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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】2024-01-05
(45)【発行日】2024-01-16
(54)【発明の名称】加湿器
(51)【国際特許分類】
A61M 16/16 20060101AFI20240109BHJP
【ＦＩ】
A61M16/16 D
A61M16/16 A
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020529722
(86)(22)【出願日】2018-11-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-02-18
(86)【国際出願番号】 IB2018059481
(87)【国際公開番号】W WO2019111110
(87)【国際公開日】2019-06-13
【審査請求日】2021-11-25
(31)【優先権主張番号】62/595,216
(32)【優先日】2017-12-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】518329918
【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
【氏名又は名称原語表記】ＦＩＳＨＥＲ ＆ ＰＡＹＫＥＬ ＨＥＡＬＴＨＣＡＲＥ ＬＩＭＩＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(74)【代理人】
【識別番号】100168734
【弁理士】
【氏名又は名称】石塚 淳一
(72)【発明者】
【氏名】バオ， ガオファ
【審査官】山田 裕介
(56)【参考文献】
【文献】独国特許出願公開第１００１６００５（ＤＥ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｍ １６／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
呼吸療法システムのための加湿チャンバであって、流体リザーバ内に流体を保持するように構成されており、前記加湿チャンバが、
底部、上壁、および前記底部と前記上壁との間に延びる外側壁と、
前記外側壁から距離を置いて配置される内側壁であって、前記内側壁と前記外側壁との間に壁空洞を形成し、少なくとも部分的に前記流体リザーバを画定する内側壁と、
前記内側壁から前記外側壁に前記壁空洞を横切って延びるガイド部であって、前記壁空洞を通る断熱チャネルを画定するガイド部と、
呼吸ガスを受け入れるためのチャンバ入口であって、前記壁空洞に通じる開口部を備えるチャンバ入口と、
前記壁空洞から前記流体リザーバにガスを流すための経路を提供する流体リザーバ入口と、
呼吸ガスを前記流体リザーバから前記加湿チャンバの外部に送り出すための送出口と、を備え、
前記断熱チャネル、前記流体リザーバ入口、および前記流体リザーバが、前記チャンバ入口と前記送出口との間に延びるチャンバガス流路を提供し、
前記ガイド部が、前記加湿チャンバの前記底部に対して実質的に垂直な向きを有する１つ以上のバッフルの形態であり、前記１つ以上のバッフルが、前記壁空洞を通る蛇行状ガス流路を画定する、加湿チャンバ。
【請求項2】
呼吸療法システムのための加湿チャンバであって、流体リザーバ内に流体を保持するように構成されており、前記加湿チャンバが、
底部、上壁、および前記底部と前記上壁との間に延びる外側壁と、
前記外側壁から距離を置いて配置される内側壁であって、前記内側壁と前記外側壁との間に壁空洞を形成し、少なくとも部分的に前記流体リザーバを画定する内側壁と、
前記内側壁から前記外側壁に前記壁空洞を横切って延びるガイド部であって、前記壁空洞を通る断熱チャネルを画定するガイド部と、
呼吸ガスを受け入れるためのチャンバ入口であって、前記壁空洞に通じる開口部を備えるチャンバ入口と、
前記壁空洞から前記流体リザーバにガスを流すための経路を提供する流体リザーバ入口と、
呼吸ガスを前記流体リザーバから前記加湿チャンバの外部に送り出すための送出口と、を備え、
前記断熱チャネル、前記流体リザーバ入口、および前記流体リザーバが、前記チャンバ入口と前記送出口との間に延びるチャンバガス流路を提供し、
前記ガイド部が、前記壁空洞を通る前記断熱チャネルを画定する少なくとも１つのバッフルの形態であり、
前記ガイド部が、前記壁空洞を通るガス流路を画定する１つ以上の傾斜バッフルの形態である、加湿チャンバ。
【請求項3】
前記加湿チャンバが、前記流体リザーバ内の加湿空間の上部を形成する上内壁を備え、前記流体リザーバ入口が前記上内壁を貫通している、請求項１または２に記載の加湿チャンバ。
【請求項4】
前記加湿チャンバの前記底部、前記内側壁、および前記上内壁が、前記流体リザーバを形成している、請求項３に記載の加湿チャンバ。
【請求項5】
前記加湿チャンバがまた、前記加湿チャンバ内の前記流体に熱を供給するために加熱されるように構成された加熱要素を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項6】
前記チャンバ入口が、前記外側壁を通って前記壁空洞に通じる開口部を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項7】
前記断熱チャネルが前記チャンバ入口と前記流体リザーバ入口との間に螺旋状部分を構成するように、前記ガイド部が構成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項8】
前記１つ以上の傾斜バッフルが、前記壁空洞を通る螺旋状ガス流路を画定する、請求項２に記載の加湿チャンバ。
【請求項9】
前記螺旋状ガス流路が３周回する、請求項８に記載の加湿チャンバ。
【請求項10】
前記内側壁および／または前記外側壁が、透明または半透明である、請求項１～９のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項11】
前記チャンバ入口が、前記加湿チャンバの前記上壁よりも前記底部に近い、請求項１～１０のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項12】
前記壁空洞が、前記加湿チャンバの前記内側壁を取り囲む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の加湿チャンバ。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の加湿チャンバを備える、呼吸療法システムのための加湿器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001]本開示は、一般に、呼吸ガス療法に関する。より具体的には、本開示は、呼吸ガス療法システムで使用するためのガス加湿装置に関する。
【背景技術】
【0002】
[0002]呼吸器疾患を患う患者は、効果的な呼吸を行うことが困難な場合がある。場合によっては、患者の換気を改善できる治療法を患者に提供することが有用である。いくつかの状況では、患者には、ガス源と、ガスを患者の気道に送るために使用され得るインターフェースと、ガス源とインターフェースとの間に延びる導管と、を備える呼吸療法システムが提供され得る。ガス源から患者の気道に送られるガスは、患者の適切な換気を促進するのに役立ち得る。ガス源は、例えば、空気もしくは吸気に適した別のガス、例えば酸素もしくは一酸化窒素の容器、ガスを導管を通してインターフェースに進ませることができる機械的ブロワ、またはこれら両方の何らかの組み合わせを備え得る。呼吸療法システムは、患者の快適さを改善する、かつ／または患者の呼吸器疾患の予後を改善するために、呼吸療法システムを通過するガスを加湿および加熱することができるガス加湿器を備え得る。ガス加湿器は、水リザーバと、リザーバ内の水を加熱するための加熱要素と、を備え得る。水が加熱されると、水蒸気が形成され、ガス加湿器を通過するガスの流れに加わり得る。このような呼吸療法システムとしては、ＣＰＡＰ（持続的気道陽圧）システム、非侵襲的換気（ＮＩＶ）、およびネーザルハイフローシステムが挙げられる。
【0003】
[0003]従来のガス加湿器は、一般的に、加湿チャンバの流体リザーバ内の流体を加熱する。これは通常、外部熱源を使用して加熱される、加湿器の底部にある金属板を使用して実現される。流体リザーバを横切って呼吸ガスまたは空気ガスを流して、ガスを加熱および加湿する。
【発明の概要】
【0004】
[0004]第１の態様によれば、呼吸療法システムのための加湿器が提供され、加湿器は、流体源を内部に保持し得る加湿チャンバを形成するための、底部、上壁、および底部と上壁との間に延びる１つまたは複数の外側壁を備える。好ましい形態では、流体リザーバが加湿チャンバに配置される。加湿器は、呼吸ガスを受け入れるための少なくとも１つの入口と、加湿された呼吸ガスを送り出すための出口と、入口と出口との間に延びるガス流路と、をさらに備える。１つまたは複数の内側壁が、外側壁（複数可）から距離を置いて配置されて、壁空洞を形成する。
【0005】
[0005]一形態では、壁空洞は、断熱物質で少なくとも部分的に充填され得る。例えば、壁空洞は、ガスまたは発泡材料で少なくとも部分的に充填され得る。
【0006】
[0006]代替的または追加的に、ガス流路の少なくとも一部が、流体リザーバまたは加湿チャンバを横切る前の壁空洞内に配置され得る。一形態では、加湿器は、壁空洞を通るガス流路を画定する少なくとも１つのバッフルを備える案内システムを備える。例えば、壁空洞は、加湿器の底部に対して実質的に垂直な向きを有し、壁空洞を通る蛇行状ガス流路を画定する１つまたは複数のバッフルを備え得る。別の形態では、壁空洞は、壁空洞を通るガス流路を画定する１つまたは複数の傾斜バッフルを備える。あるいは、壁空洞は、壁空洞を通る螺旋状ガス流路を画定する１つまたは複数の螺旋状バッフルを備え得る。好ましくは、１つまたは複数の傾斜バッフルは、壁空洞を通る螺旋状ガス流路を画定する。一形態では、螺旋状ガス流路は３周回する。
【0007】
[0007]場合により、内壁および／または外壁（複数可）は、透明または半透明であり得る。
【0008】
[0008]一形態では、加湿器の入口は、加湿器の底部に近接して配置される。
【0009】
[0009]場合により、入口は、加湿器の上壁に近接して配置される。
【0010】
[0010]一形態では、複数の入口が加湿器の底部または上壁に近接して設けられる。
【0011】
[0011]好ましくは、加湿器の内側壁および外側壁は、実質的に円筒形である。
【0012】
[0012]第２の態様によれば、呼吸療法システムのための加湿チャンバが提供され、加湿チャンバは、流体リザーバ内に流体を保持するように構成され、かつ底部、上壁、および底部と上壁との間に延びる外側壁と、外側壁から距離を置いて配置されて、内側壁と外側壁との間に壁空洞を形成する内側壁であって、内側壁が、少なくとも部分的に流体リザーバを画定する、内側壁と、内側壁から外側壁に壁空洞を横切って延びるガイド部であって、ガイド部が壁空洞を通る断熱チャネルを画定する、ガイド部と、呼吸ガスを受け入れるためのチャンバ入口であって、チャンバ入口が壁空洞に通じる開口部を備える、チャンバ入口と、壁空洞から流体リザーバにガスを流すための経路を提供する流体リザーバ入口と、呼吸ガスを流体リザーバから加湿チャンバの外部に送り出すための送出口と、を備える。断熱チャネル、流体リザーバ入口、および流体リザーバは、チャンバ入口と送出口との間に延びるチャンバガス流路を提供する。
【0013】
[0013]一形態では、加湿チャンバは、加湿空間の上部を形成する上内壁であって、流体リザーバ入口が上内壁を貫通している、上内壁を備える。好ましくは、加湿チャンバの底部、内側壁、および上内壁が、流体リザーバを形成する。
【0014】
[0014]一形態では、加湿チャンバはまた、加湿チャンバ内の流体に熱を供給するために加熱されるように構成された加熱要素を備える。
【0015】
[0015]場合により、チャンバ入口は、外側壁を通して壁空洞に通じる開口部を備える。
【0016】
[0016]一形態では、ガイド部は、断熱チャネルがチャンバ入口と流体リザーバ入口との間に螺旋状部分を含むように構成される。
【0017】
[0017]第３の態様によれば、本発明の第２の態様の加湿チャンバを備える、呼吸療法システムのための加湿器が提供される。
【0018】
[0018]本発明は、上記のとおりであり、また以下に例のみを示す構成も想定している。
【0019】
[0019]具体的な実施形態およびその修正形態は、以下の図面を参照して本明細書の詳細な説明を検討すれば、当業者には明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】加湿システムを備える呼吸療法システムの一形態の概略図である。
【図2】本発明による加湿チャンバの一形態の斜視図である。
【図11】チャンバ壁が垂直バッフルシステムを備える、本発明による加湿チャンバのさらに別の形態の部分切り欠き側面図である。
【図12】チャンバ壁が螺旋状バッフルシステムを備え、チャンバが、チャンバ壁空洞内の断熱チャネルから温い空気を取り込み、チャンバの流体リザーバに空気を吹き込むフロージェネレータをさらに備える、本発明による加湿チャンバのさらに別の形態の概略断面図である。
【図13】入口および出口の両方がチャンバの上部に配置される、本発明による加湿チャンバの別の形態の側面図である。
【図14】チャンバ底部が支持体によって支持された加熱要素を備える、本発明による加湿チャンバのさらに別の形態の概略断面図である。
【図15】入口空気と出口空気との間の温度差を、本発明の加湿チャンバと従来技術の加湿チャンバとで比較するグラフである。
【図16】入口空気と出口空気との間の絶対湿度差を、本発明の加湿チャンバと従来技術の加湿チャンバとで比較するグラフである。
【図17】チャンバ入口、出口、およびチャンバ壁空洞を通る流体流路の代替的な構成を示す、本発明による加湿チャンバの別の形態の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
[0026]一般に、本発明は、呼吸療法システムにおいて呼吸ガスを加湿するための加湿器に関する。例えば、加湿器は、ＣＰＡＰ、二相式ＰＡＰ（Ｂｉ－Ｌｅｖｅｌ）、非侵襲的換気、ネーザルハイフロー、または他の呼吸療法システムと共に使用され得る、またはその一部を形成し得る。
【0022】
[0027]図１を参照すると、呼吸療法システム１００の可能な構成が示されている。例示された構成では、呼吸療法システム１００は、フロージェネレータ１０１を備え得る。フロージェネレータ１０１は、ガス入口１０２とガス出口１０４とを備え得る。フロージェネレータ１０１は、ブロワ１０６を備え得る。ブロワ１０６は、モータを備え得る。モータは、固定子と回転子とを備え得る。回転子はシャフトを備え得る。インペラがシャフトにリンクされ得る。使用中、インペラはシャフトと同時に回転して、ガス入口１０２からガスを引き込み得る。フロージェネレータ１０１は、フロージェネレータ１０１の動作および／または呼吸療法システム１００の他の構成要素の動作を制御するために、データを表示する、および／またはフロージェネレータ１０１にコマンドを入力するためにユーザが使用し得る、１つまたは複数のボタン、ノブ、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／または他の入力もしくは出力モジュールを備え得るユーザインターフェース１０８を備え得る。フロージェネレータ１０１は、ガス出口１０４を通して第１の導管１１０にガスを送り得る。第１の導管１１０は、加湿されたガス流を提供するために、ガスに水分を取り込ませるために使用され得るガス加湿器１１２にガスを送り得る。ガス加湿器１１２は、加湿器入口１１６と加湿器出口１１８とを備え得る。ガス加湿器１１２は、ガス加湿での使用に適した水もしくは別の液体または流動性固体などの流体（本開示では、水と総称する）を備え得る。ガス加湿器１１２はまた、ガス加湿器１１２内の水を加熱して、水の蒸気化および／またはガス流への取り込みを促進するために、かつ／またはガス加湿器１１２を通過するガスの温度を上げるために使用され得るヒータを備え得る。ヒータは、例えば、抵抗加熱要素を含み得る。ガス加湿器１１２は、ガス加湿器１１２の動作および／または呼吸療法システム１００の他の態様の動作を制御するために、データを表示する、および／またはガス加湿器１１２にコマンドを入力するためにユーザが使用し得る、１つまたは複数のボタン、ノブ、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／または他の入力もしくは出力モジュールを備え得るユーザインターフェース１５０を備え得る。ガス加湿器１１２の様々な構成が、本開示の他の場所および添付の図に記載されている。次に、ガスは、加湿器出口１１８から第２の導管１５２に送られ得る。第２の導管１５２は、導管ヒータを備え得る。
【0023】
[0028]導管ヒータは、第２の導管１５２を通過するガスに熱を加えるために使用され得る。熱は、ガス流に取り込まれた水蒸気が第２の導管１５２の壁に沿って凝縮する可能性を低減または排除することができる。導管加熱装置は、第２の導管１５２の壁の中、上、周囲、または付近に配置された１本または複数本の抵抗線を含み得る。次に、第２の導管１５２を通過するガスは、呼吸療法システム１００を患者の気道に空気圧においてリンクさせ得る患者インターフェース１５４に入り得る。患者インターフェース１５４は、密封または非密封インターフェースを含むことができ、例えば、鼻マスク、口マスク、口鼻マスク、フルフェイスマスク、ネーザルピローマスク、鼻カニューレ、気管内チューブ、上記のいずれかの組み合わせ、またはいくつかの他のガス搬送システムもしくは装置を含むことができる。
【0024】
[0029]図示の構成では、また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し得る。ブロワ１０６のモータのインペラの回転により、ガスはガス入口１０２を通ってフロージェネレータ１０１に引き込まれ得る。次に、ガスは、ガス出口１０４の外へ、そして第１の導管１１０に沿って進められ得る。ガスは、加湿器入口１１６を通ってガス加湿器１１２に入り得る。ガス加湿器１１２内に入ると、ガスは、ガス流路に沿って加湿器の出口１１８まで通過し得る。ガスが流路に沿って通過するとき、ガスは、ガス加湿器１１２内の水などの流体の上または付近を通過するときに水分を取り込む。場合により、水／流体は、ガス加湿器１１２の水リザーバ内に保持され得る。水は、ガス加湿器１１２を通過するガスの加湿および／または加熱を助け得る加熱装置によって加熱され得る。ガスは、加湿器出口１１８を通ってガス加湿器１１２を出て、第２の導管１５２に入り得る。ガスは、第２の導管１５２から患者インターフェース１５４に送られてもよく、患者インターフェース１５４において、ガスは、呼吸器疾患の治療を助けるために患者の気道に取り込まれ得る。要約すると、使用中、ガスは、フロージェネレータ１０１のガス入口１０２から患者インターフェース１５４まで延びるガス流路を通過し得る。
【0025】
[0030]例示された構成は限定するものであると解釈されるべきではなく、呼吸療法システム１００のための他の多くの構成が可能である。いくつかの構成では、フロージェネレータ１０１は、例えば、圧縮ガス（例えば、空気、酸素など）の供給源または容器を備え得る。フロージェネレータ１０１または容器は、容器を出るガスの流れを制御するように調整され得る弁を備え得る。いくつかの構成では、フロージェネレータ１０１は、ブロワ１０６の代わりに、そのような圧縮ガス源および／または別のガス源を使用し得る。いくつかの構成では、ブロワ１０６は、別のガス源と併せて使用され得る。いくつかの構成では、ブロワ１０６は、電動ブロワを備えてもよいし、ベローズ構成、またはガス流を生成するように適応させた何らかの他の構造を備えてもよい。いくつかの構成では、フロージェネレータ１０１は、ガス入口１０２を通して大気ガスを引き込み得る。いくつかの構成では、フロージェネレータ１０１は、ガス入口１０２を通して大気ガスを引き込むことと、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（例えば、酸素、一酸化窒素、二ｓ酸化炭素など）を受け入れることとの両方に適応され得る。さらに別の形態では、ガス（酸素、一酸化窒素、二酸化炭素など）がブロワの下流で導入され得る。例えば、二相式ＰＡＰ療法では、加熱され加湿されたガスと共に送り出されるように、第２の導管に追加の酸素を導入することができる。
【0026】
[0031]いくつかの構成では、フロージェネレータ１０１およびガス加湿器１１２は、一体化されてもよいし、ハウジングを共有してもよい。いくつかの構成では、第１の導管１１０は存在しなくてもよい。いくつかのそのような構成では、フロージェネレータ１０１は、例えば、ガスをガス加湿器１１２に直接連通させ得る。
【0027】
[0032]いくつかの構成では、呼吸療法システム１００は、フロージェネレータ１０１、ガス加湿器１１２、第１もしくは第２の導管１１０、１５２、患者インターフェース１５４、または呼吸療法システム１００の別の構成要素上に配置された単一のユーザインターフェースを備え得る。いくつかの構成では、呼吸療法システム１００の構成要素の動作は、タブレット、携帯電話、携帯情報端末、または別のデバイスであり得るリモートコンピューティングデバイス上に配置されたユーザインターフェースを使用して無線で作動され得る。いくつかの構成では、フロージェネレータ１０１、ガス加湿器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され得る。コントローラは、マイクロプロセッサを備え得る。コントローラは、フロージェネレータ１０１、ガス加湿器１１２、または呼吸療法システム１００の他の構成要素の中もしくは上に、あるいはリモートコンピューティングデバイス上に配置され得る。いくつかの構成では、複数のコントローラが使用され得る。
【0028】
[0033]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、ガス組成、酸素濃度、および／もしくは二酸化炭素濃度を含む、呼吸療法システム１００のガスの様々な特性を検出するための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、および血中グルコースを含む、患者の、もしくは患者の健康の様々な特性を検出するための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の外部のガスまたは他の対象物の様々な特性を検出するための１つもしくは複数のセンサを備え得る。センサのうちの１つまたは複数が、閉ループまたは開ループ制御システムを使用することにより（例えば、上述のコントローラを使用することにより）、ガス加湿器１１２を含む呼吸療法システム１００の構成要素の制御を助けるために使用され得る。いくつかの構成では、呼吸療法システム１００は、患者の１つまたは複数の気道とインターフェースし得る吸気および呼気ガス通路を備える多肢システムを利用し得る。
【0029】
[0034]呼吸療法システム１００の構成はまた、患者の気道にガスを供給することを含まない他の用途にも使用され得る。例えば、呼吸療法システム１００は、代わりに、腹腔鏡手術において気腹ガスを供給するために使用され得る。これは、例えば、患者インターフェース１５４を、トロカールで穿刺された腹腔内に挿入され得る外科用カニューレと交換することによって実施され得る。加えて、本開示の加湿システムの特定の特徴、態様、および利点は、室内加湿器または燃料電池加湿器を含む、ガスの加湿を含む他の用途に利用され得る。
【0030】
[0035]引き続きガス加湿器１１２に着目する。図２～図１４に示すように、加湿器１１２は、底部１２１、上壁１２２、および底部１２１と上壁１２２との間に延びる１つまたは複数の外側壁１２３を備える断熱加湿チャンバ１２０を備え得る。一形態では、上壁１２２は、開閉可能な蓋を備え得る。蓋は、チャンバ１２０からヒンジで動くように構成され得る。蓋は、チャンバ１２０から完全に取り外されるように、チャンバ１２０から係脱または分離するように構成され得る。チャンバの底部１２１の少なくとも一部は、一般的には、加熱要素からチャンバ内の流体に熱を伝達できるように、金属などの熱伝導性材料で形成される。好ましい形態では、金属はアルミニウムまたはステンレス鋼である。一形態では、図１４に示されるように、底部は、チャンバ１２０内の流体中に、水などの流体を直接加熱する加熱要素を備える、または加熱要素から構成される。ガス加湿器１１２または加湿チャンバ１２０は、フロージェネレータ１０１を同様に備える一体のユニットの一部であり得る、または加湿器１１２または加湿チャンバ１２０は、フロージェネレータ１０１に容易に取り付けおよび取り外しできる別個のモジュールを備え得る。
【0031】
[0036]加湿チャンバ１２０は、加湿チャンバを通過するガスが加湿されるように、通常は水である流体を保持するための流体リザーバ１２５を備え得る。いくつかの形態では、流体リザーバ１２５は、加湿チャンバ１２０内でウィックを保持する。
【0032】
[0037]加湿チャンバ１２０は、フロージェネレータから呼吸ガスを受け入れるための少なくとも１つの入口１２６と、ガスが加湿チャンバを横切った後に患者に送達するための加熱され加湿された呼吸ガスが排出される送出口１２７と、をさらに備える。加湿チャンバ入口１２６は、１７ｍｍ、または約１５ｍｍ～約２０ｍｍの内径を有してもよく、出口１２７は、１９．５ｍｍ、または約１５ｍｍ～約２０ｍｍの内径を有してもよい。したがって、入口の内径の出口の内径に対する比は、１７：１９．５であってもよいし、約１：１．３～１．３：１であってもよい。ガス流路は、入口１２６と出口１２７との間に延びる。
【0033】
[0038]一形態では、加湿チャンバ１２０はまた、壁空洞１２８を形成し、加湿チャンバ１２０を断熱するように、外側壁（複数可）１２３から隔てられた１つまたは複数の内側壁１２４を備える。内壁１２４は、流体リザーバ１２５を少なくとも部分的に画定する。内壁１２４は、１．３５ｍｍ、または約１ｍｍ～約２ｍｍの厚さを有し得る。外壁１２３は、２．５ｍｍ、または約１．５ｍｍ～約３ｍｍの厚さを有し得る。内壁および外壁の厚さは同じであっても異なっていてもよい。一形態では、内壁は熱伝導性材料を含むことができ、外壁は断熱性材料を含むことができる。
【0034】
[0039]好ましい形態では、加湿チャンバ１２０は、円筒形の外壁１２３と、外壁１２３から隔てられた円筒形の内壁１２４と、を備える。別の形態では、加湿チャンバ１２０は、角部で接合して実質的に正方形または長方形の囲いを形成する４つの外壁と、加湿チャンバが実質的に正方形または長方形の形状を有するように、同様に角部で接合する４つの内壁と、を備え得る。この場合も、内壁は外壁から隔てられている。加湿チャンバは、チャンバの壁の数および配置によって決定される任意の適切な形状であり得ることを理解されたい。例えば、チャンバは、三角形の形状を形成するために３つの外壁を有し得る、または六角形の形状を形成するために６つの外壁を有し得る。一般的には、内壁は外壁と同じ形状を形成し、外壁から等距離に配置される。したがって、空洞は、実質的に均一な厚さを有する。しかしながら、いくつかの形態では、内壁（複数可）は外壁とは異なる形状であり得る。このような配置では、壁空洞が一定ではない厚さを有し得るように、内壁と外壁とは等距離では隔てられていない。例えば、加湿チャンバは、実質的に正方形の形状を形成するための４つの外壁と、実質的に円筒形の形状を形成するための単一の内壁とを備え得る。
【0035】
[0040]壁空洞１２８は、加湿チャンバ１２０を断熱するために使用され得る。例えば、壁空洞１２８は、発泡体またはガラスまたはプラスチックまたはポリスチレンまたは任意の他の適切な断熱物質などの断熱物質で少なくとも部分的に充填され得る。
【0036】
[0041]一形態では、断熱物質は、呼吸ガスなどのガスを含み得る。例えば、ガス流路の少なくとも一部は、流体リザーバ１２５を横切る前の壁空洞１２８内に配置され得る。本実施形態では、加湿チャンバ１２０の入口（複数可）１２６は、加湿チャンバ内の流体リザーバ１２５への１つまたは複数の開口部を備え得る壁空洞１２８と流体連通し得る。流体リザーバ１２５への各開口部は、リザーバ入口１２９を形成する。好ましくは、流体リザーバ入口（複数可）１２９は、図６～図８に示されるように、チャンバ１２０の上部に配置される。一形態では、チャンバ１２０は、分配プレートなどの分配部材に形成された複数の流体リザーバ入口１２９を備える。一形態では、加湿チャンバ１２０は、上内壁１７１に１つまたは複数のリザーバ入口１２９を備える。一形態では、上内壁１７１は、１つまたは複数の内壁（複数可）１２４の一部を形成し得る。流体入口１２９は、加湿チャンバ１２０内の加湿ゾーンを横切って壁空洞１２８からのガス流を分配するように配置される。加湿ゾーンは、流体リザーバ１２５内の流体の表面の上方にある加湿チャンバ１２０内の領域である。好ましくは、流体入口１２９は、ガス流を加湿ゾーンに実質的に均一に分配するように配置される。ガス流路は、チャンバ入口（複数可）１２６から、壁空洞１２８および水リザーバ入口１２９を通って、流体リザーバ１２５を横切って、チャンバの送出口１２８から出るように設けられ、ガス流路に沿って加熱され加湿されたガスが患者に送られる。したがって、ガス流路は、壁空洞１２８を通過し得る。
【0037】
[0042]一形態では、壁空洞１２８は、壁空洞１２８を通る迂回経路または蛇行経路をたどるように空気を案内する案内システム１３０を備え得る。一形態では、案内システム１３０は、１つまたは複数の内側壁（複数可）１２４から壁空洞１２８を横切って１つまたは複数の外側壁（複数可）１２３まで延びるガイド部１３１の形態であり得る。一形態では、ガイド部１３１は、案内壁１３１の形態であり得る。案内システム１３０は、壁空洞１２８を横切って水平に延び得る。案内システム１３０は、チャンバ底部１２１に対してある角度で向けられ得る。したがって、案内システム１３０は、壁空洞を通る螺旋状経路または渦巻状経路を画定するために内側壁（複数可）１２４の周囲に延び得る。換言すれば、案内システム１３０、したがってガイド部１３１は、内側壁（複数可）１２４と外側壁（複数可）１２３との間に延び、かつ底部１２１またはその付近から上壁１２２に向かって上向きに延びる螺旋状構造であり得る。一形態では、案内システム１３０は、壁空洞１２８を通るガス流路の長さを増やすように構成された１つまたは複数のガイド部１３１を備える。一形態では、１つまたは複数のガイド部１３１は、加湿チャンバ１２０の壁空洞１２８を通るガス流路の長さを増やすように構成された１つまたは複数のバッフル１３１の形態であり得る。案内システムバッフル（複数可）１３１は、２ｍｍ、または約１．０ｍｍ～約２．５ｍｍの厚さを有し得る。チャンバ入口１２６は、１つまたは複数の外側壁（複数可）１２３を通って壁空洞に通じる開口部を備え得る。
【0038】
[0043]案内システム１３０によって差し向けられる空気がたどる流路は、本明細書では、断熱チャネル１３２と呼ばれる。断熱チャネル１３２は、４．６ｍｍ、または約４．０ｍｍ～約５．５ｍｍの厚さ（外壁１２３と内壁１２４との対向する表面の間の距離）を有することができ、これは壁空洞の好ましい厚さ（すなわち、加湿チャンバの外壁１２３と内壁１２４との間の好ましい距離）である。断熱チャネル１３２は、２８ｍｍ、または約２５ｍｍ～約３０ｍｍの第２の厚さまたは高さ（案内システムバッフルの下部位置にある上面と、案内システムバッフルの上部位置の、すぐ上、または下部位置を超えて渦巻１周回回転させた底面との間の距離）を有することができ、約１１２．５～１６５ｍｍ２のチャネル断面積を提供する。
【0039】
[0044]一実施形態では、図７および図８に示すように、案内システム１３０は、螺旋状または渦巻状の断熱チャネル１３２を画定するために壁空洞１２８に設けられた１つまたは複数の傾斜バッフル１３１を備える。螺旋状断熱チャネル１３２は、壁空洞１２８を通る螺旋状ガス流路を形成する。この形態では、螺旋状バッフル（複数可）１３１は、外壁１２３と内壁１２４との間の空洞１２８内で渦巻状になっている。断熱チャネル１３２は、断熱チャネル１３２内での空気の所望の滞留時間を実現するために、加湿チャンバ入口（複数可）１２６と流体リザーバ入口（複数可）１２９との間で任意の適切な螺旋周回数を含み得る。例えば、断熱チャネル１３２は、壁空洞１２８内に２、３、４、５、またはそれ以上の周回を含み得る。好ましくは、断熱チャネル１３２は３周回する。断熱チャネル１３２は、半径が約５３ｍｍ、ピッチが約３０ｍｍの螺旋であり得る。少なくとも１つの実施形態では、ピッチは、加湿チャンバ１２０の高さの約１／３であり得る。あるいは、断熱チャネル１３２は、半径ＲｈｅｌｉｘかつピッチＰｈｅｌｉｘの螺旋であってもよく、
であり、
である。
【数1】
であり、
【数2】
である。
【0040】
[0045]上式で、Ｒｃｈａｍｂｅｒは、加湿チャンバ１２０の、中心点から内壁の外表面までの半径であり、Ｔは、チャンバ１２０の中心からの半径方向における断熱チャネル１３２の厚さであり、Ｈｃｈａｍｂｅｒは、加湿チャンバ１２０の高さ、またはチャンバ底部１２１とチャンバ１２０の上壁１２２との間の距離であり、Ｎｔｕｒｎｓは螺旋の周回数である。
【0041】
[0046]少なくとも一実施形態では、断熱チャネル１３２は約０．１＊Ｒｈｅｌｉｘの厚さを有し、その結果、
Ｒｈｅｌｉｘ＝Ｒｃｈａｍｂｅｒ＋Ｘ＊Ｒｃｈａｍｂｅｒ＝（１．１）Ｒｃｈａｍｂｅｒ
である。
Ｒｈｅｌｉｘ＝Ｒｃｈａｍｂｅｒ＋Ｘ＊Ｒｃｈａｍｂｅｒ＝（１．１）Ｒｃｈａｍｂｅｒ
である。
【0042】
[0047]少なくとも一実施形態では、ＮＴｕｒｎｓ＝３であり、したがって、
である。
【数3】
である。
【0043】
[0048]呼吸ガス／空気が加湿チャンバ１２０の入口１２６に吹き込まれた後、空気は、ガス流路に沿って螺旋状断熱チャネル１３２を通って通過する。次に、空気は、１つまたは複数の流体リザーバ入口１２９を通って流体リザーバ１２５に差し向けられ、空気は、送出口１２７を通過する前に加湿される。一形態では、図６～図８に示すように、出口バッフル１３７は、水リザーバ内に差し向けられた空気が出口１２７を直接通過するのを防ぐ。出口バッフル１３７によって遮られることにより、流体リザーバ１２５内で循環する空気を、それが流体リザーバ入口１２９から送出口１２７に直接流れる能力を低下させることによって、より長く保つ。これにより、断熱加湿チャンバ１２０の加湿性能が向上する。送出口１２７は、流体リザーバ１２５から加湿チャンバ１２０の外部への呼吸ガスのための流路を提供する。送出口１２７および／または流体経路は、上内壁を通過し得る。
【0044】
[0049]さらに別の形態では、図１１に示すように、案内システム１３０は、例えば、壁空洞は、加湿チャンバ１２０の底部１２１に対して実質的に垂直な向きを有する１つまたは複数のバッフル１３１を備える。しかしながら、他の形態では、バッフルは垂線から角度を付けられ得る。バッフル（複数可）１３１は、壁空洞１２８を通る蛇行状ガス流路および断熱チャネル１３２を画定するために壁空洞１２８内に提供され得る。この構成では、空気が内壁１２４の周りをチャンバ入口（複数可）１２６から加湿チャンバの流体リザーバ入口（複数可）１２９に移動するときに、空気は上下にジグザグに動き得る。バッフルは、任意の適切な形態であり得る。一形態では、バッフルは、内壁から外壁に半径方向に延びるプレート部材を含む。
【0045】
[0050]さらに別の形態では、図１２に示すように、加湿チャンバ１２０は、上記のように１つまたは複数のチャンバ入口１２６を備える。入口（複数可）１２６は、好ましくは、チャンバ１２０の上部１４０に、チャンバの上壁１２２に近接して配置される。入口１２６（複数可）は、チャンバの壁空洞１２８を通過する断熱チャネル１３２と流体連通している。例示された実施形態では、断熱チャネル１３２は、チャンバの内壁１２４の周りを旋回する螺旋状チャネルである。しかしながら、他の形態では、断熱チャネルは、チャンバの内壁の周りに実質的に垂直または斜めの構成で上下に蛇行する蛇行チャネルであり得る。断熱チャネル１３２は、第１の出口１３３と流体連通している。第１の出口１３３は、好ましくは、チャンバの底部１２１に近接して配置される。第１の出口１３３は、フロージェネレータ１３５の入口１３４と流体連通し、フロージェネレータ１３５はフロージェネレータ出口１３６も備える。フロージェネレータ出口１３６は、チャンバ内で１つまたは複数の流体リザーバ入口１２９と流体連通している。好ましくは、流体リザーバ入口（複数可）１２９は、図１２に示されるように、チャンバ１２０の上部に配置される。加湿チャンバ１２０はまた、加熱され加湿されたガスが通過できる送出口１２７も備える。好ましくは、送出口１２７は、チャンバの上壁１２２またはチャンバの上部に、上壁１２２に近接して配置される。送出口１２７は、チャンバの壁空洞１２８を貫通している導管部分を備える。
【0046】
[0051]本実施形態では、空気は、断熱加湿チャンバの上部近くのチャンバ入口（複数可）１２６を通って入り、第１の下部チャンバ出口１３３に向かって螺旋状断熱チャネル１３２を通過する。空気が断熱チャネル１３２を通過するとき、空気は、内壁１２４の反対側に配置された流体リザーバ１２５内の加熱された流体および空気からの熱伝達によって温められる。暖かい空気は、フロージェネレータ入口１３４を通過し、フロージェネレータ１３５を通って吹き出され、そこで、フロージェネレータモータからのエネルギーおよび熱放散によって、より多くの熱が加えられる。暖かい空気は、ジェネレータ出口１３６を通ってフロージェネレータ１３５を出て、流体リザーバ入口（複数可）１２９を通過することによって、断熱加湿チャンバの流体リザーバ１２５に吹き込まれる。空気は、流体リザーバ１２５内でさらに加熱され、また加湿されて、患者への送達のために加湿チャンバの送出口１２７を通過する。
【0047】
[0052]この構成では、空気は、チャンバ底部１２１、およびチャンバ１２０の下部領域を通過するときに温められ、フロージェネレータ１３５によってさらに温められる。次に、温められた空気は短い流路に沿って流体リザーバ入口（複数可）１２９に流れ、その結果、温められた空気が流体リザーバ１２５に到達するのにかかる時間は、温められた空気が図７～図１１に示す実施形態の断熱チャネル１３２を通過する時間よりも短い。それらの実施形態では、空気は、その流路の早い段階でチャンバ底部１２１およびチャンバ１２０の下部領域を通過する。そして、空気は、チャンバ１２０のより冷たい上部領域を通過した後、流体リザーバ１２５に入る。したがって、図１２に示す実施形態は、空気を加熱および加湿するためのより効率的なシステムを提供するために、流体リザーバ１２５に暖かい空気をより速く送り出すことができる。
【0048】
[0053]上述の実施形態のいずれかにおける螺旋状または蛇行する断熱チャネルの使用は、いくつかの利点を有する。断熱チャネルを通して差し向けられる空気は、流体リザーバに吹き込まれる前に、断熱加湿チャンバの内壁を取り囲む。これにより、断熱チャネルの断面積、厚さ、高さ、または長さなどの断熱加湿チャンバのパラメータを制御することにより、断熱チャネル内の空気滞留時間を制御できる。断熱チャネル内の空気の滞留時間は、チャネルの厚さ（すなわち、加湿チャンバの１２０の内壁と外壁との間の距離）を増やすなど、断熱チャネルの断面積を増やすことにより、一定の空気流量で増やすことができる。滞留時間を長くすると、通常は浪費される、流入する空気に水リザーバから伝達される熱が増加し、したがって流体リザーバ内の空気を加熱するために必要なエネルギーが減少する。
【0049】
[0054]加湿チャンバは、チャンバおよびチャンバから流れる空気が安全上の問題を発生させたり、患者にとって不快であったりするほど高温になる熱伝達の範囲を除き、熱伝達の範囲を最大化するようにチャンバ内の空気の滞留時間を最適にすることによって、加湿チャンバの性能を最適化するように構成され得る。例えば、空気が断熱チャネル内にある期間が短すぎる場合、空気は本来可能であるほどには熱を吸収しない可能性がある。しかしながら、空気があまりにも長い間断熱チャネル内にある場合、空気は熱を除去する効果が低くなり、チャンバおよび／またはその中の空気は過熱される可能性がある。したがって、最適なパフォーマンスを得るために、これらのパラメータ間のバランスを提供するように断熱チャネルを構成することが望ましい。このことは、例えば、チャネルが螺旋状であるか蛇行しているかまたは両方の組み合わせであるかに関わらず、チャネルの周回数、チャネルの寸法、ならびに内壁および外壁の寸法および材料を選択することにより実現され得る。このようなパラメータはまた、チャンバに入る空気の圧力降下を最適化するために考慮され得る。
【0050】
[0055]本発明の加湿チャンバでは、様々なチャンバ入口および送出口構成が使用され得る。一形態では、図２～図１１に示すように、チャンバ１２０は、チャンバの底部１２１に近接して配置された１つまたは複数のチャンバ入口１２６を備え得る。送出口１２７は、チャンバ１２０の上壁１２２もしくは上部またはその付近に配置され得る。別の形態では、図１３に示すように、チャンバ入口（複数可）１２６は、送出口１２７に実質的に平行であり得る。場合により、チャンバ入口１２６および送出口１２７は、同じまたは同様の垂直高さで加湿チャンバ１２０に配置される。本実施形態は、加湿チャンバのチャンバ入口（複数可）および送出口が同軸である、および／または同様もしくは同じ垂直高さであることがしばしば好ましい病院で使用される加湿器に特に適し得る。この形態では、加湿チャンバ１２０は、チャンバ入口（複数可）１２６および断熱チャネル１３２と流体連通している入口チャネル１２６ａを備え得る。空気は、チャンバ入口（複数可）１２６および入口チャネル１２６ａを通過し、入口チャネル１２６ａは、図示のような垂直管、または例えば螺旋管または渦巻管を含み得る。次に、空気は、加湿チャンバの断熱チャネル１３２に入り、それに沿って進み、その後、１つまたは複数の流体リザーバ入口１２９を通過して、流体リザーバ１２５に入る。暖められた空気は、流体リザーバ１２５内でさらに加熱され、また加湿されて、患者への送達のために送出口１２７を通過する。
【0051】
[0056]一形態では、図１４に示すように、加湿チャンバ１２０は、流体リザーバ１２５内の水を直接加熱する加熱要素１３８を備える、または加熱要素１３８から構成される底部１２１を備え得る。この形態では、チャンバ入口１２６と出口１２７との間の空気／ガス流路は、加熱要素１３８から加熱要素１３８の下のガス流路に沿って通過する空気に熱を伝達することができるように、チャンバ底部１２１における加熱要素１３８の下を通るセクションを備え得る。この構成では、チャンバ１２０を通って流れる空気は、加熱要素１３８からの熱伝達によってさらに加熱することができる。一形態では、チャンバ底部１２１における加熱要素１３８は、１つまたは複数の支持体１３９によって支持される。各支持体１３９は、加熱要素１３８に電力を供給するために支持体１３９を通過する、または支持体１３９に沿って通る、ワイヤなどの１つまたは複数の電気接続を保持または案内するように構成され得る。加湿チャンバ１２０は、プラグなどの任意の他の適切な形態の電気接点を備えることができ、電気接点を介して加熱要素に電力を供給することができる。一形態では、加湿器１１２は、誘導により加湿チャンバ底部１２１内の加熱要素１３８を加熱する誘導加熱器を備え得る。この形態では、加熱要素１３８は、加熱要素１３８に対してワイヤ／電気接続を保持または案内するための１つまたは複数の支持体１３９を必要としない。一形態では、ヒータプレートが、加熱要素１３８と加湿チャンバ１２０の内部との間に配置され得る。加熱要素１３８は、ヒータプレートの下側に接続され得る。加熱要素１３８は、ヒータプレートに物理的に接続され得る。例えば、加熱要素１３８は、接着剤、両面テープ、糊、ねじ、および／またはラッチ構成でヒータプレートに接続され得る。
【0052】
[0057]図１７は、加湿チャンバ１２０の別の形態を示す。図１７の加湿チャンバ１２０は、上で開示された加湿チャンバ１２０と実質的に同様であり得るが、少なくとも注目すべき違いは、呼吸ガスがフロージェネレータから入口１２６を通して送達され、呼吸ガスが断熱チャネル１３２を通過するときに加熱要素１３８および１つまたは複数の支持体１３９を通過することである。呼吸ガスは、加熱要素１３８およびフロージェネレータの下流の１つまたは複数の支持体１３９を通過する。呼吸ガスは、加熱要素１３８を通過するように差し向けられ、加熱要素１３８からの熱は、呼吸ガスに伝達される。各支持体１３９は、ここでも、加熱要素に電力を供給するために支持体１３９を通過する、または支持体１３９に沿って通る、ワイヤなどの１つまたは複数の電気接続を保持または案内するように構成され得る。呼吸ガスは、断熱チャネル１３２を通って、１つまたは複数のリザーバ入口（複数可）１２９を介して流体リザーバ１２５に差し向けられる。１つまたは複数のリザーバ入口（複数可）１２９は、図６に関連して説明されたリザーバ入口１２９と同様であり得る。呼吸ガスは加湿され、出口１２７を通ってユーザに向けて差し向けられる。この構成は、加熱要素１２８の動作中に、加熱要素１２８の底部から放散される熱エネルギーの損失があり得るため、有効である。例示された構成では、このエネルギーの少なくとも一部は、加熱要素１２８の下側を通過する呼吸ガスによって捕捉される。一形態では、ヒータプレートが、加熱要素１３８と加湿チャンバ１２０の内部との間に配置され得る。加熱要素１３８は、ヒータプレートの下側に接続され得る。加熱要素１３８は、ヒータプレートに物理的に接続され得る。例えば、加熱要素１３８は、接着剤、両面テープ、糊、ねじ、および／またはラッチ構成でヒータプレートに接続され得る。
【0053】
[0058]場合により、加湿チャンバ１２０の外壁および／または内壁（複数可）１２３、１２４は、透明または半透明であり得る。例えば、チャンバの一方または両方の壁１２３、１２４は、好ましくは透明または半透明である、例えばポリカーボネートまたはポリプロピレンなどのプラスチック材料から作製され得る。この形態では、チャンバの外側から、チャンバ内の流体リザーバ１２５内の流体の液位を見ることが可能である。したがって、ユーザは、流体リザーバを充填する必要があるときを容易に識別できる。チャンバの内面または外面にマークを付けて、チャンバが充填されるべき理想的および／または最大の水位を示すことができる。
【0054】
[0059]加湿チャンバ１２０は、任意の適切な製造プロセスを使用して形成され得る。例えば、加湿チャンバ１２０は、１つの部品として射出成形され得る。あるいは、外壁１２３、内壁１２４、および／または案内システムバッフル（複数可）１３１に異なる材料が望ましい場合、各部品は、当業者に知られている任意の数の仕方で別々に成形または製造された後、別途取り付けされてもよい。部品は、例えば、締まりばめ、接着、超音波溶接、高周波溶接などの任意の適切な取り付け方法を使用して取り付けされ得る。
【0055】
[0060]一形態では、例えばヒータプレートおよび流体リザーバ１２５内の水など、チャンバ１２０内部の加熱された物体から放射された熱エネルギーを反射するのに適した反射コーティングで外壁１２３および／または内壁１２４の内面および／または外面（複数可）がコーティングされ得る。別の形態では、外壁１２３および／または内壁１２４は、熱反射材料から形成され得る。両方の形態において、熱エネルギーが内壁１２４を横切ってより容易に伝達され得、および／または外壁１２３を介した熱損失が低減されるため、さらなる効率が加湿チャンバ１２０に提供され得る。
【0056】
[0061]断熱加湿チャンバ１２０の案内システム１３０は、チャンバ１２０を使用して、加湿器および呼吸療法システムのエネルギー効率を高める。例えば、標準的な加湿チャンバでは、少なくともいくらかの熱がチャンバ底部、流体リザーバ内の流体、および／または空気から加湿チャンバの壁を通って外部環境に放散される。熱損失は通常、伝導および放射による。しかしながら、本発明の加湿チャンバ１２０では、流入空気は、流体リザーバ１２５に入る前に、チャンバの内壁（複数可）１２４を取り囲む壁空洞１２８内の断熱チャネル１３２を通って循環されるため、通常であれば環境に放散される熱の一部は、その代わりに流入空気に移動する。これにより、熱損失が減少し、流体リザーバ１２５内のガスを加熱するのに必要なエネルギーおよび時間も減少する。外壁１２３および断熱チャネル１３２を通って循環する空気は、別の断熱層として機能する。空気が断熱チャネル１３２を通過する間に熱エネルギーを吸収することにより、通常は廃熱となるものをリサイクルできる。
【0057】
[0062]案内システム１３０の別の利点は、それが流体リザーバ内の空気の分布に対する制御を強化し得ることである。案内システムはまた、誘導システム１３０が適所になかった場合に壁空洞の特定の領域でよどみが発生する可能性を低減することにより、空気が壁空洞内で加熱される程度に対する制御を強化し得る。
【0058】
[0063]加湿チャンバ１２０の設計に関連する重要なパラメータは、チャンバを通過する空気流の圧力降下である。圧力降下が大きすぎる場合、エネルギー損失を減らすことでチャンバの性能が向上しても、圧力降下を克服するために圧力源で必要な電力を増加させることにより、性能の向上が打ち消され得る。
【0059】
[0064]一形態では、加湿チャンバ入口１２６は、円筒形の外壁１２３を有するチャンバの周囲など、断熱加湿チャンバ１２０の周囲に対して実質的に接線方向に配置され得る。そのような入口の向きにより、断熱加湿チャンバ１２０によって生成される圧力降下が低減される。
【0060】
[0065]案内システム１３０を備えた断熱加湿チャンバ１２０の圧力降下を、従来技術のＦｉｓｈｅｒ＆Ｐａｙｋｅｌ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社製ＨＣ３００加湿チャンバと比較するために試験を行った。これらの試験では、４０Ｌ／分の流量で両方のチャンバに空気を供給した。試験結果は、案内システムを備えた断熱加湿チャンバの圧力降下が０．６３ｃｍＨ２Ｏであり、ＨＣ３００チャンバの圧力降下が０．２１ｃｍＨ２Ｏであった。
【0061】
[0066]案内システムを備えた断熱加湿チャンバの性能も試験し、Ｆｉｓｈｅｒ＆Ｐａｙｋｅｌ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社製ＨＣ２００ ＣＰＡＰ（持続的気道陽圧）システムで使用した場合の従来技術のＨＣ３００加湿チャンバの性能と比較した。
【0062】
[0067]図１５は、入口空気と出口空気との間の温度差を、断熱加湿チャンバとＨＣ３００加湿チャンバとで比較するグラフを示している。データは、４５Ｗのヒータプレートを用いた状態で示されている。グラフは、両方のチャンバに同じ量の電力が供給されたときに、本発明の断熱加湿チャンバが、ＨＣ３００チャンバよりも著しく速い速度で流入空気を加熱することを示している。性能の違いは、ＨＣ３００のデータと比較して断熱加湿チャンバのデータの勾配がより高いことで示される。これに加えて、両方のチャンバが同じ電力レベルで動作していても、断熱加湿チャンバはＨＣ３００チャンバよりも高い全体温度まで空気を加熱することができる。したがって、試験は、本発明の断熱加湿チャンバが従来技術のチャンバより優れた性能を呈することを示している。実施したテストでは、定常状態の温度差は約４０％の差であった。
【0063】
[0068]両方のチャンバに同じ量の電力（４５Ｗ）を供給した状態で、本発明の断熱加湿チャンバの加湿性能についても、ＨＣ３００加湿チャンバの加湿性能と比較した。図１６は、入口空気と出口空気との間の絶対湿度差を、断熱加湿チャンバとＨＣ３００加湿チャンバとで比較するグラフを示している。図１６からわかるように、断熱加湿チャンバは、断熱チャンバを通過する空気を、ＨＣ３００チャンバを通過する空気よりも大幅に加湿する。
【0064】
[0069]上記のテストの生データのスナップショットを表１および表２に示す。
【表1】
【表2】
【0065】
[0070]ＨＣ３００チャンバと比較した断熱加湿チャンバ（ＩＨＣ）の改善の概要を表３に示す。
【表3】
【0066】
[0071]表は、ヒータプレート電力が４５Ｗの場合、断熱加湿チャンバは、ＨＣ３００と比較して、出口で約３２．３％高い温度を生じることを示している。４５Ｗにおける正味出力絶対湿度は約６％増加した。加えて、４５Ｗにおける正味出力エンタルピーは約８．８％増加した。
【0067】
[0072]したがって、本発明の断熱加湿チャンバは、既存の加湿チャンバと同じ動作パラメータを提供するが、より高いエネルギー効率を有することがわかる。特に、加湿チャンバ内の空気を加熱するため、また加湿チャンバ内の水の温度を調整するために必要なエネルギーが少ないため、断熱加湿チャンバにより、チャンバを備える加湿器および呼吸療法システムが既存の加湿器および呼吸療法システムよりも低い電力レベルで動作できる。例えば、トンネルを通る空気循環経路により、通常であれば加湿チャンバの壁を通して失われる熱の一部を再利用できるため、システムを一定のパラメータで動作させるために必要な電気エネルギーが減少する。本発明の断熱加湿チャンバはまた、既知の加湿チャンバよりも速い加湿応答を提供する。断熱加湿チャンバの別の利点は、熱損失が低く、熱応答が速いため、従来技術のチャンバよりも熱出力をより簡単かつ正確に制御できることである。
【0068】
[0073]例えばヒータプレートおよび流体リザーバ内の水など、チャンバ内部の加熱された物体から放射された熱エネルギーを反射するのに適した反射コーティングで内壁および／または外壁の内面および／または外面（複数可）をコーティングすることにより、断熱加湿チャンバの性能をさらに向上させることが可能であり得る。
【0069】
[0074]本発明の上記の説明は、その好ましい形態を含む。本発明の範囲から逸脱することなく、修正を加えることができる。
【0070】
[0075]本明細書で使用される場合、「～を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、「～のうちの少なくとも一部から構成される」ことを意味する。「～を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語を含む本明細書の各記載を解釈する場合、この用語が後に続く特徴以外の特徴も存在し得る。「～を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」や「～を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」などの関連用語も同様に解釈されたい。
【0071】
[0076]上の説明において、既知の均等物を有する完全体または構成要素を参照している場合、それらの完全体または構成要素は、個別に説明されたかのように本明細書に組み込まれる。
【0072】
[0077]本開示の方法、装置、およびシステムはまた、本開示で言及または指示した部分、要素、および特徴を、個別的または集合的に、前記部分、要素、または特徴のうちの２つ以上のいずれかまたはすべての組み合わせで含むと広く言うことができる。
【0073】
[0078]本明細書の範囲の記載は、本明細書で別段の指定のない限り、範囲内に含まれる各個別のサブ範囲または値を個別に参照する簡単な方法として機能することのみを意図しているに過ぎず、各個別のサブ範囲または値はあたかも本書では個別に記載されているかのように本明細書に組み込まれる。
【0074】
[0079]本明細書における、いかなる従来技術への参照も、その従来技術が世界中のいずれかの国の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ことを承認するものでも何らかの形態で示唆するものでもなく、またそのように解釈されるべきではない。
【0075】
[0080]本開示のいくつかの構成の特定の特徴、態様、および利点を、呼吸療法システムでのガス加湿システムの使用に関連して説明してきた。しかしながら、説明されたようなガス加湿システムの使用の特定の特徴、態様、および利点は、好適には、ガスの加湿を必要とする他の治療または非治療システムと共に使用され得る。本開示の方法および装置の特定の特徴、態様、および利点は、他のシステムでの使用に等しく適用され得る。
【0076】
[0081]本開示を特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者に明らかな他の実施形態もまた、本開示の範囲内である。よって、変更および修正は、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく行うことができる。例えば、様々な構成要素が必要に応じて再配置され得る。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須ではない。したがって、本開示の範囲は、以下の添付の特許請求の範囲によってのみ定義されることが意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】