呼吸設(shè)備的制作方法
【專利摘要】呼吸設(shè)備，包括底座和可移除式腔室，其中，所述腔室用于留存供給的水，且所述腔室包括風機，所述風機適于向所供給的水提供加壓空氣或氣體。在特定實施例中，所述呼吸設(shè)備包括分體式電機，其中，固定構(gòu)件位于底座內(nèi)，而旋轉(zhuǎn)部分位于腔室內(nèi)。
【專利說明】呼吸設(shè)備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求申請?zhí)枮?011901262、申請日為2011年4月5日的澳大利亞臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，并通過弓丨用并入該申請的內(nèi)容。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及用在各種形式呼吸通氣系統(tǒng)中的呼吸設(shè)備，包括侵入性和非侵入性通氣、持續(xù)氣道正壓通氣(CPAP)、雙層療法，以及對睡眠呼吸紊亂(sle印disorderedbreathing, SDB)如阻塞性睡眠呼吸暫停(Obstructive Sleep Apnea, 0SA)和其它各種呼吸紊亂和疾病的治療中，例如慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonarydisease, C0PD)、慢性支氣管炎、肺氣腫、慢性心臟衰竭、肌肉萎縮癥或其它這樣的呼吸系統(tǒng)疾病。 【背景技術(shù)】
[0003]呼吸治療設(shè)備涉及將加壓的可呼吸氣體，例如空氣、富氧空氣或氧氣，經(jīng)導(dǎo)管和患者接口裝置遞送至患者的氣道。所用的氣體壓力通常在4cm水柱到30cm水柱范圍內(nèi)，最高流速為180 L/min (在面罩處測量)，具體取決于患者需求。對于CPAP，加壓氣體在CPAP裝置中用作患者氣道的氣動夾板，防止氣道塌陷，尤其在呼吸的吸氣階段時。對于通氣而言，設(shè)備設(shè)計為將可呼吸氣體從患者的肺中移入和移出。
[0004]對向患者供給的空氣進行加濕，其優(yōu)點是已知的，包含加濕裝置的呼吸設(shè)備也是已知的。這樣的呼吸設(shè)備通常具有能改變可呼吸氣體的濕度的能力，以降低對患者氣道的干燥化，減輕患者的不適和相關(guān)癥狀。利用流發(fā)生器與患者面罩之間的加濕器單元產(chǎn)生加濕氣體，使患者鼻粘膜的干燥化降至最小程度，增加了患者氣道的舒濕度。當天氣較冷時，以及在面部區(qū)域和面罩周圍，使用溫熱的空氣都比冷空氣更舒適。
[0005]市售的有許多類型的加濕器，包括與相關(guān)的呼吸設(shè)備一體式集成的加濕器，或用于連接至相關(guān)呼吸設(shè)備的加濕器。在與相關(guān)呼吸設(shè)備集成為一體時，加濕器通常形成在與設(shè)備中的風機分開的那部分中，以防止水進入風機。被動式加濕器可提供舒緩作用，而加熱式加濕器為空氣提供足夠的濕度和溫度，從而令患者感覺舒適。加濕器通常包括具有數(shù)百毫升容量的水管、用于加熱管中的水的加熱元件、能改變濕度水平的控制器、用于接收來自流發(fā)生器的氣體的氣體入口，以及適于連接至患者管道的氣體出口，所述患者管道將加濕氣體遞送至患者面罩。
[0006]典型地，加熱元件并入在加熱器板上，所述加熱器板坐落于水管下方并與水管熱接觸。
[0007]呼吸設(shè)備典型地包括集成在設(shè)備內(nèi)的風機，其供給呼吸氣體。風機包括具有固定構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)部件(或轉(zhuǎn)子)的集成電機，該電機適于驅(qū)動葉輪。旋轉(zhuǎn)部件包括連接至磁體的轉(zhuǎn)子或軸，固定構(gòu)件包括定子，所述定子包括多個繞線線圈。所述定子提供電磁驅(qū)動，以使磁體和所連接的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。葉輪通常連接至軸或轉(zhuǎn)子，從而與轉(zhuǎn)子或軸一起旋轉(zhuǎn)。固定構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件一起作為電機單元位于風機內(nèi)。通常，電機具有圓柱形構(gòu)造，從而使帶繞線線圈的定子縱向?qū)R，以圍繞轉(zhuǎn)子和磁體。因此，當電機通電后，繞線線圈形成磁場，該磁場引起磁體旋轉(zhuǎn)。由于磁體連接至轉(zhuǎn)子，而轉(zhuǎn)子連接至葉輪，因此，轉(zhuǎn)子和葉輪也與磁體一起旋轉(zhuǎn)。
[0008]美國專利申請6，302, 105所描述的設(shè)備具有位于與電機分離的殼體內(nèi)的葉輪。然而，電機仍包括固定構(gòu)件(繞線線圈)和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(轉(zhuǎn)子和磁體)。葉輪不直接與電機的旋轉(zhuǎn)部分相連，但其被驅(qū)動以使葉輪上的附加磁體旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致葉輪與電機的旋轉(zhuǎn)部分同步旋轉(zhuǎn)。葉輪從電機中分離，提供了一種可丟棄式空氣路徑。
[0009]在例如醫(yī)院中用于多個患者時，降低生物污染危險的呼吸設(shè)備也得以研發(fā)?？砂毦^濾器，以防止生物材料被帶至設(shè)備內(nèi)。在其它系統(tǒng)中，呼吸設(shè)備可配置為可清洗的或高溫高壓滅菌的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一方面涉及一種具有集成式風機和加濕器的呼吸設(shè)備。
[0011]本發(fā)明的另一方面涉及一種包括風機的呼吸設(shè)備，所述風機具有由電機驅(qū)動的葉輪，其中，電機的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件解除接合或與電機的固定構(gòu)件相分離。
本發(fā)明的另一方面涉及一種呼吸設(shè)備，其包括腔室，該腔室包括空氣入口和空氣出口 ；底座，其用于將腔室容納在其中；以及電機，其用于向空氣出口供給加壓空氣，所述電機具有固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，其中所述電機的固定部分位于底座中，而電機的旋轉(zhuǎn)部分位于腔室內(nèi)。所述呼吸設(shè)備的旋轉(zhuǎn)部分可包括至少一個葉輪，該葉輪由底座內(nèi)的固定部分電磁驅(qū)動。
[0012]本發(fā)明的另一方面涉及一種呼吸設(shè)備，其包括風機，該風機具有葉輪，用于供給加壓空氣或氣體，以及加濕器，其用于對`供給的加壓空氣或氣體進行加濕，其中，風機和加濕器設(shè)置在腔室內(nèi)，所述腔室適于連接至底座，所述底座包括適于驅(qū)動風機的電氣控制部件。
[0013]本發(fā)明的另一方面涉及一種呼吸設(shè)備，其包括腔室，用于供給加濕加壓的空氣或氣體，所述腔室構(gòu)造為可移除地連接至襯底，其中，所述底座控制腔室內(nèi)的部件的操作。在特定形式中，所述腔室可以是可丟棄式的。
[0014]在一些實施例中，所述旋轉(zhuǎn)部分可包括至少一個葉輪，其由底座中的固定部分電磁驅(qū)動，以進行旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，磁體可連接至葉輪。在一些情形中，所述葉輪可由磁化材料構(gòu)成，例如磁化的聚合物。進一步地，旋轉(zhuǎn)部分可形成腔室內(nèi)風機的一部分。所述風機可包括入口流路徑，用于將空氣從進氣口引導(dǎo)至葉輪。所述風機可包括蝸殼，其用于將加壓空氣從空氣入口引導(dǎo)至葉輪。可選地，固定部分可包括具有多個繞線線圈的定子。
[0015]在一些實施例中，所述腔室可用于保持供給水，以在加壓空氣或氣體從排氣口排出之前對其進行加濕。可利用加熱元件來加熱供給的水。所述加熱元件可位于底座內(nèi)，且/或所述加熱元件可位于腔室內(nèi)。
[0016]在一些實施例中，對于操作而言，所述固定部分和所述旋轉(zhuǎn)部分可設(shè)置為疊置形態(tài)，由底座殼體的壁隔開。在一些實施例中，對于操作而言，所述固定部分和所述旋轉(zhuǎn)部分可設(shè)置為徑向形態(tài)，由底座殼體的壁隔開。可選地，所述固定部分和所述旋轉(zhuǎn)部分可進一步由腔室的壁隔開。并且，所述腔室可具有容器形態(tài)，包括底壁和側(cè)壁?？蛇x地，所述腔室包括螺旋流路徑。在一些版本中，風機分區(qū)用于將加壓空氣驅(qū)入腔室底壁上的螺旋流路徑，且所述螺旋流路徑用于將加壓空氣遞送至腔室頂端附近的排氣口。
[0017]本發(fā)明的一些實施例可包括用于對患者接口產(chǎn)生加壓治療空氣流的呼吸設(shè)備。該設(shè)備可包括風機分區(qū)，其包括由磁性葉輪，以產(chǎn)生加壓的治療空氣流。所述風機分區(qū)可具有相對于葉輪的上游流路徑和下游流路徑。所述設(shè)備還可包括加濕器腔室，用于保持對治療空氣流進行加濕的流體。所述設(shè)備還可包括底座殼體。所述底座殼體可包括磁場線圈，以影響葉輪的運動。所述底座殼體可用于連接加濕器腔室。在一些版本中，所述風機分區(qū)可集成在加濕器腔室內(nèi)，或可插入加濕器腔室內(nèi)以進行操作。在一些版本中，風機分區(qū)不包括磁場線圈。
[0018]可選地，在操作中，加濕水可駐留在加濕器腔室容積內(nèi)，以圍繞風機分區(qū)的葉輪部分。進一步地，磁性葉輪和磁場線圈可設(shè)置為疊置形態(tài)，由底座殼體的壁隔開。類似地，磁性葉輪和磁場線圈可設(shè)置為徑向形態(tài)，由底座殼體的隔開。磁性葉輪和磁場線圈可進一步地由加濕器腔室的壁隔開。加濕器腔室可具有容器形態(tài)，包括底壁和側(cè)壁。其還可包括螺旋流路徑。在一些情形中，下游流路徑可用于將加壓空氣驅(qū)入加濕器底壁附近的螺旋流路徑，而螺旋流路徑可用于將加壓空氣遞送至加濕器腔室頂部附近的氣體出口?？蛇x地，底座殼體可進一步包括用于接口，用于控制葉輪的操作。在一些這類實施例中，入口路徑，例如上游流路徑，可包括消音器。類似地，設(shè)備的排氣路徑，例如下游流路徑，可包括消音器?？蛇x地，每個磁場線圈可包括吸振器。
[0019]結(jié)合附圖，本發(fā)明的其它方面、特征和優(yōu)點在以下的詳細描述中將變得更明顯，附圖為本發(fā)明的一部分并通過實施例的方式說明本發(fā)明的原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖有利于對公開的各種實施例的理解，其中:
圖1a為不意性呼吸系統(tǒng)的不意圖；
圖1b為包括加濕器的示 例性呼吸系統(tǒng)的示意圖；
圖2為本發(fā)明的示例性設(shè)備的透視圖；
圖3為圖2的設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D；
圖4為圖2的設(shè)備的橫截面透視圖；
圖5為圖2到4的設(shè)備的分解圖；
圖6為本發(fā)明的另一個示例性設(shè)備的透視圖；
圖7為圖6的設(shè)備的橫截面透視圖；
圖8為圖6到7的設(shè)備的分解圖；
圖9為本發(fā)明另一示例性設(shè)備的透視圖；
圖10為圖9的設(shè)備的橫截面透視圖；
圖11為圖9到10的設(shè)備的分解圖；
圖12為本發(fā)明的示例性分體式電機裝置的示意圖；
圖13a到13c展示了本發(fā)明的示例性葉輪的各個視圖；
圖14a到14d展示了本發(fā)明的具有繞線線圈的示例性定子的各個視圖；
圖15a到15d展示了本發(fā)明的另一示例性葉輪的各個視圖；圖16a為本發(fā)明的一個實施例的部件的橫截面圖示，其具有徑向控制設(shè)置的葉輪和線圈，其中沿圖16b中的線SV繪出了腔室的橫截面；
圖16b為展示圖16a的實施例的部件的俯視平面圖；
圖17a和17b為本發(fā)明附加實施例的部件側(cè)視圖，其中具有徑向控制設(shè)置的葉輪和線
圈配置；
圖18a為本發(fā)明一些實施例中的、執(zhí)行螺旋路徑的示例性加濕器腔室的側(cè)視圖；
圖18b為圖18a的例子的腔室的平面圖；
圖19a為具有螺旋流技術(shù)的本發(fā)明的呼吸設(shè)備一個實施例的示意圖；
圖19b為展示螺旋形加濕路徑的圖19a實施例的橫截面示意圖；
圖19c為圖19a的實施例的部件的分解圖，包括螺旋蝸殼和螺旋加濕流插入件；
圖20a到20c為一些實施例中的示例性螺旋蝸殼的視圖(分別為透視圖、俯視圖和正視
圖);
圖21a到21c為一些實施例中的示例性螺旋加濕流插入件的視圖(分別為透視圖、俯視圖和正視圖)；
圖22為具有入口消音器、風機蝸殼、磁性葉輪和出口消音器的實施例的空氣路徑等角透射圖； 圖23和24展示了具有包括入口消音器的同心入口和出口流路徑的腔室的實施例；
圖25展示了包括可適于減小線圈振動或操作噪音的部件的底座。
【具體實施方式】
[0021]以下說明涉及了數(shù)個例子(其中多數(shù)是闡述性的，有些可能不是)，這些例子都有共同的特點或特征。應(yīng)當理解，任何一個例子的一個或多個特征都可與其它例子的一個或多個特征相組合。此外，任何一個或多個例子中的任何單個特征或特征組合可構(gòu)成具有可專利性的主體。
[0022]在本說明書中，“包括”(comprising) —詞應(yīng)當理解為是“開放式”涵義，S卩，其具有“包括”之義，但不限于“封閉的”、即“僅由……構(gòu)成”之義?！鞍ā彼鶎?yīng)的各種詞形變化(comprise, comprised 和 comprises)都具有上述涵義。
[0023]術(shù)語“空氣”應(yīng)當包括可呼吸氣體,例如具有補充性氧氣的空氣。
[0024]說明書中使用的小標題僅用于明示讀者的目的，不應(yīng)當理解為是對本文或權(quán)利要求主體的限制。這些小標題不應(yīng)當用于構(gòu)建權(quán)利要求的范圍，或權(quán)利要求的限制。
[0025]呼吸設(shè)備
如圖1a所示，呼吸系統(tǒng)10大致包括呼吸設(shè)備12、空氣遞送管道14 (也稱為空氣遞送管)和患者接口單元16。在使用中，呼吸設(shè)備12包括風機或壓力產(chǎn)生裝置20，用于在正壓下產(chǎn)生可呼吸氣體，所述加壓氣體經(jīng)空氣遞送管道14被遞送至患者接口單元16?？諝膺f送管道14 一端連接至風機或壓力產(chǎn)生裝置20的出口，另一端連接至患者接口單元16的入口。對于非侵入性通氣，患者接口 16與患者的面部令人舒適地接合，并提供密封?；颊呓涌诨蛎嬲志哂斜绢I(lǐng)域已知的任何適當?shù)呐渲?，例如，全臉面罩、鼻罩、口鼻罩、口罩、鼻塞等。還可使用帽盔將患者接口令人舒適地支承在患者面部的理想位置。對于非侵入形式的通氣，患者接口單元16可包括氣管切開套管。[0026]在特定實施例中，加濕器18可并入或集成在呼吸設(shè)備12中，或設(shè)置在呼吸設(shè)備12的下游。在這類實施例中，空氣遞送管道14可設(shè)置在患者接口單元16與加濕器的出口之間，如圖1b所示。
[0027]通常，加熱式加濕器用于向空氣提供足夠的濕度和溫度，從而令患者感覺舒適。在特定實施例中，可加熱空氣遞送管道14，以加熱氣體，防止隨著向患者供給氣體時在管道內(nèi)形成“水滴”或冷凝水。在這種設(shè)置中，空氣遞送管道14可包括一個或多個與加熱相關(guān)的導(dǎo)線或傳感器。
[0028]圖2到11展示了本發(fā)明的呼吸設(shè)備的特定實施例。注意到，其中在不同實施例中相似的附圖標記指代類似部件。呼吸設(shè)備112、212和312包括腔室150、250和350，以及底座170、270和370。腔室150、250和350用于可移除地連接至底座170、270和370。所述腔室150、250和350包圍有壓力產(chǎn)生裝置或風機120、220和320，并還可形成水腔室，以保持用于加濕的供給水140。因此，濕度和壓力產(chǎn)生功能可在例如腔室150、250和350這樣的普通腔室內(nèi)實現(xiàn)，以減小呼吸設(shè)備112、212和312的整體尺寸。然而，注意到，水140無需一定加入腔室150、250和350中，因此，所述設(shè)備可僅供應(yīng)加壓空氣或氣體。盡管如此，在一些實施例中，普通腔室可允許一定體積的水或其它液體，例如用于加濕，以圍繞包括壓力源的電機/風機的可移動部件的邊緣，例如風機分區(qū)的葉輪部分。這樣的配置可允許降噪或吸收噪音，因為電機的一些振動被附近的水吸收了，而不是被傳播開來，還協(xié)助增大水與來自風機的空氣流的接觸面積，從而增強加濕效果。這種接近還使發(fā)動機部件的熱量被水吸收，從而有益于使水變暖，并使發(fā)動機冷卻。
[0029]圖2到11中的呼吸設(shè)備112、212和312的風機可包括分體式電機配置。在這種設(shè)置中，電機130的固定構(gòu)件130s位于設(shè)備的底座170、270和370上，而電機130的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件130r位于腔室150、250和350中(見圖12)。固定構(gòu)件130s通過經(jīng)底座170、270和370傳導(dǎo)至腔室150、250和350的磁通量，電磁驅(qū)動旋轉(zhuǎn)部件130r的旋轉(zhuǎn)。在一些實施例中，該分體式電機具有疊層的或薄片狀設(shè)置，從而具有繞線線圈179的定子178與底座170、270和370水平對齊，且葉輪與磁體196在腔室中水平對齊，并在使用中置于定子178的上方。所述底座170、270和37 0不包括任何旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。在這樣的配置中，電機的電氣驅(qū)動部件與呼吸空氣路徑是分隔的，或位于后者的外部，而所述葉輪和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件位于呼吸路徑內(nèi)部。因此，在一些實施例中，底座的外殼或殼體和/或腔室的壁可以是分離的，或在轉(zhuǎn)子(例如，具有磁體的葉輪)與定子(例如，控制線圈)之間形成屏障。
[0030]呼吸設(shè)備112、212和312可包括傳感器(未圖示)，例如這類裝置中常用的壓力、流量、溫度和/或濕度傳感器。壓力和/或流量傳感器可用于控制設(shè)備的操作。
[0031]以下將詳細描述根據(jù)圖2到5所示的特定實施例的呼吸設(shè)備112。
[0032]底座
底座170包括頂蓋144、PCB176、包括繞線線圈179的定子178和底座底部148。所述定子178為電機中適于驅(qū)動風機葉輪136的部件(以下將詳細描述)。所述葉輪136位于腔室150內(nèi)。底座170還可包括其它電氣元件，以控制設(shè)備以及設(shè)備所提供的療法。底座170可包括一個或多個用戶接口 174，例如用戶按鈕(見圖2)、撥盤、觸摸屏或顯示屏以及其它用戶接口系統(tǒng)。所述底座還可用于與計算機或其它用戶接口系統(tǒng)通信，或與后者相連。
[0033]在特定實施例中，如圖2到5所示，底座170還可包括閂172，其用于允許腔室150的插入和移除。閂172可抬升或按下，以允許腔室150從底座170上取下，或插入底座170上。在特定實施例中，底座170上可具有固定機構(gòu)，以在二者相連時將腔室150牢固地鎖定或固定在底座170上。腔室150的下部可包括固定框162，如圖3到5所示，以協(xié)助使腔室150保持在底座170上。底座150可包括突起163，用于與固定框162接合。
[0034]在其它特定實施例中，固定機構(gòu)可包括彈簧(未圖示)，其使腔室150偏置以與底座170相接觸。在這類設(shè)置中，閂172可使彈簧松開，以更易于插入或移除腔室單元。所述固定機構(gòu)和閂172可包括本 申請人:的以下待決美國專利申請中描述的用于加濕器桶(humidifier cradle)固定至加濕器托架(humidifier cradle)的任何設(shè)置:申請日為2006年8月15日、申請?zhí)枮?1/988，870、題為“用于CPAP裝置的加濕器和/或流發(fā)生器”(Humidifier and/or Flow generator for CPAP device),其公布日為 2009 年 8 月 6 日、公布號為US 2009/0194106，該申請的內(nèi)容在此全文予以引用。
[0035]在特定實施例(未圖示)中，底座170可包括加熱元件，例如燈絲加熱元件、陶瓷加熱元件或其它這類加熱元件，其圍繞錠子178或與定子178相鄰，以對腔室150內(nèi)的水140進行加熱。在其它實施例中，底座170內(nèi)的定子178可對腔室150內(nèi)的水提供感應(yīng)加熱，以下將詳細描述。
[0036]腔室
參見圖2到5，腔室150包括頂部152，其連接至底蓋154。所述頂部152包括空氣入口156、出口 158和可選的第二入口 160。底蓋154可包括固定框162，用于協(xié)助將腔室150緊固至底座170上，如上所述。在圖2到5中，頂部152形成了腔室150的大的桶狀形態(tài)，其包括腔室150的各個側(cè)部，而底蓋154形成了腔室150的底部。然而，注意到，底蓋154可構(gòu)造以形成腔室150的下部，而不僅僅是腔室150的底部(未圖示)。例如，頂部152與底蓋154之間的接頭可位于最大水面140上方，以減少任何接頭處漏水的可能性。頂部152與底蓋154可在制造過程中通過例如焊接或膠合而永久連接。替代性地，頂部152與底部154可使用閂或夾機構(gòu)、例如夾 子、夾具或類似裝置而可移除地連接。例如，使用本 申請人:在以下PCT申請中可重復(fù)使用的加濕器桶中描述的閂機構(gòu):申請日為2009年9月17日、申請?zhí)枮镻CT/AU2009/001232、公布日為 2010 年 3 月 25 日、公布號為 WO 2010/031126 的 PCT 申請，該申請的內(nèi)容在此全文予以引用。密封件(未圖示)可設(shè)置在頂部152與底蓋154之間。
[0037]腔室150可由塑料、鋁或不銹鋼或其它這類材料制成。在特定實施例中，腔室150可至少部分由低熔料制成，以防止腔室被高壓滅菌并重復(fù)使用。替代性地，所述腔室可由允許通過高壓滅菌或其它清潔或滅菌形式而重復(fù)使用腔室的材料制成。
[0038]如圖所示，腔室150可具有圓柱形杯狀或容器形態(tài)(見圖2到圖5)。然而，本領(lǐng)域人員能理解，腔室150可構(gòu)造成任何適當形狀，例如協(xié)助支承風機120并保持水的供給的矩形、方形。
[0039]空氣入口 156向風機120供給環(huán)境空氣，以進行加壓。在特定實施例中，空氣入口156 (見圖3到圖5)可包括懸吊管134，其用于使風機120懸吊在腔室150內(nèi)。所述懸吊管134可由柔性材料、例如硅膠制成。替代性地，風機可借助于所述任何裝置而位于所述腔室內(nèi)，以下將詳細描述。
[0040]腔室出口 159為加壓且可選地加濕的空氣提供了排出腔室150的出口。所述腔室出口 158用于使空氣遞送管道(未圖示)的附件提供加壓空氣到患者接口單元(未圖示)的遞送。
[0041]在特定實施例中，次入口 160可允許從儲水器(未圖示)向腔室供應(yīng)水。這協(xié)助了對較小腔室150的利用，因為該腔室將僅需容納少量水，例如1-100 ml，如1-50 ml,1-20mlU-10 ml。相比大量水，如300-500 ml或更多，少量水將更快加熱。水將以連續(xù)滴灌飼喂、飼鳥型形式，或使用泵或其它任何水遞送處理而供給次入口 60。次入口 160是密封的，以防止加壓空氣經(jīng)次入口 160發(fā)生泄漏。儲水器可包括瓶子或水袋(未圖示)，其設(shè)置在次入口 160上方或與其相鄰。水可包括無菌水和/或過濾水。替代性地，可以不使用儲水器，而所述腔室構(gòu)建為存儲療法或一個療程所需的量的水。
[0042]在特定實施例中，次入口 160可用于向可呼吸氣體源供給次級氣體，例如氧氣。將次級氣體引入腔室150，可允許對次級氣體與風機120提供的加壓氣體一起加濕，再向患者遞送。替代性地，可在空氣入口 156處提供刺激氣體。當用于引入反應(yīng)氣體、將氧氣引入呼吸系統(tǒng)時，通過將反應(yīng)氣體與系統(tǒng)的電氣部件相隔離，這樣的實施例可提供更安全的操作，從而降低電火花引發(fā)的燃燒的風險。
[0043]在特定實施例中，腔室可提供多個次入口 160，以允許引入水和一種或多種次級氣體。
[0044]壓力產(chǎn)生裝置或風機
如圖3到圖5所示，腔室150用于容納壓力產(chǎn)生裝置或風機120。風機120設(shè)置在腔室150內(nèi)，以對向空氣入口 156供給的空氣或氣體進行加壓。加壓空氣或氣體隨后遞送至風機出口 122，以在腔室150內(nèi)遞送。風機120具有外部殼體，其在風機120內(nèi)部區(qū)域與周圍腔室150之間形成屏障。
[0045]在特定實施例中，風機120包括入口流路徑138、葉輪136和蝸殼128。入口流路徑138連接至空氣入口 156，以將進來的空氣或氣體引入葉輪136。入口流路徑138可包括一個或多個入口葉片142 (見圖3和圖4)，其適于將進來的空氣或氣體流朝葉輪136引導(dǎo)。入口葉片142可具有將進來的空氣朝葉輪136引導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。葉輪136受驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，以對進來的空氣或氣體進行加壓，以下將詳細描述。加壓空氣或氣體從葉輪136引導(dǎo)至蝸殼128，在蝸殼處被引導(dǎo)至一個或多個風機出口 122。加壓空氣或氣體隨后從一個或多個風機出口 122排出，容納在腔室150的外部區(qū)域，如果腔室150中存在水140，則加壓空氣在那里被加濕。
[0046]在特定實施例中，如圖3到圖4所示，空氣入口 156和風機的懸吊管134可連接至入口流路徑138。通過上罩126、蝸殼128和風機支承件132組裝形成外部殼體。在特定實施例中，風機支撐件132可與蝸殼128集成為一體式，以減少要制造的部件的數(shù)量。在特定實施例中，上罩126、蝸殼128和風機支承件132可集成為單個構(gòu)件，以下將詳細描述。在進一步的實施例中，無需風機支承件，同樣將在以下詳細描述。
[0047]在特定實施例中，進氣流路徑138可構(gòu)建為使軸承190、例如球軸承，固定在葉輪136的輪轂內(nèi)，所述軸承190用于支承葉輪136的旋轉(zhuǎn)。
[0048]在特定實施例中，可使用空氣軸承來控制葉輪136，其中產(chǎn)生的壓力用作平衡并使葉輪抬升。在特定實施例中，葉輪136可用作懸浮在磁場內(nèi)的被動式磁軸承。
[0049]蝸殼128圍繞葉輪136，以引導(dǎo)來自葉輪136的空氣。蝸殼128可包括多個定子葉片，其設(shè)計為將空氣流導(dǎo)向一個或多個風機出口 122。在特定實施例中，蝸殼128的定子葉片146可包括適于將加壓空氣流在向上方向上引導(dǎo)至風機出口 122的旋渦結(jié)構(gòu)。當然，也可利用其它葉片結(jié)構(gòu)。
[0050]如圖4所示，風機出口 122位于風機的上罩126上，所述上罩126靠近腔室的頂部。風機出口 122可適于將加壓氣體流向下朝腔室150內(nèi)的水引導(dǎo)，以協(xié)助對加壓氣體進行加濕。在特定實施例中，一個或多個風機出口 122可包括單向閥，以允許加壓空氣或氣體排出蝸殼128，但防止水進入風機120。例如，風機出口 122可包括柔性膜，在使用中其適于擴張以打開風機出口 122，例如當葉輪正旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生加壓空氣或氣體時。擴張的柔性膜允許供給的加壓空氣或氣體經(jīng)風機出口 122流出。然而，當葉輪不旋轉(zhuǎn)時，柔性膜可閉合或覆蓋風機出口 122，防止產(chǎn)生經(jīng)風機出口 122的通路。因此，當設(shè)備處于非活動或待機狀態(tài)、例如運輸過程中，膜的默認位置將防止水從腔室150經(jīng)風機出口 122進入風機120。
[0051]由于風機120僅包括分體式電機配置的旋轉(zhuǎn)部分，如以下詳細描述的，在特定實施例中，風機120可配置為容許水的存在。風機內(nèi)水的存在之所以被容許，是因為在腔室150內(nèi)沒有電氣部件和控制器。所述電氣部件和控制器是位于底座170上的，因此其與電機的旋轉(zhuǎn)部分是分離的。
[0052]電機
電極130驅(qū)動葉輪136旋轉(zhuǎn)。在圖12所示的特定實施例中，電極130形成為分體式形態(tài)，從而電機130的固定部分130s位于底座170內(nèi)，而電機130的旋轉(zhuǎn)部分130r位于腔室150內(nèi)。在這種設(shè)置中，電極具有疊層或薄片構(gòu)造，其中磁通量的方向時軸向的，即平行于旋轉(zhuǎn)軸。固定部分130s與旋轉(zhuǎn)部分130r之間沒有直接連接，即，固定部分130s與旋轉(zhuǎn)部分130r之間未連接有軸，來驅(qū)動葉輪136。然而，如果需要，葉輪136可用于與腔室150內(nèi)的軸(未圖示)相連。
[0053]電機130的固定部分130s包括定子178，所述定子178具有多個位于其上的繞線線圈179。圖14a到圖14c展示了具有六個位于其上的繞線線圈179 (S卩，三個極對)的定子178。定子178包括多個極性配`對線圈179，例如2-20匝的繞線線圈179，如4、6、8、或10匝繞線線圈179。定子178和繞線線圈179位于底座170上。具有繞線線圈179的定子178可位于底座170的頂蓋下方。定子178可嵌入散熱材料內(nèi)，例如通過模制在散熱塑料內(nèi)。這樣的聚合材料可包括例如PA，PC, PP, PPS, PEEK和其它，具體取決于添加的一種或多種填充物。如圖所示，繞線線圈179優(yōu)選地設(shè)置在疊層或薄片構(gòu)造的定子的一側(cè)上。
[0054]定子178可包括一個或多個傳感器(未圖示)，例如霍爾傳感器，以感測葉輪136上的磁體196的位置。
[0055]電機的旋轉(zhuǎn)部分130r包括軸承190和永磁體196，所述永磁體連接至葉輪136或與葉輪136 —體式集成。所述永磁體196包括多個磁化極對(N，S)，例如2到20個磁化極，例如2、4、6、8個磁極(S卩，I到10個極對)。優(yōu)選地，與線圈的極數(shù)量相比，磁體中存在著不同數(shù)量的極。例如，定子可包括6個繞線線圈(即3個極對)，而永磁體196可包括8個極(SP4個極對)。當然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解，也可使用其它設(shè)置。
[0056]在特定實施例中，葉輪136由磁性材料構(gòu)成，這樣，單獨的磁體便是不需要的；因此，葉輪同時用作永磁體196和葉輪136。葉輪136被磁體196的磁作用驅(qū)動以旋轉(zhuǎn)，所述磁體196連接至葉輪136或與葉輪136 —體式集成，向線圈179提供電磁驅(qū)動。線圈179產(chǎn)生的磁場經(jīng)底座170的頂蓋和腔室150的底蓋154而傳導(dǎo)。這種設(shè)置中的磁通量的方向是軸向的。定子178與磁體196之間的距離最小化了，并優(yōu)選地小于10mm，例如約8mm、約7mm、約 6mm、約 5mm、約 4mm、約 3mm、約 2mm、約 Imnin
[0057]在特定實施例中，底座170的頂蓋和腔室150的底部表面可由聚合物形成，例如塑料，其是磁透明的，以防止干擾葉輪上136的線圈179與磁體196之間產(chǎn)生的磁通路徑。在其它實施例中，底座的頂蓋和/或腔室的底部表面可由金屬材料形成，例如不銹鋼或鋁，以利用磁通量加熱這些表面中的一個或全部，從而輔助加熱腔室150內(nèi)的水140。
[0058]定子178連接至用于控制電機的控制器。所述控制器可包括PCB176、微處理器和用于操作的電源。所述控制器適于電磁控制線圈179，以協(xié)助旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1301 旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件130r包括腔室內(nèi)150中的風機120內(nèi)的葉輪136。這一設(shè)置將空氣流路徑與設(shè)備的電氣控制構(gòu)件隔離開來。這可允許通過簡單地更換腔室和風機120的一些或全部部件而更換空氣流路徑。
[0059]在未圖示的特定實施例中，電極可具有更傳統(tǒng)的圓柱形形態(tài)，其具有連接至磁體的軸或轉(zhuǎn)子，所述軸或轉(zhuǎn)子受磁體196與線圈179的電磁作用而被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。例如，軸或轉(zhuǎn)子可從腔室150的底部伸出，并插入底座170的一部分中，與定子178和線圈179相接合。所述軸可連接至永磁體196，所述永磁體通過與線圈178之間的電磁作用而協(xié)助軸的旋轉(zhuǎn)。所述軸也可突出進腔室150內(nèi)，并連接至葉輪136。當然，如上述實施例中的，電機130的旋轉(zhuǎn)部分130r與電機的旋轉(zhuǎn)部分130s是分離的。葉輪136、磁體196和軸位于腔室內(nèi)，而具有線圈179的定子178位于底座170上。
[0060]在特定實施例中，底座170可位于腔室150上方，并將風機120支承在腔室150內(nèi)，從而使水140位于風機120下方。
[0061 ] 在特定實施例中，所述電機可包括傳導(dǎo)電機裝置，例如鼠籠電機。
[0062]葉輪
在特定實施例中，葉輪1 36是導(dǎo)磁的，并可由磁性材料形成，包括磁性材料的一部分或連接至磁性構(gòu)件，以驅(qū)動葉輪136的磁性旋轉(zhuǎn)。圖13a到圖13c展示了葉輪136，其具有連接至葉輪136底部表面的磁體196。圖13b展示了葉輪136的底部視圖，所述葉輪136具有磁體196，所述磁體196包括八個設(shè)置為極對的磁化極(196N，196S)。應(yīng)當理解，磁化葉輪可包括不同數(shù)量的磁極，例如上述的2到20個磁極。
[0063]葉輪136可由聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰胺或其它合適的聚合物材料構(gòu)成。在特定實施例中，磁性材料可集成在以下材料或與其相組合:聚丙烯、聚碳酸酯、聚酰胺或形成磁性聚合物的其它合適的聚合物材料。磁性材料可包括磁鐵、釹或其他磁性合金。葉輪或部分葉輪可由聚合物形成，例如有機聚合物，或其它非金屬磁性材料?？刹⑷牖蛴伤芰洗判圆牧匣蛩芰洗朋w構(gòu)成的葉輪的一個例子可以是PANiCNQ，或翠綠亞胺為基礎(chǔ)的聚苯胺(PANi)和四氰基對苯二醌二甲烷(TCNQ)的其他組合。
[0064]葉輪136可以是單件模制構(gòu)造，當然也可以采用其它合適的材料和制造技術(shù)。葉輪136 (見圖13c)包括多個槳葉137，為4到20個槳葉，例如6到13個槳葉，這些槳葉夾在一對盤狀罩135之間。葉輪136可包括向后彎曲的槳葉，以提高葉輪136的空氣動力學定心。
[0065]在替代性配置(未圖示)中，葉輪123和236可包括替代性罩設(shè)置，如申請日為2006年10月27日、申請?zhí)枮?2/083.350的待決的美國專利申請中所描述的，其全文通過引用在此予以并入。葉輪136可以是大致離心的葉輪，其使空氣大致在切線方向上加速。葉輪輪轂194可通過軸承190與葉輪136接合。在特定實施例中，葉輪是獨立的，即，不直接與電機的定子構(gòu)件相連，以下將詳細描述。
[0066]在特定實施例中，通過在旋轉(zhuǎn)葉輪136與入口流路徑的壁之間形成間隔，從而形成氣墊，葉輪136可以構(gòu)建為在使用中是自為中心或自平衡的。
[0067]如圖15a到圖15d所示，在特定實施例中，葉輪236可構(gòu)建為協(xié)助空氣軸承的使用。與上述類似，葉輪236可包括具有多個設(shè)置為極對(196N，196S)的磁極的磁體196。葉輪還可包括與葉輪輪轂相鄰的多個孔291，其允許在葉輪下方的氣壓流動，并在使用中抬升葉輪，以形成空氣軸承裝置。葉輪136與蝸殼128的壁之間的加壓空氣也可協(xié)助支承葉輪 136。
[0068]在特定實施例(未圖示)中，葉輪可配置為漂浮在少量水上。可從腔室150向風機120供給有限的水。在這種設(shè)置中，水可提供潤滑劑功能，以在旋轉(zhuǎn)時支承葉輪136。葉輪可以是雙端葉輪。
[0069]在特定實施 例中，葉輪136可用作懸浮在磁場中的被動式磁軸承
在特定實施例中，葉輪136可由適當材料制成,例如適當?shù)拇呕牧?從而葉輪產(chǎn)生的渦流損失可用于加熱葉輪。所產(chǎn)生的熱量可用來加熱空氣流和/或水。
[0070]在特定實施例中，風機120可包括多個葉輪136和236，例如2個、3個或多個葉輪，其協(xié)作以供給加壓空氣或氣體。
[0071]加濕
腔室150內(nèi)供給的水140可對腔室150內(nèi)的加壓空氣或氣體進行加濕。所述加壓空氣或氣體經(jīng)風機出口 122排出風機120，進入可能進行加濕的腔室150的含水區(qū)域。可選地，可對腔室150內(nèi)的水進行加熱。在特定實施例中，可利用向周圍的水140散熱的風機120產(chǎn)生的熱量來加熱水。
[0072]在特定實施例中，底座170可包括加熱元件，其用于加熱腔室150內(nèi)的水。所述加熱元件可包括陶瓷加熱元件、燈絲加熱器或其它這類加熱元件。熱量經(jīng)底座170的頂蓋傳導(dǎo)，進入腔室150。腔室150的底蓋154可至少部分地由導(dǎo)熱材料構(gòu)成。
[0073]在特定實施例中，腔室150內(nèi)可設(shè)置加熱器。例如，加熱絲或加熱條可位于腔室150內(nèi)。所述加熱條可具有如待決的美國專利申請12/669,889中描述的結(jié)構(gòu)，該申請的全部內(nèi)容在此通過引用并入本文。
[0074]在特定實施例中，腔室150可至少部分地由金屬材料形成，例如鋼、不銹鋼或鋁，而位于腔室170內(nèi)、具有線圈179的定子178可用于對腔室150內(nèi)的水140提供感應(yīng)加熱，以及驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)部分130r。由于鋼或鋁與底座170上的線圈179的金屬相互作用，在驅(qū)動葉輪136時會存在一些功率損耗。然而，這種損耗可變?yōu)闊崃?。在這種設(shè)置中，當從底座170上移除腔室150時，不會產(chǎn)生熱量，因此設(shè)備的安全性提高了。
[0075]進一步地，使用這種設(shè)置，可協(xié)助對與底座170接合的腔室150的識別，所述底座170可與控制機構(gòu)相接合，以允許開啟設(shè)備。在其它實施例中，可由底座來識別腔室，利用其它手段，例如無線射頻識別(RFID)標簽或其它識別系統(tǒng)，包括申請日為2006年12月21日、申請?zhí)枮?1/642,963的每股哦專利申請中描述的那些，其全部內(nèi)容在此通過引用而并入本文。[0076]在特定實施例中，可不對加壓氣體進行加濕，而腔室150內(nèi)也不提供水。
[0077]在特定實施例中，腔室150可包括傳感器，例如溫度和/或濕度傳感器，以測量腔室內(nèi)的空氣或氣體的溫度和/或濕度。可將溫度傳感器連接至加熱元件，以協(xié)助控制加熱元件的加熱，以及腔室150中的水1540的溫度。
[0078]錐形腔室的實施例
圖6到圖8展示了根據(jù)本發(fā)明一個特定實施例的設(shè)備212，其具有錐形腔室250。與上述實施例類似，該設(shè)備212包括分體式電機配置，所述電機具有定子178和位于腔室250內(nèi)的葉輪136和風機220，所述定子178具有位于底座270中的多個繞線線圈179。所述腔室250還適于容納水140。為便于理解，使用相似的附圖標記來指代與上述實施例中描述的類似的部件。
[0079]腔室250可具有錐形(見圖6到圖8)，以協(xié)助將腔室250緊固至底座270上。如圖6到圖8所示，底座270可包括壁280，其在腔室250插入在底座270上時至少部分圍繞并支承腔室250。壁280上的開口將允許腔室250可移除、可滑動地插入。所示壁280可朝內(nèi)傾斜，以匹配腔室250的錐形，從而防止腔室250縱向松開。因此，一旦腔室250插入在底座270上，斜壁280與圓錐形的腔室250 —起使腔室250緊固。
[0080]在未圖示的特定實施例中，壁280可包括唇或突起，其接合在腔室250側(cè)部內(nèi)的槽或通道內(nèi)(未圖示)，以使腔室250牢固地接合至底座270。替代性地，腔室250可包括突起或唇，而壁280可包括匹配的槽或通道，其具有能容納該突起或唇的結(jié)構(gòu)。所述突起或唇可包括多個突起或唇部，或是圍繞壁280和/或腔室250的單個連續(xù)的突起或唇?？蛇x地，底座可包括與腔室上的螺紋相匹配的螺紋，以使腔室旋擰至底座上。
[0081]在特定實施例中，如圖6到圖8所示，腔室250可包括一體式頂部152和底蓋154，所述頂部152和底蓋154模制為單個一體式腔室構(gòu)件253。例如，腔室構(gòu)件253可模制為杯狀形態(tài)，在上表面具有開口 264。因此，這樣的腔室可包括底壁和側(cè)壁。在這種形態(tài)中，腔室構(gòu)件253的底部將沒有接頭，這降低了水從腔室250中泄漏的風險。開口 264可以是孔的形式，如圖6所示，用于在腔室構(gòu)件253的頂端容納風機裝置220。在這種設(shè)置中，空氣入口156可連接至風機220，并容納在一部分開口 264內(nèi)。
[0082]在特定實施例中，上罩、蝸殼和風機支承件可合為單件構(gòu)件:蝸殼插入件224，如圖8所示。該蝸殼插入件224插入腔室250內(nèi)。所述蝸殼插入件224可構(gòu)建為模制插入件。在特定實施例中，蝸殼插入件224可至少部分由柔性材料、例如硅膠構(gòu)成，以協(xié)助從葉輪136和236上轉(zhuǎn)移振動，從而降低傳遞的噪音。
[0083]在特定實施例中，可將軸承支承在葉片和軸承座292 (見圖7到圖8)的中央部分。所述葉片和軸承座292是固定構(gòu)件，其不與軸承190或葉輪136，236 一起旋轉(zhuǎn)。葉片和軸承座292包括多個固定葉片，這些固定葉片適于將進來的空氣或氣體引導(dǎo)至葉輪136，236。所述葉片和軸承座292可連接至入口流路徑238，并可向入口流路徑238提供振動支承，從而降低傳遞的噪音。
[0084]在特定實施例中，入口過濾器284可連接至空氣入口 156 (見圖6到圖8)。該入口過濾器284具有能過濾進來的空氣、以移除顆粒物質(zhì)和/或病毒和/或細菌物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。所述入口過濾器284可由過濾器框286支承，該過濾器框286容納在空氣入口 156內(nèi)。過濾器框286可連接至空氣入口 156，例如使用卡口連接、過盈配合、卡扣、壓接或任何其它類型的連接。如圖6到圖8所示，空氣入口 156可形成在蝸殼插入件224上。
[0085]在特定實施例中，腔室出口 158可形成在蝸殼插入件224上(見圖6到圖8)，并在設(shè)備組裝后各納在孔264內(nèi)。
[0086]模制風機艙實施例
圖9到圖11展示了根據(jù)本發(fā)明一個特定實施例的設(shè)備312，其具有帶風機艙338的模制腔室350。與前述實施例類似，設(shè)備312包括分體式電機配置，所述電機具有定子178和位于腔室250內(nèi)的葉輪136和風機220，所述定子178具有位于底座270中的多個繞線線圈179。所述腔室350還適于容納水140。因此，所述腔室可包括底部和側(cè)壁，以形成杯狀形態(tài)。為便于理解，使用相似的附圖標記來指代與上述實施例中描述的類似的部件。
[0087]如圖10所示，腔室350包括風機艙388，該風機艙388模制在腔室350的底部。風機艙388形成了腔350內(nèi)的開口圓柱或中心，其用于將風機320容納在其中，并形成風機320的外部殼體。盡管圖示為圓柱形，風機艙388也可具有用于將風機320容納在腔室350內(nèi)的其它形態(tài)。風機艙388可形成蝸殼154，從而無需風機支承件。
[0088]與上述錐形腔室250類似，腔室350可具有一體式腔室構(gòu)件353，從而該腔室構(gòu)件353可形成為開口容器(例如開口圓柱)。在這種設(shè)置中，開口 264可使腔室構(gòu)件353的頂部打開，如圖9所示，并且腔室蓋355連接至腔室構(gòu)件353。所述腔室蓋355可密封地連接至風機320，以當蓋355插入在腔室構(gòu)件353上時與腔室350內(nèi)的風機320對齊。在特定實施例中，風機320的一些構(gòu)件，例如入口流路徑138、蝸殼128和上罩126，可一體式集成至插入在風機艙388中的蝸殼插入件324。所述蝸殼插入件324可與腔室蓋355 —體式集成(見圖11)。構(gòu)件數(shù)量的減少有助有簡化設(shè)備312的組裝，并提高其可制造性。
[0089]腔室350可按與上述類似`的方式連接至底座370。在特定實施例中，見圖10和圖11，腔室350可包括通道366，其用于容納底座370上的凸緣382，以將腔室350保持在底座370 上。
[0090]蝸殼插入件324還可包括入口過濾器284和過濾框286，按照與上述類似的方式。
[0091]徑向控制設(shè)置
在圖16和17的實施例中，風機的電機的定子和轉(zhuǎn)子元件的分體式設(shè)計可以是徑向控制設(shè)置，而不是前述實施例的疊層設(shè)置。例如，如圖16a和16b所示，葉輪1636可置于或插入腔室1650內(nèi)，所述腔室1650為杯狀、瓶狀或容器狀形態(tài)?？蛇x地，軸承(未圖示)也可與腔室底部接觸，以促進葉輪相對于腔室的旋轉(zhuǎn)。腔室1650將包括底部(標記為B0T)和一個或多個側(cè)壁(標記為SW)，其允許容器容納水(以及葉輪)，從而當容器被抬升(與葉輪一起)并從底座1670和線圈上移除時允許對加濕腔室進行簡化的再次填注。
[0092]葉輪1636可包括磁體1696。當插入在腔室底部時，線圈1679位于磁體的徑向外部，從而允許對葉輪的旋轉(zhuǎn)運動進行進行控制，這種旋轉(zhuǎn)運動將產(chǎn)生腔室內(nèi)的加壓空氣流。在該實施例中，線圈可位于底座1670的殼體、外殼或蓋內(nèi)。腔室的底部BOT可適配進空腔1670CV內(nèi)，例如圓柱形空腔，其由底座形成，從而令腔室的底部插入底座的空腔內(nèi)。因此，線圈產(chǎn)生的用于控制葉輪運動的磁場可橫穿腔室結(jié)構(gòu)的壁，且可橫穿將線圈與磁控制元件分隔開來的底座殼體的蓋或壁。盡管圖16a中未不出，該實施例將包括可利用蝸殼插入件224形成的空氣入口，以及任何前述的適當入口。類似地，盡管圖16a中未示出，在一些實施例中，葉輪下方可增加額外的線圈，從而使底座的線圈和磁性葉輪設(shè)置為徑向和疊層相組合的控制方式。
[0093]在圖17a和圖17b所示的其它徑向控制實施例中，葉輪包括用于空氣運動的縱向延伸的槳葉1737。槳葉1737可從葉輪的盤形部分1737D向下延伸。盡管圖17a和圖17b展示了兩個槳葉，然而在盤周圍還可有更多的槳葉。所述槳葉可包括磁性或磁體部分1796。葉輪可擱置在軸承1790上或包括軸承1790，以允許相對于底座1770和腔室1750的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。底座可包括中心延伸(例如，升起)的基座部分1770PP，其可以是圓柱形的。延伸的基座部分可用作使葉輪盤狀部分和/或其軸承的旋轉(zhuǎn)的中心支承件。在此，葉輪1736可這樣設(shè)置，從而葉輪的槳葉圍繞圓柱形基座部分1770PP的外周旋轉(zhuǎn)，同時盤在基座部分的頂部表面上樞轉(zhuǎn)。為控制葉輪相對于底座的旋轉(zhuǎn)，底座的基座部分17701PP可用作一個或多個線圈1779的殼體。因此，當在操作使用時組裝時，葉輪的磁體位于線圈的徑向外部。盡管圖17a和圖17b未詳細圖示，然而，該實施例將包括利用任何蝸殼插入件224形成的空氣A 口，以及任何前述的適當出口。
[0094]在圖17a的實施例中，腔室1750形成為圓柱體(例如，沒有底壁)，從而用于加濕的流體可直接接觸底座1770的殼體。在此，密封件可應(yīng)用在側(cè)壁接觸部分，在該處腔室與底座回合，而腔室1750與底座之間的密封允許腔室和底座組合用作水容器。然而，在圖17b的實施例中，可以不需要這樣的密封件。在圖17b中，與圖16a的實施例相似，腔室1750形成為瓶狀或容器形態(tài)。因此，腔室將包括底部B0T，以允許其存留用于加濕的水。所述腔室通常將具有開口(例如，靠近腔室頂端)，以允許將葉輪1736插入腔室中。當腔室置于底座1770上時，葉輪可隨后響應(yīng)線圈而操作風機。
[0095]通常，在定子和轉(zhuǎn)子的相對結(jié)構(gòu)位置上，前述的呼吸設(shè)備的徑向?qū)嵤├奶卣鞑煌诤粑O(shè)備的疊層實施例。然而，這些實施例的全部或其它特征都是可以互換的，疊層實施例的任何特征都可用在徑向?qū)嵤├?。類似地，徑向?qū)嵤├娜魏翁卣鞫伎捎迷诏B層實施例中。僅舉例而論，進行設(shè)置可實現(xiàn)與前述的錐形腔室、風機艙、傳感器、葉輪材料(由磁性材料形成)等相關(guān)的特征。
[0096]螺旋流路徑
在一些實施例中，腔室可配置為具有螺旋流路徑，例如為螺旋流形態(tài)，用于來自葉輪、流經(jīng)腔室的空氣流。圖18a和圖18b展示了腔室1850內(nèi)的一種螺旋路徑1851HP的例子。例如，內(nèi)旋壁1851HW可設(shè)置為螺旋圍繞腔室的圓柱形側(cè)壁的內(nèi)邊緣(并圍繞葉輪區(qū)域)，以螺旋地引導(dǎo)加壓空氣流，使其環(huán)繞在腔室內(nèi)并向上移至腔室頂端的出口 158。圍繞腔室的這一路徑用于增加空氣流在加濕腔室中可能移動的距離。這一增加可允許空氣流與加濕腔室的水具有更大的接觸表面，從而有效地對加壓空氣進行加濕。注意到，圖18a未展示用于產(chǎn)生加壓空氣流的風機艙、葉輪或蝸殼構(gòu)件。然而，所述腔室可實現(xiàn)前述實施例中的任何風機和加濕器，從而使空氣流路徑螺旋地環(huán)繞腔室內(nèi)的風機構(gòu)件。在這類版本中，風機構(gòu)件或蝸殼可將空氣流驅(qū)逐出風機或葉輪，使其進入腔室底部附近的螺旋路徑。所述螺旋路徑隨后可用于將加壓空氣遞送至腔室頂部附近的空氣出口?？蛇x地，在一些實施例中，螺旋壁可包括螺旋加熱元件，其沿著螺旋壁形成的路徑延伸，以對水和螺旋路徑的空氣進行加熱。
[0097]圖19到圖21進一步展示了具有螺旋流路徑的這一設(shè)備的一個實施例。該實施例與圖2的實施例類似，因此使用與圖2類似的構(gòu)件。然而，在該實施例中，采用了流路徑插入件，用于與螺旋壁一起，為氣流形成從風機的螺旋路徑。如圖19c、19b、21a、21b和21c所示，加濕流插入件1999可組裝在腔室150內(nèi)。螺旋加濕流插入件1999包括螺旋壁1851HW，在該實施例中，所述螺旋壁1851HW形成用于來自葉輪的空氣流的螺旋路徑?？蛇x地，螺旋壁可包括一個或多個壁孔2101，以允許流體或空氣從一條路徑到另一條路徑的縱向轉(zhuǎn)移。
[0098]圖19到圖21的實施例還可選地使用了可插入式螺旋蝸殼1997，以將空氣流(圖中的箭頭F所示)從葉輪引導(dǎo)至風機。與流插入件1999類似，螺旋蝸殼包括位于螺旋蝸殼外部的螺旋配置的螺旋路徑，還包括位于螺旋蝸殼內(nèi)部的這樣的配置。因此，螺旋蝸殼可設(shè)置為引導(dǎo)蝸殼內(nèi)的、可從葉輪處螺旋上升的上升空氣流，使其在蝸殼外部的向下的螺旋方向上，到達螺旋加濕插入件1999的底部(從圖19b中最清楚可見)。在從螺旋蝸殼1997的流路徑外部的底部排出后，所述流將進入螺旋加濕流插入件1999，以朝出口 158螺旋上升。
[0099]降噪構(gòu)件
在此討論的本發(fā)明的任何實施例可包括附加的可選構(gòu)件，以進一步降低風機的操作噪音。例如，如前所述，在風機入口處可使用過濾器。在一些版本中，圍繞葉輪或其葉片可設(shè)置泡沫過濾器，例如在蝸殼128內(nèi)放置過濾器。在一些實施例中，偏壓構(gòu)件，例如彈簧，也可包括在風機構(gòu)件內(nèi)，以使葉輪穩(wěn)定，或使其振動最小化，并進一步降低噪音。例如，在圖4的實施例中，入口流路徑138內(nèi)可包括由中心堂皇，以對軸承190施加向下的彈力。在一些實施例中，線圈可從PCB上移除，并通過引線連接，從而以一種降低線圈振動的方式安裝所述線圈。
[0100]在一個示例性實施例中，具有如舊和出口路徑的腔室可以是可丟棄式的單元。圖22展示了一個例子。如圖所示，入口 156可在導(dǎo)向風機分區(qū)的消音器區(qū)域設(shè)置入口消音器22，或其它用于降噪的結(jié)構(gòu)。腔室150可包括本說明書中描述的其它實施例的特征，例如具有前述的蝸殼組件或蝸殼插入件的風機分區(qū)。可丟棄式腔室還可包括葉輪136，例如磁性葉輪。所述腔室150還可連接至位于分立容器內(nèi)的出口消音器22，但通過連續(xù)的流路徑FP連接至葉輪的流。出口消音器2298或其它適于降噪的結(jié)構(gòu)可導(dǎo)向出口消音器容器上的出口158。在操作中，可丟棄式單元可置于如前所述的底座上，并可填注有水，以滿足需要。該單元的構(gòu)件可具有特殊的壽 命，例如葉輪或腔室的磨損壽命，而當其使用壽命期滿時可被置換。在這種情形中，可使用新的替代腔室配合原有的底座使用。
[0101]在圖23所示的實施例中，該實施例也可以采用可丟棄式單元，與其它實施例類似的同心的入口和出口流路徑可包括入口消音器。在這種情形下，入口消音器的喉部THT可被出口路徑的一部分所包圍。在該例中，無需使用類似于圖22中的分立的出口消音器容器，因為普通的容器便容納了入口消音器和出口流路徑，例如以所示的同心方式。在該實施例中，線圈位于底座170上，但用引線WL連接至PCB176，而不是集成在PCB176自身上。
[0102]在圖23所示的實施例中，葉輪在一個輪軸上旋轉(zhuǎn)，該輪軸可選地為入口消音器插入件、腔室底部或底板的一體式構(gòu)件。具有磁體MAG的葉輪136 (或磁化葉輪)和葉輪的軸可圍繞該輪軸在一個或多個軸承190-1，190-2上旋轉(zhuǎn)，例如作為圖23所示的兩個接觸的滾動軸承。這樣的附加軸承可幫助提高葉輪的穩(wěn)定性，和/或葉輪旋轉(zhuǎn)的對齊，從而降低設(shè)備在操作時的噪音和/或延長壽命。在可丟棄式實施例中，可使用在轉(zhuǎn)子對齊上具有縮小公差的軸承，這樣可降低成本，因為這類設(shè)備適合的元件使用壽命較短。圖24展示了作為可丟棄式單元實施的一個類似的例子。然而，但圖24中，入口消音器插入件、腔室底部或底盤可具有用于定位軸承的固定套筒，葉輪的軸在該套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)。[0103]圖25展示了具有可輔助降噪的可選構(gòu)件的底座，例如通過減輕線圈振動而降噪。替代性地，振動隔離系統(tǒng)可增強線圈在可聽頻率范圍內(nèi)的振動，將電機或風機系統(tǒng)中的波動能量以其質(zhì)量的動能與其懸架系統(tǒng)的變形之間的振蕩能量的形式傳遞至線圈。
[0104]可選地，由于線圈可以較高頻率振蕩，并可能產(chǎn)生噪音，因此，底座可包括降噪材料，或在底座內(nèi)是生絕緣的，以包封住這種聲音，防止其穿出底座或進入患者能操作的流路徑。在一些實施例中，線圈178和PCB176控制電路(處理器)可包括一個或多個減振器2503。在一些實施例中，每個都具有一個或多個分立的離散減振器。例如，彈簧和？或阻尼機構(gòu)可用于減小每個構(gòu)件的振動。在一些版本中，線圈可制作得比葉輪的磁體更輕，且/或線圈可使用更軟的彈簧來安裝。在較高頻率，磁體與線圈之間的等力或反作用力將使線圈比磁體產(chǎn)生更大的位移，從而減輕磁體的振動。與在患者可操作的任何流路徑中產(chǎn)生的振動相比，導(dǎo)致的線圈振動可更容易被隔聲材料包含于底座內(nèi)，因此這種配置可降低噪音。事實上，與將控制線圈和磁體包括在流路徑中的其它風機相比，如前所述的使線圈與流路徑隔離開、將其納入底座的方式可實現(xiàn)降噪。
[0105]磨損傳感器
一些實施例可包括磨損傳感器，以監(jiān)控葉輪構(gòu)件的操作狀況。例如，可使用加速度計，以產(chǎn)生操作時葉輪振動的測量值，例如葉輪何時被設(shè)定為預(yù)定狀態(tài)，例如預(yù)定速度或設(shè)定以遞送預(yù)定壓力。呼吸設(shè)備的控制器可周期性地控制對預(yù)定船臺中的振動測量值的感測。來自前一指定的標準或測試測量的振動測量值的增大，或在高于先前測量值以一定量，都可考慮為增強的葉輪振動和/或需要更換葉輪的指征。在這種情形，設(shè)備的控制器或處理器可將當前測量值與先前標準測量值或其它一些閾值相比較，并基于該閾值比較控制產(chǎn)生關(guān)于更換葉輪的告警信息或指示燈。在一些實施例中，麥克風可用作振動/噪音傳感器，而振動測量值可以是來自麥克風的噪音測量值。
[0106]多呼吸設(shè)備 在特定實施例中，兩個或多個呼吸設(shè)備112、212和313可連接在一起，以提供更高水平的壓力支持，例如用于雙層治療中，其中在吸氣時提供較高的吸氣正壓IPAP，而在呼氣時提供較低的呼氣正壓EPAP。呼吸設(shè)備112、212和313可通過閥連接在一起，所述閥允許在IPAP時向患者提供全部呼吸設(shè)備產(chǎn)生的壓力，而在EPAP時僅向患者提供來自一個呼吸設(shè)備的壓力。
[0107]盡管結(jié)合了數(shù)個例子描述了本發(fā)明，然而應(yīng)當理解為，本發(fā)明并不限于這些公開的例子，而是旨在涵蓋本發(fā)明精神和范圍內(nèi)包括的各種修正例和等同設(shè)置。另外，上述的各種例子都可與其它例子一起實施例，例如，一個例子的一個或多個方面可與另一例子的各方面組合，以得到進一步的例子。此外，任何給定組件的每個獨立特征或構(gòu)件可構(gòu)成一個額外的例子。并且，雖然本發(fā)明對遭受呼吸紊亂和/或OSA的患者具有特定應(yīng)用，但應(yīng)當理解，那些遭受其它疾病(糖尿病、病態(tài)肥胖、中風、減肥手術(shù)等)的患者也可從上述教導(dǎo)中獲得益處。最后，上述教導(dǎo)對患者以及非醫(yī)療應(yīng)用中的非患者都具有適用性。
【權(quán)利要求】
1.呼吸設(shè)備，包括: 腔室，其包括空氣入口和空氣出口 ； 底座，其用于將所述腔室接納于其上；以及 電機，其用于向所述空氣出口供給加壓空氣，所述電機具有固定部分和旋轉(zhuǎn)部分； 其中，所述電機的固定部分位于所述底座內(nèi)，所述電機的旋轉(zhuǎn)部分位于所述腔室內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)部分包括至少一個葉輪，所述葉輪由位于所述底座內(nèi)的所述固定部分磁力推動而旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，磁體連接至所述葉輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述葉輪由磁化聚合物構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)部分形成位于所述腔室內(nèi)的風機的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述風機包括入口空氣流路徑，所述A口空氣流路徑用于將空氣從所述空氣入口弓I導(dǎo)至所述葉輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述風機包括蝸殼，所述蝸殼用于將加壓空氣從所述葉輪朝一個或多個風機出口引導(dǎo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述固定部分包括定子，所述定子具有多個繞線線圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中 任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述腔室進一步用于存留供給水，以在所述供給的加壓空氣或氣體從所述空氣出口排出之前先對其進行加濕。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述供給水由加熱元件加熱。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述加熱元件位于所述底座內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述加熱元件位于所述腔室內(nèi)。
13.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，用于操作時，所述固定部分和所述旋轉(zhuǎn)部分設(shè)置為疊層形態(tài)，由所述底座的殼體壁分隔。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到12中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，用于操作時，所述固定部分和所述旋轉(zhuǎn)部分設(shè)置為徑向形態(tài)，由所述底座的殼體壁分隔。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)部分和所述固定部分進一步由所述腔室的壁分隔。
16.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述腔室具有包括底壁和側(cè)壁的容器形態(tài)。
17.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述腔室包括螺旋流路徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述風機分區(qū)用于將加壓空氣逐入所述腔室的底壁上的螺旋流路徑中，所述螺旋流路徑用于將加壓空氣遞送進所述腔室頂部附近的空氣出口。
19.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述入口路徑包括消音器。
20.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備的出口路徑包括消音器。
21.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述底座包括場線圈，用于影響所述旋轉(zhuǎn)部分的操作，且每個場線圈包括減振器。
22.呼吸設(shè)備，包括: 風機，其具有葉輪，用于供給加壓空氣或氣體； 加濕器，其用于對所供給的加壓空氣或氣體進行加濕； 其中，所述風機和所述加濕器設(shè)置在腔室內(nèi)，所述腔室用于連接至底座，所述底座包括適于驅(qū)動風機的電子和控制元件。
23.用于為患者接口產(chǎn)生加壓的治療空氣流的呼吸設(shè)備，所述設(shè)備包括: 風機分區(qū)，其包括上游流路徑和下游流路徑，所述風機分區(qū)包括磁性葉輪，以產(chǎn)生所述加壓的治療空氣流； 加濕器腔室，其用于存留流體，用于對治療空氣流進行加濕；以及 底座殼體，所述底座殼體包括場線圈，以影響所述葉輪的運動，所述底座殼體用于連接所述加濕器腔室； 其中，所述風機分區(qū)位于所述加濕器腔室內(nèi)，以進行操作。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述風機分區(qū)不包括場線圈。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，在操作時，加濕水存留在所述加濕器腔室的容積內(nèi)，以圍繞所述風機分區(qū)的葉輪部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求23到25中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述磁性葉輪和場線圈設(shè)置為疊層形態(tài)，由所述底座殼體`的壁分隔。
27.根據(jù)權(quán)利要求23到25中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述磁性葉輪和場線圈設(shè)置為徑向形態(tài)，由所述底座殼體分隔。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述磁性葉輪和場線圈進一步由所述加濕器腔室的壁分隔。
29.根據(jù)權(quán)利要求23到28中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述加濕器腔室包括具有底壁和側(cè)壁的容器形態(tài)。
30.根據(jù)權(quán)利要求23到29中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述加濕器腔室包括螺旋流路徑。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述下游流路徑用于將加壓氣體逐入所述加濕器腔室底壁附近的所述螺旋流路徑中，所述螺旋流路徑用于將加壓空氣逐入所述加濕器腔室頂部附件的空氣出口。
32.根據(jù)權(quán)利要求23到31中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述底座殼體進一步包括用戶接口，所述用戶接口用于控制葉輪的操作。
33.根據(jù)權(quán)利要求23到32中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述呼吸設(shè)備進一步包括傳感器，以探測表征葉輪磨損的所述葉輪的振動。
34.根據(jù)權(quán)利要求23到33中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述入口路徑包括消音器。
35.根據(jù)權(quán)利要求23到34中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備的出口路徑包括消音器。
36.根據(jù)權(quán)利要求23到35中任一項所述的呼吸設(shè)備，其特征在于，每個場線圈包括減振器。
【文檔編號】A61M16/00GK103442760SQ201280015835
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月5日
【發(fā)明者】保羅·簡·克拉塞克, 利亞姆·霍利, 羊全鋼, 史蒂文·保羅·法魯加, 蒂莫西·傅存輝·福, 羅伯特·亨利·弗拉特 申請人:雷斯梅德有限公司