专利名称：液体分离器和用于测量呼吸气的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适于在测量呼吸气等时使用的液体分离器，并且还涉及一种使用了所述液体分离器的用于测量呼吸气的装置。
背景技术：
在现有的利用采样管将呼吸气引入至测量装置的所谓支流系统的抽吸技术中，存在呼吸气中含有的水蒸气可能凝结并且凝结液会进入测量装置内部的可能性，从而导致了测量装置故障。为了处理该问题，采用这样一种构造，其中，将作为液体分离器的集水器设置在从口腔向测量装置延伸的采样管的中部或者测量装置的输入口(测量装置的前部或者采样管与测量装置之间)中，并且除去凝结的水。在现有技术的集水器中，使用允许气体通过但是防止液体通过的过滤器(参见专利文献I和2)。然而，在所供应的气体的湿度高的情况下，当该气体在通过所述过滤器之后到达下游侧(二次侧)时，存在因绝热膨胀引起的冷却会在该下游侧产生凝露的可能性。 因此，这种对策并不能称为是足够的。在针对因绝热膨胀引起的冷凝的对策中，将吸收水分的水熔丝(water fuse)设置在通过过滤器之后的下游侧中。然而，水熔丝由于吸水而发生膨胀，并且阻断了流路，从而使测量不能进行。此外，更换水熔丝是令人厌倦的，并且还引起了这会导致成本上升的问题 (参见专利文献3)。此外，在现有技术的集水器中，高湿度呼吸气原样进入到测量装置中，因而存在由于测量装置中的温度变化或压力变化而会在该测量装置中发生预期凝结的可能。因此，这种对策也不能称为是足够的。相比之下，还提供了将称为Nafion管(“Nafion”是注册商标)的管用在集水器下游的现有技术的装置。所述管是不渗透的，利用使用了磺酸的水合性质的扩散来交换水， 并且具有使管内外的湿度均等的性质。然而，当环境湿度高时，所述管的效果是低的。此外，所述管对在集水器中由绝热膨胀所产生的冷凝水基本没有作用。所述管还具有在该管中发生老化的问题。采用了使装置内部的问题升高并使相对湿度降低以防止在该装置内部发生凝露的这样一种技术的现有技术装置还具有能量消耗大的问题。此外，这种技术对在集水器中由于绝热膨胀而引起的冷凝没有作用。[专利文献I]美国专利No.6，896，713B1[专利文献2]美国专利公开No.2009/0084383A1[专利文献3]TO 03/035224Α
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种液体分离器和用于测量呼吸气的装置，其能够应对由于绝热膨胀引起的冷凝，并且其中能够防止液体进入测量系统而引起所述装置故障。
为了实现该目的，根据本发明，提供一种液体分离器，包括壳体，包括包含第一腔室的第一部分；包含第二腔室的第二部分；使呼吸气流入的流入口 ；构造成进行脱水处理以使液体从呼吸气分离的处理腔室；以及排出经处理的呼吸气的流出口 ；过滤器，设置在插设于流入口与流出口之间的处理腔室中，并且将所述处理腔室分隔成为流入口侧上的第一腔室和流出口侧上的第二腔室；以及加热单元，构造成对所述第二部分、所述过滤器和所述过滤器周边的至少其中一者加热。所述加热单元可以设置在所述第二部分上。所述加热单元可以设置在所述过滤器上。所述加热单元可以设置在所述第一腔室中。所述加热单元可以设置在所述第一腔室中而与所述过滤器分离。所述加热单元可以设置在所述第二腔室中。所述加热单元可以是设置在所述第二腔室中而与所述过滤器分离。所述液体分离器可以进一步包括构造成冷却所述第一部分的冷却单元。 所述冷却单元可以设置在所述第一部分上。所述液体分离器可以进一步包括装接于所述壳体的液体存储箱。构造成将来自所述第一腔室的被分离液体引导至所述液体存储箱中的废液路径可以形成在所述壳体中，并且所述液体分离器可以进一步包括构造成使得所述液体存储箱相对于所述第一腔室为负压的压力控制单元。根据本发明，还提供一种包含权利要求I所述的液体分离器的用于测量呼吸气的
>J-U ρ α装直。
2是示出了第一实施例中的收集器的构造的示意图。
3是示出了第二实施例中的收集器的构造的示意图。
4是利用第三实施例中的收集器构造而成的液体分离器的实施例的组装透视
图I是其中使用了根据本发明实施例的液体分离器的用于测量呼吸气的装置的框图。。图5是利用第三实施例中的收集器构造而成的液体分离器的实施例的组装透视图。图6是利用第三实施例中的收集器构造而成的液体分离器的实施例的组装透视图。图7是示出了第四实施例中的收集器的构造的示意图。
具体实施例方式下文中，将参照附图来描述本发明的液体分离器的各实施例。在附图中，同一部件用相同的参考标号表示，并且将省略重复的说明。例如，将液体分离器的各实施例用于如图 I所示的用于测量呼吸气的装置中。将抽吸受测者的呼吸气的支流采样管51引入到液体收集器10中，并且将已经受到液体分离的呼吸气引导至传感器组52。
传感器组52包括测量二氧化碳、氧气和诸如笑气的麻醉气体的存在/不存在、浓度等等的传感器。由传感器组52检测到的信号被发送到处理器53、被处理成变换为显示诸如图表和数值这样的图像，之后被从未示出的诸如显示器这样的输出单元输出。在收集器10中凝结的液体流入到液体存储箱11中而存储在该液体存储箱11中。 可以采用这样一种构造其中，通过泵54周期性地或连续地抽吸液体存储箱11和经过所述传感器组52的所述收集器10。在这种情况下，优选，进行抽吸而使得所述液体存储箱11的压力相对于收集器10的第一腔室为负压，并且凝结在所述收集器10的第一腔室中的液体确定地朝向液体存储箱11移动并且存储在该液体存储箱11中。原则上，收集器10被构造成如图2、3或7所示。即，由壳体12构造而成的收集器 10包括用于使液体从呼吸气分离的处理腔室13。在壳体12中，设置有呼吸气所流入的流入口 14和呼吸气所排出的流出口 15，并且所述流入口 14和流出口 15与所述处理腔室13 连通。过滤器16 (优选具有气液分离功能)设置在处理腔室中，并且位于所述流入口 14 和流出口 15之间。所述处理腔室13被所述过滤器16分隔成流入口 14侧上的第一腔室17 和流出口 15侧上的第二腔室18。过滤器16施加一种从来自流入口 14的呼吸气分离液体的处理，以将液体保持在第一腔室17中。与第一腔室17连通的排水口 19设置在壳体12 中，并且保持在弟一腔室17中的液体通过排水口 19而流入到液体存储箱11中。参考标号 21表示作为加热单元的加热器。在本实施例中，加热器21设置在壳体12的外壁上，以加热第二腔室18的侧面，从而第二腔室18被加热。即使在当呼吸气流经过滤器16时，可能因绝热膨胀引起的冷却而在第二腔室18中发生凝露的情况下，也通过所述加热而防止发生凝露，并且能够防止液体进入测量装置而导致该装置故障。作为冷却单元，例如，帕尔贴(Peltier)元件22设置在壳体12在第一腔室17侧上的外壁上。该帕尔贴元件22经由所述壳体12的外壁冷却第一腔室17，从而来自流入口 14的呼吸气中的液体成分在第一腔室17中液化。液化的液体通过排水口 19流入到液体存储箱11中。图3示出了第二实施例中的收集器10A。图3的第二实施例的收集器IOA与图2 的第一实施例的收集器10的不同之处在于，作为加热单元的加热线23额外设置在过滤器 16中的构造。其它构造与图2的第一实施例中的收集器10相同。在具有所述构造的收集器IOA中，额外设置在过滤器16中的加热线23加热过滤器16以及该过滤器16的附近，因此，流经过滤器16的呼吸气因绝热膨胀而经受冷却的位置附近的温度是高的。因而，能够确定地抑制凝露。在图3的第二实施例中的收集器IOA中，加热线23设置在第一腔室17的过滤器 16上。尽管未示出，但是加热线23和过滤器16可以单独地设置在该收集器IOA中。图4至图6示出了包括第三实施例的收集器IOB的液体分离器。如图4所示，本实施例的液体分离器包括外壳60以及收集器10B,该外壳60的一侧上设置有散热片61和风扇62，该收集器IOB通过箱保持器70连接于液体存储箱80。如图5所示，收集器IOB包括过滤块31、衬垫32、过滤器33、衬垫34、冷却块40和由PET板构成的盖板35。过滤器33优选是气液分离过滤器，并且由允许气体通过而捕集水的部件构造。
衬垫32、34具有相同的形状和结构，并且分别由形成为环绕马蹄状开口 32A、34A 的树脂橡胶板构造。过滤器33被夹设在衬垫32A、34A之间。加热线36例如以锯齿状的方式贴合于在所夹设的过滤器33的位于衬垫34侧上的表面中通过开口 34A而露出的区域。冷却块40具有长方体形状和预定厚度。在该冷却块的中部，形成有周边部分被衬垫34封闭的马蹄形开口 41。用于呼吸气的流入口 42在开口 41的上端部分中开口。流入口 42通过形成在冷却块40的侧壁的上部中的连接器接收器43而与外部相连通。待连接于支流的采样管的吸引连接器(lure connector) 44被嵌合到连接器接收器43中。此时， 吸引连接器44的顶端部分44A被插入到连接器接收器43的流入口 42中。被捕集的液体所流经的排水口 45形成在开口 41的下端部分中。该排水口 45通过形成在冷却块40的底部中的连接部分46而与外部相连通。在过滤块31中，周边部分被衬垫32封闭的马蹄状凹槽37形成在与衬垫32相对的侧壁中。用于已经从其分离了液体的气体的取入口 38形成在凹槽37的下端部分中。到取出口 39的气体流路通过形成在过滤块31中的流路孔而与取入口 38连通。箱保持器70是具有大致长方体形状和预定厚度的块。在该块的大致中部中，形成有以矩形柱状开孔的通孔71。在该通孔71的上周部分中，形成有围绕通孔71并且用于定位方管形衬垫72的凹槽73。液体存储箱80装接于箱保持器70的底面侧。该液体存储箱 80通过螺栓或嵌合部分而可拆除地装接于所述箱保持器70。与液体存储箱80连通的排出孔74形成在箱保持器70的位于通孔71外侧的位置中。与形成在冷却块40的底部中的连接部分46相嵌合的凹槽75形成在排出孔74的周边中。与箱保持器70的通孔71相对的孔形成在过滤块31的底部中，并且从该孔延伸的流路通过抽吸用内孔而与抽吸出口 81相连通。有底的圆筒状连接器引导件82、83分别装接于抽吸出口 81和上述取出口 39。延伸至已经参考图I描述的泵54的管连接于所述连接器引导件82，并且延伸至已经参考图I描述的传感器组52的管连接于所述连接器引导件 83。通过该各管来进行抽吸处理。这里，液体存储箱80的内部被构造成使得压力相对于开口 41，即相对于由盖板35封闭的处理腔室为负压。因此，在开口 41中凝结的液体确定地朝着液体存储箱80流动。在衬垫32、34被卡夹在过滤块31与冷却块40之间的状态下，将过滤器33夹在之间的各衬垫通过将过滤块31与冷却块40拧紧在一起而被固定。此时，设置在贴合于过滤器33的加热线36的两端部分处的端子36a、36b与设置在过滤块31的对应位置中的未示出的电极相接触。从未示出的所述电极延伸至与过滤块 31的连接器引导件82、83相装接的表面的引线分别连接于电极84、85。连接器引导件86、 87被嵌合到盘状电极84、85的凹部中，并且装接于该电极84、85的周边部分。供电电缆的连接器分别连接于所述连接器引导件86、87，使得能够向加热线36供应电力。在处于组装状态的收集器IOB中，盖板35贴合于一凹槽，该凹槽是冷却块40的露出面并且对应于该盖板35。结果，从盖板35延伸至过滤块31的构造的截面与已经参考图 3描述的收集器IOA的截面类似。由组装的收集器10B、箱保持器70和液体存储箱80所构造的单元从外壳60的开口 63朝着后侧被插入而嵌合于所述外壳60。图6示出了装接于散热片61的外壳60的一部分的构造。平面的帕尔贴元件64、具有容纳所述帕尔贴元件64的方形开口的框架状的绝热部件65，以及用于热传递的金属板66依次布置在从散热片61到壳体60的方向上。散热片61设置在帕尔贴元件64的发热侧上，而金属板66设置在帕尔贴元件64的冷却侧一侧上。帕尔贴元件64、绝热部件65 和金属板66通过螺钉等与所述散热片61的基板61A —体地固定在一起，并且被设置成穿过壳体60的窗口 67而对接收集器IOB的盖板35。本实施例中的收集器部分IOB的构造能够以与图3所示的收集器部分IOA类似的方式捕集液体。S卩，来自吸引连接器44的呼吸气进入冷却块40的开口 41，然后通过帕尔贴元件 64受到冷却，并且发生凝露。液化的液体通过排水口 45流入到液体存储箱80中。冷却块 40的开口 41中的呼吸气通过过滤器33到达过滤块31中的凹槽37。当呼吸气经过过滤器33时，由于绝热膨胀而发生冷却。然而，在作为流入口侧上的第一腔室的开口 41侧中， 加热线36被设置为贴合于过滤器33，因此，该过滤器33和该过滤器33的周边被加热。因此，即使由于呼吸气经过过滤器33时所发生的绝热膨胀而引起冷却，也不会发生凝露。结果，液化的液体并未通过形成在过滤块31中的流路孔而流向取出口 39，液体并未从连接器引导件83侵入到包括传感器组的测量装置中，并且被除湿的呼吸气进入到该测量装置中。 因此，能够防止在测量装置内部发生凝露，并且能够保护该装置免遭故障。在本实施例中，已经描述了将加热线36贴合于过滤器33的模式。需要加热过滤器33或该过滤器33的周边(经过该过滤器33的呼吸气)。因此，该加热线36和过滤器 33可以单独地设置。图7示出了第四实施例的收集器10C。图7的第四实施例的收集器IOC与图2的第一实施例的收集器10的不同之处在于，作为加热单元的加热线23额外设置在过滤器16 中的构造，并且与图3的第二实施例的收集器IOA的不同之处在于作为加热单元的加热线 23额外设置在过滤器16的第二腔室18中的构造。其它构造与图2的第一实施例中的收集器10以及图3的第二实施例的收集器IOA相同。尽管没有图示，但是在收集器IOC中，加热线23和过滤器16可以单独地设置。根据本发明一方面，液体分离器包括加热单元，该加热单元加热通过用过滤器分隔所形成并且位于流出口侧上的第二腔室、所述过滤器和所述过滤器的周边的至少其中一者。即使在由于绝缘膨胀引起的冷却可能在第二腔室中发生凝露的情况下，也通过加热防止了发生凝露，并且能够防止液体进入测量装置而引起该装置故障。根据本发明一方面，液体分离器具有使加热单元额外设置在过滤器中的构造。因此，在发生由于绝缘膨胀引起冷却的位置附近进行加热，从而能够确定地抑制凝露。根据本发明一方面，液体分离器包括冷却第一腔室侧的冷却单元。因此，在第一腔室中，能够从高湿度的呼吸气中除去水分，并且被除湿的呼吸气流入到测量装置中。结果， 能够通过少量的能量消耗来确定地防止在测量装置内部发生凝露而使该装置故障的情况。根据本发明一方面，液体分离器具有使液体存储箱的压力相对于第一腔室为负压的构造。因此，能够将第一腔室中凝结的液体确定地被引导到液体存储箱中，并且能够防止发生由于在第一腔室中凝结的液体的积聚而阻碍呼吸气通过的情况。根据本发明一方面，当用于测量呼吸气的装置包括所述液体分离器时，能够防止由于呼吸中含有的水蒸气的凝结以及凝结的水蒸气进入到该装置中而引起该装置故障。
权利要求
1.一种液体分离器,包括壳体，该壳体包括包含第一腔室的第一部分；包含第二腔室的第二部分；使呼吸气流入的流入口；构造成进行捕集处理以使液体从呼吸气分离的处理腔室；以及使经处理的呼吸气排出的流出口；过滤器，该过滤器设置在插设于所述流入口与所述流出口之间的所述处理腔室中，并且将所述处理腔室分隔成为所述流入口侧上的第一腔室和所述流出口侧上的第二腔室；以及加热单元，该加热单元被构造成对所述第二部分、所述过滤器和所述过滤器周边的至少其中一者加热。
2.根据权利要求I所述的液体分离器，其中，所述加热单元设置在所述第二部分上。 所述的液体分离器，其中，所述加热单元设置在所述过滤器上。 所述的液体分离器，其中，所述加热单元设置在所述第一腔室中。 所述的液体分离器，其中，所述加热单元设置在所述第一腔室中而所述的液体分离器，其中，所述加热单元设置在所述第二腔室中。 所述的液体分离器，其中，所述加热单元设置在所述第二腔室中而
3.根据权利要求I
4.根据权利要求3
5.根据权利要求I 与所述过滤器分离。
6.根据权利要求3
7.根据权利要求I 与所述过滤器分离。
8.根据权利要求I所述的液体分离器，进一步包括被构造成冷却所述第一部分的冷却单元。
9.根据权利要求8所述的液体分离器，其中，所述冷却单元设置在所述第一部分上。
10.根据权利要求I所述的液体分离器，进一步包括装接于所述壳体的液体存储箱，其中在所述壳体中形成废液路径，该废液路径被构造成将被捕集的液体从所述第一腔室引导至所述液体存储箱中，并且所述液体分离器进一步包括被构造成使得所述液体存储箱相对于所述第一腔室为负压的压力控制单元。
11.一种用于测量呼吸气的装置，包含根据权利要求I所述的液体分离器。
全文摘要
一种液体分离器和用于测量呼吸气的装置。一种液体分离器，包括壳体，包括包含第一腔室的第一部分；包含第二腔室的第二部分；使呼吸气流入的流入口；构造成进行脱水处理以使液体从呼吸气分离的处理腔室；以及排出经处理的呼吸气的流出口；过滤器，设置在插设于流入口与流出口之间的处理腔室中，并且将所述处理腔室分隔成为流入口侧上的第一腔室和流出口侧上的第二腔室；以及加热单元，构造成对所述第二部分、所述过滤器和所述过滤器周边的至少其中一者加热。
文档编号B01D46/00GK102599913SQ20121001766
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月19日 优先权日2011年1月21日
发明者山森伸二, 牧野哲也, 野中幸夫 申请人:日本光电工业株式会社