CN102083492B - 用于呼吸系统的加湿器 - Google Patents

Abstract

一种呼吸系统(1)包括经由通路(90)与患者接口(80)连接的气体源(10)。串联型加湿器(50)沿通路设置。所述加湿器包括具有流体入口(420)、流体出口(430)和贮存部(410)的加湿室(400)。加湿器包括集液器(200)，集液器(200)包括腔室(210)、与集液腔室连通的流体入口(220)、以及与集液腔室连通的流体出口(230)。集液器的流体出口与加湿室的流体入口流体连通。集液器被构造并布置成阻止液体从加湿器回流到气体源。例如，无论加湿器如何定向，集液器的流体入口限定的溢出高度相对于集液器内部低点在高位。

Description

用于呼吸系统的加湿器

技术领域

本发明涉及加湿器，例如用于呼吸系统以将向患者所提供气体加湿的串联型(in-line)加湿器。

背景技术

多种呼吸系统使用串联型加湿器以将向患者所提供气流加湿。例如由于多种医学缘由(例如为治疗睡眠窒息)，如连续正压通气(CPAP)设备等正压通气(PAP)机经由适用的患者接口(例如面罩)对患者提供连续正压通气。常在PAP机与患者接口之间提供加湿器以将PAP机所产生的气体加湿，否则所述气流较为干燥。遗憾的是，在特定条件下(例如将加湿器倒置和/或摇动)，常规加湿器中液体(例如蒸馏水)可回流或从加湿器溅入PAP机中，由此破坏PAP机，妨碍其运转和/或产生与PAP机中液体积聚相关的问题。在不同PAP机中，即使非常少量液体回流进入机器也可破坏机器内的传感器。

发明内容

本发明一个或多个实施例提供串联型加湿器，其具有阻碍液体通过加湿器流体入口回流的集液器。根据本发明一个实施例，所述串联型加湿器包括加湿室和集液器。加湿室包括流体入口、流体出口和贮存部。集液器包括腔室、与集液腔室流体连通的流体入口、以及与集液腔室流体连通的流体出口。集液器的流体出口构造并布置成与加湿室的流体入口流体连通。该管道、腔室的结构以及加湿室和集液器的层级布置提供系列屏障或障碍物，在加湿器的非常大范围或空间定向阻碍和/或收集试图从加湿器回流到加湿器与其连接的PAP机的液体。即，包含液体的加湿器可在空间中较大位置范围被移动、翻转、定向、摇动，只有少量或没有液体从通向加湿器的气体入口离开加湿室。

通过参考以下描述以及所附权利要求书并参考附图，本发明的这些以及其它目标、特征和特性，以及运转方法和相关结构元件的功能、部件的组合以及制造经济性将是明显的，所有这些内容形成本说明书的一部分，其中在不同附图中相同参考序号表示相对应的部分。但是应明确理解所述附图仅用于说明和描述，并不用于定义对本发明的限制。在说明书和权利要求中，除非文中明确指出，单数形式的“一个”以及“所述”可以包括复数。

附图说明

图1为根据本发明实施例的呼吸系统的图解性正视图；

图2为该加湿器的加湿室和集液器的左侧透视图；

图3为加湿室和集液器相互分离时的左侧透视图；

图4为加湿室和集液器相互附连时的剖分透视图；

图5为加湿室与集液器当其相互附连时的剖视图；

图6为加湿室的剖分透视图；

图7为加湿室和集液器处于倒置定向的剖分透视图；且

图8为加湿室和集液器相互附连时的剖分透视后视图。

具体实施方式

图1至图8显示根据本发明实施例的呼吸系统1。以下顺序描述所述系统1及其运转。

如图1所示，系统1包括气体源10(也称为压力发生系统)、串联型加湿器50和患者接口80。如本领域所熟知，气体源10包括PAP机20(例如伟康公司的 与PAP机产品线。应理解此处PAP机是指产生气流以输送到患者的任一设备，例如，无论气流和/或压力为恒定或变化、所述系统有创或无创，所述设备包括例如氧气等补充气体，且可为单支或双支。此外，根据本发明替代实施例，多种替代气体源10(例如呼吸机、氧浓缩器、压缩气体罐等)可被用作所述气体源而不偏离本发明范围，以提供多种气体(例如周围环境或贮存容器内的气体、富氧气体等)。

PAP机20的气体出口30经由适用通路(例如管道60)与加湿器50的流体入口40流体连接。应注意加湿器50可在沿管路的任一位置串联型连接到气体输送回路(也称为患者回路)中，即加湿器50无需位于压力/气流发生器或气体源(PAP机20)近旁。

如图1所示，加湿器50的流体出口70经由适用流体通路(例如柔性管90)与患者接口80流体连接。患者接口80可包括任一类型的适用患者接口80，用于引导气体流向和/或流入患者的导气管(例如口鼻面罩、鼻罩、全脸面罩、鼻垫型面罩、鼻导管、插管)。在如图1所示呼吸系统类型的单支压力支持系统中，患者接口80包括呼气端口100以将气流排至环境大气。本发明设想加湿器50也可用于双支系统，所述双支系统包括将气流传送至患者的吸气支路、以及与来自患者的气流连通的呼气支路。在双支系统中取消了呼气端口100。

美国专利号5,655,522、6,360,741、6,401,713、6,467,477、6,644,311以及6,959,710的全部内容在此处并入作为参考，其中公开了呼吸系统的多种压力发生系统、患者接口和/或其它部分，它们可用作本发明一个或多个实施例的一部分。

以下参考图1至图7描述加湿器50。如图1所示，加湿器50包括集液器200、加湿室400、基座600和加热器700。应注意基座600与加热器700为可供选择的。例如，集液器200和加湿室400可与压力发生系统10直接联结，且无需加热器即可用作被动式加湿器。

如图4、图5与图8所示，集液器200包括腔室210、与腔室210流体连通并限定加湿器50的流体入口40的流体入口220、以及与腔室210流体连通的流体出口230。

如图4、图5、图7与图8所示，入口220朝向腔室210的中央部分向内凸出。因此，如图7所示，当集液器200倒置时，集液器的流体入口220具有倒置溢出高度250，所述倒置溢出高度相对于集液器的腔室210内部的低点260在高位。此处，开口(例如入口、出口)的“溢出高度”意指相关联的容器(例如腔室)内液体开始通过开口从容器溢出时液体的高度。因此，当集液器200倒置时，液体不会趋向于通过流体入口220溢出集液器，除非集液器的腔室210之内的液位升高超出倒置溢出高度250。

如图4、图5、图7与图8所示，流体入口220朝向腔室210内部延伸，且在示例性实施例中延伸到腔室210中央部分，使得无论集液器200定向如何，集液器的流体入口的溢出高度相对于集液器的腔室210内部的低点在高位。例如，当集液器如图8所示直立时，入口220溢出高度280相对于腔室210内的低点290在高位。当集液器200处于其侧方、前方或后方时同样如此。但在不同定向时入口220溢出高度可处于在腔室210低点处而不会偏离本发明范围。

如图8所示，当集液器定向使得处于集液器的流体入口220溢出高度之下的集液器的腔室内的容积最小时，集液器200具有由所述容积确定的最小存留容量。

加湿室400具有贮存部410、与贮存部410流体连通的流体入口420、以及与贮存部410流体连通并限定加湿器50的流体出口70的流体出口430。在一个示例性实施例中，气体入口420与加湿室400壁为整体结构，例如形成为冲压材料的单件。

如图6所示，加湿室400的流体入口420确定直立溢出高度450，如果加湿室直立且加湿室的贮存部410内液位升高超出溢出高度450，则使得液体趋向于通过流体入口420溢出加湿室400。贮存部410的液体容量由当加湿室400为直立位置时加湿室400内部处于流体入口420溢出高度450之下的容积所确定。

如图6所示，流体入口420凸入加湿室400，如此无论加湿室400的定向如何，流体入口的溢出高度相对于贮存部410的低点在高位。当非直立定向(例如侧斜、倒置等)放置时，这种高位趋向于阻止液体从加湿室400流到集液器200。加湿室400的最小加湿室容量由当加湿室定向为使加湿室内处于流体入口420溢出高度之下的容积最小时由所述容积确定。

如图2至图7所示，加湿室400与集液器200构造并布置成可拆卸地相互连接(见图2、图4、图5、图7)并相互分离(见图3、图6)。当加湿室400与集液器200相互连接时，集液器200的流体出口230与加湿室400的流体入口420接合并与其流体连通。如图3与图4所示，集液器200的流体出口230和加湿室400的流体入口420包括匹配部分，当它们相互连接时匹配部分提供集液器200与加湿室400之间的至少部分密封。这些相同的匹配部分(或其它分立部分)也可提供趋向于保持加湿室400与集液器200相互连接的物理连接。

如图1所示，集液器200可拆卸地与加湿器基座600连接。但是，集液器200可替代地永久附连到基座600(例如经由整体形成)而不偏离本发明范围。

基座600可拆卸地与PAP机20附连。但是，基座600可替代地永久附连到PAP机20(例如经由整体形成)而不偏离本发明范围。基座600与PAP机20之间(可拆卸或不可拆卸)的所述附连便于PAP机的气体出口30与集液器200的入口220(例如经由适用管道60)可靠连接。替代地，加湿器50可包括经由适用通路(例如柔性管)而不使用基座600与PAP机20连接的独立单元。

当集液器200附连到基座600且加湿室400附连到集液器200时，加湿室400也附连到基座600使得所述基座至少部分支承加湿室。此外，应理解本发明设想可省略基座600，有利于将集液器200、加湿室400或两者附连到压力发生系统的壳体。

如图1所示，加热器700安装到基座600并相对于加湿室400的贮存部410设置以加热其中液体，以便于被加热的液体蒸发并将通过加湿室400的气体加湿。替代地，加热器700可被包括在加湿室400本身中而不偏离本发明范围。

如果基座600可附连到PAP机20，所述PAP机与加热器700可共同地被供电(例如经由共用电气插头或电池)。根据本发明替代实施例，加热器700可由用于增强通过加湿室400气体的湿化的任一适用机构(例如超声雾化器；经由进入液体之下腔室的气体使得所产生泡沫趋向被加湿而加湿)替代或完全省略。

以下描述系统1运行。使用之前，使用者将加湿室400从系统1分离并将适用加湿液体(例如蒸馏水)注入(经由流体出口430)至所需液位。如图6所示，因为如果液体超过加湿室400的液体容量，加湿液体将通过入口420溢出，加湿室400的流体入口420的溢出高度450趋向于防止过量溢出。

使用者再将腔室400附连到集液器200和系统1的其余部分并开启系统。如图1所示，PAP机20引导气流经由PAP机的流体出口30、管道60、集液器的流体入口40、220、集液器的腔室210、集液器的流体出口230以及加湿室的流体入口420进入加湿室400。加热器700加热液体。所述液体蒸发为加湿室400内的气体流。气体压力引导加湿的气体经由加湿室流体出口430和管道90到患者接口80，由此将加湿的气体流提供给患者。

如果加湿器50被意外撞翻或在使用过程中翻转，或以其它方式包含液体(例如如图7所示倒置、侧斜等)时，加湿室400设计为减小或消除液体向集液器200的回流。加湿室400配置并且尺寸选择成可防止液体通过流体入口420回流或溅回并进入集液器200。例如，在倾斜加湿室400使得流体入口420垂直以致流体入口420的开口处于腔室最低部分的情况下，加湿室设有包含流体的搁板区域411。

在最恶劣情况下(例如堵塞出口430且加湿室定向为使其容量最小)，一定量液体(例如加湿室400的液体容量超过加湿室最小加湿室容量的容积)可经由加湿室400的流体入口420和集液器200的流体出口230回流进入集液器200。上述溢出高度和集液器200的集液容量有助于集液器存留全部或大部分这种液体，由此限制和/或防止液体进一步回流入PAP机20。

为帮助确保集液器200具有容量可存留全部或大部分进入其中的液体，集液器的最小存留容量可超出一定容积(加湿室400的液体容量超出最小加湿室容量的容积)。根据本发明不同实施例，最小存留容量为加湿室400的液体容量的至少1/20、1/10、1/8、1/5、1/4、1/3、1/2、2/3和/或3/4。根据本发明不同实施例，最小加湿室容量至少为加湿室400的液体容量的1/20、1/10、1/8、1/5、1/4、1/3、1/2、2/3和/或3/4。根据本发明不同实施例，最小加湿室容量至少为加湿室400内的总容量的1/50、1/30、1/20、1/10、1/8、1/5、1/4、1/3、1/2、2/3和/或3/4。

根据本发明一个或多个实施例，在多种非典型情况下(即，导致液体溅出的系统1摇动、系统1倾覆等的一个或多个的组合)，集液器200和加湿室400中的防回流入口220、430的层级使用进一步阻止液体回流入PAP机20。此外，根据本发明一个或多个实施例，集液器200和加湿室400的层级使用使得加湿器50所需空间总体减小，而仍保持阻止液体回流的高液位。

总之，管道、腔室的结构、以及加湿室和集液器的层级结构提供系列屏障或阻隔，在加湿器的非常大范围或空间定向防止和/或阻止液体试图从加湿器回流进入加湿器与其连接的PAP机。即，包含液体的加湿器可在空间中较宽位置范围内移动、翻转、定向、摇动，少量或没有液体从通向加湿器的气体入口离开加湿室。

尽管本发明已为描述目的根据目前视为最实用和优选的实施例进行了详述，应理解这种细节仅用于此目的，本发明不限于所公开的实施例，而相反旨在涵盖属于所附权利要求的精神和范围内的更改和等同布置。例如，应理解本发明预计尽可能将任一实施例的一个或多个特征与任一其它实施例的一个或多个特征组合。

Claims (10)

1.一种串联型加湿器，包括：

具有流体入口、流体出口和贮存部的加湿室；以及

包括腔室、与集液器的腔室流体连通的流体入口、以及与集液器的腔室流体连通的流体出口的集液器，其中，集液器的流体出口被构造并布置成与加湿室的流体入口流体连通；

其中，所述集液器的流体入口具有溢出高度，无论所述集液器如何定向，所述集液器的流体入口的溢出高度相对于集液器的腔室内部的低点在高位，所述集液器的流体入口的溢出高度意指所述集液器内的液体开始通过所述集液器的流体入口从所述集液器溢出时液体的高度；以及

所述加湿室的流体入口具有溢出高度，无论所述加湿室如何定向，所述加湿室的流体入口的溢出高度相对于所述加湿室内部的低点在高位，所述加湿室的流体入口的溢出高度意指所述加湿室内的液体开始通过所述加湿室的流体入口从所述加湿室溢出时液体的高度；

所述加湿室和集液器被构造并布置成可拆卸地相互连接，以便在保持所述加湿室完整和保持所述集液器完整的同时使它们相互分开，且当加湿室和集液器相互连接时，集液器的流体出口与加湿室的流体入口接合并且流体连通；

所述加湿室具有液体容量，所述液体容量由当加湿室处于直立位置时布置在加湿室的流体入口的溢出高度下方的加湿室内的容积所确定；

所述集液器具有非零最小存留容量，所述非零最小存留容量由当集液器处于使布置在集液器的流体入口的溢出高度下方的集液器的腔室内的容积最小的定向时在集液器的流体入口的溢出高度下方的集液器的腔室内的容积确定；

所述加湿室具有最小容量，所述最小容量由当加湿室处于使布置在加湿室的流体入口的溢出高度下方的加湿室内的容积最小的定向时在加湿室的流体入口的溢出高度下方的加湿室内的容积确定；以及

所述最小存留容量和加湿室的最小容量的总和超过加湿室的液体容量。

2.如权利要求1所述的加湿器，其特征在于，所述集液器的流体出口与加湿室的流体入口连接并且流体连通。

3.如权利要求1所述的加湿器，其特征在于，所述集液器的流体入口包括加湿器的流体入口，且加湿室的流体出口包括加湿器的流体出口。

4.如权利要求1所述的加湿器，其特征在于，所述加湿室的流体入口限定溢出高度，使得如果加湿室直立且加湿室内的液位升高超出溢出高度，液体趋向于通过流体入口溢出加湿室。

5.如权利要求1所述的加湿器，其特征在于，所述集液器具有最小存留容量，所述最小存留容量由当所述集液器处于使布置在集液器的流体入口的溢出高度下方的集液器的腔室内的容积最小时由所述容积确定。

6.如权利要求1所述的加湿器，其特征在于，当所述集液器倒置时：

(a)所述集液器的流体入口具有倒置溢出高度，所述倒置溢出高度相对于集液器的腔室内部的低点在高位；以及

(b)集液器中的液体不会趋向于通过加湿室的流体入口溢出集液器，除非集液器的腔室内的液位升高超出所述倒置溢出高度。

7.如权利要求1所述的加湿器，其特征在于，还包括相对于贮存部设置以加热处于贮存部中的液体的加热器。

8.如权利要求1所述的加湿器，其特征在于，还包括与加湿室的流体出口流体连通的患者接口。

9.如权利要求1所述的串联型加湿器，其特征在于，其与气体源组合，所述气体源与所述集液器的流体入口流体连通。

10.一种串联型加湿器，包括：

具有流体入口、流体出口和贮存部的加湿室；以及

包括腔室、与集液腔室流体连通的流体入口、以及与集液器的腔室流体连通的流体出口的集液器，其中，集液器的流体出口被构造并布置成与加湿室的流体入口流体连通；

其中，所述集液器的流体入口具有溢出高度，无论所述集液器如何定向，所述集液器的流体入口的溢出高度相对于集液器的腔室内部的低点在高位，所述集液器的流体入口的溢出高度意指所述集液器内的液体开始通过所述集液器的流体入口从所述集液器溢出时液体的高度；以及

所述加湿室和集液器被构造并布置成可拆卸地相互连接，以便在保持所述加湿室完整和保持所述集液器完整的同时使它们相互分开；

所述加湿室具有液体容量，所述液体容量由当加湿室处于直立位置时布置在加湿室的流体入口的溢出高度下方的加湿室内的容积所确定；

所述集液器具有非零最小存留容量，所述非零最小存留容量由当集液器处于使布置在集液器的流体入口的溢出高度下方的集液器的腔室内的容积最小的定向时在集液器的流体入口的溢出高度下方的集液器的腔室内的容积确定；

所述加湿室具有最小容量，所述最小容量由当加湿室处于使布置在加湿室的流体入口的溢出高度下方的加湿室内的容积最小的定向时在加湿室的流体入口的溢出高度下方的加湿室内的容积确定；以及

所述最小存留容量和加湿室的最小容量的总和超过加湿室的液体容量。