一种装置和方法，其用于将可吸入氧气从气体源中分离，并且随后在防止氧气过度润湿的同时加湿所述氧气，所述装置包括位于输水元件的第一侧的气体通道、位于输水元件的第二侧的氧气通道以及分离器，所述分离器用于将可吸入氧气从位于输水元件的第一侧的气体中分离，并且引导所述可吸入氧气通过输水元件的第二侧，同时保持所述气体的压力基本上等于所述可吸入氧气的压力，从而加湿所述可吸入氧气，同时防止所述可吸入氧气中的水汽凝结。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可吸入氧气的加湿，并且特别是涉及在使凝结和细菌繁殖的可能性最小化的同时诸如富氧气体的可吸入氧气的加湿。相关申请的交叉引用本申请要求2003年10月6日提交的未审美国临时申请No.60/509,115的优先权。关于在全联邦范围内发起的研究或进展的声明无参考缩微胶片附录无
技术介绍
产生用于需要富氧气氛的人的可吸入氧气的氧气浓缩器通常按照以下方式工作。压缩机将压缩环境空气供应到分子筛的筛床。该分子筛从压缩环境空气中吸收氮气，以提供具有高氧气含量的气体。该富氧气体随后离开分子筛的筛床，并且穿过调节器和用于控制气体流量的患者可调节的针阀。该富氧气体随后可以被供给到可呼吸富氧气体的患者。一般而言，大多数氧气浓缩器包含两个分子筛筛床。当分子筛的一个筛床正在工作以生产富氧气体时，分子筛的另一个筛床正在进行被吸收氮气的净化，以便使分子筛的筛床再生。分子筛的两个筛床允许氧气浓缩器向患者提供连续的富氧气流。由Invacare、Respironics、和Sunrise制造的氧气浓缩器使用两个分子筛筛床，以用于从环境空气源中产生富氧气体的连续供应。在分子筛的使用中出现的一个问题是，分子筛不仅吸收氮气，而且吸收水蒸气。因此，输送给患者的富氧空气可能极为干燥，典型地具有-40或更低的露点(相对湿度小于0.5％)。干燥气体可能造成鼻部通道和呼吸系统脱水，其可能导致患者不适和疼痛。目前存在有用于加湿流向患者的富氧气体的加湿器。这些加湿器通常具有液态水源，其被定位成允许富氧气体冒泡通过液态水，因此加湿富氧气体。当这些加湿器用于加湿氧气流时，它们具有以下几种主要缺点。第一，除非水重新供给，否则水最终会完全蒸发，从而结束所有的加湿过程。第二，静止水提供了用于细菌繁殖的场所。因为用于起泡器的水通常位于氧气浓缩器的外部并因此易受环境污染，使得这一点变得尤为确实。另外，静止水中的细菌繁殖可能在起泡过程期间成烟雾状散开并且承载着富氧气体潜在地到达患者。第三，氧气浓缩器的制造商通常竭尽全力使他们的氧气浓缩器的噪声输出最小化。提供位于氧气浓缩器的壳体外部并因此位于氧气浓缩器的噪音抑制装置外部的用于加湿富氧气体的液态水源可以显著增大由氧气浓缩器通过有噪声的起泡作用产生的噪音。使用膜装置加湿富氧气体在本领域中是已知的。这些膜装置通过使用选择性膜而进行工作，以从一气体向另一气体输送水分但不显著输送其他成分。使用膜实现水分从一气体向另一气体的输送，所述膜对于水与诸如氧气和氮气的其他成分相比具有更大的选择性。对于水与氧气和氮气相比的膜选择性由水的渗透率与氧气或氮气的渗透率的比值所限定。需指出的是，上述选择性膜对于水与氧气或氮气相比的选择性大于1、更优选地大于10、最优选地大于100。在使用中，上述膜装置与排出压缩机的高压压缩气流和排出调节器和针阀的低压富氧气流接触。水分穿过选择性膜从高压压缩气流流向低压富氧气流。使用用于气体加湿的膜装置比利用起泡器加湿其气体的氧气浓缩器具有许多优点。首先，由于用于加湿的水分从环境空气中得到，因此操作者从来不需要填充或再填充膜装置。其次，由于膜装置不会增大氧气浓缩器产生的噪音，因此使用膜装置进行加湿的氧气浓缩器比使用起泡器进行加湿的氧气浓缩器更为安静。诸如Yonago Acta Medica，1999；42185-188和Internal Medicine，Vol.36，No.12(1997年12月)的文章中所公开的膜装置具有一主要问题，即膜装置导致过度加湿富氧气体的可能性。这种过度加湿引发了凝结和由此产生的细菌繁殖的可能性。更具体地说，由于氧气浓缩器中使用的膜装置通常安装在压缩机的下游，水蒸气的分压经常高于水在室温下的蒸汽压力。需指出的是，由于流出压缩机的气流通常处于高于环境温度的温度下，因此在膜装置的内部必定不会凝结。然而，从调节器和针阀进入膜装置的低压富氧气流很可能被加湿到高于室温蒸汽压力的分压。这意味着由于富氧气体在患者的终端被冷却，因此可能发生凝结。这不仅意味着患者会周期性地接收液态水，而且存在细菌繁殖的危险。目前具有两种处理由膜装置导致的过度加湿问题的方法。首先，膜装置可以被用于环境湿度从来不超过造成富氧气体变得过度润湿的量值的环境中。然而，由于许多这样的装置被用于各种环境条件的患者家中，环境湿度很难控制。其次，可以安装旁路，以使得一部分富氧气体绕过膜装置，从而保持极低的湿度。当富氧气流稍后重新混合之后，可以获得最佳湿度。然而，该系统需要由使用者调节以匹配环境条件并且需要附加的阀和管路。
技术实现思路
一种用于加湿富氧气体并同时防止富氧气体过度润湿的装置和方法。所述装置包括位于诸如具有选择性膜的膜装置的输水元件的第一侧的气体通道、位于输水元件的第二侧的富氧气体通道以及分离器，所述选择性膜对于水与氮气和氧气相比具有更大的选择性，所述分离器用于将可吸入氧气从位于输水元件的第一侧的气体中分离，并且引导所述可吸入氧气通过输水元件的第二侧，同时保持输水元件的第一侧的气体的压力基本上等于输水元件的第二侧的可吸入富氧气体的压力，从而加湿可吸入氧气，同时防止可吸入氧气中的水汽凝结。在本专利技术的一个实施例中，所述膜装置被安装在氧气浓缩器中，以使得膜装置在通过压缩机压缩环境空气之前接合环境空气流，同时富氧气体在其已经接合调节器和针阀之后接合膜装置。在本专利技术的可选实施例中，所述膜装置被安装在氧气浓缩器中，以使得膜装置在通过压缩机压缩环境空气之后接合环境空气流，同时富氧气体在与气体调节器接合之前接合膜装置。附图说明图1是现有技术的氧气浓缩器的示意图(或图解视图)，该氧气浓缩器使用了用于加湿富氧气体的起泡器； 图2是现有技术的氧气浓缩器的示意图，该氧气浓缩器使用了用于加湿富氧气体的膜装置；图3是中空纤维膜装置的剖视图，该膜装置可用在用于加湿的氧气浓缩器中；图3A是剖视图，其示出了水分从第一气流向位于膜装置中的第二气体的输送；图4示出了本专利技术的氧气浓缩器的一实施例；图5示出了本专利技术的氧气浓缩器的一可选实施例。具体实施例方式参考图1，图1示出了使用用于加湿的起泡器33的典型氧气浓缩器10。在图1的氧气浓缩器10中，环境空气被吸进入口过滤器11的入口12中。入口过滤器11执行从环境空气中去除一部分微粒和细菌的功能。入口过滤器11包括出口13，其与用于增大环境空气的压力的压缩机14的入口15流体连通。压缩机14的出口16与吸收床17的入口18流体连通，吸收床17包括分子筛，其通过从气体中去除氮气而使该气体富含氧气。就吸收床17而言，如前面所述，吸收床17实际上由一个(1)以上的筛床组成，并且包括开关阀和相关的控制器。为简化起见，我们将吸收床17描述为单个单元。吸收床17包括出口19和出口20。流经吸收床17的一部分富含氧气并且耗尽水分的气体通过出口19以接近入口18处的进入空气压力的压力排出，另一部分富含氮气和水分的气体通过出口20排出。如图1所示，出口20与消音器94流体连通，该消音器使耗尽氧气的空气在其离开系统时静音。具有与吸收床17的出口19流体连通的入口22和与压力调节器24的入口25流体连通的出口23的缓冲罐21用于消除来自吸收床17的富氧气体的压力和流量的波动。在流量控制阀27保持恒定流量的同时，具有与流量控本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提供可吸入加湿氧气源的方法，包括：引导具有第一润湿水平的气体通过输水元件的第一侧，以及引导具有第二润湿水平的可吸入氧气通过输水元件的第二侧，同时保持输水元件的第一侧的气体的压力基本上等于输水元件的第二侧的氧气的压力，从而 通过经由所述输水元件将水从所述气体输送到所述氧气中来加湿所述氧气，以使其湿度水平基本上等于或低于所述气体的第一润湿水平，其中所述第二润湿水平低于所述第一润湿水平。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔斯皮尔曼，约翰H伯班，罗伯特O克劳德，卡尔M盖斯，
申请(专利权)人：多孔介质公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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