上させることができるという具現化を含む。本明細書で用いる「混合」とは、ガス通路の第１断面に沿って、たとえば高速成分および低速成分に非対称に分割されたガスの流れを、混合後のガスの流れの速度が、（図７および本開示の別の箇所に示しかつ記載するように）第１断面の下流でガス通路の第２断面に沿ってより対称であり得るように、再分配するかまたは調整することを指すものとして理解することができる。ガス通路においてセンサの上流に静的混合器または他の混合装置を配置し、混合器が、ガスの流れに対して接線運動、らせん運動、渦巻運動または回転運動を与えるようにすることにより、ガスの流れを混合し、またはより均質にして、センサの正確度を向上させることができる。
【0006】
本開示の少なくとも１つの態様は、流れ混合器に関する。流れ混合器は静的混合器を含む。流れ混合器は、ガス通路に配置されるように適合されたジャケットを備える。少なくとも１つのベーンが、ジャケットから内側に延在している。少なくとも１つのベーンは、少なくとも１つのベーンに沿って流れるガスに対して接線運動を与えるように構成される。
【0007】
流れ混合器の各ベーンは、内側に延在し、またはジャケットの内部中心で収束することができる。流れ混合器の各ベーンは、ベーンの起点となるジャケットの第１部分と、ジャケットの第１部分とは反対側の第２部分とから等距離の中心位置またはその近くの位置まで内側に延在することができる。各ベーンは、中心位置またはその近くに位置する内部導管を支持することができる。ベーンは、ジャケットの内面に対して半径方向等距離である位置においてジャケットから内側に延在するように配置することができる。
【0008】
各ベーンは、ジャケットの長さに沿って軸方向に延在することができる。各ベーンは、ジャケットの全長に沿って軸方向に延在することができる。各ベーンは、ジャケットの長さに沿ってらせん状に延在することができる。各ベーンは、ジャケットの全長に沿ってらせん状に延在することができる。各ベーンは、ジャケットの長さに沿って軸方向にかつらせん状に延在することができる。各ベーンは、一定のピッチでジャケットの長さに沿って延在することができる。各ベーンは、可変ピッチでジャケットの長さに沿って延在することができる。
【0009】
ジャケットは円筒状であり得る。ジャケットの外面は、平滑であり得る。流れ混合器の少なくとも１つのベーンは、複数のベーンを含むことができる。複数のベーンは、たとえば、２つ、３つまたは４つのベーンからなることができる。
【0010】
本開示の少なくとも１つの態様は、呼吸療法システムに関する。呼吸療法システムは、患者にガスを送るように適合されたガス通路と、ガス通路内に配置された流れ混合器とを備える。流れ混合器は、たとえば、上述したまたは本明細書の別の箇所に記載する流れ混合器構成のうちの１つを備えることができる。
【0011】
ガス通路の流れ混合器の下流の部分に、センサを配置することができる。センサは、温度センサおよび／または流量センサを含むことができる。流れ混合器の下流に加湿装置を配置することができる。流れ混合器の上流に流れ発生器を配置することができる。流れ混合器の下流および／またはガス通路の下流に、患者インタフェースを配置することができる。
【0012】
本開示の少なくとも１つの態様は、呼吸療法システム用の流れ混合装置に関する。流れ混合装置はキャップを備え、キャップは、ガス通路の入口の上にかつ／またはその中に配置されるように適合された第１端部と、開口部を有する第２端部と、第１端部と第２端部との間に延在する側壁とを備える。キャップの側壁および第２端部を、ガスコンパートメントが包囲している。ガスコンパートメントは、ガスの流れを入れるように適合されたチャネルを備える。流れ混合装置は、チャネルを通って流れるガスが側壁の周囲にかつ第２端部内に向けられるように構成される。
【0013】
開口部の縁を面取りすることができる。ガスコンパートメントおよびキャップを、一体的に形成するか、または単一の連続部品の形態とすることができる。使用時に、チャネルを通るガスの流れが開口部を通るガスの流れに対して垂直であり得るように、キャップに対してチャネルを向けることができる。
【0014】
本開示の少なくとも１つの態様は、代替的な呼吸療法システムに関する。呼吸療法システムは、対象にガスを送るように適合されている、入口を備えるガス通路と、流れ混合装置とを備える。流れ混合装置は、ガス通路の入口の上にかつ／またはその中に配置されるように適合された第１端部を備えるキャップを備える。流れ混合装置は、たとえば、上述したかまたは本明細書の別の箇所に記載する流れ混合装置構成のうちの１つを備えることができる。
【0015】
ガス通路においてキャップの下流に、流れ混合器を配置することができる。流れ混合器は、たとえば、上述したかまたは本明細書の別の箇所に記載する流れ混合器構成のうちの１つを備えることができる。
【0016】
本開示の少なくとも１つの態様は、ガス入口開口部およびガス出口開口部を備えるガス流路を備える呼吸療法装置に関する。ガス入口開口部とガス出口開口部との間のガス流路に沿ってフローコンディショナーが配置されている。フローコンディショナーは、少なくとも１つの内壁（すなわち仕切り壁）を備える。少なくとも１つの内壁は、ガス流路をガス入口開口部とガス出口開口部との間の位置で第１ガス流路および第２ガス流路に分割し、ガス流路内に複数のコンパートメントが画定される。
【0017】
複数のコンパートメントは、複数のコンパートメントのうちの少なくとも１つを通して層流を促進するように構成されることができる。少なくとも１つのセンサが、複数のコンパートメントのうちの１つを通る流れを検知するように構成されることができ、センサは、層流を促進するように構成される複数のコンパートメントのうちの少なくとも１つを通る流れを検知する。センサは、流速の変化に対して感度を有し得る。
【0018】
ガス流路は、加湿器のポートを備えることができる。ガス流路は、加湿器のエルボ状ポートを備えることができる。少なくとも１つの内壁は、非直線状であり得る。少なくとも１つの内壁は、一対の壁を含むことができる。一対の壁は、同心であり得る。一対の同心の壁の各々は、ガス入口開口部からガス出口開口部まで通過する流れを誘導するように適合され得る。
【0019】
フローコンディショナーは、ガス流路から取外し可能であり得る。フローコンディショナーは、ガス流路の少なくとも一部を画定する壁における相補的な機構とインタフェースする保持機構を有することができる。フローコンディショナーは、ガス流路の少なくとも一部を画定する壁にスナップフィットされることができる。
【0020】
複数のコンパートメントは、４つのコンパートメントを含むことができる。フローコンディショナーは、少なくとも部分的に４つのコンパートメントを画定する４つのバッフルを備えることができる。
【0021】
ガス流路は、加湿チャンバの一部を形成することができる。
【0022】
具体的な実施形態およびその変更形態は、以下の図を参照する本明細書における詳細な説明から、当業者には明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】呼吸療法システムに対する構成例の概略図を示す。
【図2】加湿チャンバの斜視図を示す。
【図5A】流れ混合器の種々の実施形態を示す。
【図5B】流れ混合器の種々の実施形態を示す。
【図5C】流れ混合器の種々の実施形態を示す。
【図5D】流れ混合器の種々の実施形態を示す。
【図5E】流れ混合器の種々の実施形態を示す。
【図5F】流れ混合器の種々の実施形態を示す。
【図5G】流れ混合器の種々の実施形態を示す。
【図8A】さまざまな静的混合構造を示す。
【図8B】さまざまな静的混合構造を示す。
【図8C】さまざまな静的混合構造を示す。
【図8D】さまざまな静的混合構造を示す。
【図8E】さまざまな静的混合構造を示す。
【図9A】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されるように構成されたフローコンディショナーの実施形態例のさまざまな図を示す。
【図9B】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されるように構成されたフローコンディショナーの実施形態例のさまざまな図を示す。
【図9C】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されるように構成されたフローコンディショナーの実施形態例のさまざまな図を示す。
【図9D】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されるように構成されたフローコンディショナーの実施形態例のさまざまな図を示す。
【図9E】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されるように構成されたフローコンディショナーの実施形態例のさまざまな図を示す。
【図9F】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されるように構成されたフローコンディショナーの実施形態例のさまざまな図を示す。
【図9G】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されるように構成されたフローコンディショナーの実施形態例のさまざまな図を示す。
【図10】エルボ状出口ポートを有する加湿チャンバの断面図を示す。
【図12】エルボ状出口ポート、およびフローコンディショナー保持機構を受け入れるように構成された切れ目の図を示す。
【図13】エルボ状出口ポート、およびフローコンディショナー保持機構を受け入れるように構成された切れ目の図を示す。
【図14A】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されたフローコンディショナーのさまざまな断面図を示す。
【図14B】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されたフローコンディショナーのさまざまな断面図を示す。
【図14C】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されたフローコンディショナーのさまざまな断面図を示す。
【図14D】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されたフローコンディショナーのさまざまな断面図を示す。
【図14E】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されたフローコンディショナーのさまざまな断面図を示す。
【図14F】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されたフローコンディショナーのさまざまな断面図を示す。
【図14G】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されたフローコンディショナーのさまざまな断面図を示す。
【図14H】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されたフローコンディショナーのさまざまな断面図を示す。
【図14I】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されたフローコンディショナーのさまざまな断面図を示す。
【図14J】加湿チャンバのエルボ状出口ポートに配置されたフローコンディショナーのさまざまな断面図を示す。
【図15A】フローコンディショナーによって生成される流路を示す。
【図15B】フローコンディショナーによって生成される流路を示す。
【図15C】フローコンディショナーによって生成される流路を示す。
【図15D】フローコンディショナーによって生成される流路を示す。
【図16】フローコンディショニングエルボ状出口ポートの代替実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0024】
図１は、呼吸療法システム１００に対する構成例の概略図を示す。図示する構成では、呼吸療法システム１００は、流れ発生器１０１を備えることができる。流れ発生器１０１は、ガス入口１０２およびガス出口１０４を備えることができる。流れ発生器１０１は、ブロワ１０６を備えることができる。ブロワ１０６は、モータを備えることができる。モータは、ステータおよびロータを備えることができる。ロータは、シャフトを備えることができる。シャフトには、インペラを連結することができる。使用時、インペラは、シャフトと同時に回転して、ガスを、ガス入口１０２を通して流れ発生器１０１内に引き込むことができる。図１に示すように、室内空気または周囲空気としても知られる周囲環境から、流れ発生器１０１内にガスを引き込むことができる。流れ発生器１０１はユーザインタフェース１０８を備えることができ、ユーザインタフェース１０８は、１つまたは複数のボタン、つまみ、ダイヤル、スイッチ、レバー、タッチスクリーン、スピーカ、ディスプレイ、および／またはユーザが流れ発生器１０１および／または呼吸療法システム１００の他の構成要素もしくは態様を操作するのを可能にすることができる他の入力もしくは出力モジュールを備える。流れ発生器１０１は、ガス出口１０４を通して第１導管１１０にガスを供給することができる。第１導管１１０は、ガスを加熱および／または加湿するために使用することができる加湿装置１１２にガスを供給することができる。
【0025】
加湿装置１１２は、加湿器入口１１６および加湿器出口１１８を備えることができる。加湿装置１１２は、水または別の加湿液（以降、水と呼ぶ）を保持するように構成することができる。加湿装置１１２はまた、ヒータも備えることができ、ヒータは、加湿器入口１１６から加湿装置１１２を通って加湿器出口１１８まで流れるガスに蒸気を加え、かつ／またはその温度を上昇させるために、加湿装置１１２内に保持される水を加熱するように使用することができる。ヒータは、たとえば、高抵抗金属加熱板を備えることができる。加湿装置１１２は、ユーザインタフェース１２０を備えることができ、ユーザインタフェース１２０は、１つまたは複数のボタン、つまみ、ダイヤル、スイッチ、レバー、タッチスクリーン、スピーカ、ディスプレイ、および／またはユーザが加湿装置１１２および／または呼吸療法システム１００の他の構成要素もしくは態様を操作するのを可能にすることができる他の入力もしくは出力モジュールを備える。加湿装置１１２の他の構成が可能であり、本開示の範囲に含まれるように意図される。
【0026】
ガスは、加湿器出口１１８から第２導管１２２に流れることができる。第２導管１２２は、導管ヒータを備えることができる。導管ヒータを用いて、第２導管１２２を通って流れるガスに熱を加えることができ、それにより、加湿ガスに保持される蒸気の凝縮の可能性を低減させるかまたはなくすことができる。導管ヒータは、第２導管１２２の壁の中、上、周囲もしくは近くに、または第２導管１２２内のガス流路内に位置する１つまたは複数の抵抗線を備えることができる。ガスは、第２導管１２２から、呼吸療法システム１００を患者の気道に空気式に連結することができる患者インタフェース１２４に流れることができる。患者インタフェース１２４は、封止インタフェースであるか非封止インタフェースであり得、鼻マスク、口マスク、口鼻マスク、フルフェイスマスク、鼻ピローマスク、鼻カニューレ、気管内チューブ、上記の組合せ、または他の何らかのガス搬送システムもしくは装置を備えることができる。
【0027】
図示する構成では、上で示唆したように、呼吸療法システム１００は、以下のように動作することができる。ブロワ１０６のモータのインペラの回転により、ガス入口１０２を通して流れ発生器１０１内にガスを引き込むことができる。ガス出口１０４から出て第１導管１１０に沿って、ガスを押し流すことができる。ガスは、加湿器入口１１６を通って加湿装置１１２に入ることができる。加湿装置１１２に入ると、ガスは、加湿装置１１２内の水の上または近くを流れるときに、水分を同伴するか、またはより湿度を上昇させることができる。加湿装置１１２のヒータによって水を加熱することができ、それは、加湿装置１１２を通って流れるガスの加湿および／または加熱を促進することができる。ガスは、加湿器出口１１８を通って加湿装置１１２から第２導管１２２に出ることができる。ガスは、第２導管１２２から患者インタフェース１２４にかつ患者の気道内に流れることができる。要約すると、使用時、ガスは、流れ発生器１０１のガス入口１０２から患者インタフェース１２４まで延在するガス流路に沿って流れることができる。本明細書で用いる「ガス流路」は、このガス流路全体またはその一部を指すものとする。
【0028】
図示する構成は、限定するように解釈されるべきではない。呼吸療法システム１００に対する他の多くの構成が可能である。いくつかの構成では、流れ発生器１０１は、たとえば、圧縮ガス（たとえば、空気または酸素）の供給源または容器を備えることができる。圧縮ガスの容器は、容器から出るガスの流れを制御するように調整することができる弁を備えることができる。いくつかの構成では、流れ発生器１０１は、ブロワ１０６の代わりに、こうした圧縮ガスの供給源および／または別のガス供給源を使用することができる。いくつかの構成では、別のガス供給源とともにブロワ１０６を使用することができる。いくつかの構成では、ブロワ１０６は、電動ブロワを含むことができ、またはベローズもしくはガスの流れを発生させるように構成された他の何らかの装置を含むことができる。いくつかの構成では、流れ発生器１０１は、ガス入口１０２を通して大気ガスを引き込むことができる。いくつかの構成では、流れ発生器１０１は、ガス入口１０２を通して大気ガスを引き込むとともに、同じガス入口１０２または異なるガス入口を通して他のガス（たとえば、酸素、酸化窒素または二酸化炭素）を取り入れるように適合させることができる。いくつかの構成では、流れ発生器１０１および加湿装置１１２は、一体化することができ、またはハウジング１２６を共有することができる。いくつかの構成では、流れ発生器１０１および加湿装置１１２は、互いに別個であり、導管、ダクト、またはガス流を流れ発生器１０１から加湿装置１１２にもしくは加湿装置１１２から流れ発生器１０１に送る他の任意の好適な方法によって接続することができる。
【0029】
いくつかの構成では、呼吸療法システム１００は、流れ発生器１０１、加湿装置１１２、第１導管１１０、第２導管１２２、患者インタフェース１２４、または呼吸療法システム１００の別の構成要素に位置するユーザインタフェースを備えることができる。いくつかの構成では、呼吸療法システム１００の構成要素または態様の動作は、タブレット、携帯電話、携帯情報端末または別のコンピューティングデバイス等のリモートコンピューティングデバイスに位置するユーザインタフェースを通して、無線で制御することができる。いくつかの構成では、流れ発生器１０１、加湿装置１１２、または呼吸療法システム１００の他の構成要素もしくは態様の動作は、コントローラによって制御することができる。コントローラは、マイクロプロセッサを含むことができる。コントローラは、流れ発生器１０１、加湿装置１１２、もしくは呼吸療法システム１００別の構成要素の中または上に、またはリモートコンピューティングデバイスに位置することができる。いくつかの構成では、流れ発生器１０１、加湿装置１１２、または呼吸療法システム１００の他の構成要素もしくは態様の動作は、複数のコントローラによって制御することができる。
【0030】
いくつかの構成では、呼吸療法システム１００は、圧力、流量、温度、絶対湿度、相対湿度、エンタルピー、酸素濃度および／または二酸化炭素濃度を含む、呼吸療法システム１００におけるガスのさまざまな特性を検出するように構成された１つもしくは複数のセンサ、心拍数、ＥＥＧ信号、ＥＫＧ／ＥＣＧ信号、血中酸素濃度、血中ＣＯ2濃度および／または血中グルコースを含む、患者のさまざまな医学的特性を検出するように構成された１つもしくは複数のセンサ、ならびに／または周囲温度および／もしくは周囲湿度を含む、呼吸療法システム１００の外部のガスもしくは他の物質のさまざまな特性を検出するように構成された１つもしくは複数のセンサを備えることができる。閉ループ制御システムまたは開ループ制御システムを使用して（たとえば、上述したコントローラを使用して）、加湿装置１１２を含む呼吸療法システム１００の構成要素の制御を支援するように、センサのうちの１つまたは複数を使用することができる。
【0031】
いくつかの構成では、呼吸療法システム１００の構成要素に対して、ユーザインタフェースがないか、または最小限のユーザインタフェースがある場合がある。いくつかのこうした構成では、呼吸療法システム１００は、センサを利用して、患者が呼吸療法システム１００を使用しようとしていることを検出し、１つまたは複数の所定の制御パラメータに従って自動的に動作することができる（たとえば、上述したように、流れ発生器１０１はガス流を発生させることができ、かつ／または加湿装置１１２はガスを加湿することができる）。いくつかの構成では、呼吸療法システム１００は、吸気ガス通路を備える単枝型回路を備えることができる。いくつかの構成では、呼吸療法システム１００は、吸気ガス通路および呼気ガス通路を備える複枝型システムを備えることができる。
【0032】
呼吸療法システム１００は、患者の気道にガスを提供することを含まない他の医療用途に使用することができる。たとえば、腹腔鏡手術のために送気ガスを提供するために、呼吸療法システム１００を使用することができる。この用途は、患者インタフェース１２４を、たとえばトロカールを使用して生成される開口部を通して患者の腹腔内に挿入することができる外科用カニューレと置き換えることによって、実施することができる。さらに、室内加湿器を含む、ガスの加湿を必要とする他の用途に、本開示の実施形態のいくつかの特徴、態様および利点を利用することができる。
【0033】
図２は、加湿装置１１２の一部を構成することができる加湿チャンバ１１４を示す。加湿チャンバ１１４は、加湿器入口１１６（すなわちガス入口ポートの端部開口であるガス入口開口部）、加湿器出口１１８（すなわちガス出口ポート１１９の端部開口であるガス出口開口部）およびリザーバ１２８（すなわち加湿チャンバ１１４の本体）を備えることができる。上記記載において示唆したように、加湿装置１１２を通って流れるガスは、加湿器入口１１６を通って、水等の液体１３０を収容することができるリザーバ１２８内に流れ込むことができる。加湿ガスは、リザーバ１２８から加湿器出口１１８を通って流れることができる。図示する構成では、加湿器入口１１６は直線状に延在し、加湿器出口１１８は非直線状に延在している。加湿器入口１１６は、垂直に延在している。加湿器出口１１８は、垂直に、その後、水平に延在している。
【0034】
加湿チャンバ１１４は、少なくとも部分的にリザーバ１２８を画定するベースプレート１３２を備えることができる。ベースプレート１３２は、フランジ１３３を備えることができる。フランジ１３３は、フランジ１３３を受け入れるように適合された相補的な凹部を有する加湿装置１１２のハウジング（図示せず）に、加湿チャンバ１１４を固定するのに役立つことができる。リザーバ１２８内の水１３０を加熱するために、ベースプレート１３２の下に加湿装置１１２のヒータ（図示せず）を配置することができ、それにより、ガスの流れを加湿するために水１３０を蒸発させることができるとともに、ガス温度を上昇させることができる。たとえば、加湿チャンバ１１４の外壁もしくは内壁もしくはその近く、またはリザーバ１２８内等、ヒータに対する他の位置が可能である。
【0035】
加湿器入口１１６と加湿器出口１１８との間に延在するガス流路に沿って位置する開口部１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ内に、センサ（図示せず）を配置することができる。センサは、たとえば、リザーバ１２８を通って流れる前および／または流れた後の加湿チャンバ１１４を通って流れるガスの特性を測定するように構成されている、流量センサ、温度センサおよび／または湿度センサを含むことができる。図示する構成では、加湿器入口１１６は、２つの開口部１３４Ａ、１３４Ｂを有し、加湿器出口１１８は１つの開口部１３４Ｃを有する。いくつかの構成では、加湿器入口１１６は、１つの開口部を有し、加湿器出口１１８は２つの開口部を有する。いくつかの構成では、開口部１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃのうちの１つの中に配置されるように構成されたセンサは、サーミスタとすることができ、サーミスタは、サーミスタが内部に延在する流路内を通過するガスの温度を検知するように適合される。いくつかの構成では、開口部１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃのうちの任意の２つの中に配置されるように構成されたセンサの対は、サーミスタの対とすることができ、そこでは、サーミスタのうちの一方または両方は、サーミスタが内部に延在する流路内を通過するガスの温度を検知するように適合される。いくつかの構成では、開口部１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃのうちの任意の２つの中に配置されるように構成されたセンサの対は、サーミスタの対とすることができ、そこでは、サーミスタの対のうちの一方は、基準として作用するように適合され、サーミスタの対は、サーミスタの対が内部に延在する流路内を通過するガスの流量を検知するように適合される。
【0036】
図３は、図２に示すものと同様の加湿チャンバ１１４の実施形態の上面図を示す。加湿チャンバ１１４のこの実施形態は、加湿器入口１１６および加湿器出口１１８を同様に備えることができる。加湿チャンバ１１４はまた、第１導管１１０を加湿器入口１１６に接続するように適合された導管コネクタ１１５も備えることができる。導管コネクタ１１５は、第１導管１１０を加湿チャンバ１１４に対して複数の位置に向けることができるように、旋回し、枢動し、または他の方法で移動するように構成することができる。たとえば、図３において第１導管１１０を表す点線によって示すように、導管コネクタ１１５は、加湿チャンバ１１４に対して第１導管１１０の位置または向きを適応させるように、加湿器入口１１６の周囲で旋回することができる。しかしながら、第１導管１１０の位置の柔軟性を可能にすることが有利であるが、上述したように、第１導管１１０の曲がり部が、第１導管１１０のガス通路の所与の断面または輪郭に沿って流れの速度を変化させることにより、第１導管１１０の下流に配置されたセンサの正確度に悪影響を与える可能性がある。曲り部は、たとえば、０°超～１８０°、または３０°～１５０°、または６０°～１２０°の導管の角度の偏向を含み得る。第１導管１１０の曲り部によってもたらされるセンサの不正確度を抑制するように、第１導管１１０を通るかまたは第１導管１１０から流れるガスを混合することが有利である場合がある。
【0037】
図４Ａおよび図４Ｂは、流れ混合を促進することができる導管コネクタ１１５に対する構成を示す。導管コネクタ１１５は、流れに対して接線運動または渦巻運動を引き起こすように構成することができ、換言すれば、導管コネクタ１１５は、流れ混合器として作用することができる。図示するように、導管コネクタ１１５は、たとえば第１導管１１０からガスを受け取るように適合されたコネクタ入口１４０を備えることができる。コネクタ入口１４０は、受け取ったガスを、基部１４２を備えるガスコンパートメント１４６に通じるチャネル１４１を通るように向けることができる。ガスコンパートメント１４６内にキャップ１４４を配置することができる。導管コネクタ１１５を通るガスの流れを可能にするように、キャップ１４４とガスコンパートメント１４６との間に空洞が存在する場合がある。キャップ１４４は、ガス通路の入口、たとえば加湿器入口１１６の上に配置されるように構成された開放端部１４９を備えることができる。いくつかの構成では、加湿器入口１１６の上に配置される代わりにまたはそれに加えて、加湿器入口１１６内に配置されるように、キャップ１４４を構成することができる。キャップ１４４は、基部１４２と一体的に形成されるか、または基部１４２と単一連続部片の形態であり得る。キャップ１４４は、側壁１４５および頂部１４７を備えることができる。頂部１４７は開口部１４８を備えることができる。軸方向に開口部を通ってかつ／または接線方向に頂部１４７を通って流れるようにガスを向けるように、開口部１４８の縁に対して、面取りするかまたは角度を付けることができる。いくつかの構成では、頂部１４７の面取縁または他の部分は、キャップ１４４内に下方に突出するベーンを備えることができ、ベーンは、さらなるガス混合を促進するように軸方向にかつ／またはらせん状に延在している。いくつかの構成では、開口部１４８は、１つの開口部、開口部の対、または３つ以上の開口部を含むことができる。いくつかの構成では、頂部１４７は存在しない場合があり、キャップ１４４が、単に２つの開放端部を備える場合がある。
【0038】
使用時、チャネル１４１を通って流れるガスを、強制的にキャップ１４４の側壁１４５に沿って流れるようにすることができる。幾分かのガスを、強制的にキャップ１４４の周囲を流れるかまたはキャップ１４４を囲むようにすることができ、幾分かのガスを、強制的に側壁１４５を上って流れて開口部１４８に入り、最終的に開放端部１４９を通って流れるようにすることができる。ガスの接線速度成分は、側壁１４５の周囲のガスの流れの運動の結果として増大することができ、それによりガスの混合を促進することができる。さらに、キャップ１４４を囲むかまたはその周囲を流れるガスは、側壁１４５を上って流れて開放端部１４９まで進むガスと衝突することができ、それにより、乱流が増大する結果としてガス混合を増大させることができる。いくつかの構成では、図４Ａ、図４Ｂに、もっとも明確には図４Ｃに示すように、チャネル１４１を通って流れるガスがキャップ１４４の側壁１４５におよそ正面から衝突し、およそ等しい偏りで側壁１４５の周囲を右回りにまたは左回りに分流するように、チャネル１４１を配置することができる。しかしながら、いくつかの構成では、図４Ｄに示すように、キャップ１４４に対して角度をなすように、チャネル１４１を配置することができる。したがって、チャネル１４１を通って流れるガスを、側壁１４５の側に向かって付勢することができ、それにより、ガスの接線運動をさらに促進することができる。
【0039】
図５Ａ～図５Ｇは、ガス通路内に挿入するかまたは配置することができる、ガス流に対して接線運動、回転運動、らせん運動、渦巻運動または他の運動を与えることによりガス流を混合する他の方法を採用する、流れ混合器のさまざまな構成を示す。ガス通路は、たとえば、加湿器入口１１６または加湿器出口１１８を備えることができる。流れ混合器は、静的混合器を含むことができる。「静的混合器」とは、電源等、別のエネルギー源からのエネルギーを利用するのではなくガスのエネルギーを利用することにより、ガスまたは他の流体の混合を促進する、可動部品を有していない構造を指すものとして理解することができる。
【0040】
図５Ａおよび図５Ｂは、流れ混合器１５０の斜視図および上面図をそれぞれ示す。流れ混合器１５０は、流れ混合器１５０を通って流れるガスに対して接線速度ベクトル、回転速度ベクトル、渦巻運動速度ベクトルまたはらせん速度ベクトルを与えるように構成することができる。流れ混合器１５０はジャケット１５１を備えることができる。ジャケット１５１の輪郭または形状は、流れ混合器１５０が配置されるガス通路の輪郭または形状と一致することができる。たとえば、ジャケット１５１は円筒状であり得る。ジャケット１５１は、ガス通路への挿入および／またはガス通路からの除去を容易にするように平滑であり得る。ベーン１５２の対が、ジャケット１５１から内側に流れ混合器１５０の中心に向かって延在することができる。換言すれば、ベーン１５２の各々は、ジャケット１５１から、ベーン１５２の起点となるジャケット１５１の第１部分とジャケット１５１の第１部分とは反対側の第２部分とから等距離の中心位置またはその近くの位置まで、内側に延在することができる。ベーン１５２は、内部導管１５４を支持することができ、内部導管１５４は、流れ混合器１５０内の中心に配置することができ、流れ混合器１５０の長さに沿って軸方向に延在することができる。いくつかの実施形態では、内部導管１５４は、水がたとえば加湿装置のリザーバ内に流れ込むことができる通路を提供することができる。内部導管１５４は、水源に結合されたスパイクを受け入れるようなサイズとしまたはそのように構成することができる。いくつかの実施形態では、内部導管１５４は、加湿器入口１１６等、流れ混合器１５０が配置されるガス通路を通って延在することができるフロート保持装置を受け入れるようなサイズとしまたはそのように構成することができる。
【0041】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、ベーン１５２は、流れ混合器１５０（およびジャケット１５１）の長さに沿って軸方向にかつらせん状に延在することができる。ガスがベーン１５２に沿って流れる際、流速ベクトルの軸方向成分および／または半径成分の一部を流速ベクトルの接線成分を増大させるように変更することができるように、ガスを誘導することができる。ベーン１５２が、互いを遮ることなく流れ混合器１５０の長さの少なくとも一部、またはいくつかの実施形態ではすべてをらせん状に横切るように、ベーン１５２の各々に角度を付けることができる（すなわち、いくつかの実施形態ではベーン１５２は交差しない）。ベーン１５２の角度は、ベーン１５２のうちの所与の１つの開始位置が、ベーン１５２の終了位置から１８０°円周方向にずれているようなものとすることができる。ベーン１５２は、ベーン１５２の長さに沿って一定のピッチを有することができる。換言すれば、ベーン１５２の各々は、ベーン１５２の縁部に沿った任意の２つの点の間の角度が一定であるように、ジャケット１５１の長さに沿ってらせん状に延在することができる。流れ混合器１５０は、ガス通路内に容易に挿入することができるようなサイズとすることができる。たとえば、（図５Ａにおいて「Ｗ」と注釈される双方向矢印によって示すような）流れ混合器１５０の幅は、１０ｍｍ～３０ｍｍ、または１５ｍｍ～２５ｍｍ、または２０ｍｍであり得る。同様に、（図５Ａにおいて「Ｌ」と注釈される双方向矢印によって示すような）流れ混合器１５０の長さは、１０ｍｍ～３０ｍｍ、または１５ｍｍ～２５ｍｍ、または２０ｍｍであり得る。ベーン１５２の各々の角度は、たとえば、４２°～７０°、または４６°～６６°、または５０°～６２°、または５４°～５８°、または５６°であり得る。
【0042】
流れ混合器１５０に対する他の構成が企図される。たとえば、図５Ａおよび図５Ｂは、ベーン１５２のピッチが一定であり得ることを示す（図５Ｃにおいて記号θを用いてより明確に示す）が、図５Ｄに示すように、ベーン１５２のピッチは、ジャケット１５１の長さの任意の部分を横切って可変であり得る。さらに、図５Ａおよび図５Ｂは、流れ混合器１５０が２つのベーン１５２を備えることができることを示すが、いくつかの構成では、単一ベーン１５２を使用することができ、または３つ以上のベーン１５２を使用することができる。たとえば、図５Ｅは、４つのベーン１５２を備える流れ混合器１５０の実施形態を示す。図５Ｂおよび図５Ｅは、たとえば、流れ混合器１５０が内部導管１５４を備えることができることを示すが、いくつかの構成では、内部導管１５４は存在しない場合があり、ベーン１５２の半径方向端部は、流れ混合器１５０の中心でまたはその近くで接触することができる。図５Ｂおよび図５Ｅは、たとえば、ベーン１５２がジャケット１５１から内側に均一に延在することができること（たとえば、ベーン１５２を、ジャケット１５１の内面に対して半径方向に等距離である位置においてジャケット１５１から内側に延在するように配置することができること）を示すが、いくつかの構成では、ベーン１５２を互い違いに配置することができる。図５Ａは、たとえば、ベーン１５２がジャケット１５１の全長に沿って延在することができることを示すが、いくつかの構成では、ベーン１５２は、ジャケット１５１の長さに沿って部分的にのみ延在することができ、ジャケット１５１の軸方向端部以外の位置で開始または終了することができる。
【0043】
ベーン１５２は、互いに異なるかまたは異なる特性を有することができる。たとえば、ベーン１５２のうちのいくつかは、ジャケット１５１の全長を横切ってらせん状に延在することができ、ベーン１５２のうちのいくつかは、ジャケット１５１の長さを横切って部分的にのみ延在することができる。いくつかの構成では、図５Ｇに示すように、内部導管１５４は存在しない場合がある。いくつかの構成では、流れ混合器１５０はジャケット１５１を備えるが、いくつかの構成では、図５Ｆに示すように、流れ混合器１５０はジャケットを備えていない場合がある。いくつかのこうした構成では、流れ混合器１５０がジャケットを備えていない場合、ベーン１５２は、ガス通路（たとえば、加湿器入口１１６または加湿器出口１１８）に嵌合することができる。いくつかの構成では、摩擦嵌めによってベーン１５２を固定することができ、かつ／またはベーン１５２の端部は、たとえば加湿器入口１１６の内面の対応する凹部または留め具に嵌合することができ、または他の保持要素を用いて固定しもしくは取り付けることができる。流れ混合器１５０が加湿器入口１１６または加湿器出口１１８内に押し込まれるときに、ベーン１５２の端部がこうした凹部内に滑り込むことができるように、ベーン１５２の端部をたとえば面取りすることができる。
【0044】
いくつかの構成では、流れ混合器１５０を、ガス導管（たとえば、加湿器入口１１６または加湿器出口１１８）と一体的に成形することができ、または流れ混合器１５０（ジャケット１５１を含む場合もあれば含まない場合もある）およびガス導管は、合わせて、他の方法で、単一部品または部片の形態であり得る。他の多くの構成が可能である。好ましくは、ガス流の圧力損失を最小限にしながらガス通路内の流れ混合器１５０の下流に配置されたセンサの誤差を低減させるのに十分である、接線運動、回転運動、渦巻運動またはらせん運動を、流れ混合器１５０を通してガス流に与えるように、流れ混合器１５０を構成することができる。
【0045】
図６および図７は、流れ混合器１５０のあり得る使用を示す。図６は、流れ混合器１５０を、図２に示す加湿装置１１２の加湿器入口１１６に配置することができることを示す。図７は、図６の加湿器入口１１６を含むガス通路の図を示し、そこでは、図１に示すように、加湿器入口１１６に第１導管１１０が接続されている。いくつかの構成では、図３に示すように、第１導管１１０と加湿器入口１１６との間に、導管コネクタ１１５（図７には図示せず）を一列に配置することができる。図７の矢印は、使用時にガス通路を通過するガスの流れの速度を実証することができ、そこでは、矢印のサイズおよび／または長さは、ガスの流れの速度の大きさに関連する。図７に示すように、第１導管１１０（または、たとえば導管コネクタ１１５）の曲り部に沿ったガスの流れの速度は、ガス通路の所与の輪郭に沿って非対称となり得る。
【0046】
ガスが、加湿器入口１１６に挿入された流れ混合器１５０のベーン１５２に沿って流れるとき、ガスの流れに与えられる接線運動により、輪郭に沿ったガスの流れの速度がより対称になるように、ガス混合を促進することができる。これにより、流れ混合器１５０の下流においてガス通路内に配置されたセンサ１６０の正確度を向上させることができる。図２に示すように、たとえば開口部１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃのうちの１つまたは複数の中に、センサ１６０を配置することができる。いくつかの実施形態では、図４Ａ～図４Ｄに示す導管コネクタ１１５等の流れ混合装置の構成を、図５Ａ～図５Ｇに示すものを含む流れ混合器の構成と合わせて使用することができる。流れ混合装置１１５および流れ混合器１５０は、合わせて相乗作用的に機能することができる。
【0047】
いくつかの構成では、上述した流れ混合器および／または流れ混合装置の代わりにまたはそれと組み合わせて、「切ってたたみ込む（ｃｕｔ ａｎｄ ｆｏｌｄ）」および／または「ねじって分ける（ｔｗｉｓｔ ａｎｄ ｄｉｖｉｄｅ）」混合器として知られるものを含む、他の静的流れ混合器を使用することができる。図８Ａ～図８Ｅは、ガス混合を促進するように有利に使用することができる他の静的混合器を示す。図８Ａ～図８Ｅの各々において、ガスは、矢印に沿って導入され、図示するように黒い矢印に従って図示する混合器２００、２０２、２０４、２０６、２０８に沿って進むことができる。
【0048】
図９Ａ～図９Ｇは、流れ混合器またはフローコンディショナー３００の別の実施形態例のさまざまな図を示す。上述した実施形態は、センサの上流に配置されているものとして記載されているが、図９Ａ～図９Ｇに示す実施形態は、センサがフローコンディショナー３００の入口端部と出口端部との間に位置するように配置されるように設計されている。換言すれば、フローコンディショナー３００に沿って配置されるように、センサを位置決めすることができる。しかしながら、いくつかの構成では、図９Ａ～図９Ｇのフローコンディショナー３００を上流に位置決めすることができ、または少なくとも一部が、少なくとも１つのセンサの上流に位置決めされる。
【0049】
いくつかの実施形態では、加湿チャンバ１１４は、たとえば図２および図３、図４Ｂ、図６ならびに図１０に示すように、リザーバ１２８と加湿器出口１１８との間に延在するエルボ状または角度付き出口ポート１１９を含む。図１０を参照すると、加湿チャンバ１１４は、加湿器入口１１６に近接する開口部１３５Ａを含むことができる。開口部１３５Ａは、センサを受け入れるように構成されている。センサは、たとえば、加湿器入口１１６を通過するガスの温度を検知するように適合されたサーミスタであり得る。エルボ状出口ポート１１９は、２つの開口部１３５Ｂ、１３５Ｃを含むことができる。開口部１３５Ｂ、１３５Ｃは、センサを受け入れるように構成することができる。センサは、たとえば、エルボ状出口ポート１１９を通過するガスの流量を測定するように適合されたサーミスタの対であり得る（サーミスタの対のうちの一方は、基準として作用するように構成される）。開口部１３５Ｂ、１３５Ｃは、出口ポート１１９の開放出口端部を通して見ることができるように位置決めされる。
【0050】
図１１の断面図に示すように、図１１の流路１７０によって示すように、加湿チャンバ１１４の本体から出口ポート１１９内に入り加湿器出口１１８から出るガスのうちの少なくとも一部は、矢印１７２によって示す、チャンバ１１４の本体と出口ポート１１９との間の接続部を部分的に画定する弓形曲り部の周囲を通過する。ガスが曲り部の周囲を通過するとき、流れ分離が発生し得、それは、開口部１３５Ｂ、１３５Ｃに受け入れられているセンサの近くにおける乱流境界層１７４の生成を促進する。境界層１７４における乱流は、所与の平均流量に対して可変速度を有し、任意の所与のシステム流量でセンサ出力の一貫性を低減させ得る。ガス流における乱流は、出口ポート１１９を通る流れ抵抗をさらに増大させ得、それにより、圧力降下が増大し、患者に対して所望の圧力でガスを供給する機能を阻害し得る。加湿器入口１１６またはその近くに配置された、本明細書に記載するもの等の流れ混合器は、乱流を軽減するのに役立つことができ、かつ／または加湿器入口１１６を通過するガスの速度を正常化するのに役立つことができるが、出口ポート１１９を通る流れに対してシステムをさらに改善することができる。
【0051】
加湿器入口１１６内またはその近くに配置された流れ混合器の代わりにまたはそれに加えて、いくつかの実施形態では、本明細書に示しかつ記載するフローコンディショナー３００等の流れ混合器または調整器を、たとえば図１４Ａ～図１４Ｊのさまざまな図に示すように、エルボ状出口ポート１１９内に配置することができる。フローコンディショナー３００は、エルボ状出口ポート１１９におけるガス流の乱流を低減させるかまたはなくすのに役立つように構成される。より詳細には、フローコンディショナー３００は、センサを含む領域におけるガス流の乱流を低減させるかまたはなくすのに役立つことができる。いくつかの構成では、フローコンディショナー３００は、出口ポート１１９を通過する流れを分割する。出口ポート１１９を通過する流れを分割することにより、特に、センサが流速の変化に対して感度が高い出力を有する場合、センサ出力性能を向上させる。したがって、フローコンディショナー３００は、プローブ精度を向上させる（換言すれば、プローブの領域の周囲の乱流を低減させることにより出力の変動性を低減させる）一方で、また、圧力降下および／または流量制限に対するフローコンディショナー３００の影響を低減させるかまたは最小限にする。
【0052】
図９Ａ～図９Ｅに示すように、フローコンディショナー３００は複数のバッフルを含む。図示する構成では、フローコンディショナー３００は、４つのコンパートメント３２０、３２２、３２４、３２６を生成する４つのバッフル（すなわち仕切り壁）３１０、３１２、３１４、３１６を含む。フローコンディショナー３００の断面が十字またはＸ形状を有するように、バッフル３１０、３１２、３１４、３１６を構成することができる。他の構成も可能である。たとえば、限定なしに、いくつかの構成では、バッフル３１０、３１２、３１４、３１６のうちの１つまたは複数を省略することができる。いくつかの構成では、バッフル３１２を省略することができる。いくつかの構成では、バッフル３１０を省略することができる。
【0053】
いくつかの実施形態では、バッフル３１０、３１２、３１４、３１６のうちの２つ以上を一体的に形成するかまたは互いに成形することができる。いくつかの実施形態では、バッフル３１０、３１２、３１４、３１６のうちの２つ以上が、別個に形成され、互いに取り付けられる。フローコンディショナー３００を、出口ポート１１９内に永久的にまたは取外し可能に配置することができ、接着剤、摩擦嵌めまたは他の任意の好適な手段を介して出口ポート１１９に結合することができる。いくつかの実施形態では、フローコンディショナー３００は、チャンバ１１４と一体的に形成される。
【0054】
図９Ｆ、図９Ｇ、図１２および図１３を参照すると、フローコンディショナー３００は、出口ポート１１９内の適切な位置にフローコンディショナー３００を保持するのに役立つように構成された出口ポート保持機構３３０を含むことができる。出口ポート１１９内に調整器３００を固定するために、スナップフィットを用いることができる。出口ポート保持機構３３０は、空隙、間隙または開口部に隣接する隆起またはリブ等を備えた部分を含み、それにより、隆起またはリブ等を備えた部分は、弾性的に偏向してスナップフィットを提供する。図９Ｆおよび図９Ｇに示すフローコンディショナー３００の実施形態の出口ポート保持機構３３０は、図９Ａ～図９Ｆに示すフローコンディショナー３００の実施形態の出口ポート保持機構３３０とは異なる構成を有する。図９Ａ～図９Ｅでは、出口ポート保持機構３３０は、フローコンディショナー３００の材料中に取り込まれる空隙、間隙または開口部を有し、図９Ｆおよび図９Ｇの出口ポート保持機構３３０は、フローコンディショナー３００の縁部と交差する空隙、間隙または開口部を有する。
【0055】
図９Ａ～図９Ｇの出口ポート保持機構３３０は、出口ポート１１９の壁の対応する切れ目３３２と係合するように構成される。図１２および図１３に示すように、切れ目３３２は、開口部１３５Ｂ、１３５Ｃに近接して位置する。図１４Ｄに示すように、出口ポート１１９は、出口ポート１１９の基部、および／または加湿チャンバ１１４の本体と出口ポート１１９との間の遷移部もしくはその近くに保持スラット３３４を含むことができる。スラット３３４は、スロット３３６を画定し、スロット３３６は、組立中にフローコンディショナー３００を方向付けるように、かつ／または組立後に適切な位置にフローコンディショナー３００を保持するのに役立つように、バッフル３１０の基部を受け入れるように構成される。他の構成が可能である。
【0056】
図示する実施形態では、フローコンディショナー３００は、少なくとも１つのエアロフォイル機構３４０も含む。図９Ｄ、図９Ｆおよび図９Ｇに示すように、たとえば、エアロフォイル機構３４０は、バッフル３１２の縁部に位置する。図示する構成では、エアロフォイル機構３４０は、フローコンディショナー３００が出口ポート１１９に配置される場合、開口部１３５Ｂ、１３５Ｃの反対側に位置するか、または開口部１３５Ｂ、１３５Ｃから離れて位置決めされる。エアロフォイル機構３４０は、バッフル３１４、３１６によって開口部１３５Ｂ、１３５Ｃから分離されている。エアロフォイル機構３４０をバッフル３１２と一体的に形成するかまたはバッフル３１２に結合することができる。
【0057】
図示するように、エアロフォイル機構３４０は、バッフル３１４、３１６に向かって湾曲し凸状になっている。図示するように、バッフル３１４、３１６は、直線状下方部分および湾曲上方部分を有する。図示するバッフル３１４、３１６は、概して、エルボ状出口ポート１１９の形状または形態に従う。いくつかの構成では、バッフル３１４、３１６は、互いに同心である湾曲部分を画定する。いくつかの実施形態では、図９Ｆに示すように、バッフル３１４、３１６の各々の湾曲上方部分の曲率半径は１２ｍｍである。いくつかの実施形態では、エアロフォイル機構３４０は、角度付き下方部分および部分的円形上方部分を有する。下方部分は、３０°で角度を付けることができ、上方部分は、たとえば図９Ｆに示すように、５ｍｍの曲率半径を有することができる。図示する構成では、図９Ｆおよび図９Ｇに最もよく示すように、たとえば、エアロフォイル機構３４０を画定する１つまたは複数の壁は、少なくとも、第１弧を画定する部分を有し、バッフル３１４、３１６を画定する１つまたは複数の壁は、少なくとも、第２弧を画定する部分を有する。いくつかのこうした構成では、第１弧および第２弧は、同じ曲率中心を有する。弧は、フローコンディショナー３００と境を接する第１端部と、テーパ状口部を画定する壁に接続する第２端部とを有する。第１弧および第２弧は、一定の断面部分を備えた通路を画定することができる。
【0058】
フローコンディショナー３００は、出口ポート１１９の全長または出口ポート１１９の長さの任意の部分を占有することができる。図示する構成では、フローコンディショナー３００は、出口ポート１１９の全長の一部のみを占有する。フローコンディショナーによって占有される出口ポート１１９の長さの部分は、１つもしくは複数のセンサ、またはセンサを受け入れる開口部１３５Ａ、１３５Ｂ、１３５Ｂのうちの少なくとも１つもしくは複数を含むことができる。いくつかの実施形態では、フローコンディショナー３００の全高は、４３ｍｍ～４４ｍｍの範囲である。いくつかの実施形態では、フローコンディショナー３００の全幅は、２６ｍｍ～２７ｍｍである。
【0059】
ガスが出口ポート１１９内に流れ込むと、エアロフォイル機構３４０の湾曲により、入ってくる流れが、エルボ内に画定された角の周囲を流れる際に、徐々に方向を変える。エアロフォイル機構３４０がない場合、エルボ内に画定された角の周囲を流れるガスは、強制的に鋭利な角度を折り返すことになる。角を平滑化することにより、エアロフォイル機構３４０は、ガスの流れにおいて圧力降下を低減させ、流れに対する抵抗の増大を低減させることができる。さらに、使用時、フローコンディショナー３００は、出口ポート１１９を通るガスの流れを複数（図示する実施形態では４つ）のより小さいコンパートメントまたは流路に分離する。
【0060】
図１５Ａ～図１５Ｄは、フローコンディショナー３００によって形成された、コンパートメント３２０、３２２、３２４、３２６それぞれを通る流路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を示す。図示する構成は、４つのコンパートメント３２０、３２２、３２４、３２６を特徴とする。出口ポート１１９の全体的なサイズと比較してコンパートメント３２０、３２２、３２４、３２６が小さいことは、ガスの流れの所与の部分とガスの流れの別の部分との境界層分離および／または衝突を可能にする空間を低減させ、それにより、乱流を低減するのに役立つ。バッフル３１４、３１６の徐々に湾曲する形状も出口ポート１１９を通るガスの流れを容易にし、渦領域、渦巻領域または乱流領域の形成を阻止するのに役立つ。コンパートメント３２０、３２２、３２４、３２６のうちの１つまたは複数を、コンパートメントを通る実質的層流を促進するように構成することができる。いくつかの構成では、センサを含むコンパートメント３２０、３２２、３２４、３２６のうちの１つまたは複数を、少なくともセンサの近くの領域において実質的層流を促進するように構成することができる。たとえば、コンパートメント内でまたは直接隣接して数および／もしくは程度または鋭利な角度を除去するかまたは低減させることにより、実質的層流を促進することができる。
【0061】
フローコンディショナー３００の変形形態は、より多いかまたは少ないコンパートメントを生成するようにより多いかまたは少ないバッフルを含むことができる。センサに近接するコンパートメントの数を増大させかつ／またはコンパートメントの断面を低減させることにより、乱流が低減し、センサ精度が上昇する。しかしながら、コンパートメントの数を増大させかつ／またはコンパートメントの断面を低減させることはまた、流量制限および圧力降下も増大させ得る。したがって、乱流を低減させることと圧力降下を最小限にすることとを平衡させるように、バッフルおよびコンパートメントの数を選択するべきである。いくつかの実施形態では、流れ抵抗を改善するために、バッフル３１２の一部またはすべてをなくすことができる。たとえば、本明細書においてより詳細に記載した、エアロフォイル機構３４０を支持するバッフル３１２の部分を維持することができ、バッフル３１２の残りを除去することができる。いくつかの実施形態では、乱流層の形成を阻止し、それによりセンサ精度を向上させるのに役立つように、フローコンディショナー３００の湾曲部分および／または出口ポート１１９の基部に近接する加湿チャンバ１１４の部分に沿って、乱流形成（ｔｕｒｂｕｌａｔｉｏｎ）機構（たとえば、小さい穴、出っ張り等）を配置することができる。
【0062】
図１６は、１つまたは複数のセンサ４０２を含むように構成されるコンパートメントを含むエルボ状出口ポート１１９の別の実施形態を示す。図示する構成では、壁等の障壁４０４によってコンパートメントを画定することができる。図示する障壁４０４は、センサ４０２に隣接してブリード流を生成するように構成される。換言すれば、障壁４０４は、センサ４０２を通過する調整されたガス流の別個のチャンバ４０６を生成し、それによりセンサ読取正確度を向上させる。センサ４０２の付近で層流を促進するように、チャンバ４０６を構成することができる。
【0063】
文脈において別段明確な要求がない限り、本明細書および特許請求の範囲を通して、「備える」、「備えている」等の語は、排他的な意味または網羅的な意味とは対照的に、包括的な意味で、すなわち「限定されないが、～を含む」という意味で解釈されるべきである。
【0064】
上述した説明において、既知の均等物を有する完全体または構成要素について言及している場合、それらの完全体または構成要素は、本明細書では、個々に示されているかのように組み込まれる。
【0065】
開示した方法、装置およびシステムはまた、個々にまたはまとめて本開示で言及したかまたは示した部品、要素および特徴を、前記部品、要素または特徴のうちの２つ以上のあらゆる組合せで備えると概して言うことができる。
【0066】
本明細書において別段の指示がない限り、本明細書における範囲の列挙は、単に、その範囲内にある各別個の下位範囲または値に対して個々に言及する簡略化方法としての役割を果たすように意図され、こうした別個の下位範囲または値の各々は、本明細書において個々に列挙されているかのように本明細書に組み込まれる。
【0067】
本明細書におけるいかなる従来技術に対する言及も、前記従来技術が世界中のいかなる国においても努力傾注分野における共通の一般知識の一部を形成するという承認またはいかなる形態の示唆でもなく、かつそのように解釈されるべきではない。
【0068】
本開示を、いくつかの実施形態に関して記載したが、当業者には明らかな他の実施形態も本開示の範囲内にある。したがって、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなくさまざまな変形形態および変更形態をなし得る。たとえば、さまざまな構成要素を必要に応じて再配置することができる。さらに、本開示を実施するために、特徴、態様および利点のすべてが必ずしも必要であるとは限らない。したがって、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ定義されるように意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図9G】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図14E】
【図14F】
【図14G】
【図14H】
【図14I】
【図14J】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図16】
