技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種向使用者提供氣流以用于治療用途的呼吸輔助設(shè)備。具體而非排地性地，所述呼吸輔助設(shè)備可以向需要供給氣體以用于呼吸治療的患者或使用者提供呼吸輔助，所述呼吸治療例如是氣道正壓(PAP)治療，所述氣道正壓治療包括但不限于持續(xù)氣道正壓(CPAP)治療、雙級(jí)氣道正壓(Bi-PAP)治療以及口腔氣道正壓(OPAP)治療，并且所述呼吸治療典型地用于治療例如阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)、打鼾或慢性阻塞性肺炎(COPD)等疾病。

背景技術(shù)：

向患者提供增濕和加熱氣流以用于治療用途的呼吸輔助設(shè)備或系統(tǒng)在本領(lǐng)域中為大家所熟知。用于提供該類治療(例如呼吸增濕)的系統(tǒng)通常具有這樣的結(jié)構(gòu)：其中氣體從氣源輸送至增濕器室，氣源例如是鼓風(fēng)機(jī)(也稱為壓縮機(jī)、輔助呼吸單元、風(fēng)扇單元、氣流發(fā)生器或壓力發(fā)生器)。當(dāng)氣體流經(jīng)熱水或流過增濕器室中的加熱和增濕空氣時(shí)，氣體變成水蒸汽飽和。然后，加熱和增濕的氣體經(jīng)由患者接口(包括柔性氣體導(dǎo)管和患者接口)被輸送至增濕器室下游的使用者或患者。

在一種形式中，這樣的呼吸輔助系統(tǒng)可以是包括增濕器單元和鼓風(fēng)單元的模塊化系統(tǒng)，所述增濕器單元和鼓風(fēng)單元是獨(dú)立的(模塊化的)構(gòu)件。這些模塊通過連接導(dǎo)管串聯(lián)連接，以允許氣體從鼓風(fēng)單元流到增濕器單元。例如，圖1示出了使用者1從模塊化呼吸輔助系統(tǒng)接收加熱和增濕的氣流的示意圖。加壓空氣從輔助呼吸單元或鼓風(fēng)單元2a經(jīng)由連接導(dǎo)管7提供給增濕器室4a。增濕、加熱和加壓的氣流經(jīng)由柔性軟管或氣體導(dǎo)管3離開增濕器室4a，并且經(jīng)由患者接口5提供給患者或使用者1。

在一種替代形式中，呼吸輔助系統(tǒng)可以是集成系統(tǒng)，其中鼓風(fēng)單元和增濕器單元被包含在同一外殼內(nèi)。典型的集成系統(tǒng)由提供加壓氣流的主鼓風(fēng)單元或輔助呼吸單元以及與鼓風(fēng)單元相配合或以其它方式剛性地連接至鼓風(fēng)單元的增濕器單元組成。圖2示出了使用者1從集成的呼吸輔助系統(tǒng)6接收加熱和增濕空氣的示意圖。該系統(tǒng)的操作方式與圖1所示的模塊化系統(tǒng)相同，區(qū)別在于增濕器室4b已與鼓風(fēng)單元相集成而形成集成系統(tǒng)6。

圖1和圖2所示的患者接口5是覆蓋使用者1的鼻子的鼻罩。但是，應(yīng)當(dāng)注意，在這些類型的系統(tǒng)中，覆蓋嘴和鼻子的罩、全面罩、鼻插管或任何其它適合的患者接口都可以代替圖示的鼻罩。也可以使用僅針對(duì)嘴的接口或口罩。并且，導(dǎo)管的患者端或使用者端可以連接至氣管造口配件或氣管插管。

葉輪式風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)在該類型的呼吸輔助系統(tǒng)中最為常用。葉輪的葉片單元被包含在葉輪外殼中。葉輪的葉片單元通過中心芯軸連接至某種形式的驅(qū)動(dòng)器。圖3和圖4中示出了典型的葉輪外殼。圖5和圖6示出了典型的旋轉(zhuǎn)葉輪單元10，其具有多個(gè)葉片11和蓋罩12，所述旋轉(zhuǎn)葉輪單元10在使用時(shí)位于外殼內(nèi)部?？諝馔ㄟ^孔口被吸入葉輪單元的中心，然后被旋轉(zhuǎn)葉輪單元的葉片迫使從外殼的中心向外流向出口通道(通常位于外殼的一側(cè))。葉片11聯(lián)接至中心芯軸13，所述中心芯軸13例如由馬達(dá)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

從設(shè)計(jì)角度看，上述類型的呼吸輔助系統(tǒng)對(duì)于制造商而言通常存在多種問題或挑戰(zhàn)，下面將簡要地介紹其中的一些內(nèi)容。

有效的呼吸治療經(jīng)常需要使用者長期地每天使用上述類型的呼吸輔助系統(tǒng)。為了治療OSA，使用者需要在晚上睡覺時(shí)使用呼吸輔助系統(tǒng)?；颊咴谑褂眠@樣的呼吸輔助系統(tǒng)時(shí)的舒適性和便利性對(duì)于適應(yīng)性的和有效的治療來說至關(guān)重要。上述類型的呼吸輔助系統(tǒng)的使用者經(jīng)常抱怨的是罩泄漏。罩泄漏通常是由于使用者在睡眠中活動(dòng)時(shí)柔性氣體導(dǎo)管3牽拉患者接口或罩5而引起的。

上述類型的用于以PAP療法治療OSA的大多數(shù)呼吸輔助系統(tǒng)向患者接口提供氣體供應(yīng)，但是沒有用于氣體從接口返回的路徑。為了消除患者接口中積累的二氧化碳，患者接口需要用于將呼出的氣體排放到大氣中的氣體清除出口，這常常被稱作“偏流”。偏流意味著氣體供應(yīng)回路中的損失，并且鼓風(fēng)單元必須具有動(dòng)力足夠強(qiáng)勁以保持偏流、同時(shí)還能在患者接口處生成所要求的氣體壓力的馬達(dá)。氣體清除出口也可能變?yōu)樵肼曉春涂杀孀R(shí)的氣流源。過大的噪音能夠給患者及其同伴造成困擾。根據(jù)其位置，氣流也可能會(huì)騷擾到患者。

氣體在呼吸輔助系統(tǒng)中的增濕也增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。例如，經(jīng)常需要對(duì)患者接口的氣體導(dǎo)管3進(jìn)行加熱，以避免在氣體導(dǎo)管中形成冷凝。

在本說明書中已經(jīng)引用了專利說明書、其它外部文獻(xiàn)或其它信息源，這通常是為了提供討論本發(fā)明特征所用到的背景。除非另有特別說明，否則引用這樣的外部文獻(xiàn)不應(yīng)被視為承認(rèn)這樣的文獻(xiàn)或這樣的信息源在任何法律意義上構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)或者構(gòu)成本領(lǐng)域內(nèi)的公知常識(shí)的一部分。

本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種改進(jìn)的呼吸輔助設(shè)備，或者至少為公眾提供一種有效的選擇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在第一方面，本發(fā)明主要包括一種頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備被構(gòu)造用于向使用者提供呼吸氣流，并且包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設(shè)置在主體上的鼓風(fēng)單元，所述鼓風(fēng)單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應(yīng)的進(jìn)氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設(shè)置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經(jīng)由氣體流路流體連接至所述鼓風(fēng)單元的出氣口的進(jìn)氣口，并且被構(gòu)造用于經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體，并且其中，氣體流路從鼓風(fēng)單元的進(jìn)氣口到患者接口的一個(gè)或多個(gè)出氣口基本上是密封的，以使得沿著氣體流路不存在偏流，并且其中，鼓風(fēng)單元包括輕質(zhì)葉輪和帶有可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的馬達(dá)，所述馬達(dá)被構(gòu)造用于使葉輪旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，所述設(shè)備可以被構(gòu)造用于利用在氣體流路的至少一部分內(nèi)積聚的蓄熱和濕氣，被動(dòng)地增濕和溫暖氣體流路中的加壓呼吸氣體。在一種形式中，氣體流路可以被構(gòu)造用于通過讓使用者呼出的氣體從患者接口回流到氣體流路中而在空氣流路的至少一部分內(nèi)積聚熱量和濕氣。

優(yōu)選地，所述設(shè)備還可以包括位于呼吸輔助設(shè)備的氣體流路中的一個(gè)或多個(gè)熱量濕氣交換器(HME)。

優(yōu)選地，在鼓風(fēng)單元的進(jìn)氣口與患者接口的出口或開口之間，設(shè)置有穿過該呼吸設(shè)備的氣體或空氣流路。

優(yōu)選地，使用者呼出的過多氣體可以通過空氣流路在加壓氣流的相反方向上向后排出，并從鼓風(fēng)單元的進(jìn)氣口離開呼吸輔助設(shè)備，進(jìn)入大氣。優(yōu)選地，鼓風(fēng)單元的進(jìn)氣口與患者接口的一個(gè)或多個(gè)出氣口之間的氣體流路體積或“死區(qū)(deads帕ce)”可以小于約200毫升，更優(yōu)選地在約50毫升到約150毫升的范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，所述設(shè)備可以被構(gòu)造用于能夠操作性地連接至獨(dú)立的基站，所述基站包括：電源系統(tǒng)，所述電源系統(tǒng)可操作用于向呼吸輔助設(shè)備供應(yīng)電力；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可操作用于向呼吸輔助設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)和從呼吸輔助設(shè)備接收數(shù)據(jù)；以及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可操作用于利用控制信號(hào)控制呼吸輔助設(shè)備。

優(yōu)選地，所述設(shè)備還可以包括頭飾，所述頭飾被構(gòu)造用于將主體固定或安裝至使用者的頭部，所述頭飾包括一條或多條頭帶。在一種形式中，所述頭飾可以包括：上頭帶，所述上頭帶連接至呼吸輔助設(shè)備的上部，并被構(gòu)造用于圍繞使用者頭部的上部延伸；以及下頭帶，所述下頭帶連接至呼吸輔助設(shè)備的下部，并被構(gòu)造用于圍繞使用者頭部的下部延伸，并且其中，所述頭飾被構(gòu)造用于將呼吸輔助設(shè)備的主體定位在使用者的臉部區(qū)域。

在一種形式中，頭飾可以完全是柔性的，或者基本上由柔性部件形成。在另一種形式中，頭飾可以是半剛性的，其中，所述頭飾可以包括一個(gè)或多個(gè)剛性部件，例如但不限于在公布的專利申請WO2012/140514中所介紹的各種頭飾實(shí)施例，通過引用將其內(nèi)容并入本文。

優(yōu)選地，呼吸輔助設(shè)備可以包括被構(gòu)造用于向呼吸輔助設(shè)備供應(yīng)電力的一個(gè)或多個(gè)機(jī)載電源模塊，并且其中，所述電源模塊被安裝至所述頭飾或與所述頭飾相集成?？蛇x地，電源模塊可以與呼吸輔助設(shè)備一起以其它方式安裝在頭部，例如安裝至呼吸輔助設(shè)備的主體或鼓風(fēng)單元或者與之相集成。優(yōu)選地，電源模塊通過一根電纜或多根電纜連接至所述呼吸輔助設(shè)備。在一種形式中，一個(gè)或多個(gè)電源模塊可以從呼吸輔助設(shè)備上拆卸或釋放。

可選地或附加地，一個(gè)或多個(gè)電源模塊可以是獨(dú)立的、非頭部安裝的便攜式模塊，其通過電纜連接至呼吸設(shè)備?？蛇x地或附加地，呼吸輔助設(shè)備可以被構(gòu)造成連接至用于電力供應(yīng)的AC電源適配器。

在一種形式中，在一條或多條頭帶內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)口袋，一個(gè)或多個(gè)電源模塊被保留在所述一個(gè)或多個(gè)口袋內(nèi)。優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)口袋能夠打開以允許移除一個(gè)或多個(gè)電源模塊。在另一種形式中，一個(gè)或多個(gè)電源模塊能夠被可釋放地安裝至頭飾的一部分，以使得能夠從頭飾上拆卸這一個(gè)或多個(gè)電源模塊。在另一種形式中，一個(gè)或多個(gè)電源模塊可以被設(shè)置在柔性包裝內(nèi)，所述柔性包裝被固定至頭飾且被構(gòu)造用于至少部分地在使用者頭部的頂部上延伸。優(yōu)選地，柔性包裝可以通過柔性材料的基層固定至頭飾中的一條或多條頭帶。

優(yōu)選地，頭飾還可以包括一個(gè)或多個(gè)擋板，當(dāng)使用者戴上頭飾時(shí)，所述一個(gè)或多個(gè)擋板位于所述一個(gè)或多個(gè)電源模塊與使用者頭部的表面之間。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)電源模塊包括從蓄電池或蓄電池組(可再充電的或一次性的)、燃料電池和/或電容器中選出的任意的一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)能裝置。

優(yōu)選地，鼓風(fēng)單元的輕質(zhì)葉輪可以是無蓋罩的，或者以其它方式具有減少的材料。

在一個(gè)實(shí)施例中，葉輪葉片的遠(yuǎn)端部在葉片旋轉(zhuǎn)的方向上彎曲。在另一個(gè)實(shí)施例中，葉輪葉片在葉片旋轉(zhuǎn)的相反方向上彎曲。

在一些實(shí)施例中，葉輪形成為單件。

在一些實(shí)施例中，葉輪具有15毫米到60毫米之間的半徑。

在一些實(shí)施例中，葉輪的質(zhì)量小于2克，且優(yōu)選地在0.8克到1.8克之間。

在一些實(shí)施例中，葉輪被構(gòu)造成具有的慣性壓力與半徑比大于50:1帕每克*毫米，且優(yōu)選地大于80:1每克*毫米。

在一些實(shí)施例中，葉輪被構(gòu)造成具有的慣性動(dòng)量與半徑比小于15克*毫米，且優(yōu)選地在8克*毫米到12克*毫米的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，葉輪被構(gòu)造成具有的葉片掃掠體積與葉片體積比為16:1或更大。

優(yōu)選地，鼓風(fēng)單元還可以包括具有圍起葉輪的上內(nèi)表面和下內(nèi)表面的殼體，并且其中，所述葉輪可以具有多個(gè)葉片，憑借沒有蓋罩或者以其它方式具有減少的材料，所述多個(gè)葉片基本上向著所述殼體的上內(nèi)表面和下內(nèi)表面敞開。在一種形式中，殼體形成呼吸輔助設(shè)備的一部分或與呼吸輔助設(shè)備相集成。

優(yōu)選地，鼓風(fēng)單元還可以包括限定所述殼體內(nèi)的第一和第二內(nèi)部區(qū)域的分隔部，所述第一區(qū)域由殼體和分隔部限定并且包括進(jìn)氣口和馬達(dá)，所述第二區(qū)域由殼體和分隔部限定并且包括葉輪，并且其中，所述第一和第二區(qū)域通過形成于所述分隔部中或由所述分隔部形成的開口流體連接。

優(yōu)選地，葉輪可以具有旋轉(zhuǎn)軸線，分隔部從所述旋轉(zhuǎn)軸線徑向延伸。

優(yōu)選地，鼓風(fēng)單元的殼體還可以包括通過空氣通道流體連接至第二區(qū)域的蝸殼，并且其中鼓風(fēng)單元的出氣口緊鄰蝸殼的周邊。

在第一種形式中，鼓風(fēng)單元可以包括馬達(dá)，所述馬達(dá)包括：定子，以及用于在定子內(nèi)支撐可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的至少一個(gè)軸承結(jié)構(gòu)，所述軸承結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)軸承，所述一個(gè)或多個(gè)軸承由所述可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的軸線周圍的一個(gè)或多個(gè)軸承安裝件支撐。優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)軸承安裝件為所述可旋轉(zhuǎn)軸提供適應(yīng)性的支撐。

優(yōu)選地，定子可以包括定子架，并且所述一個(gè)或多個(gè)軸承安裝件的外部接合定子和/或定子架的內(nèi)表面。在一種形式中，所述一個(gè)或多個(gè)軸承安裝件的外部接合定子和/或定子架和/或其它結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，鼓風(fēng)單元還可以包括馬達(dá)安裝件，所述馬達(dá)安裝件聯(lián)接定子和殼體，以為馬達(dá)提供適應(yīng)性的支撐。

優(yōu)選地，軸承安裝件和/或馬達(dá)安裝件是柔性的和/或彈性的。

優(yōu)選地，所述軸承安裝件由提供彈性和/或柔性的材料制成，從而在處于接合構(gòu)造中時(shí)提供預(yù)加載。

優(yōu)選地，所述軸承安裝件由提供阻尼的材料制成。

優(yōu)選地，所述軸承安裝件可以是柔性的和/或彈性的，并且其中，所述軸承安裝件可以具有彎曲的環(huán)形本體，在與定子和/或定子架接合時(shí)，環(huán)形本體被壓迫成為所述一個(gè)或多個(gè)軸承提供預(yù)加載的接合構(gòu)造。

優(yōu)選地，利用場定向控制來操作所述馬達(dá)。

在一種形式中，可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸可以是塑料的。優(yōu)選地，馬達(dá)還可以包括定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，并且其中，所述塑料的可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸通過注射成型而形成并聯(lián)接至轉(zhuǎn)子。在一種形式中，優(yōu)選地，馬達(dá)包括貫穿磁鐵轉(zhuǎn)子中的開口延伸并與該磁鐵轉(zhuǎn)子相聯(lián)接的塑料可旋轉(zhuǎn)軸。

本發(fā)明還介紹了一種制造用于馬達(dá)的軸和轉(zhuǎn)子組件的方法，所述方法包括：將帶有中心開口的轉(zhuǎn)子插入第一模制部分中，支撐貫穿所述中心開口延伸的軸，將第二模制部分聯(lián)接至所述第一模制部分，以在中心開口周圍形成模制空腔，在塑料軸和中心開口之間注射成型塑料插入件，以將塑料軸聯(lián)接至轉(zhuǎn)子。

本發(fā)明還介紹了一種制造用于馬達(dá)的軸和轉(zhuǎn)子組件的方法，所述方法包括：將帶有中心開口的轉(zhuǎn)子插入第一模制部分中，將第二模制部分聯(lián)接至所述第一模制部分，以在中心開口周圍形成模制空腔，注射成型塑料軸，所述塑料軸貫穿轉(zhuǎn)子的中心開口延伸并聯(lián)接至轉(zhuǎn)子的中心開口。

在第二形式中，所述鼓風(fēng)單元包括：馬達(dá)，所述馬達(dá)包括位于定子內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)軸；用于支撐定子中的可旋轉(zhuǎn)軸的軸承結(jié)構(gòu)，所述軸承結(jié)構(gòu)具有一個(gè)或多個(gè)軸承安裝件。

在第三形式中，所述鼓風(fēng)單元可以包括：由殼體內(nèi)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的離心式葉輪，所述殼體具有進(jìn)氣口、出氣口以及用于限定第一和第二內(nèi)部區(qū)域的分隔部(或分割部)，其中所述第一和第二區(qū)域由所述分隔部中的開口流體連接。

在第四形式中，所述鼓風(fēng)單元可以包括：馬達(dá)，所述馬達(dá)具有可旋轉(zhuǎn)軸和用于在定子內(nèi)支撐可旋轉(zhuǎn)軸的至少一個(gè)軸承結(jié)構(gòu)，所述軸承結(jié)構(gòu)具有一個(gè)或多個(gè)柔性和/或彈性的軸承安裝件，用于為可旋轉(zhuǎn)軸提供適應(yīng)性和/或預(yù)加載和/或阻尼；聯(lián)接至所述可旋轉(zhuǎn)軸的輕質(zhì)葉輪；柔性和/或彈性的馬達(dá)安裝件，其聯(lián)接定子和外殼以為馬達(dá)提供適應(yīng)性和/或阻尼；分隔部，所述分隔部在所述外殼內(nèi)限定第一和第二內(nèi)部區(qū)域，其中所述第一和第二區(qū)域由形成于所述分隔部中或由所述分隔部形成的開口流體連接。

在第五形式中，所述鼓風(fēng)單元包括：進(jìn)氣口、出氣口、帶有軸的馬達(dá)和輕質(zhì)葉輪，所述輕質(zhì)葉輪連接至馬達(dá)并且可旋轉(zhuǎn)以從進(jìn)氣口抽取氣體，并通過出氣口排出氣體，其中所述葉輪是無蓋罩的，或者以其它方式具有減少的材料。

每一種形式的鼓風(fēng)單元可以附加地包括針對(duì)其它形式的鼓風(fēng)單元所提及的任意的一個(gè)或多個(gè)特征。

優(yōu)選地，所述呼吸輔助設(shè)備包括具有機(jī)載控制器的可操作控制系統(tǒng)，所述機(jī)載控制器被構(gòu)造用于控制鼓風(fēng)單元，以在使用者的呼吸循環(huán)期間將加壓氣流以期望的壓力和/或流速輸送至使用者。舉例來說，所述設(shè)備可以包括安裝至所述呼吸輔助設(shè)備或安裝在所述呼吸輔助設(shè)備內(nèi)的機(jī)載電子控制器，所述機(jī)載電子控制器可操作用于通過控制鼓風(fēng)單元內(nèi)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速來控制輸送至使用者的呼吸氣體的壓力。

優(yōu)選地，所述設(shè)備還可以包括安裝至所述呼吸輔助設(shè)備或安裝在所述呼吸輔助設(shè)備內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器被構(gòu)造用于測量操作參數(shù)并生成代表性的傳感器信號(hào)以供發(fā)送給控制器。

優(yōu)選地，所述設(shè)備還可以包括機(jī)載無線電力輸送接收器，其被構(gòu)造用于從無線電力輸送發(fā)射器接收電力。

優(yōu)選地，所述設(shè)備還可以包括機(jī)載電源模塊。

在一種形式中，鼓風(fēng)單元能夠被可釋放地安裝至主體。在另一種形式中，鼓風(fēng)單元可以與主體相集成或固定至主體。

在一種形式中，主體可以包括：被構(gòu)造用于與使用者的前額相接合的前額支撐部件；用于接收患者接口的罩密封組件的罩體；在前額支撐部件和罩體之間延伸的連接部件；以及流體連接至鼓風(fēng)單元的出氣口的進(jìn)氣口。優(yōu)選地，主體的前額支撐部件可以水平地取向，且連接部件從前額支撐部件沿垂直的取向居中地延伸，使得這兩個(gè)部件共同形成T形部分(或T形件)，并且其中，鼓風(fēng)單元被安裝至該T形部分。在一種形式中，鼓風(fēng)單元可以設(shè)置在或者可以安裝在主體的前額支撐部件上，以使得在使用時(shí)鼓風(fēng)單元位于使用者的前額區(qū)域。

在一種形式中，所述設(shè)備被構(gòu)造為氣道正壓(PAP)裝置。例如，所述設(shè)備可以被構(gòu)造成用作CPAP裝置、雙PAP裝置或任意其它的PAP裝置。

在一種形式中，患者接口被可釋放地安裝至主體。在另一種形式中，患者接口與主體相集成或固定至主體。

在一種形式中，患者接口可以包括鼻罩，所述鼻罩被構(gòu)造用于與使用者的臉部密封地接合，以便覆蓋使用者的鼻子。

在另一種形式中，患者接口可以包括下列項(xiàng)目中的任何一項(xiàng)：全面罩，所述全面罩被構(gòu)造用于與使用者的臉部密封地接合，以便覆蓋使用者的鼻子和嘴；鼻枕罩，所述鼻枕罩密封地接合使用者的鼻孔；非密封的鼻插管，所述鼻插管被構(gòu)造用于定位在使用者的鼻孔內(nèi)部；或者口腔接口，所述口腔接口被構(gòu)造用于與使用者的嘴密封地接合或者密封地接合在使用者的嘴內(nèi)。

優(yōu)選地，所述主體還包括氣體通道或?qū)Ч埽鰵怏w通道或?qū)Ч軐⒐娘L(fēng)單元的出氣口流體連接至患者接口的進(jìn)氣口，并且其中所述氣體通道形成氣體流路的一部分。

在一種形式中，所述主體可以被構(gòu)造用于，當(dāng)在使用中穿戴所述設(shè)備時(shí)，將鼓風(fēng)單元安裝或定位在使用者臉部的前額區(qū)域，并且將患者接口安裝或定位在使用者臉部的鼻子和/或嘴的區(qū)域。可選地，鼓風(fēng)單元能夠固定地或可釋放地安裝至患者接口(例如罩)的前部。

在第二方面，本發(fā)明主要包括一種基站，所述基站能夠操作性地連接至頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備被構(gòu)造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設(shè)置在主體上的鼓風(fēng)單元，所述鼓風(fēng)單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應(yīng)的進(jìn)氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設(shè)置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經(jīng)由流路流體連接至所述鼓風(fēng)單元的出氣口的進(jìn)氣口，并且被構(gòu)造用于經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體，所述基站包括：電源系統(tǒng)，所述電源系統(tǒng)可操作用于向呼吸輔助設(shè)備供應(yīng)電力；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可操作用于向呼吸輔助設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)和從呼吸輔助設(shè)備接收數(shù)據(jù)；以及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可操作用于利用控制信號(hào)控制呼吸輔助設(shè)備。

在一種形式中，電源系統(tǒng)可以被構(gòu)造用于經(jīng)由一根或多根電力輸送電纜將電力輸送至呼吸輔助設(shè)備。

在另一種形式中，電源系統(tǒng)可以包括無線電力輸送電路，所述無線電力輸送電路被構(gòu)造用于將電力無線地輸送至呼吸輔助設(shè)備。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以包括第一通信模塊，所述第一通信模塊可操作用于通過有線或無線的通信介質(zhì)在基站和呼吸輔助設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)還可以包括第二通信模塊，所述第二通信模塊可操作用于通過有線或無線的通信介質(zhì)在基站和外部服務(wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)可操作用于向呼吸輔助設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)，以控制下列操作模式中的任何一種或多種：開關(guān)模式、充電模式、干燥模式和/或數(shù)據(jù)傳輸模式。

在一種形式中，所述控制系統(tǒng)可以被構(gòu)造用于向呼吸輔助設(shè)備自動(dòng)地發(fā)送控制信號(hào)，以根據(jù)基站和呼吸輔助設(shè)備之間是否檢測到有效連接來控制一個(gè)或多個(gè)操作模式。

在第三方面，本發(fā)明主要包括一種呼吸輔助系統(tǒng)，所述呼吸輔助系統(tǒng)包括：頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備被構(gòu)造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設(shè)置在主體上的鼓風(fēng)單元，所述鼓風(fēng)單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應(yīng)的進(jìn)氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設(shè)置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經(jīng)由流路流體連接至所述鼓風(fēng)單元的出氣口的進(jìn)氣口，并且被構(gòu)造用于經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及無線電源系統(tǒng)，所述無線電源系統(tǒng)被構(gòu)造用于將電力無線地供應(yīng)至呼吸輔助設(shè)備。

優(yōu)選地，所述無線電源可以被構(gòu)造用于向呼吸輔助設(shè)備供應(yīng)電力以供向鼓風(fēng)單元供電。

優(yōu)選地，所述呼吸輔助設(shè)備可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器被構(gòu)造用于測量各種操作參數(shù)并生成代表性的傳感器信號(hào)，并且其中，所述無線電源被構(gòu)造用于向傳感器供應(yīng)電力。

在第四方面，本發(fā)明主要包括一種呼吸輔助系統(tǒng)，所述呼吸輔助系統(tǒng)包括：頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備被構(gòu)造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設(shè)置在主體上的鼓風(fēng)單元，所述鼓風(fēng)單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應(yīng)的進(jìn)氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設(shè)置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經(jīng)由流路流體連接至所述鼓風(fēng)單元的出氣口的進(jìn)氣口，并且被構(gòu)造用于經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及安裝至所述呼吸輔助設(shè)備或安裝在所述呼吸輔助設(shè)備內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)無線傳感器，所述無線傳感器被構(gòu)造用于測量操作參數(shù)并生成代表性的傳感器信號(hào)。

優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器可以被構(gòu)造用于向獨(dú)立的外部裝置或系統(tǒng)直接地或間接地?zé)o線傳輸所生成的傳感器信號(hào)。

優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器可以由無線電力輸送系統(tǒng)無線地供電，所述無線電力輸送系統(tǒng)無線地連接至所述呼吸輔助設(shè)備。

在第五方面，本發(fā)明主要包括一種呼吸輔助系統(tǒng)，所述呼吸輔助系統(tǒng)包括：頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備被構(gòu)造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設(shè)置在主體上的鼓風(fēng)單元，所述鼓風(fēng)單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應(yīng)的進(jìn)氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設(shè)置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經(jīng)由流路流體連接至所述鼓風(fēng)單元的出氣口的進(jìn)氣口，并且被構(gòu)造用于經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及在所述呼吸輔助設(shè)備上機(jī)載的無線通信模塊，所述無線通信模塊可操作用于從外部裝置和/或系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)以及向外部裝置和/或系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述呼吸輔助設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器可以被構(gòu)造用于測量操作參數(shù)并生成代表性的傳感器信號(hào)，并且其中，所述通信模塊被構(gòu)造用于向獨(dú)立的外部裝置或系統(tǒng)發(fā)送所生成的傳感器信號(hào)。

優(yōu)選地，所述呼吸輔助設(shè)備可以包括機(jī)載電子控制器，所述機(jī)載電子控制器被構(gòu)造用于儲(chǔ)存表示使用者使用呼吸輔助設(shè)備的使用數(shù)據(jù)，并且其中，所述通信模塊被構(gòu)造用于向獨(dú)立的外部裝置或系統(tǒng)無線地傳輸所述使用數(shù)據(jù)。

在第六方面，本發(fā)明主要包括一種頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備被構(gòu)造用于向使用者提供呼吸氣流，頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設(shè)置在主體上的鼓風(fēng)單元，所述鼓風(fēng)單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應(yīng)的進(jìn)氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；設(shè)置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經(jīng)由流路流體連接至所述鼓風(fēng)單元的出氣口的進(jìn)氣口，并且被構(gòu)造用于經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及頭部安裝的電源，所述頭部安裝的電源被構(gòu)造用于向呼吸設(shè)備供給電力。

在另一方面，本發(fā)明還介紹了一種頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備被構(gòu)造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設(shè)置在主體上的鼓風(fēng)單元，所述鼓風(fēng)單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應(yīng)的進(jìn)氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設(shè)置在主體上的患者接口，所述患者接口具有流體連接至鼓風(fēng)單元的出氣口的進(jìn)氣口，并且被構(gòu)造用于向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體。

在一些實(shí)施例中，所述呼吸輔助設(shè)備可以被構(gòu)造用于提供偏流，并且可以包括位于患者接口附近的一個(gè)或多個(gè)氣體清除出口，一部分呼出氣體可以通過所述氣體清除出口離開所述呼吸輔助設(shè)備。在其它的實(shí)施例中，所述呼吸輔助設(shè)備可以被構(gòu)造成具有零偏流。

在另一方面，本發(fā)明還介紹了一種呼吸輔助系統(tǒng)，所述呼吸輔助系統(tǒng)包括：根據(jù)上述方面中的任一方面所述的頭部安裝的呼吸輔助設(shè)備；以及基站，所述基站被構(gòu)造用于在不使用時(shí)接收和保留所述呼吸輔助設(shè)備。

上述的本發(fā)明的每個(gè)方面可以附加地具有針對(duì)其它方面所提及的任意的一個(gè)或多個(gè)特征。

除非上下文另有暗示，否則本說明書和權(quán)利要求書中使用的短語“偏流”是用于表達(dá)氣體從呼吸輔助設(shè)備通過一個(gè)或多個(gè)氣體通氣出口或氣體清除出口而特意地或可控地泄漏或流動(dòng)到周圍的大氣中，所述氣體通氣出口或氣體清除出口設(shè)置在呼吸輔助設(shè)備上，并與所述設(shè)備內(nèi)的空氣或氣體流路的一部分流體連接或者設(shè)置在該部分上或沿著該部分設(shè)置。

除非上下文另有暗示，否則本說明書和權(quán)利要求書中使用的短語“零偏流”或“零偏壓”是用于表達(dá)無偏流，或者在一些實(shí)施例中是用于表達(dá)不大于5升每分鐘的極少偏流。

在本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“包括”是指“至少部分地由……組成”。當(dāng)解釋本說明書和權(quán)利要求書中包含術(shù)語“包括”的的每個(gè)語句時(shí)，除了以該術(shù)語開頭的那個(gè)或那些特征以外的特征也可能存在?！鞍ā钡南嚓P(guān)術(shù)語應(yīng)當(dāng)以相同的方式解釋。

對(duì)在本文中所公開的數(shù)值范圍(例如，1到10)的引用也包含對(duì)該范圍內(nèi)的所有合理數(shù)值(例如，1、1.1、2、3、3.9、4、5、6、6.5、7、8、9和10)以及該范圍內(nèi)的合理數(shù)值的任何范圍(例如，2到8、1.5到5.5和3.1到4.7)的引用，因此，在本文中所明確公開的所有范圍的全部子區(qū)間在此也被明確公開。這些僅僅是具體給出的示例，并且所列舉的最小值和最大值之間的數(shù)值的所有可能的組合都應(yīng)被認(rèn)為在本申請中以類似的方式明確地表述。

在本文中所使用的術(shù)語“和/或”是指“和”或者“或”或者兩者兼具。

在本文中所使用的名詞復(fù)數(shù)是指該名詞的復(fù)數(shù)和/或單數(shù)形式。

本發(fā)明包括上述內(nèi)容，并且還設(shè)想了下文中僅作為示例給出的構(gòu)造。

附圖說明

將參照附圖僅通過舉例來介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中：

圖1示出了已知形式的呼吸輔助設(shè)備的示意圖，所述呼吸輔助設(shè)備具有連接至增濕器單元的、模塊化構(gòu)造的鼓風(fēng)單元；

圖2示出了另一已知形式的呼吸輔助設(shè)備的示意圖，其中鼓風(fēng)單元和增濕器單元被集成到單個(gè)主外殼中；

圖3示出了已知鼓風(fēng)單元的一個(gè)示例的平面圖；

圖4示出了圖3中的鼓風(fēng)單元的側(cè)視圖；

圖5示出了已知葉輪的輪廓圖(profile view)；

圖6示出了圖5中葉輪的另一輪廓圖；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有頭部安裝的鼓風(fēng)單元的可穿戴的呼吸輔助設(shè)備的透視圖，并且示出為安裝至使用者的頭部但并未示出頭飾；

圖8示出了圖7中省略了使用者的呼吸輔助設(shè)備的前部的上透視圖；

圖9示出了圖7中呼吸輔助設(shè)備的后側(cè)的下透視圖；

圖10示出了圖7中呼吸輔助設(shè)備的側(cè)方正視圖；

圖11示出了圖7中呼吸輔助設(shè)備的前方正視圖；

圖12示出了圖7中呼吸輔助設(shè)備的后方正視圖；

圖13示出了圖7中呼吸輔助設(shè)備的后部的下透視圖，但從視圖中省略了框架，并且特別示出了罩密封、鼓風(fēng)單元和前額的緩沖器部件；

圖14示出了圖7中呼吸輔助設(shè)備的框架的后透視圖；

圖15和16分別示出了圖7中呼吸輔助設(shè)備的框架的前透視圖和側(cè)方正視圖；

圖17和18分別示出了圖7中呼吸輔助設(shè)備的鼓風(fēng)單元的前透視圖和后透視圖；

圖19示出了圖17中鼓風(fēng)單元的前透視圖，其中移除了進(jìn)氣口過濾器，以便露出馬達(dá)組件；

圖20示出了圖19中鼓風(fēng)單元的前透視圖，其中從鼓風(fēng)單元?dú)んw移除了馬達(dá)組件；

圖21示出了圖17中鼓風(fēng)單元的后透視圖，殼體后側(cè)的一部分被切除以露出葉輪；

圖22示出了穿過圖17中鼓風(fēng)單元的殼體的橫截面視圖；

圖23和24分別示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于圖17中鼓風(fēng)單元的葉輪的透視圖和平面圖；

圖25A和25B分別示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于圖17鼓風(fēng)單元的葉輪的透視圖和平面圖；

圖26A和26B分別示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于圖17鼓風(fēng)單元的具有減少的蓋罩材料的葉輪的平面圖和透視圖；

圖26C和26D分別示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于圖17鼓風(fēng)單元的帶有幅板結(jié)構(gòu)的葉輪的平面圖和透視圖；

圖27示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖17中鼓風(fēng)單元的馬達(dá)和葉輪組件的上透視圖；

圖28示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖27中馬達(dá)組件的定子隔離器的上透視圖；

圖29示出了圖27中鼓風(fēng)單元的馬達(dá)和葉輪組件的上透視圖，其中定子隔離器部件從視圖中省略；

圖30示出了圖29中馬達(dá)和葉輪組件的上透視圖，其中上定子安裝部分從視圖中省略；

圖31A示出了穿過圖27中馬達(dá)和葉輪組件的中心橫截面視圖；

圖31B示出了圖27中馬達(dá)和葉輪組件的上軸承安裝件和下軸承安裝件、磁鐵以及葉輪的側(cè)方正視圖；

圖32A示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖17中鼓風(fēng)單元的馬達(dá)和葉輪組件的透視圖；

圖32B示出了第二實(shí)施例的馬達(dá)的定子疊片；

圖32C示出了第二實(shí)施例的馬達(dá)的極面；

圖32D示出了第二實(shí)施例的馬達(dá)的軸承安裝件；

圖32E示出了第二實(shí)施例的馬達(dá)和葉輪的橫截面視圖；

圖32F示出了第二實(shí)施例的馬達(dá)的馬達(dá)安裝結(jié)構(gòu)；

圖33A和33B示出了形成馬達(dá)的一部分的金屬軸和磁鐵轉(zhuǎn)子組件；

圖33C示出了圖33A、33B中組件的金屬軸；

圖33D示出了形成另一實(shí)施例的馬達(dá)的一部分的塑料軸和磁鐵轉(zhuǎn)子組件；

圖33E和33F示出了用于制造圖33D中塑料軸和轉(zhuǎn)子組件的注射成型工具；

圖33G示出了用于金屬軸/插入件轉(zhuǎn)子組件的注射成型工藝的流程圖；

圖33H示出了用于塑料軸轉(zhuǎn)子組件的注射成型工藝的流程圖；

圖34示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例由使用者穿戴并通過頭飾安裝至使用者頭部的圖7中的呼吸輔助設(shè)備的透視圖；

圖35A示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例由使用者穿戴并通過頭飾安裝至使用者頭部的圖7中的呼吸輔助設(shè)備的透視圖，其中頭飾具有集成到上頭帶和/或下頭帶中的蓄電池；

圖35B示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例由使用者穿戴并通過頭飾安裝至使用者頭部的圖7中的呼吸輔助設(shè)備的透視圖，所述頭飾具有上頭帶和下頭帶以及安裝至使用者頭部的頂部的蓄電池模塊；

圖36示出了根據(jù)本發(fā)明一可選實(shí)施例的安裝至使用者頭部的可穿戴的呼吸輔助設(shè)備的透視圖；

圖37示出了根據(jù)本發(fā)明另一可選實(shí)施例的安裝至使用者頭部的可穿戴的呼吸輔助設(shè)備的透視圖；

圖38示出了根據(jù)本發(fā)明另一可選實(shí)施例的安裝至使用者頭部的可穿戴的呼吸輔助設(shè)備的正視圖；

圖39示出了根據(jù)本發(fā)明另一可選實(shí)施例的安裝至使用者頭部的可穿戴的呼吸輔助設(shè)備的透視圖；

圖40示出了傳統(tǒng)鼓風(fēng)單元的壓力響應(yīng)曲線；

圖41示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鼓風(fēng)單元的壓力響應(yīng)曲線；

圖42示出了傳統(tǒng)鼓風(fēng)單元的平均聲壓級(jí)曲線；

圖43示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鼓風(fēng)單元的平均聲壓級(jí)曲線；

圖44示出了與可穿戴的呼吸輔助設(shè)備通信的基站第一實(shí)施例的示意圖，所述基站驅(qū)動(dòng)用于向呼吸輔助設(shè)備松散聯(lián)接地、無線地輸送電力的獨(dú)立電源接線板；

圖45示出了向可穿戴的呼吸輔助設(shè)備提供直接數(shù)據(jù)通信和無線電力輸送的基站第二實(shí)施例的示意圖，并且該圖舉例示出了可穿戴的呼吸輔助設(shè)備的兩個(gè)不同實(shí)施例，一個(gè)帶有機(jī)載蓄電池，一個(gè)沒有機(jī)載蓄電池；

圖46示出了采用與可穿戴的呼吸輔助設(shè)備數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)集線器(hub)形式的基站第三實(shí)施例以及另外的用于供電和/或充電的獨(dú)立供電電纜的示意圖，并且特別示出了用于具有機(jī)載蓄電池的可穿戴的呼吸輔助設(shè)備、用于無蓄電池的可穿戴的呼吸輔助設(shè)備或者為這樣的設(shè)備的可移除蓄電池充電的各種不同的供電和/或充電構(gòu)造；

圖47示出了與可穿戴的呼吸輔助設(shè)備數(shù)據(jù)通信的基站第四實(shí)施例的示意圖，所述基站包括蓄電池組充電配接站和用于供電和/或充電的供電電纜，并且特別示出了用于具有機(jī)載蓄電池的可穿戴呼吸輔助設(shè)備和用于無蓄電池的可穿戴呼吸輔助設(shè)備的供電和/或充電構(gòu)造；

圖48示出了與可穿戴的呼吸輔助設(shè)備數(shù)據(jù)通信的基站第五實(shí)施例的示意圖，所述基站包括用于為呼吸輔助設(shè)備無線充電的集成充電接線板和用于供電和/或充電的供電電纜，并且特別示出了用于具有機(jī)載蓄電池的可穿戴呼吸輔助設(shè)備和用于無蓄電池的可穿戴呼吸輔助設(shè)備的供電和/或充電構(gòu)造；

圖49示出了與可穿戴的呼吸輔助設(shè)備數(shù)據(jù)通信的基站第六實(shí)施例的示意圖，所述基站包括用于供電和/或充電的供電電纜，并且特別示出了用于具有機(jī)載蓄電池的可穿戴呼吸輔助設(shè)備、用于無蓄電池的可穿戴呼吸輔助設(shè)備或者為這樣的設(shè)備的可移除蓄電池充電的各種不同的供電和/或充電構(gòu)造；以及

圖50示出了直接經(jīng)由用于向呼吸系統(tǒng)設(shè)備松散聯(lián)接地、無線地輸送電力的獨(dú)立電源接線板，與可穿戴的呼吸輔助設(shè)備通信的基站第七實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

概述

本發(fā)明涉及一種呼吸輔助設(shè)備(呼吸設(shè)備)，其能夠向使用者或患者供給呼吸氣體流，以便進(jìn)行呼吸治療。將舉例介紹被構(gòu)造用作CPAP呼吸設(shè)備的呼吸設(shè)備的實(shí)施例，但是應(yīng)該意識(shí)到呼吸設(shè)備也可以適用于或構(gòu)造用于其它的PAP治療，包括但不限于雙PAP治療或采用向使用者輸送氣流的任何其它適合的呼吸治療。

可穿戴

參照圖7-12，在該實(shí)施例中，呼吸設(shè)備20是便攜式和完全可穿戴的。特別地，呼吸設(shè)備20采用頭部安裝的CPAP呼吸設(shè)備的形式。呼吸設(shè)備20可操作用于以可控的連續(xù)壓力輸送或供給呼吸氣體(例如大氣空氣)流，正如CPAP設(shè)備和治療領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的那樣。呼吸設(shè)備可以被構(gòu)造用于一患者所需的任何想要的流速和/或壓力輸送氣體，無論是定制成單個(gè)或多個(gè)分散流速和/或壓力，或者無論被構(gòu)造用于在流速和/或壓力范圍內(nèi)運(yùn)行。僅舉例來說，呼吸設(shè)備可操作用于以0-120升每分鐘范圍內(nèi)的流速輸送氣體，并可以建立0-25厘米水柱范圍內(nèi)的壓力，或者根據(jù)患者需要，可以定制成在這些范圍的子區(qū)間內(nèi)運(yùn)行。呼吸設(shè)備20是便攜式的，主要部件全部設(shè)置在一可頭部安裝或其它方式穿戴的單元或組件中。正如后面將要更加詳細(xì)地解釋的，呼吸設(shè)備的電源也可以是頭部安裝的，或可選地能夠硬連接(hardwired)至主單元，并由使用者攜帶或其它方式穿戴，例如在口袋中或皮帶安裝。呼吸設(shè)備20包括一基部或主體22，鼓風(fēng)單元24和患者接口或罩26集成、固定或可釋放地安裝至所述基部或主體22。在圖10中，呼吸設(shè)備20具有用箭頭A指示的面向使用者側(cè)(或后側(cè))和用箭頭B指示的面向外側(cè)(或前側(cè))。

鼓風(fēng)單元24包括可旋轉(zhuǎn)的葉輪，所述葉輪被構(gòu)造用于通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口28吸取或吸入周圍的大氣氣體，然后將那些氣體加壓成加壓氣源或加壓氣流。CPAP設(shè)備和治療領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，鼓風(fēng)單元24包括可控的變速風(fēng)扇單元，所述可控變速風(fēng)扇單元可由一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)控制，以在罩26處生成所希望水平的氣體流量和/或壓力。

鼓風(fēng)單元24經(jīng)由氣道或氣體通道與罩26流體連接或流體連通，由此，鼓風(fēng)單元24生成的加壓氣體可以流入罩26的內(nèi)部空腔30(參見圖9)，以便根據(jù)所采用的罩的類型，經(jīng)由使用者的鼻子和/或嘴，被使用者呼吸。在該實(shí)施例中，設(shè)置鼻罩26，其被構(gòu)造用于在鼻子周圍與使用者的臉部密封地接合，但是可選地，也可以使用其它的患者接口或罩，包括但不限于覆蓋使用者鼻子和嘴的全面罩、用于使用者的嘴的口罩、鼻插管或鼻叉、或者用于呼吸氣體的任何其它適合的罩或患者接口。

在呼吸設(shè)備20上設(shè)置有頭飾(圖7-12未顯示)，用于將該設(shè)備固定到使用者頭部上?？梢圆捎酶鞣N頭飾組件構(gòu)造將呼吸設(shè)備固定到使用者頭部上，頭飾構(gòu)造的一些示例將在后面舉例介紹。一些示例的頭飾構(gòu)造包括上頭帶和下頭帶，所述上頭帶在鼓風(fēng)單元24附近連接至或聯(lián)接于呼吸設(shè)備的上部，并在使用者耳部上方的使用者頭部的上部周圍延伸，所述下頭帶在罩26附近聯(lián)接于或連接至呼吸設(shè)備的下部，并在使用者頭部的下部周圍延伸，典型在耳部高度處或者低于耳部高度。

控制器

呼吸設(shè)備20具有機(jī)載電子控制器(例如微型控制器、微處理器或類似物)或控制系統(tǒng)，所述機(jī)載電子控制器或控制系統(tǒng)安裝在鼓風(fēng)單元24、主體22或呼吸設(shè)備的另一部分上或內(nèi)。除了其它功能外，電子控制器主要被構(gòu)造用于通過控制鼓風(fēng)單元24內(nèi)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速，控制輸送至使用者的呼吸氣體的壓力，這是CPAP呼吸設(shè)備領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白的。例如，鼓風(fēng)單元在使用中被設(shè)置到使用者指定的壓力級(jí)和/或可以自動(dòng)地控制壓力級(jí)。取決于使用者呼吸，優(yōu)選實(shí)施例的流速將在使用期間變化。供給鼓風(fēng)單元的電力可以變化以改變?nèi)~輪旋轉(zhuǎn)的速度并且因此改變壓力。

電子控制器可以通過包括設(shè)置在呼吸設(shè)備上的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)、按鈕、刻度盤、觸摸屏控制面板的機(jī)載使用者界面或控制面板進(jìn)行控制。另外或者可選地，所述機(jī)載控制器可由一外部控制裝置(例如遙控器、個(gè)人電腦、諸如運(yùn)行智能手機(jī)應(yīng)用的智能手機(jī)的便攜式通信裝置、或任何其它的可編程裝置，便攜式的或其它的)操作或遠(yuǎn)程控制，所述外部控制裝置經(jīng)由無線通信介質(zhì)與機(jī)載控制器通信，例如射頻通信、藍(lán)牙、Wi-Fi、紅外、或任何其它的無線通信標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)。

在一些實(shí)施例中，控制器可以被構(gòu)造用于對(duì)鼓風(fēng)單元的馬達(dá)采用無傳感器的矢量控制(亦稱場定向控制)。

控制系統(tǒng)可以包括位于呼吸設(shè)備內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述傳感器被構(gòu)造用于測量各種操作參數(shù)，為控制器生成代表性傳感器信號(hào)。例如，在一些實(shí)施例中，呼吸系統(tǒng)可以包括位于空氣流路中的流速傳感器和/或壓力傳感器。所測量的信號(hào)由控制器處理，用于控制鼓風(fēng)單元中的馬達(dá)，以向使用者輸送所希望的壓力和/或流量，正如CPAP呼吸設(shè)備領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的那樣。

控制系統(tǒng)還可以包括另外的傳感器，例如EEG、濕度、溫度或加速度計(jì)，以根據(jù)需要提供另外的特征或益處。

傳感器可以是硬連接的或無線的，或者是兩者的組合。在一些實(shí)施例中，傳感器可以硬連接到機(jī)載電源模塊上，或者可選地，在連接范圍內(nèi)，由一無線電力輸送系統(tǒng)無線地供以電力。在一些實(shí)施例中，傳感器硬連接到機(jī)載控制器上，這樣，控制器接收所生成的傳感器信號(hào)和/或傳感器數(shù)據(jù)。另外或者可選地，傳感器可以被構(gòu)造用于在連接范圍內(nèi)，向機(jī)載控制器或直接向外部系統(tǒng)或裝置無線地傳遞傳感器信號(hào)或傳感器數(shù)據(jù)。

電源

呼吸設(shè)備20優(yōu)選由頭部安裝的機(jī)載電源組或模塊供以電力。電源模塊可以采用儲(chǔ)能裝置的形式，例如但不限于，包括一個(gè)或多個(gè)蓄電池(通常不一定必須是可再充電的)的蓄電池組，燃料電池，電容器，或任何其它適合的儲(chǔ)能裝置。電源和相關(guān)聯(lián)的電路可以安裝到呼吸設(shè)備上或內(nèi)，例如鼓風(fēng)單元24或主體22，或者可以安裝到呼吸設(shè)備的頭飾或任何其它部分上或者與之相集成。另外或者可選地，電源模塊可以是非頭部安裝的，而是以其它方式便攜和穿戴，其可以通過電纜或其它硬連線連接至呼吸設(shè)備。在這樣的實(shí)施例中，如果使用者正在移動(dòng)，電源模塊可以攜帶或穿戴(例如攜帶)在使用者衣服的口袋中或者皮帶安裝。另外，如果需要，電源模塊也可以放置在使用者附近的方便的位置。通常，電源模塊是DC電源。另外或者可選地，呼吸設(shè)備也可以構(gòu)造用于選擇連接一AC電源適配器，所述AC電源適配器連接至一AC電力網(wǎng)供電，并將其轉(zhuǎn)換成用于呼吸設(shè)備的DC電源。由AC電源適配器供給的電力也可以被構(gòu)造用于對(duì)呼吸設(shè)備上機(jī)載的任何蓄電池電源再充電。

如果電源模塊是可再充電的儲(chǔ)能裝置，例如可再充電電池組，或者如果電源模塊包括可再充電的蓄電池，可以通過有線或無線充電系統(tǒng)進(jìn)行再充電，包括但不限于感應(yīng)電力輸送，將在后面參照圖44-50解釋一些示例。

應(yīng)該意識(shí)到，在一些實(shí)施例中，呼吸設(shè)備可以是無蓄電池的(即沒有機(jī)載電源模塊)，其可以直接由上述的AC電源適配器供以電力，或者可選地，經(jīng)由無線電力輸送系統(tǒng)供以電力，正如后面所述的那樣。

被動(dòng)增濕

在該實(shí)施例中，呼吸設(shè)備20被構(gòu)造用于利用罩空腔內(nèi)積聚的濕氣或濕度提供呼吸氣體的被動(dòng)增濕和溫暖或加熱，以及在呼吸設(shè)備內(nèi)保持由使用者呼出的氣體形成的空氣流動(dòng)通道或空氣流路的體積。該被動(dòng)增濕也可以加熱呼吸氣體。該被動(dòng)增濕方法消除了主動(dòng)增濕的需要，主動(dòng)增濕通常由包括鼓風(fēng)單元之后的增濕腔的傳統(tǒng)增濕單元實(shí)施，正如傳統(tǒng)CPAP治療呼吸設(shè)備中大家所熟知的那樣。在一些實(shí)施例中，還可以在空氣流路中提供一個(gè)或多個(gè)熱量濕氣交換器(HME)，以進(jìn)一步提高被動(dòng)增濕循環(huán)效果。

在一些實(shí)施例中，可以采用罩凝結(jié)控制/減少方法。這包括但不限于：可滲透的罩材料，液滴收集系統(tǒng)和罩表面的加熱。

零偏流

在該實(shí)施例中，呼吸設(shè)備20沒有采用偏流幫助排出使用者呼出的氣體，正如參照圖1和2所介紹的傳統(tǒng)CPAP治療呼吸設(shè)備中所熟知的，其中呼吸氣體沿著柔性氣體導(dǎo)管3到諸如鼻罩的患者接口5被輸送至患者。在該實(shí)施例中，呼吸設(shè)備具有零偏流構(gòu)造。呼吸設(shè)備20被構(gòu)造用于在鼓風(fēng)機(jī)入口28和罩26的出口區(qū)域之間限定一基本上密封的內(nèi)部空氣流動(dòng)通道或空氣流路，所述空氣流動(dòng)通道或空氣流路具有足夠小的容積，以控制或減少CO2再呼吸到可接受或所希望的程度，不像傳統(tǒng)CPAP呼吸設(shè)備中那樣需要偏流幫助吹出呼出的氣體。呼吸設(shè)備20內(nèi)的內(nèi)部空氣流動(dòng)通道總?cè)莘e或氣體路徑總?cè)莘e通常由空氣通道或氣體路徑在大氣和使用者嘴之間穿過呼吸輔助設(shè)備的總累積容積限定，即，從鼓風(fēng)單元24的進(jìn)氣口到使用者鼻子和/或嘴處(取決于患者接口的類型)的患者接口或罩26的出氣口或出口區(qū)域，所述內(nèi)部空氣流動(dòng)通道總?cè)莘e或氣體路徑總?cè)莘e包括鼓風(fēng)單元24的內(nèi)部容積、鼓風(fēng)單元24的出口和主體22上罩26的入口之間的任何空氣通道或連接端口、以及罩26的內(nèi)部容積或空腔30。由于受控的容積允許一部分呼出氣體通過呼吸設(shè)備從后面排放，并控制CO2從鼓風(fēng)單元進(jìn)氣口28離開呼吸輔助設(shè)備，進(jìn)入大氣，所以空氣流動(dòng)通道容積被構(gòu)造用于在預(yù)定范圍內(nèi)，以致控制CO2再呼吸到所希望的程度。在該實(shí)施例中，內(nèi)部空氣流動(dòng)通道總?cè)莘e優(yōu)選小于200毫升。

在其它的實(shí)施例中，呼吸設(shè)備可以被構(gòu)造用于選擇性地經(jīng)由通常在患者接口或罩中的或者在空氣流路中的其它地方處的一個(gè)或多個(gè)氣體清除出口，提供“減少”或少量的偏流，通常較圖1和2中的傳統(tǒng)CPAP治療呼吸設(shè)備所提供的程度減少。偏流的程度在一些實(shí)施例中是可控的。

加熱

在一些實(shí)施例中，鼓風(fēng)單元24中可以提供對(duì)呼吸氣體的附加加熱，其中，通過強(qiáng)制對(duì)流傳熱，從馬達(dá)和控制電路散逸的熱量起到將進(jìn)來的呼吸氣體加熱到高于外界溫度的作用。

基站

在該實(shí)施例中，呼吸設(shè)備還選擇性地設(shè)置有獨(dú)立的基站，所述基站被構(gòu)造用于向呼吸設(shè)備供應(yīng)電力，以便操作和/或?yàn)槿魏螜C(jī)載儲(chǔ)能裝置充電，例如蓄電池組或類似物?；玖硗膺€可以被構(gòu)造用于提供數(shù)據(jù)通信用于適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸，和/或可以被構(gòu)造用于配接站或安裝機(jī)架，當(dāng)不使用時(shí)，呼吸設(shè)備可以配接或安裝或其它方式儲(chǔ)存在所述配接站或安裝機(jī)架上?；究梢允潜粯?gòu)造用于擱置在一平的表面上、例如一平臺(tái)上的單元或組件，或者可選地，可以在一方便的部位壁裝或固定到任何其它結(jié)構(gòu)上?；究梢栽O(shè)置有或控制一集成或獨(dú)立的電力模塊或系統(tǒng)，所述電力模塊或系統(tǒng)被構(gòu)造用于在運(yùn)行期間連接至呼吸設(shè)備并為其供以電力和/或?yàn)槿魏螜C(jī)載電源再充電，或者當(dāng)其配接時(shí)或者以其它方式在連接范圍內(nèi)。電力系統(tǒng)可以經(jīng)由硬連接電纜連接至呼吸設(shè)備或一無線能量輸送系統(tǒng)(例如但不限于電磁感應(yīng)電力輸送、電磁輻射電力輸送或類似物)。另外或者可選地，基站可以提供其它任選的特征和功能，例如通信模塊用于適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸，存儲(chǔ)器插入接口、校準(zhǔn)、干燥、清潔、時(shí)鐘收音機(jī)、音樂播放器。僅舉例來說，各種基站實(shí)施例將在后面參照圖44-50介紹。

型式變化

在一些實(shí)施例中，呼吸輔助設(shè)備的一些或所有元件或部件可以是一次性的或可更換的，包括但不限于，罩或罩組件、鼓風(fēng)單元、和主體，它們本身或它們的部件。

在一些實(shí)施例中，鼓風(fēng)單元和患者接口中的任一個(gè)或兩個(gè)可以是模塊化部件，這些模塊化部件可釋放地或可移除地安裝至或附著于主體，使得不同類型、不同規(guī)格、不同尺寸或不同任何其它特性的不同患者接口或鼓風(fēng)單元可以連接至主體，以改變或定制呼吸設(shè)備的操作、性能、規(guī)格、特性和或功能，滿足特定的應(yīng)用或終端使用者需求。

在一些實(shí)施例中，呼吸輔助設(shè)備可以設(shè)置或被構(gòu)造用于在限定的壓力范圍內(nèi)、例如在1-4厘米水柱內(nèi)運(yùn)行的打鼾治療裝置。在這樣的實(shí)施例中，呼吸輔助設(shè)備的尺寸應(yīng)小于構(gòu)造為用于PAP治療的裝置。

在一些實(shí)施例中，呼吸輔助設(shè)備可以被構(gòu)造用于以診斷模式運(yùn)行，或者用于家庭，或者用于住宿診所。在這樣的實(shí)施例中，呼吸輔助設(shè)備可以具有一個(gè)或多個(gè)輔助傳感器(EEG，加速度計(jì)，SpO2等)。

在一些實(shí)施例中，一旦檢測到患者醒來，就可以將呼吸輔助設(shè)備切換到“零壓力”或“低壓力”模式，或通過患者人工干預(yù)進(jìn)行切換，例如按設(shè)備上的按鈕或檢測指示醒來狀態(tài)的頭部或身體動(dòng)作。

在一些實(shí)施例中，可以設(shè)置多個(gè)不同型式的呼吸輔助設(shè)備，每個(gè)被構(gòu)造用于在一特定的限定壓力范圍下運(yùn)行，以對(duì)于每個(gè)壓力范圍最小化設(shè)備的重量和尺寸，并且每個(gè)均具有針對(duì)該型式的目標(biāo)壓力范圍優(yōu)化的鼓風(fēng)單元和電源。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以提供三種獨(dú)立的型式，分別覆蓋4-10、8-14、和12-20厘米水柱的壓力范圍。

主體和罩組件

參照圖7-16，將更加詳細(xì)地介紹呼吸設(shè)備20的主體22和罩26。圖14-16示出了隔離中的主體22。在該實(shí)施例中，主體22的上或頂部分包括被構(gòu)造用于相對(duì)于主體的其余部分大體上水平地或側(cè)向地延伸的前額支撐部件32。當(dāng)使用者穿戴時(shí)，前額支撐部件32被構(gòu)造用于位于使用者前額附近。主體22的下或底部分包括罩體34，所述罩體34形成為呼吸設(shè)備20的罩26或罩組件的一部分。前額支撐部件32和罩體34通過一中心垂直延伸的垂直支撐部件或連接部件36連接在一起。在該實(shí)施例中，前額支撐部件32、垂直支撐部件36和罩體34優(yōu)選由硬塑料材料形成，例如但不限于，聚碳酸酯，尼龍，乙?；蚱渌愃朴菜芰稀＿@些部件32、34、36優(yōu)選一體形成為單件，不過應(yīng)當(dāng)理解，在可選實(shí)施例中，這些部件可以分別形成，然后連接、固定或其它方式可釋放地聯(lián)接在一起，形成本體22。水平前額支撐部件32和垂直支撐部件36共同形成一T形，可以統(tǒng)稱作“T形件”。

在該實(shí)施例中，前額支撐部件32基本上在水平方向延長，并在第一端38a和第二端38b之間延伸。在各端或朝著各端，設(shè)置一連接孔40，頭帶的相應(yīng)端可釋放地或固定地連接或聯(lián)接于所述連接孔40。前額支撐部件32也設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)安裝孔42，借此，一個(gè)或多個(gè)墊片或襯墊44可釋放地或固定地安裝在主體22的面向使用者側(cè)。在該實(shí)施例中，為接收和保持相應(yīng)的襯墊部件44(參見圖13)，設(shè)置一對(duì)安裝孔42，每個(gè)安裝孔42位于朝著前額支撐部件32相對(duì)于中心的相應(yīng)側(cè)。在該實(shí)施例中，安裝孔42被構(gòu)造用于可釋放地接收和保持設(shè)置在襯墊部件44的后側(cè)上的互補(bǔ)安裝形式44a。在使用時(shí)，前額支撐部件32靠著使用者的前額，并在裝配時(shí)對(duì)罩26提供穩(wěn)固。

在該實(shí)施例中，主體22的罩體34形成一內(nèi)部空腔30(參見圖14)，呼吸氣體從所連接的鼓風(fēng)單元24供給到所述內(nèi)部空腔30中，鼓風(fēng)單元24經(jīng)由主體22的空氣通道與罩體34流體連通。參照圖15和16，罩體34設(shè)置有在罩體前側(cè)頂上或朝著罩體前側(cè)頂?shù)倪M(jìn)氣口50，在該實(shí)施例中，進(jìn)氣口50位于中心或與主體22的垂直支撐部件36對(duì)齊。一氣體流路或通道從罩體入口50延伸，終止或通向罩體34的內(nèi)部空腔30。

在該實(shí)施例中，罩26或罩密封組件被構(gòu)造用于可釋放地安裝至罩體34。參照圖13，罩26在該實(shí)施例為一鼻罩，其被構(gòu)造用于在鼻子周圍與使用者的臉部密封地接合，并且具有接合使用者的前側(cè)26a和用于接合罩體34的后側(cè)26b。罩密封組件26可以包括位于前側(cè)26a上的彈性密封或襯墊，所述彈性密封或襯墊的形狀設(shè)計(jì)成基本上適合或符合使用者臉部的外形，以便密封接合，一塑料夾子可設(shè)置在后側(cè)26b上，用于可釋放地安裝或接合設(shè)置在罩體34上的互補(bǔ)接收保持形式。例如，罩密封組件26的塑料或剛性夾子可以是繞后側(cè)26a上的罩密封組件26的周緣延伸的形式，并且所述形式接合或可釋放地聯(lián)接繞罩體34的周緣34a(參見圖14)延伸的互補(bǔ)形狀的凹部或形式。罩密封組件26的前側(cè)26a上的彈性密封可以例如由軟塑料材料形成，例如硅酮?；颊呓涌陬I(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白由罩體34和罩密封組件26形成的罩組件的形式和構(gòu)造，舉例來說，可以是US2010/0006101中所述的那種類型，該申請的內(nèi)容在此引入作為參考。雖然罩26優(yōu)選可釋放地安裝至罩體34以便可以根據(jù)需要移除、更換或清潔，但是，在可選實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)明白，罩可以與罩體34一體形成，或者罩可以固定至罩體34。

在該實(shí)施例中，罩體34的前側(cè)設(shè)置有被構(gòu)造用于滑動(dòng)地接收和保持頭飾組件的一部分的一個(gè)或多個(gè)夾子52(參見圖15和16)或保持形式。例如，頭飾組件可以具有在使用者頭部周圍、在耳部高度下方或耳部高度處延伸的下帶，所述下帶通過夾子52連接至呼吸設(shè)備的下部。在一個(gè)實(shí)施例中，下頭帶可以包括一細(xì)長滑行部件，所述細(xì)長滑行部件可以在所述一個(gè)或多個(gè)夾子52內(nèi)滑動(dòng)或滑行，使得罩組件可以相對(duì)于頭飾側(cè)向移動(dòng)，正如后面將要更加詳細(xì)地解釋的那樣。

在該實(shí)施例中，鼓風(fēng)單元24安裝到主體22上，使之在使用時(shí)位于使用者的前額區(qū)域中。例如，鼓風(fēng)單元24設(shè)置在或安裝至主體的上部上，例如T形件上。在該實(shí)施例中，鼓風(fēng)單元24安裝到前額支撐部件32上或安裝在T形件的前額支撐區(qū)域中，并且通常位于主體側(cè)面中心。

在該實(shí)施例中，鼓風(fēng)單元24可釋放地安裝至主體22。前額支撐部件32設(shè)置有一中心安裝孔54(參見圖15)，安裝孔54被構(gòu)造用于接收和保持設(shè)置在鼓風(fēng)單元24的后側(cè)上的互補(bǔ)安裝突起或形式56(參見圖13)。在該實(shí)施例中，安裝孔54具有由一延伸或重疊至一較小下孔中的上圓孔形成的鎖眼型形狀。在使用時(shí)，鼓風(fēng)單元的保持形式56采用圓柱形突起的形式，該圓柱形突起終止于較大直徑的圓形止動(dòng)部件，使得形式56可以被插入貫穿鎖眼型孔54的大孔，然后向下滑動(dòng)至與鎖眼型安裝孔54的小孔牢固地保持接合。應(yīng)該明白，這僅僅是用于將鼓風(fēng)單元24附著于呼吸設(shè)備20的主體22的可釋放安裝構(gòu)造的一種類型?？蛇x地，可以使用0各種其它替代的可釋放安裝配置或構(gòu)造，例如但不限于磁聯(lián)接、夾子或夾持系統(tǒng)、鉤環(huán)緊固構(gòu)造等等。此外，在可選實(shí)施例中，鼓風(fēng)單元的殼體或外殼可以與主體22一體形成。

鼓風(fēng)單元24的底部或下側(cè)設(shè)置有出氣口(參見圖13)，鼓風(fēng)單元的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇或葉輪生成的加壓氣流通過該出氣口離開鼓風(fēng)單元。在該實(shí)施例中，出氣口包括終止于出口孔58或開口的管狀連接件57。連接件57被構(gòu)造用于，當(dāng)鼓風(fēng)單元牢固地安裝至主體上時(shí)，密封地接合到罩體34的進(jìn)氣口50或密封地接合罩體34的進(jìn)氣口50。這允許呼吸氣體從鼓風(fēng)單元24貫穿流入主體22的空氣流動(dòng)通道中，然后流入罩體34的內(nèi)部空腔30中。

鼓風(fēng)單元?dú)んw

現(xiàn)在參照圖17-33H，將更加詳細(xì)地介紹呼吸設(shè)備20的鼓風(fēng)單元24的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，從平面圖觀察，鼓風(fēng)單元24包括基本上環(huán)形的殼體或外殼60。殼體60具有由箭頭C整體指示的前側(cè)或前表面以及由箭頭D整體指示的后側(cè)或后表面以及在兩側(cè)之間延伸的周壁72。殼體60限定一帶有用于接收和保持鼓風(fēng)機(jī)零件、例如馬達(dá)和葉輪的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的大體上中空的內(nèi)部。

殼體的前側(cè)或表面包括形成進(jìn)氣口的一個(gè)或多個(gè)孔或開口64。在該實(shí)施例中，進(jìn)氣口64是位于殼體60的前側(cè)或表面的近似中心的圓孔，并從殼體的外部延伸到內(nèi)部。在使用時(shí)，鼓風(fēng)單元24的前面背對(duì)(face away from)使用者，大氣空氣經(jīng)由進(jìn)氣口64被吸入鼓風(fēng)單元的殼體，在這里，大氣空氣被旋轉(zhuǎn)葉輪壓縮，在鼓風(fēng)單元的出氣口生成加壓氣流。雖然呼吸氣體流動(dòng)的主導(dǎo)方向是從鼓風(fēng)單元的進(jìn)氣口64到鼓風(fēng)單元的出氣口，然后進(jìn)入用于由使用者憑借罩26接收的罩體22內(nèi)，但是，在使用者呼吸循環(huán)終了期間，還存在沿著相反方向的逆流，其中，呼出氣體可以通過罩26回流，并從鼓風(fēng)單元的進(jìn)氣口64離開呼吸設(shè)備，回到大氣。所以，所謂的進(jìn)氣口/出氣口都是雙方向的，不限制在任何特定方向上的流動(dòng)。在該實(shí)施例中，進(jìn)氣口64包括過濾器66，所述過濾器66可以是具有過濾進(jìn)入的空氣并充當(dāng)熱量濕氣交換器(HME)的雙重目標(biāo)的泡沫材料。在可選實(shí)施例中，進(jìn)氣口不一定必須包括過濾器。在使用時(shí)面向使用者的殼體的后側(cè)或表面包括如前所述的用于將鼓風(fēng)單元安裝到主體22上的安裝突起或形式56(參見圖18)。

鼓風(fēng)單元?dú)んw60容納有被構(gòu)造用于旋轉(zhuǎn)或驅(qū)動(dòng)葉輪的馬達(dá)，所述葉輪也安裝在殼體中。在該實(shí)施例中，鼓風(fēng)單元包括輕質(zhì)/低慣性葉輪。葉輪的輕質(zhì)特性提供了低慣性。在使用時(shí)，鼓風(fēng)單元24可以被控制或設(shè)置成在使用者指定的流速和/或壓力級(jí)下輸送呼吸氣體。取決于使用者的呼吸，流速可以在使用期間變化。輸送至鼓風(fēng)單元的馬達(dá)的電力可以通過來自控制器的控制信號(hào)變化，以改變?nèi)~輪旋轉(zhuǎn)的速度并且因此改變罩26處呼吸氣體的流速和/或壓力。

參照圖22，由于從視圖中省略了馬達(dá)和葉輪，所以可以更清楚地看到殼體60的總體內(nèi)部構(gòu)造。如圖所示，殼體內(nèi)部被分割或分隔成一個(gè)或多個(gè)流體連接區(qū)域。在該實(shí)施例中，殼體60內(nèi)部被分割或分成鄰近前側(cè)的第一或上內(nèi)部區(qū)域82和鄰近后側(cè)的第二或低內(nèi)部區(qū)域92。在該實(shí)施例中，上部區(qū)域82和下部區(qū)域92由分隔層或分割件84形成或建立。在該實(shí)施例中，分割件84為平行于殼體的前側(cè)和后側(cè)的水平定向圓形板或部件，其延伸橫跨在中間位置的周壁72的內(nèi)表面之間或在殼體的前側(cè)和后側(cè)之間的內(nèi)部區(qū)域。

馬達(dá)組件80安裝在殼體60的上部區(qū)域82中，其限定在包括進(jìn)氣口64和過濾器66的殼體的前側(cè)與分割件84之間，如圖19所示。圖20示出了殼體60，移除了馬達(dá)80，使上部區(qū)域的安裝馬達(dá)的接收空腔露出來。如圖所示，分割件84包括中心孔86，馬達(dá)的可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸貫穿所述中心孔86延伸，以聯(lián)接于下方的下部區(qū)域92中的葉輪90。該孔86也是足夠大以允許氣體流過或被吸過上部區(qū)域82和下部區(qū)域92之間的孔。例如，在運(yùn)行時(shí)，大氣氣體經(jīng)由進(jìn)氣口64和過濾器66被吸入到馬達(dá)所在的上部區(qū)域82中，然后經(jīng)過分割件孔86，流入葉輪90所在的下部區(qū)域92。應(yīng)該明白，可以在分割件84上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)另外的孔，以增加空氣從上部區(qū)域82到下部區(qū)域92的流量。

在可選實(shí)施例中，氣體在上部區(qū)域和下部區(qū)域之間流過的分割件84中的孔可以是位于或靠近分割件的外邊緣的開口。例如，所述開口可以是分隔層84中的切口或殼體的某一其它構(gòu)造/形狀，使得分隔層84和殼體的組合/布置在兩者之間形成孔/開口。例如，切口可以在殼體和分隔層84之間形成圓周孔。圓周孔的曲率/半徑的中心優(yōu)選偏離分隔層84的半徑的中心，或者具有不同于分隔層84的圓周的曲率，由此在分隔層的圓周周圍生成偏心的或其它方式偏移的圓周孔。這生成了帶有從前沿跨越到后沿的月牙形(“微笑”)開口的孔。但是，該孔可以是相對(duì)于葉輪旋轉(zhuǎn)平面逐漸打開和關(guān)閉的任何形狀。該孔允許從鼓風(fēng)機(jī)頂部的高靜壓源逐漸供給壓力和流量。該孔打開和關(guān)閉的角度被調(diào)成允許逆流以穩(wěn)定的方式通過系統(tǒng)返回。而且，由于其在幾何形狀上沒有急劇豁口，有助于葉片經(jīng)過噪音的降低。

葉輪90安裝在殼體60的下部區(qū)域92中，所述下部區(qū)域92限定在殼體的后側(cè)與分割件84之間，如圖21所示，圖21示出了殼體后側(cè)的剖視圖，以露出葉輪90。

在該實(shí)施例中，鼓風(fēng)單元24的出氣口從殼體的周壁72向外延伸。參照圖17、18和22，出氣口包括連接至殼體60的內(nèi)部區(qū)域的出氣通道70，所述出氣通道70從殼體的周側(cè)壁72、在鼓風(fēng)單元的底部或朝著該底部向外延伸。出口通道70在其外端設(shè)置有一管狀連接件57，連接件57終止于一出口孔58，加壓氣流可以流過該出口孔58。連接件57在該實(shí)施例中為圓形橫截面，其被構(gòu)造用于連接或聯(lián)接主體22的進(jìn)氣口50，以便將鼓風(fēng)單元流體連接至主體22和罩26，用于氣體流動(dòng)。在該實(shí)施例中，出口通道70具有大體上圓形的橫截面，并且從殼體的中心徑向向外延伸。但是，出口通道70也可以布置成與圓形殼體成任何替換的適合角度地向外延伸，例如定位成基本上切向于殼體的側(cè)壁，或者在切向和徑向之間成任何適合的角度。應(yīng)該明白，出口通道70和連接件57的橫截面形狀不一定必須是圓形的，其可以是任何其它所希望的或適合的形狀。出口通道70使由葉輪90向外推動(dòng)的氣體合并成一氣流，并且限定了氣流從鼓風(fēng)單元流出的方向。

回到圖22，殼體60還設(shè)置有一內(nèi)部構(gòu)造93，所述內(nèi)部構(gòu)造93形成或提供了從下部區(qū)域92到蝸殼96或漸變區(qū)域的空氣通道94或路徑。在經(jīng)由出口通道70從鼓風(fēng)單元排出之前，蝸殼96收集旋轉(zhuǎn)葉輪90向外推動(dòng)的氣體，所述出口通道70流體連接至蝸殼。在運(yùn)行時(shí)，蝸殼96中循環(huán)的氣體被分流到出口通道70中，形成壓縮氣流。在該實(shí)施例中，蝸殼96是在殼體內(nèi)繞殼體的上部區(qū)域82的外部周向延伸的流道或通道。在該實(shí)施例中，空氣通道94從下部區(qū)域向上延伸到蝸殼96中，并且周向位于殼體60內(nèi)部的周邊周圍。

應(yīng)該意識(shí)到，從殼體60的進(jìn)氣口64到葉輪90所在的下部區(qū)域92的氣體路徑能夠以其它方式設(shè)置，不一定必須流過馬達(dá)所在的上部區(qū)域82。例如，在一可選實(shí)施例中，進(jìn)氣口可以設(shè)置在殼體的后側(cè)，鄰近下部區(qū)域92中的葉輪。

運(yùn)行

在鼓風(fēng)單元24運(yùn)行期間，馬達(dá)80帶動(dòng)葉輪90旋轉(zhuǎn)，通過進(jìn)氣口64抽吸氣體，進(jìn)入殼體的上部區(qū)域82中，然后經(jīng)過馬達(dá)組件80，到達(dá)分割件84的中心孔86。經(jīng)過馬達(dá)組件80的空氣還可以起到冷卻馬達(dá)的作用。無蓋罩的葉輪允許空氣以該方式抽吸經(jīng)過馬達(dá)，從而提供冷卻。氣體經(jīng)過孔86流入下部區(qū)域92，然后通過葉輪的葉片，流向下部區(qū)域中的殼體的周側(cè)壁72。葉輪葉片將強(qiáng)旋轉(zhuǎn)力施加到在鼓風(fēng)機(jī)殼體的下部區(qū)域92中循環(huán)的氣體，由此生成高循環(huán)氣體速度。由于區(qū)域之間的壓力差，下部區(qū)域92中的氣體將通過空氣通道94自然流入蝸殼96中。當(dāng)下部區(qū)域92中的具有高速度和低壓力的氣體進(jìn)入蝸殼96時(shí)，氣體速度下降，壓力增加。典型地，蝸殼96具有比下部區(qū)域92更大的體積以有助于促進(jìn)氣體壓力增加。

通過將鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部空間分割成兩個(gè)獨(dú)立區(qū)域，可以實(shí)現(xiàn)許多優(yōu)點(diǎn)。在傳統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)中，離開葉輪的高速氣體入射到限定一物理邊界的邊緣或突舌，在所述物理邊界處，氣體由蝸殼分開進(jìn)入出口通道。在突舌處入射的高速氣流是紊流，并且對(duì)于鼓風(fēng)機(jī)性能是效率低的。由突舌導(dǎo)致的紊流(turbulence)也引起噪聲源。相反，通過將鼓風(fēng)單元的殼體分割成獨(dú)立的、但相連的氣體區(qū)域，減小了由突舌引起的碰撞。下部區(qū)域92允許氣體以高速度循環(huán)。氣體路徑或通道94提供了到蝸殼96的沒有空氣動(dòng)力學(xué)紊流邊緣的流體路徑。當(dāng)循環(huán)氣體已進(jìn)入蝸殼區(qū)域96時(shí)，蝸殼的擴(kuò)大體積促使氣體減慢并且壓力增加。減小的氣體速度將通常由突舌引起的紊流的碰撞減小到低或可忽略的程度。因此，與其它鼓風(fēng)機(jī)相比，該鼓風(fēng)單元能夠以顯著降低的噪聲輸出在寬壓力和流量范圍上運(yùn)行。更寬的通道94增加了蝸殼相對(duì)于下部區(qū)域的流速。所以，根據(jù)鼓風(fēng)單元的希望流速和壓力范圍選擇通道94的尺寸。

葉輪

圖23和24中示出了葉輪90的第一實(shí)施例。葉輪90具有從中心輪轂100向外延伸的多個(gè)葉片98。葉輪為離心式葉輪。輪轂100限定了葉輪旋轉(zhuǎn)的軸線。優(yōu)選地，輪轂100具有孔102或凹部，以允許接合馬達(dá)80的可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸，所述可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸促進(jìn)葉輪旋轉(zhuǎn)。但是，也可以使用其它接合機(jī)構(gòu)，例如用軸覆蓋模制輪轂。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣在緊鄰輪轂100的區(qū)域進(jìn)入葉輪葉片，徑向向外行進(jìn)，緊鄰葉片尖端離開葉片。與分成多個(gè)部分模制然后結(jié)合相比，所述葉輪優(yōu)選制成單件(“單件構(gòu)造”)。當(dāng)沒有蓋罩或者至多有一個(gè)蓋罩時(shí)，這是可行的。這減少了可能導(dǎo)致不平衡或其它缺點(diǎn)的部件不對(duì)準(zhǔn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，沒有蓋罩(與如圖5和6所示的蓋罩12對(duì)照)。

葉片98優(yōu)選地從輪轂100到葉片尖端提供了基本上平的表面，相關(guān)的旋轉(zhuǎn)方向由箭頭R指示，以離心分離氣體。在該實(shí)施例中，葉片98從輪轂100到葉片尖端為弓形的或彎曲的，該彎曲優(yōu)選在箭頭R所指是的葉輪旋轉(zhuǎn)的相反方向上向后掃掠。葉輪為面向后的葉輪，每個(gè)葉片98從輪轂100沿著從輪轂延伸的相關(guān)半徑相對(duì)于葉輪旋轉(zhuǎn)方向R的向后方向延伸。例如，在圖24中，葉片99被顯示為相對(duì)于其相關(guān)半徑X向后延伸。

圖25A和25B中示出了第二實(shí)施例的葉輪90a。葉輪90a構(gòu)造類似于葉輪90，不同在于葉片輪廓98a。在該第二實(shí)施例中，葉片98a具有一輪廓，所述輪廓包括在葉輪旋轉(zhuǎn)方向R上部地彎曲的葉片尖端104。也就是說，葉片尖端104為前掠。前掠葉片尖端有助于對(duì)流過葉輪的氣體施加比直葉片或后掠葉片更強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)力。前掠葉片尖端有助于在每個(gè)葉片的尖端之外生成高壓環(huán)空。例如，葉輪在葉片尖端和殼體的周側(cè)壁的內(nèi)面之間生成高壓環(huán)空。輪轂100和葉片尖端104之間的葉輪葉片98a的內(nèi)部106可以稍微后掠。后掠葉片允許氣體在葉片表面本身上一定程度的再循環(huán)。后掠內(nèi)葉片部分106有利于增加所生成的壓力，并允許穩(wěn)定的、低的氣體逆流量。在該實(shí)施例中，葉輪為面向后的葉輪，每個(gè)葉片98a從輪轂100沿著從輪轂延伸的相關(guān)半徑相對(duì)于葉輪旋轉(zhuǎn)方向R的向后方向延伸。例如，在圖25B中，葉片99a被顯示為從其相關(guān)半徑Y(jié)向后延伸。

應(yīng)該明白，鼓風(fēng)單元的葉輪可以設(shè)置為具有任何適合的葉片輪廓，無論向前、向后還是徑向葉片，或者任何其它適合的輪廓。

在任一實(shí)施例中，葉輪90、90a被構(gòu)造為輕質(zhì)的。優(yōu)選地，這通過使葉輪無蓋罩或至少部分地?zé)o蓋罩，由此移除重量。為了獲得輕質(zhì)葉輪，如圖23-25B所示，葉輪的每個(gè)葉片在葉片之間敞開(也就是說，葉輪的上和下“面”或“平面”向鼓風(fēng)單元24的殼體60的內(nèi)表面開放)，由此限定無蓋罩的離心式葉輪。通過省略葉輪葉片的上和/或下面上的蓋罩，葉輪的重量可以顯著減小。除了省略蓋罩之外或替代地，葉輪的重量也可以以其它方式減小。例如，可以使用輕質(zhì)材料。而且，可以實(shí)施具有最少材料和葉片之間的大間隙的薄葉片以減小重量。

可選地，可以使用例如圖26A和26B中第三實(shí)施例的葉輪90b所示的移除一些材料的蓋罩101。提供扇弧形103蓋罩，由此移除葉片98a之間的一些材料?？梢砸瞥魏芜m合量的材料。蓋罩從葉輪引導(dǎo)空氣。在移除相當(dāng)多材料的情況下，由此生成的結(jié)構(gòu)實(shí)際上可以不再執(zhí)行蓋罩的這種功能，而是僅僅為葉輪葉片98a提供支撐。在這種情況下，葉輪90b仍然可以被認(rèn)為是無蓋罩的，盡管具有葉輪葉片98a之間的某個(gè)結(jié)構(gòu)。在圖26C和26D中所示的進(jìn)一步的第四實(shí)施例的葉輪90c中，葉輪葉片98a之間的結(jié)構(gòu)是居中地設(shè)置在葉輪的上和下平面之間的幅板105。這樣的結(jié)構(gòu)不用作蓋罩。減少材料的結(jié)構(gòu)或幅板105可以具有任何形狀(不僅僅是扇弧形)或范圍，圖26A-26D示出了其中兩個(gè)示例。

輕質(zhì)葉輪提供了諸如制造成本、低旋轉(zhuǎn)慣性的益處，并且一旦制造就平衡或需要很少的努力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)平衡。具有低旋轉(zhuǎn)慣性的葉輪可以很快地加速和減速。輕質(zhì)、無蓋罩的葉輪因此能夠快速地響應(yīng)脈動(dòng)壓力要求，例如連接到葉輪在其中運(yùn)行的呼吸輔助設(shè)備的患者的正常吸氣和呼氣循環(huán)。在其它實(shí)施例中，葉輪不一定必須是輕質(zhì)的。

例如，通常在呼吸輔助設(shè)備上使用的、重量為大約17克并且具有6千克·平方毫米的慣性的傳統(tǒng)帶蓋罩葉輪可以在大約2秒內(nèi)響應(yīng)10厘米水柱的壓力脈動(dòng)。相比之下，根據(jù)任一實(shí)施例90、90a的重量為大約1.7克并且具有0.5千克·平方毫米的慣性的葉輪在大約100毫秒內(nèi)響應(yīng)10厘米水柱的壓力脈動(dòng)。圖40示出了重量為17克的傳統(tǒng)帶蓋罩葉輪的壓力與時(shí)間曲線圖。葉輪操作以試圖在患者的正常吸氣和呼氣循環(huán)期間保持4厘米水柱的恒定壓力。與之相比，圖41示出了優(yōu)選葉輪90、90a的壓力與時(shí)間曲線圖?？梢?早期葉輪上的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)慣性的減小具有比圖40的傳統(tǒng)葉輪小得多的壓力脈動(dòng)。減小的壓力脈動(dòng)對(duì)患者的呼吸過程的破壞較小，并且因此有利地增加了患者舒適性。

如上所述，可以通過省略蓋罩獲得輕質(zhì)。然而，不必省略整個(gè)蓋罩，而是僅僅省略足夠的蓋罩以將葉輪的重量減小到合適程度，例如如圖26A-26D中所示。所以，可以通過在葉片之間具有盡可能多的敞開空間(面積或體積)獲得輕質(zhì)?？梢愿鶕?jù)葉片體積與葉片掃掠體積比/百分比限定敞開空間。也就是說，葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)掃掠體積X，并且葉片自身具有組合體積Y(其是每個(gè)葉片的組合體積)?？蛇x地，從平面角度看，可以根據(jù)葉片面積與葉片掃掠面積比限定敞開空間。這些比率應(yīng)保持盡可能地低。在一個(gè)實(shí)施例中，例如葉輪的掃掠體積大約為19,000立方毫米，其中葉片構(gòu)成的體積大約為1,200立方毫米。掃掠體積與葉片體積比因此為大約16:1，由此限定與用于傳統(tǒng)鼓風(fēng)單元中的較小、設(shè)計(jì)更致密并且更重的葉輪相比輕質(zhì)的葉輪。

輕質(zhì)葉輪可以具有例如小于2克，并且優(yōu)選地在0.8到1.8克之間，或更優(yōu)選地在1.2到1.7克之間，甚至更優(yōu)選地為1.7克的重量。這些僅僅是示例或優(yōu)選實(shí)施例，葉輪不必是該重量，可以是使它輕質(zhì)的某個(gè)其它重量。

可選地，輕質(zhì)葉輪可以設(shè)計(jì)成移除盡可能多的蓋罩以將慣性動(dòng)量與半徑比降低到優(yōu)選小于15克*毫米，并且更優(yōu)選地在8-12克*毫米之間，并且在一個(gè)可能的實(shí)施例中為大約11克*毫米。例如，在一個(gè)可能的實(shí)施例中，這樣的葉輪可以具有35毫米的半徑、219毫米的周長以及在15,000rpm轉(zhuǎn)速下的344.22的慣性力矩、54.98米/秒的尖端速度、1,800帕的壓力以及3.5或更大例如5.59的慣性尖端速度與半徑比。一般地說，輕質(zhì)葉輪可以具有在以下范圍內(nèi)的尺寸/參數(shù)(應(yīng)當(dāng)注意這些范圍是象征性的而不是限制)：半徑：15毫米-60毫米；重量：小于2克；在1,000帕下慣性壓力與半徑比大于50:1帕/克*毫米，并且優(yōu)選為80:1帕/克*毫米。

可以通過用任何合適的手段移除質(zhì)量、例如從葉輪移除蓋罩和/或材料和/或使用更輕的材料，獲得葉輪的輕質(zhì)性質(zhì)。減小葉輪質(zhì)量的一種可能方式是減少葉片數(shù)量。

馬達(dá)

參照圖27-31B，現(xiàn)在比照第一葉輪90實(shí)施例介紹僅作為示例的馬達(dá)80的第一實(shí)施例，不過應(yīng)當(dāng)明白，該馬達(dá)可以作為選擇驅(qū)動(dòng)第二實(shí)施例的葉輪90a或任何其它適合的葉輪結(jié)構(gòu)。用于驅(qū)動(dòng)葉輪90的馬達(dá)在圖31A中的橫截面中被顯示，待介紹的馬達(dá)部件的各個(gè)視圖還可以參見圖27-30和31B。優(yōu)選地，所述馬達(dá)是無刷DC馬達(dá)或永磁同步電機(jī)?？刂破鲀?yōu)選包含微型控制器、微處理器或利用無傳感器矢量控制(也被稱為“場定向控制方法”)的類似物。葉輪90的中心輪轂100與從馬達(dá)80延伸的驅(qū)動(dòng)軸110接合。多個(gè)優(yōu)選小的磁性區(qū)段安裝到軸上以形成轉(zhuǎn)子112。在一個(gè)實(shí)施例中，磁鐵112的直徑為20毫米，更一般來說，直徑可以小于20毫米，優(yōu)選在10毫米到15毫米之間。典型地，磁鐵體積小于1600立方毫米并且可以在500立方毫米到1600立方毫米之間。具有多個(gè)極和繞組的疊片定子114(也參見圖30)圍繞轉(zhuǎn)子112。繞組由控制器經(jīng)由連接件選擇性地通電，以促進(jìn)轉(zhuǎn)子112的旋轉(zhuǎn)并進(jìn)而促進(jìn)驅(qū)動(dòng)軸110和葉輪90圍繞軸的中心線所限定的中心軸線的旋轉(zhuǎn)。

驅(qū)動(dòng)軸110由軸承結(jié)構(gòu)保持在馬達(dá)內(nèi)。優(yōu)選地，軸承結(jié)構(gòu)具有一個(gè)或多個(gè)軸承116和一個(gè)或多個(gè)軸承安裝件118。如圖所示的軸承安裝件118在內(nèi)表面上與軸承116并且在外表面上與定子組件接合。軸承安裝件與軸承和定子組件之間的接合優(yōu)選是摩擦接合。為了促進(jìn)摩擦接合，軸承安裝件118由柔軟、但彈性和/或柔性的材料、例如硅橡膠或其它彈性體材料制造。材料可以具有低蠕變、溫度性能穩(wěn)定、具有高正切角的低壓縮變形(高粘性)、高阻尼。示例包括：

·捏塑橡膠，例如NBR、腈和氟硅樹脂；

·熱塑性彈性體(TPE's)，例如由Exxon生產(chǎn)的Santoprene；

·熱塑性氨甲酸乙酯，例如由GLS Corporation生產(chǎn)的Dynaplast；

·熱固化鑄造氨甲酸乙酯，例如由National Urethanes生產(chǎn)的10T90；和

·多種其它冷鑄橡膠化合物，例如由Dow Corning生產(chǎn)的RTV(室溫固化硬橡膠)、Whacker等。

這樣的材料允許軸承安裝件118在安裝時(shí)壓縮，然后膨脹到它們的選定位置以通過用接合膨脹尺寸限制地保持就位。安裝件118可選地由設(shè)置在定子組件或定子架的上定子安裝件120a(繞線管)和下定子安裝件120b(繞線管)上的相應(yīng)懸突119限制，定子114被夾在上定子安裝件120a和下定子安裝件120b之間。定子架可以被構(gòu)造用于電絕緣件/隔離件。同樣，軸承116可以由形成為軸承安裝件118的一部分的懸突118a限制。懸突之一或兩者可以圍繞軸承安裝件的內(nèi)、外環(huán)空分離地定位，或者，圍繞安裝件的圓周延伸以限定安裝件所在的凹部。

軸承安裝件118為可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸110提供適應(yīng)性。作為可旋轉(zhuǎn)物體、例如轉(zhuǎn)子112，軸110和葉輪90通常受到一定程度的旋轉(zhuǎn)不平衡，軸承安裝件能夠?qū)⑿D(zhuǎn)引起的固有振動(dòng)從馬達(dá)轉(zhuǎn)子隔離。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如上所述具有低旋轉(zhuǎn)慣性的輕質(zhì)、無蓋罩的葉輪與軸承安裝件的給定適應(yīng)性的組合允許制造轉(zhuǎn)子112、軸110和葉輪90并且完全省略用于旋轉(zhuǎn)部件的任何制造后平衡工序。這些優(yōu)點(diǎn)有利于制造成本和時(shí)間減少。葉輪的輕質(zhì)性質(zhì)允許由軸承安裝件補(bǔ)償任何不平衡。輕質(zhì)葉輪還允許葉輪對(duì)變化狀態(tài)更快速響應(yīng)。由于缺少蓋罩引起的任何不希望的壓力脈動(dòng)可以通過快速改變?nèi)~輪速度以將壓力返回到所希望的水平而進(jìn)行補(bǔ)償。

應(yīng)當(dāng)注意，雖然圖31A示出了安裝在定子組件內(nèi)的軸承安裝件118，但是它們可以等效地容納在馬達(dá)的外部。例如，安裝件118可以改為安裝在形成于鼓風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)的軸頸內(nèi)。圖31B示出了在壓縮形式、而不是在休止形式的軸承安裝件118。

為了進(jìn)一步提供鼓風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件的振動(dòng)阻尼，馬達(dá)和葉輪可以任選地安裝在適應(yīng)性的安裝裝置上。圖28示出了這種安裝裝置120的一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，安裝件120最優(yōu)選由柔軟、柔性、且彈性的材料制造，例如硅橡膠，并且可以作為定子隔離件。安裝裝置120具有接收并保持定子的內(nèi)凹部或支座122。優(yōu)選地，內(nèi)凹部小于馬達(dá)的外表面，以促進(jìn)這些部件之間的干涉配合。圖27示出了位于安裝裝置120內(nèi)的馬達(dá)80。在該實(shí)施例中，第一組多個(gè)突起124從安裝裝置120的外周壁延伸。另外，第二組多個(gè)突起126在安裝裝置120的下表面下方延伸。突起124、126為安裝件和馬達(dá)組件提供支撐杠桿作用。在馬達(dá)運(yùn)行期間，通過允許安裝件120的本體相對(duì)于突起124、126支撐或接合在其上的表面移動(dòng)，由旋轉(zhuǎn)部件的任何不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)被每個(gè)突起124、126吸收。第一組突起124被構(gòu)造用于抵接或接合殼體60的上部區(qū)域82中的周側(cè)壁的內(nèi)表面。第二組突起126被構(gòu)造用于擱置在或接合殼體的分割件84的上表面。

圖42是在消聲室中測試的傳統(tǒng)鼓風(fēng)單元的聲壓級(jí)曲線圖。圖43是根據(jù)上述實(shí)施例的鼓風(fēng)單元的聲壓級(jí)曲線圖?？梢?輕質(zhì)和無蓋罩的葉輪90、90a、柔性軸承安裝件118和柔性馬達(dá)安裝件120有助于在50Hz到10kHz的測試頻譜范圍上的噪聲輸出的顯著降低。

馬達(dá)和葉輪組件的第二實(shí)施例顯示在圖32A-32F中。該實(shí)施例的許多方面與上述實(shí)施例相同。未在該實(shí)施例中介紹的關(guān)于上述實(shí)施例所述的特征在適當(dāng)?shù)那闆r下可以被認(rèn)為存在于該實(shí)施例中。同樣的特征將使用與上述實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記。用于驅(qū)動(dòng)葉輪90a的馬達(dá)在圖32E中的橫截面中被顯示，雖然該實(shí)施例的馬達(dá)被顯示為驅(qū)動(dòng)葉輪90a，但是，應(yīng)當(dāng)明白，可以替代使用所述的其它葉輪實(shí)施例的任何一個(gè)。優(yōu)選地，馬達(dá)是使用無傳感器矢量控制(也被稱為“場定向控制”)運(yùn)行的無刷DC馬達(dá)，其由微控制器、微處理器或類似控制器控制，例如經(jīng)由安裝至PCB/襯底230(例如在圖32A中所示的)的連接件131?？梢哉{(diào)節(jié)控制以適應(yīng)低慣性葉輪。參照圖32A、32B和32E，葉輪90a的中心輪轂100與從馬達(dá)161延伸的軸160接合。多個(gè)優(yōu)選小的磁性區(qū)段安裝到軸上以形成轉(zhuǎn)子162。具有一環(huán)形外部242和多個(gè)極243和繞組168的疊片定子241圍繞轉(zhuǎn)子162。定子安裝到PCB或其它襯底256上，繞組168聯(lián)接于連接件255。定子241具有覆蓋環(huán)形部分242和極243的頂部和底部的電絕緣件/隔離件(形成定子架)270a、270b。每個(gè)繞組168優(yōu)選組裝在每個(gè)極243之上的絕緣件270a、270b上。圍繞向上延伸的圓周271并且在向上272a和向下272b延伸的極的端部處設(shè)置用于接合和保持的突起。

參照圖32B中的其中一個(gè)疊片240的平面圖，每個(gè)疊片包括環(huán)形外部242和向內(nèi)徑向延伸的極部分243。每個(gè)極部分243的邊緣244包括波形。波形包括在中心頂點(diǎn)244c處會(huì)合的兩個(gè)凹入部分244a、244b。參照圖32C，當(dāng)多個(gè)疊片240堆疊以形成定子241時(shí)，每個(gè)極243具有帶波形的內(nèi)徑向面250，如圖32C所示。所述面250包括在中心頂點(diǎn)250c處會(huì)合的兩個(gè)凹入部分250a、250b。該布置減小了齒槽效應(yīng)。定子和/或轉(zhuǎn)子可以具有偏斜磁化。繞組使用控制器經(jīng)由連接件255可選擇地通電，以促進(jìn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)并進(jìn)而促進(jìn)軸160和葉輪90a圍繞軸160的中心線所限定的中心軸線的旋轉(zhuǎn)。

軸160由軸承結(jié)構(gòu)保持在馬達(dá)內(nèi)。優(yōu)選地，軸承結(jié)構(gòu)具有一個(gè)或多個(gè)軸承164和一個(gè)或多個(gè)軸承安裝件260(參見圖32D)。如圖所示的軸承安裝件260在內(nèi)表面261上與軸承164并且在如圖32E所示的外表面上與定子241/絕緣件270a/270b接合。軸承安裝件260包括從中心孔263處的低點(diǎn)向外圓周262處的高點(diǎn)彎曲的主環(huán)形本體265。外圓周包括接合唇部264，所述接合唇部264優(yōu)選帶有在外圓周262與主環(huán)形本體265的相交處的倒角264a。內(nèi)孔263與主體265的內(nèi)圓周261的相交處也優(yōu)選具有倒角261a。環(huán)形壁/凸臺(tái)266在內(nèi)孔263處從主環(huán)形本體265向上延伸。環(huán)形壁266的頂部分267具有懸臂式接合唇部268。唇部268與環(huán)形壁266和與懸臂式唇部側(cè)壁268a的相交處優(yōu)選具有倒角268b、268c。軸承安裝件260與軸承164和定子241之間的接合優(yōu)選是摩擦接合。為了促進(jìn)摩擦接合，軸承安裝件260由柔軟、但彈性和/或柔性的材料、例如硅橡膠或其它彈性體材料制造。材料可以具有低蠕變、溫度性能穩(wěn)定、具有高正切角的低壓縮變形(高粘性)、高阻尼。關(guān)于上述實(shí)施例介紹了可能的材料。這樣的材料允許軸承安裝件260在安裝時(shí)壓縮，然后膨脹到它們的選定位置以通過用接合膨脹尺寸限制地保持就位。它們還提供了適應(yīng)性。

圖32E用實(shí)線示出了處于未安裝/未組裝狀態(tài)的具有向上曲率的軸承安裝件。虛線示出了夾持到定子/絕緣件279a、270b的處于已安裝/已組裝狀態(tài)的軸承安裝件260。在已安裝狀態(tài)(也稱為接合狀態(tài)或構(gòu)造)下，環(huán)形本體與定子241和/或定子架270a、270b接合，并且環(huán)形本體265從彎曲狀態(tài)(以實(shí)線顯示)被壓迫成接合(平坦)構(gòu)造(以虛線顯示)，通過提供偏壓的軸承安裝件的作用將預(yù)加載提供給所述一個(gè)或多個(gè)軸承，所述偏壓通過彈性/柔性本體作用于定子和/或定子架和軸承而提供。安裝件260可選地由形成于絕緣件270a、270b上的懸突272c、272d限制。同樣，軸承164可以由形成為軸承安裝件260上的凸臺(tái)266的一部分的懸突268限制。懸突之一或兩者可以圍繞軸承安裝件的內(nèi)、外環(huán)空分離地定位，或者，圍繞安裝件的圓周延伸以限定安裝件所在的凹部。通過將軸承164組裝在軸160上、將軸承安裝件260組裝在軸承164上并且操作軸承安裝件260(用手、夾具或其它裝置)將葉輪/軸/轉(zhuǎn)子組裝到定子241中，使得它們在每個(gè)極243處與定子絕緣件270a、270b接合。在可選實(shí)施例中，軸承安裝件260不是直接聯(lián)接于定子或絕緣件270a/241，而是聯(lián)接于另一結(jié)構(gòu)，例如外殼。可以設(shè)置帶有任何合適結(jié)構(gòu)的任何聯(lián)接布置，其提供如下面所述的所需功能。

軸承安裝件260為可旋轉(zhuǎn)軸160提供適應(yīng)性。作為可旋轉(zhuǎn)物體、例如轉(zhuǎn)子162，軸160和葉輪90a通常受到一定程度的旋轉(zhuǎn)不平衡，軸承安裝件能夠?qū)⑿D(zhuǎn)引起的固有振動(dòng)從馬達(dá)轉(zhuǎn)子隔離。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如上所述具有低旋轉(zhuǎn)慣性的輕質(zhì)、無蓋罩的葉輪與軸承安裝件的給定適應(yīng)性的組合允許制造轉(zhuǎn)子162、軸160和葉輪90a并且完全省略用于旋轉(zhuǎn)部件的任何制造后平衡工序。這些優(yōu)點(diǎn)有利于制造成本和時(shí)間減少。葉輪24的輕質(zhì)性質(zhì)允許由軸承安裝件260補(bǔ)償任何不平衡/未對(duì)準(zhǔn)——由于軸承安裝件的適應(yīng)性(例如由于彈性和/或柔性)，該布置是自對(duì)準(zhǔn)的。包括幾何形狀和材料的軸承安裝件構(gòu)造也提供例如高達(dá)7牛頓的作用于軸承的軸向預(yù)加載。軸承的環(huán)形性質(zhì)提供圍繞軸承64的一致/均勻的預(yù)加載。彈性/柔性彎曲環(huán)形本體允許軸承安裝在適當(dāng)位置，并提供預(yù)加載。軸承安裝件260的環(huán)形性質(zhì)提供了圍繞軸承的均勻預(yù)加載，同時(shí)低蠕變構(gòu)造材料保持預(yù)加載。軸承安裝件260的材料也優(yōu)選是提供阻尼的粘彈性阻尼材料，其減小馬達(dá)運(yùn)行期間的共振的可能性。這樣的粘彈性材料也可以提供所需的彈性/柔性，以便提供預(yù)加載。這樣的材料的示例是熱塑性氨甲酸乙酯，例如由GLS Corporation生產(chǎn)的Dynaplast。用于軸承安裝件260的上述其它彈性和/或柔性材料可以適合于通過加入云母提供所需的阻尼。輕質(zhì)葉輪還允許葉輪對(duì)變化狀態(tài)更快速響應(yīng)。由于缺少蓋罩引起的任何不希望的壓力脈動(dòng)可以通過快速改變?nèi)~輪速度以將壓力返回到所希望的水平而進(jìn)行補(bǔ)償。軸承安裝件還提供了振動(dòng)隔離。

為了進(jìn)一步提供鼓風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件的振動(dòng)阻尼，馬達(dá)和葉輪可以任選地安裝在適應(yīng)性的安裝裝置(馬達(dá)安裝件)280上。圖32A、32E和32F示出了這樣的安裝裝置280的一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，安裝件最優(yōu)選由柔軟、柔性、且彈性的材料制造，例如硅橡膠。安裝裝置280具有環(huán)形本體282，所述環(huán)形本體282具有限定其中設(shè)置定子241的內(nèi)凹部281的上和下接合唇部282a、282b。優(yōu)選地，內(nèi)凹部281小于定子的外表面，以促進(jìn)這些部件之間的干涉配合。圖32E示出了位于安裝凹部281內(nèi)的馬達(dá)。

多個(gè)突起283環(huán)繞安裝件280的上表面和下表面。突起的端部延伸經(jīng)過安裝件的上表面和下表面，以為安裝件和馬達(dá)組件提供支撐杠桿作用。在馬達(dá)運(yùn)行期間，通過允許安裝件280的本體相對(duì)于突起283支撐在其上的表面移動(dòng)，由旋轉(zhuǎn)部件的任何不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)被每個(gè)突起吸收。

上文介紹了包括輕質(zhì)葉輪組件的鼓風(fēng)單元的實(shí)施例。圖31A和32E示出了帶有組裝在磁鐵轉(zhuǎn)子112、162上的金屬(例如鋼)軸110、160。金屬軸壓配合到磁鐵轉(zhuǎn)子的孔中。這需要精公差控制，以確保有效的緊配合，減少滑動(dòng)。但是，這種緊應(yīng)該不能緊得導(dǎo)致磁鐵轉(zhuǎn)子破裂的危險(xiǎn)。

可選的軸和磁鐵轉(zhuǎn)子組件顯示在圖33A-33F中，其可以代替圖31A或32E中所示的組件在定子中使用。

圖33A、33B和33C示出了上述實(shí)施例的可能的替換轉(zhuǎn)子組件。該組件包括金屬軸400(參見圖33C)和磁鐵轉(zhuǎn)子401。磁鐵轉(zhuǎn)子401具有中心開口402。中心開口402包括帶有凹痕403a-403d的中心部分。中心開口還包括穿過中心橫截面的輪廓邊緣，提供了階梯爪(stepped ledge)408(參見圖33B)。金屬軸400在其外部具有刻痕部分409b，金屬軸400貫穿中心開口402延伸。在軸400和磁鐵轉(zhuǎn)子401之間在中心開口402中注射成型一塑料插入件403。塑料插入件403覆蓋模制在磁鐵轉(zhuǎn)子的階梯爪408上。這使得插入件403具有類似于中心開口402的外部形狀。一互鎖裝置(齒槽卡爪)形成在軸400和覆蓋模制的(插入件)材料403之間，使得金屬軸刻痕部分409b與覆蓋模制的插入件403相接合，以將軸400聯(lián)接于磁鐵轉(zhuǎn)子401。組件404可用于諸如31A和32E的上述實(shí)施例中，其中，那些實(shí)施例的軸110、160和磁鐵轉(zhuǎn)子112、162替換為如圖33A、33B和32C中所述的金屬軸400/塑料插入件403/磁鐵轉(zhuǎn)子401組件404。所述組件可以如圖33G所示那樣形成。步驟440，將轉(zhuǎn)子放置在模具中，步驟441，引入軸，步驟442，引入另一個(gè)半型，步驟443，在軸/轉(zhuǎn)子之間注射成型插入件，然后步驟444，移除模具。

圖33D示出了根據(jù)另一可選實(shí)施例的磁鐵轉(zhuǎn)子和軸組件420的平面圖、仰視圖和立體圖。該組件420包括由磁性材料形成的轉(zhuǎn)子401。磁鐵轉(zhuǎn)子401具有中心開口402。中心開口402包括帶有凹痕403a-403d的中心部分。中心開口還包括穿過中心橫截面的輪廓邊緣，提供了階梯爪408。

組件420還包括貫穿插入件開口410的中心延伸的塑料軸421，所述塑料軸421覆蓋模制在磁鐵轉(zhuǎn)子401上，如下所述。當(dāng)覆蓋模制時(shí)，軸包括整體覆蓋模制的磁性插入部分423。軸421可以成型為包括一六角形部422或其它定位輪廓，用于壓配合聯(lián)接于葉輪。塑料軸421包括任何適合的塑料或其組合，例如乙?；蚓郾?，不過也可以使用任何適合的注射成型或其它塑料。

組件420可用于諸如31A和32E的上述實(shí)施例中。其中，那些實(shí)施例的軸110、160和磁鐵轉(zhuǎn)子112、162替換為如圖33D所述的塑料軸421/磁鐵轉(zhuǎn)子401組件420。

圖33E和33F示出了可用于制造軸/轉(zhuǎn)子組件420的注射成型工具，圖33H是制造方法的流程圖。所述工具420為包括第一模具部分431a和第二模具部分431b的啟閉兩箱造型工具，第一模具部分431a和第二模具部分431b并攏在一起，形成包括磁性夾具433的模具/空腔432。該模具包括用于形成軸421、六角形配合形狀422和覆蓋模制部分423的空腔。在組件420制造期間，步驟450，上述帶有開口402的磁鐵轉(zhuǎn)子401被引入到模具中，并放置到形成夾具433的模具的一半中的適當(dāng)位置。步驟451，模具的頂部421a放置在適當(dāng)位置上，以與底部421b形成模具空腔432。步驟452，開始注射成型工序，注射模制塑料，以形成覆蓋模制在磁鐵轉(zhuǎn)子401上的軸421。注射成型工序?qū)⑺芰细采w模制在磁鐵轉(zhuǎn)子401的階梯爪408部分上，以形成插入件部分423。步驟453，一旦完成注射成型工序，就移除模具部分421a、421b，留下組件420。然后，可以將組件420用于例如圖31A或圖32E的馬達(dá)中。

以前，在CPAP機(jī)器或類似物的鼓風(fēng)機(jī)的馬達(dá)中使用塑料軸/馬達(dá)組件是不可能的。塑料軸不足夠結(jié)實(shí)，不能承受這種馬達(dá)中所涉及的力。但是，在上述輕質(zhì)葉輪實(shí)施例中，力的大小使得塑料軸轉(zhuǎn)子變得可能。轉(zhuǎn)子的輕質(zhì)和低慣性、適應(yīng)性的軸承安裝件以及減少不平衡力和其它力的其它特征實(shí)現(xiàn)了塑料軸的使用。塑料轉(zhuǎn)子組件及其制造方法都優(yōu)于現(xiàn)有金屬軸轉(zhuǎn)子。

馬達(dá)和葉輪的各種特征的組合提供了很多優(yōu)點(diǎn)，其可以利用單個(gè)葉輪實(shí)現(xiàn)。輕質(zhì)/低慣性葉輪的使用(例如通過移除蓋罩的一部分或全部和/或減少葉片材料)，減少了由于制造公差引起的葉輪的不平衡。以前，在制造之后、組裝鼓風(fēng)機(jī)期間，必須移除/添加材料使葉輪改善平衡。葉輪的輕質(zhì)性質(zhì)意思是不需要調(diào)整，可以容許任何小的不平衡。在不平衡不足夠小的情況下，聯(lián)接于葉輪的彈性/柔性軸承結(jié)構(gòu)安裝件118和/或定子安裝件120可以補(bǔ)償葉輪上的任何不平衡。由于葉輪足夠輕質(zhì)，任何不平衡的幅度小得足以由軸承結(jié)構(gòu)安裝件118去補(bǔ)償，不需要在組裝期間改變?nèi)~輪的重量。除此之外，馬達(dá)中的小磁鐵(與軸承結(jié)構(gòu)組合)移除了在組裝期間平衡的需要，改善了動(dòng)態(tài)特性。

彈性/柔性軸承結(jié)構(gòu)允許葉輪和軸組件自我調(diào)整、適應(yīng)性、阻尼和預(yù)加載。這使得組裝更容易，與輕質(zhì)/低慣性葉輪組合，減少了或取消了在組裝期間平衡改變的需要，如前所述。當(dāng)補(bǔ)償較大公差時(shí)，該軸承結(jié)構(gòu)提供了在制造期間的減輕(relaxed)的公差。軸承結(jié)構(gòu)還隔離和/或阻尼了振動(dòng)，并且在必要時(shí)允許葉輪的高PRM速度。定子架/馬達(dá)安裝件還提供了振動(dòng)隔離。

將鼓風(fēng)機(jī)分成不同內(nèi)部區(qū)域的殼體的構(gòu)造將高速區(qū)域分出以降低噪聲。這允許并且保持恒定的高流動(dòng)速度，同時(shí)將速度擴(kuò)散到壓力。

與金屬(例如鋼)軸相比，塑料軸的使用還提供了很多優(yōu)點(diǎn)，包括(但不限于)以下內(nèi)容：

與異質(zhì)材料相關(guān)的可靠性危險(xiǎn)降低。

不必監(jiān)測齒槽/卡爪插入件與軸之間的刻痕交接面是否有裂紋、滑動(dòng)、跑出、皺縮、流體進(jìn)入/腐蝕。

葉輪與軸交接面得到改善，并帶來了類似的減小的可靠性危險(xiǎn)。

由于類似的熱膨脹(因?yàn)槭撬芰显谒芰仙蠅号浜?，不易于破裂。由于可以添加某一鍵鎖特征，像六角形或凹槽，所以減少了滑動(dòng)的可能性。

塑料軸組件是壓配合的，而不是滑動(dòng)配合，因此更加穩(wěn)定，發(fā)出卡嗒聲的可能性小。

相對(duì)于金屬軸，成本降低。這是因?yàn)椋?/p>

不需要制造軸使之具有用于滑動(dòng)配合的容許誤差，因?yàn)樗芰陷S的塑性允許更寬容許誤差或更寬偏差地壓配合軸承。

刻痕后不需要研磨軸以重建平直度。

不需要操持軸并將軸插入到模具中。

可以使用具有比鋼更好的減震性能的材料。

可以通過用六角形減小軸徑，底切軸的葉輪側(cè)，減小軸承壓配合接合的長度，改善組裝的簡易性。

總的來說，該實(shí)施例中馬達(dá)和葉輪的下列優(yōu)點(diǎn)是通過下述一個(gè)或多個(gè)特征的組合提供的：

頭飾

參照圖34-39，將更加詳細(xì)地介紹用于將呼吸設(shè)備20固定至使用者頭部的各種頭飾構(gòu)造的實(shí)施例。這些實(shí)施例僅僅是作為示例提供的，呼吸設(shè)備患者接口領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，作為選擇，可以使用各種替換頭飾構(gòu)造。通常，所述頭飾包括一條或多條頭帶，所述頭帶連接至呼吸設(shè)備，并在使用者頭部周圍延伸，以將呼吸設(shè)備固定或安裝到用于的頭部。

參照圖34，示出了用于將呼吸設(shè)備20固定至使用者頭部1的頭飾201的第一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，頭飾包括上頭飾帶203，所述上頭飾帶203在每個(gè)端部聯(lián)接于前額支撐部件32的相應(yīng)一側(cè)，并且在一高度處繞用于頭部的后面延伸，所述高度在使用者耳部上方的使用者頭部的前額區(qū)域中。特別地，頭飾帶203的每個(gè)端部聯(lián)接或連接至在主體22的前額支撐部件32中設(shè)置的相應(yīng)連接孔40中。頭飾201還包括一下頭飾帶205，下頭飾帶205被構(gòu)造用于在靠著使用者臉部的罩26的區(qū)域中固定或保持呼吸設(shè)備20的下部，并且主要被構(gòu)造用于使罩26保持與使用者臉部在鼻子周圍的密封接合。在該實(shí)施例中，頭飾帶203、205由夾在兩薄片織物之間的開口泡沫層壓板形成，不過也可以使用任何其它適合的材料。

在該實(shí)施例中，下頭飾帶205通過一細(xì)長滑行部件207連接至呼吸設(shè)備的主體22的罩體34。特別地，伸長滑行部件橫跨罩體34的前部延伸，并經(jīng)由至少一個(gè)夾子52附著于罩體。在該實(shí)施例中，細(xì)長滑行部件207可以在夾子52內(nèi)部滑動(dòng)或滑行，使得罩組件可以相對(duì)于頭飾帶205側(cè)向移動(dòng)。下頭飾帶205在任一端聯(lián)接于細(xì)長滑行部件207的相應(yīng)端。在該實(shí)施例中，下帶205的每一端聯(lián)接于或繞回一鉤狀形式207a，所述鉤狀形式207a形成在細(xì)長滑行部件207的每個(gè)端上。在可選實(shí)施例中，應(yīng)該明白，可以采用連接下帶和中哦阿提的固定或靜止配置。

集成蓄電池的頭飾

參照圖35A，示出了用于將呼吸設(shè)備20安裝至使用者頭部1的頭飾211的第二個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，頭飾201還包括上頭飾帶213和下頭飾帶205，上頭飾帶213和下頭飾帶205以類似于圖34的頭飾實(shí)施例201所介紹的上、下頭飾帶的方式聯(lián)接于呼吸設(shè)備。但是，在該實(shí)施例中，呼吸設(shè)備的電源模塊或模塊可以采用一個(gè)或多個(gè)蓄電池組的形式，所述蓄電池組集成、固定或安裝到頭飾上。在該實(shí)施例中，上頭飾帶213和下頭飾帶215中的任一個(gè)或兩者包括集成的蓄電池組或蓄電池模塊，集成的蓄電池組或蓄電池模塊連接在一起，并被構(gòu)造用于經(jīng)由連接至蓄電池的電力編織管或電纜217向呼吸設(shè)備20供電。

蓄電池可以以各種方式集成到帶213、215內(nèi)部。在一個(gè)實(shí)施例中，所述帶可以由包括內(nèi)部小袋、口袋或腔室的材料形成，所述蓄電池保持在所述內(nèi)部小袋、口袋或腔室內(nèi)。頭帶中的凹部或空腔可以密封或打開，以根據(jù)需要移除或更換蓄電池。蓄電池組不一定必須安裝在頭飾內(nèi)或頭飾內(nèi)部。例如，所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池組可以可釋放地安裝至頭飾的任何部分上，使得其可從頭飾上拆卸。

典型地，應(yīng)根據(jù)參數(shù)選擇蓄電池的型號(hào)和構(gòu)造，例如每容積和每質(zhì)量能量密度，即每千克瓦特-小時(shí)和每立方厘米瓦特-小時(shí)。一些實(shí)施例可以采用高密度蓄電池，例如鋰聚合物和鋰離子蓄電池?？蛇x地，應(yīng)該明白，根據(jù)需要，可替換采用非充電或一次性蓄電池。

參照圖35B，示出了用于將呼吸設(shè)備20安裝至使用者頭部的頭飾221的第三個(gè)實(shí)施例。頭飾221也設(shè)置有關(guān)于圖34中第一個(gè)實(shí)施例的頭飾所述類型的上頭帶203和下頭帶205。另外，還設(shè)置有柔性蓄電池包裝模塊223，其被構(gòu)造用于至少部分地在使用者頭部的頂部上延伸，蓄電池包裝模塊223經(jīng)由幅板或網(wǎng)格材料固定到頭飾的上帶203上。特別地，材料基層，無論是幅板材料、網(wǎng)格材料還是其它柔性材料，被構(gòu)造用于在頭部的頂部的至少一部分上延伸，并且在使用者頭部的任一側(cè)固定到上帶203上。蓄電池包裝模塊223可以包括一個(gè)或多個(gè)蓄電池，其經(jīng)由參照圖35A所介紹的電纜217向呼吸設(shè)備供電。蓄電池包裝模塊223可以包括具有用于牢固地接收和保持一個(gè)或多個(gè)蓄電池的內(nèi)部小袋、口袋或凹部的柔性材料。

在蓄電池組設(shè)置在頭飾上或其它方式安裝至頭飾的這些實(shí)施例中，頭飾還可以包括一個(gè)或多個(gè)擋板，當(dāng)使用者戴上頭飾時(shí)，所述擋板位于所述蓄電池與使用者頭部表面之間。擋板為使用者提供了物理和電磁屏蔽。在一些實(shí)施例中，擋板可以由金屬材料形成。在一些實(shí)施例中，擋板可以嵌入到頭飾材料內(nèi)部，或者與頭飾材料整體形成，以便使用者舒適。可選地，擋板可以以其它適合的方式固定或可釋放地安裝到頭飾上。

更多的可選頭飾構(gòu)造

圖36-39示出了各種其它呼吸設(shè)備構(gòu)造和替換頭飾構(gòu)造，其操作和功能類似于之前所述的呼吸設(shè)備20。

圖36示出了包括主外殼231的呼吸設(shè)備230，主外殼231具有位于呼吸設(shè)備頂部的鼓風(fēng)單元232、罩組件233和主體231，所述鼓風(fēng)單元232被構(gòu)造用于安裝在使用者1的前額區(qū)域中。呼吸設(shè)備的頭飾包括上頭飾帶234和下頭飾帶205，上頭飾帶234和下頭飾帶205被構(gòu)造用于以參照圖34-35B所述的方式將呼吸設(shè)備固定至使用者。在該實(shí)施例中，鼓風(fēng)單元232設(shè)置有用于使用者界面的一個(gè)或多個(gè)使用者操作控制按鈕236，所述使用者操作控制按鈕236可以被構(gòu)造用于接通和斷開鼓風(fēng)單元和/或控制一個(gè)或多個(gè)操作模式。圖37-39示出了帶有各種不同控制按鈕236構(gòu)造的呼吸設(shè)備203。使用者界面可以包括單個(gè)按鈕、2個(gè)按鈕或多個(gè)按鈕，所述按鈕可以獨(dú)立作用或交互作用，以控制設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)操作模式和/或功能。應(yīng)該明白，控制按鈕可以是任何形式的觸覺開關(guān)、刻度、或球形把手，或觸感或任何其它可操作的使用者界面機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，控制按鈕位于呼吸設(shè)備的前額區(qū)域中鼓風(fēng)單元的前面，但是可選地，根據(jù)需要，也可以位于呼吸設(shè)備的主體或患者接口或其它區(qū)域上。

基站構(gòu)造

參照圖44-50，將通過示例，更加詳細(xì)地介紹之前所述類型的可穿戴呼吸設(shè)備的各種基站構(gòu)造。闡明了各種無線電力輸送構(gòu)造，這種系統(tǒng)的發(fā)射器和接收器之間的典型連接范圍在一些實(shí)施例中高達(dá)2m，但是，應(yīng)當(dāng)明白，根據(jù)所采用的硬件，可以實(shí)現(xiàn)更大的范圍。應(yīng)該明白，各種基站實(shí)施例的特征可以根據(jù)需要組合和互換，以形成進(jìn)一步的構(gòu)造。

概括來說，在各種實(shí)施例中，基站可以包括下列模塊或系統(tǒng)中的任何一種或多種：電源系統(tǒng)，其可操作用于向頭部安裝的呼吸設(shè)備供應(yīng)電力；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其可操作用于向頭部安裝的呼吸設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)和從頭部安裝的呼吸設(shè)備接收數(shù)據(jù)；和控制系統(tǒng)，其可操作用于經(jīng)由控制信號(hào)控制頭部安裝的呼吸設(shè)備。控制系統(tǒng)可以自動(dòng)操作和/或可以包括可操作使用者界面，以使使用者能夠控制頭部安裝的呼吸設(shè)備。這些系統(tǒng)中的每一個(gè)系統(tǒng)可操作用于連接至頭部安裝的呼吸設(shè)備，通過硬連線連接，例如連接電纜，和/或通過無線介質(zhì)無線地連接。

在一些實(shí)施例中，基站另外還構(gòu)造為物理配接站，當(dāng)不使用時(shí)，頭部安裝的呼吸設(shè)備可以存放和/或安裝在所述配接站上。但是，在其它實(shí)施例中，當(dāng)經(jīng)由硬連線連接時(shí)或者在無線連接范圍內(nèi)，基站實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)、數(shù)據(jù)傳輸和/或控制應(yīng)用。

基站第一實(shí)施例-帶有獨(dú)立的無線電力輸送接線板

參照圖44，在該第一實(shí)施例中，基站300是被構(gòu)造用于可位于使用者的床附近的床側(cè)模塊的形式，不過應(yīng)當(dāng)理解，基站是便攜式的，使得其在使用時(shí)可以位于呼吸設(shè)備范圍內(nèi)的任何適合的位置上?；景〝?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)具有用于通過任何類型的無線通信介質(zhì)、協(xié)議或網(wǎng)絡(luò)或者使用硬連接通信鏈路與呼吸設(shè)備301及其它外部設(shè)備或系統(tǒng)通信的一個(gè)或多個(gè)通信模塊，所述無線通信介質(zhì)、協(xié)議或網(wǎng)絡(luò)包括但不限于Wi-Fi、藍(lán)牙、3G網(wǎng)格或類似物。在該實(shí)施例中，基站包括第一通信模塊302，所述第一通信模塊302被構(gòu)造用于與外部系統(tǒng)307或網(wǎng)絡(luò)通信，用于將適應(yīng)性的數(shù)據(jù)輸送至保健服務(wù)提供者或有關(guān)使用者使用呼吸設(shè)備的其它有關(guān)方面。在該實(shí)施例中，基站的第一通信模塊302通過無線介質(zhì)與外部系統(tǒng)307通信，但是做為替換，也可以采用硬連接通信鏈路或連接。例如，基站可以利用USB或以太網(wǎng)或類似物經(jīng)由通信電纜鏈路連接至外部系統(tǒng)，例如個(gè)人電腦、服務(wù)器、諸如LAN的網(wǎng)絡(luò)等等。應(yīng)當(dāng)明白，可選地，基站可以無線或經(jīng)由硬連接連接至獨(dú)立通信或傳輸裝置，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送給另一裝置或系統(tǒng)。

基站還包括第二通信模塊303a，其無線地或經(jīng)由硬連接與呼吸設(shè)備上機(jī)載的互補(bǔ)通信模塊303b通信。第二通信模塊可用于從呼吸設(shè)備回收使用適應(yīng)性的數(shù)據(jù)，用于儲(chǔ)存在基站的集成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)上和/或進(jìn)一步輸送至上述外部系統(tǒng)。第二通信模塊303a還可操作用于發(fā)送控制信號(hào)，以配置呼吸設(shè)備的工作參數(shù)或設(shè)定?；景ㄓ糜谧詣?dòng)地或者響應(yīng)于使用者界面生成的信號(hào)而生成控制信號(hào)的控制系統(tǒng)，所述使用者界面可由使用者操作，以經(jīng)由第二通信模塊303a控制這樣的工作參數(shù)或設(shè)定。舉例來說，控制信號(hào)可用來啟動(dòng)呼吸設(shè)備的各種操作模式，這些操作模式包括但不限于在開和關(guān)之間切換設(shè)備的開關(guān)模式、為機(jī)載電源充電的充電模式、使鼓風(fēng)單元運(yùn)行一預(yù)定時(shí)間以在使用后干燥氣體流路的干燥模式、以及將使用者使用數(shù)據(jù)和/或傳感器數(shù)據(jù)傳輸給基站的數(shù)據(jù)傳輸模式。

在一些實(shí)施例中，所述控制系統(tǒng)可被構(gòu)造用于自動(dòng)地向呼吸設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)，以根據(jù)基站和呼吸設(shè)備之間是否檢測到有效連接(有線或者無線)來控制一個(gè)或多個(gè)操作模式，包括啟動(dòng)、停止或其它方式控制操作模式。

第二通信模塊303a可以任選地被構(gòu)造用于從呼吸設(shè)備上機(jī)載的任何無線傳感器直接地接收傳感器信號(hào)和/或傳感器數(shù)據(jù)。

可移除的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)也可以設(shè)置在呼吸設(shè)備301和基站300中的任一個(gè)或兩者上，以允許傳輸適應(yīng)性的數(shù)據(jù)。

基站可以由電源供電，電源例如是聯(lián)接至主AC電壓源306的獨(dú)立AC電源適配器304。應(yīng)該明白，在可選實(shí)施例中，AC電源適配器電路可以集成到基站中。

在該實(shí)施例中，基站提供了相連的電源接線板305形式的電源系統(tǒng)，所述電源接線板305被構(gòu)造用于經(jīng)由無線電力輸送向解下的呼吸設(shè)備301輸送電力。在使用時(shí)，當(dāng)使用者穿戴著呼吸設(shè)備睡覺時(shí)，電源接線板305位于使用者枕頭下，以便不聯(lián)接地電力輸送。來源于電源接線板的電力可用來為呼吸設(shè)備供電和/或?yàn)楹粑O(shè)備上機(jī)載的任何儲(chǔ)能裝置充電，例如蓄電池組、超電容器等等。在該實(shí)施例中，利用磁諧振電力輸送或類似方法，將電力從電源接線板305輸送至呼吸設(shè)備301。

電源系統(tǒng)也可以任選地被構(gòu)造用于向呼吸設(shè)備上機(jī)載的任何無線傳感器供電。

基站第二實(shí)施例-帶有集成無線電力輸送

參照圖45，第二實(shí)施例的基站310類似于第一實(shí)施例，同樣的參考標(biāo)記代表同樣的特征和功能。第二實(shí)施例的主要區(qū)別在于，無線電力輸送硬件被集成到基站中，使得數(shù)據(jù)通信和電力輸送能夠在同一連接處同時(shí)進(jìn)行，即在基站和可穿戴呼吸設(shè)備之間的無線連接介質(zhì)處。如圖所示，基站可以向不具有機(jī)載儲(chǔ)能裝置(例如蓄電池組或超電容器)的可穿戴呼吸設(shè)備312無線供電311，或者向具有機(jī)載儲(chǔ)能裝置的可穿戴呼吸設(shè)備313供電和/或充電。如圖所示，基站和呼吸設(shè)備還包括如第一實(shí)施例中所述的通信模塊。

基站第三實(shí)施例-帶有數(shù)據(jù)集線器

參照圖46，第三實(shí)施例基站采用數(shù)據(jù)集線器320的形式。數(shù)據(jù)集線器320通過之前所述的通信模塊303a、303b與呼吸設(shè)備322通信。數(shù)據(jù)集線器320還與外部系統(tǒng)321無線通信302，例如計(jì)算機(jī)或便攜式通信裝置，例如膝上計(jì)算機(jī)、平板、智能電話或類似物。使用者可操作在外部系統(tǒng)上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)或應(yīng)用程序，以無線控制呼吸設(shè)備的設(shè)定或工作參數(shù)。應(yīng)該明白，在可選實(shí)施例中，外部系統(tǒng)321和呼吸設(shè)備322可以直接通信，不需要數(shù)據(jù)集線器320。如前所述，適應(yīng)性的數(shù)據(jù)和設(shè)備設(shè)定從呼吸設(shè)備無線轉(zhuǎn)播給獨(dú)立數(shù)據(jù)集線器320，用于儲(chǔ)存和/或進(jìn)一步無線輸送至外部系統(tǒng)?？梢瞥橘|(zhì)還可以用來為這兩個(gè)步驟中的任一步驟傳輸數(shù)據(jù)。

在該第三實(shí)施例的構(gòu)造中，電源304，例如連接至AC電網(wǎng)電壓306的AC適配器，可經(jīng)由電力電纜327連接至呼吸設(shè)備部件，用于供電或充電，即，呼吸設(shè)備實(shí)際上用插頭插入電源，以便運(yùn)行和/或充電任何機(jī)載儲(chǔ)能裝置。目標(biāo)是在設(shè)備沒有使用時(shí)為蓄電池充電，但是，在325處所示的系栓(tethered)操作模式，可以同時(shí)使用和充電該裝置。同樣，在324，可以從頭飾/鼓風(fēng)機(jī)上移除蓄電池進(jìn)行充電，如圖所示，或者在326，可以將電源直接用插頭插入呼吸設(shè)備，以便無蓄電池使用，如圖所示。至蓄電池或呼吸設(shè)備的電源接頭可以包括斷開電接頭(breakaway electrical connection)，以允許在施加大的應(yīng)變的情況下，從蓄電池或設(shè)備拉開電纜。

基站第四實(shí)施例-帶有蓄電池配接站

參照圖47，第四實(shí)施例的基站330也包括通信模塊302、303，用于允許傳輸和儲(chǔ)存適應(yīng)性的數(shù)據(jù)，以及允許使用者經(jīng)由基站上的使用者界面改變呼吸設(shè)備工作設(shè)定。

基站由連接至AC電網(wǎng)電壓源306的AC適配器304供以電力，不過應(yīng)當(dāng)明白，可選地，AC適配器電路也可以集成到基站中?；景ㄓ糜诮邮蘸粑O(shè)備的可移除儲(chǔ)能裝置、例如蓄電池或蓄電池組331的蓄電池配接站，以便再充電，即，蓄電池被從呼吸設(shè)備的頭飾上物理移除，并配接到基站中以充電。電纜332從基站延伸，并可選擇地連接至呼吸設(shè)備，以便供電運(yùn)行和/或充電。例如，電纜332可以連接到帶有機(jī)載蓄電池334的呼吸設(shè)備333上，以允許系栓使用呼吸設(shè)備，同時(shí)為蓄電池充電?？蛇x地或附加地，在335，如圖所示，電纜可以用插頭插入到無蓄電池的呼吸設(shè)備中，以允許系栓使用該設(shè)備。而且，至蓄電池或呼吸設(shè)備的電纜接頭可以包括斷開電接頭，以允許在施加大的應(yīng)變的情況下，從蓄電池或設(shè)備拉開電纜。

基站第五實(shí)施例-帶有集成無線電力輸送接線板

參照圖48，第五實(shí)施例的基站340具有類似于第四實(shí)施例的構(gòu)造，同樣的參考標(biāo)記代表同樣的特征和功能。主要區(qū)別在于第五實(shí)施例的基站340不具有蓄電池配接站，而是設(shè)置有在第一實(shí)施例的基站所述類型的集成充電接線板341，該集成充電接線板341被構(gòu)造用于經(jīng)由無線電力輸送向呼吸設(shè)備342輸送電力。例如，呼吸設(shè)備的蓄電池物理放置在充電接線板341上以便充電。充電可以在蓄電池還附著于呼吸設(shè)備(如圖所示)的情況下或者在蓄電池被移除并本身放置在接線板上的情況下進(jìn)行。充電接線板341可以是側(cè)面開口的(如圖所示)或者結(jié)合到一封閉物中，這樣設(shè)備在充電時(shí)可以隱藏起來。

基站第六實(shí)施例-帶有插入式充電

參照圖49，第六實(shí)施例的基站350具有類似于第四實(shí)施例的構(gòu)造，同樣的參考標(biāo)記代表同樣的特征和功能。主要區(qū)別在于第六實(shí)施例的基站350不具有蓄電池配接站，而是根據(jù)需要，電纜332連接至呼吸設(shè)備的可移除蓄電池組336。

基站第七實(shí)施例-帶有獨(dú)立無線電力和數(shù)據(jù)傳輸接線板

參照圖50，第七實(shí)施例的基站360類似于第一實(shí)施例，同樣的參考標(biāo)記代表同樣的特征和功能。第七實(shí)施例的主要區(qū)別在于，用于與呼吸設(shè)備301通信的通信模塊被集成到電源接線板305中。特別地，電源接線板305既包括無線電力輸送發(fā)射器或發(fā)射器電路305a，又包括通信模塊通信電路305b。無線電力輸送發(fā)射器305a被構(gòu)造用于不聯(lián)接地電力輸送至互補(bǔ)無線電力輸送接收器或接收電路362a，所述無線電力輸送接收器或接收電路362a設(shè)置在呼吸設(shè)備301的控制板362上。同樣，控制板還包括用于與電源接線板305的通信模塊305b通信的通信模塊通信電路362b。這種構(gòu)造允許電力和數(shù)據(jù)兩者都從電源接線板305通過相同或單一的無線連接介質(zhì)或鏈路365傳輸至電源接線板305。

如圖所示，在305，電力輸送經(jīng)由電纜367連接至基站360。該連接367允許基站360向電源接線板305的無線電力輸送電路供電，以及還向呼吸設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)和從呼吸設(shè)備接收數(shù)據(jù)。特別地，基站可以發(fā)送控制信號(hào)，以為呼吸設(shè)備配置工作參數(shù)或設(shè)定，并且可以從呼吸設(shè)備接收使用適應(yīng)性的數(shù)據(jù)，正如參照圖44中第一實(shí)施例的基站所述的那樣。

來源于電源接線板的電力可以用于為呼吸設(shè)備供電和/或?yàn)楹粑O(shè)備上機(jī)載的任何儲(chǔ)能裝置例如蓄電池組、超級(jí)電容器等充電，正如參照圖44的第一實(shí)施例中所述的那樣。

在該第七實(shí)施例中，呼吸設(shè)備上機(jī)載的控制板362被圖示為安裝至頭飾363，特別地在使用者頭部的頂部的部位安裝至頂部的頭帶。然后控制板362經(jīng)由電纜364連接至呼吸設(shè)備301的鼓風(fēng)單元和/或鼓風(fēng)機(jī)外殼中的任何另外的控制電路。但是，應(yīng)當(dāng)明白，在可選實(shí)施例中，控制板362可以集成到呼吸設(shè)備主外殼中，而不是如圖所示地安裝至頭飾。

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