專(zhuān)利名稱(chēng)：加熱式呼吸管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及呼吸加濕器，更特別但不僅僅涉及加熱式呼吸加濕管以及用于制造這樣的加濕管的方法，其中，加濕管用在呼吸加濕系統(tǒng)的呼吸回路中，用來(lái)向需要加濕氣體的病人或其他人提供這樣的氣體。
背景技術(shù)：
為了向需要?dú)怏w，例如被加濕的氣體的病人或其他人提供這樣的氣體，從氣源到病人(吸氣管)和從病人返回氣源(呼氣管)都已使用了柔性管。當(dāng)被供應(yīng)的氣體被加濕時(shí)，需要將發(fā)生在管內(nèi)壁的冷凝(即“液化)的量減到最小，因?yàn)檫@一冷凝很快地積聚，需定期排干。一些現(xiàn)有的呼吸加濕管裝有加熱絲來(lái)加熱管壁，目的是減少冷凝，還幫助控制被送到病人處的被加濕氣體的溫度。
裝有加熱絲的呼吸加濕管的一個(gè)例子被揭示于我們先前的聯(lián)合王國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，該申請(qǐng)是于1995年6月7日以GB2284356A公布的。被揭示的加熱絲是一個(gè)環(huán)形加熱件，環(huán)的兩個(gè)自由端從管的一端引出以連接到加濕器上一個(gè)交流電壓源上。加熱絲沿管底躺在隨便的一條路徑上的這種形式的加熱管具有如下缺點(diǎn)，即流經(jīng)管子的氣體沿管子寬度不是被均勻加熱的。此外，加熱絲排布的隨機(jī)特性使得管壁的局部區(qū)域能處于這樣一個(gè)溫度，該溫度低到足以使當(dāng)其它區(qū)域被過(guò)度加熱時(shí)，這些區(qū)域卻能發(fā)生冷凝。
一些加濕管具有一個(gè)繞在管外的加熱絲，目的是均勻地將熱供到管壁上(繞管子周?chē)约把乇诘拈L(zhǎng)度方向)以克服冷凝問(wèn)題。外繞加熱式加濕管的例子可在BOC集團(tuán)公司提出的US4，686，354號(hào)美國(guó)專(zhuān)利以及Heinz Eilentropp提出的DE4244493號(hào)德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布中看到。然而，這兩種結(jié)構(gòu)都要求被加熱件吸收的電能足夠大以能夠?qū)醾鬟^(guò)管壁然后傳到氣體中。相應(yīng)地，象加熱絲的溫度一樣，被加熱絲吸收的電能也是過(guò)量的。此外，由于來(lái)自加熱絲的熱必須首先通過(guò)管壁，加熱氣體所花的時(shí)間也過(guò)多，并且管子外表面的溫度可能高到足以燙著病人或護(hù)理者。
本發(fā)明的概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種加熱式氣體輸送通道，該通道至少在一定程度上克服上面的缺點(diǎn)或至少將為工業(yè)提供一個(gè)有用的選擇。
相應(yīng)地，在第一方面，本發(fā)明包括一種加熱式氣體輸送通道，該通道用于適于在所述氣體輸送通道中供應(yīng)氣流的通氣系統(tǒng)中，其包括一個(gè)有預(yù)定長(zhǎng)度的具有一個(gè)內(nèi)表面和一個(gè)縱向軸線的管子，一個(gè)有預(yù)定長(zhǎng)度的適于加熱所述氣流和／或所述管子的加熱裝置，其中，所述加熱裝置被置于所述管子裝置和所述氣流中，其中，所述加熱裝置是彈性可彎的并被制成一個(gè)預(yù)定的形狀，該形狀限定出一個(gè)體積，該體積是所述管子體積的一部分。
在另一方面，本發(fā)明包括一種用在產(chǎn)生一個(gè)氣流的通氣系統(tǒng)中的加熱式氣體輸送通道，該通道包含一個(gè)適于引導(dǎo)所述氣流的管子，一個(gè)在通電時(shí)適于向所述管子里的所述氣流供熱的加熱裝置，其中，所述加熱裝置設(shè)置在所述管子里的所述氣流中，這樣以使所述氣流基本沿所述加熱裝置的全長(zhǎng)被迫重復(fù)地通過(guò)所述加熱裝置。
在另一方面，本發(fā)明包括一種用于制造用在通氣系統(tǒng)中的加熱式氣體輸送通的方法，該方法包含以下步驟ⅰ)做出一個(gè)通過(guò)其可引導(dǎo)氣體的管子，ⅱ)將一段具有預(yù)定長(zhǎng)度的被絕緣的電阻絲繞成一個(gè)具有小于所述管子內(nèi)徑的直徑的螺旋體，以及ⅲ)將這樣形成的繞成螺旋狀的電阻絲插入所述管子。
本發(fā)明的要素是上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還設(shè)想了在下面給的僅作為例子的結(jié)構(gòu)。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明制作的加熱式呼吸加濕管的一段的前視圖，該圖展示了加熱絲被遮住的細(xì)節(jié)。
圖2是展示于圖1的管子的端部視圖。
圖3是圖1中的管子沿A-A方向剖開(kāi)的剖視圖。
圖4是展示于圖1的管子的立體圖，該圖展示了加熱絲被遮住的細(xì)節(jié)。
圖5是溫度與沿傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的管子寬度方向的距離的關(guān)系曲線圖。
圖6是溫度與沿示于圖1的管子寬度方向的距離的關(guān)系曲線圖。
圖7是示于圖3的管子的一段的放大圖。
圖8是圖3中的在管子內(nèi)壁和繞成螺旋狀的加熱絲之間有一個(gè)內(nèi)鞘的管子的放大剖視圖。
圖9是圖8中的具有一個(gè)繞在管子周?chē)耐馇实墓茏拥姆糯蟮钠室晥D。
圖10是圖3中的具有一個(gè)繞在管子周?chē)耐馇实墓茏拥姆糯蟮钠室晥D，以及圖11是包含示于圖1的管子的呼吸加濕系統(tǒng)的分解圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例制作的加熱式呼吸管的一部分的剖視圖，該圖展示了繞成雙螺旋體的加熱絲。
圖13是圖12中的具有一個(gè)附加的非必須的直環(huán)部分的加熱絲的前視圖。
圖14是一種替代的優(yōu)選的呼吸加濕系統(tǒng)的部分分解圖，該系統(tǒng)尤其適于用作一個(gè)插管式CPAP裝置，該裝置當(dāng)和圖13中的加熱絲一起用時(shí)，可被容易地改裝成圖11中的加濕系統(tǒng)。
圖15是替代示于圖12的繞制的加熱絲結(jié)構(gòu)的前視圖，以及圖16是溫度與沿管子長(zhǎng)度方向的距離的關(guān)系曲線圖，該圖展示了傳統(tǒng)的加熱絲與圖15中的加熱絲的比較。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式參看圖11，展示的是一個(gè)呼吸加濕系統(tǒng)，其中，送風(fēng)器1通過(guò)出氣口2向加濕室3供氣(例如氧氣或麻醉氣)，加濕室由呼吸加濕器5的加熱板4來(lái)加熱。加濕室3里的水被加熱，產(chǎn)生水蒸汽對(duì)加濕室里的氣體加濕，加濕室里的氣體然后通過(guò)出口6出來(lái)，進(jìn)入一個(gè)加熱式氣體輸送通道或吸氣的呼吸管7。一個(gè)傳統(tǒng)的“Y形件”8接收來(lái)自管7的氣體并使氣體能通過(guò)出口9至病人處。病人呼出的氣體然后通過(guò)“Y形件”8被傳回到另外的一個(gè)加熱氣體輸送通道或呼氣管10，然后回到送風(fēng)器1。
加濕器5裝有一個(gè)控制器11，比如微處理器，其接收來(lái)自可調(diào)式用戶(hù)調(diào)控盤(pán)(例如溫度設(shè)置盤(pán)12)以及來(lái)自溫度傳感器(如傳感器13和14以及可能還包括的環(huán)境溫度傳感器15)的輸入信號(hào)，根據(jù)控制系統(tǒng)或指令組，如軟件程序，合適地控制加熱板14的供能，認(rèn)所需的溫度和／或相對(duì)濕度向病人供應(yīng)被加濕的氣體。可以估計(jì)到，離開(kāi)加濕室3的出口6的氣體將具有約100％的相對(duì)濕度，并且，當(dāng)氣體沿管7流動(dòng)時(shí)，水蒸汽有可能冷凝在管壁上，使氣體中的含水量不利的降低。供給病人的被加濕氣體的含水量最好是盡可能地高。
為了將管7還有管10內(nèi)發(fā)生的冷凝減小到最低限度，可以在每一根管子內(nèi)裝加熱絲。加熱絲最好是繞在絕緣芯周?chē)谋唤^緣的“鎳鉻”(鎳／鉻合金)電阻絲。每單位長(zhǎng)度的加熱絲的電阻比現(xiàn)有技術(shù)中的要小得多，然而，由于本發(fā)明在管內(nèi)使用的絲的長(zhǎng)度更長(zhǎng)，其總電阻與現(xiàn)有技術(shù)中的加熱絲不相上下。電能通過(guò)插入插口的接頭16和17從加濕器5供到加熱絲，其中，插口是位于每根管子一端的套中。加熱絲周?chē)慕^緣外皮最好是熱塑性材料，該材料在加熱到預(yù)定溫度時(shí)，進(jìn)入這樣一種狀態(tài)，其形狀可改變，并且在冷卻時(shí)，新形狀可牢固地有彈性地保持下來(lái)。
參看圖1到4，管7(或10)的優(yōu)選形式的一段被詳細(xì)地展示出來(lái)。管子例如由彈膠性材料，如聚乙烯／EVA混合物或硅橡膠，塑造而成。管子最好具有一個(gè)“有肋的”或“有波紋的”結(jié)構(gòu)以能夠彎曲(肋的標(biāo)號(hào)為21)，這可以通過(guò)下述方法來(lái)完成，即吹制融化的膠性材料以形成一個(gè)環(huán)形圓柱，該圓柱向外壓并貼在轉(zhuǎn)模的內(nèi)表面上，轉(zhuǎn)模將肋壓在管子上。在管7(或10)里面，有一根繞成螺旋狀的加熱絲20。加熱絲20最好如圖2中能看到的那樣，沿管子的長(zhǎng)度方向貼或靠在其內(nèi)壁上，或用另一種方法，加熱絲可具有一個(gè)小于管子內(nèi)徑的直徑，在這種情況下，繞成螺旋狀的加熱絲將落在管子里面。
為了將加熱絲20做成優(yōu)先選用的螺旋形，在插入管子里以前，首先將其在模子周?chē)@(最好要緊)成螺旋體。然后加熱絲20，當(dāng)其還繞在其模上時(shí)，被加熱到預(yù)定溫度，這將使絲的絕緣外皮軟化，這樣，在冷卻后，加熱絲將會(huì)保持其新的、螺旋形的形狀。前面提到的加熱可用下面的方法完成，將已經(jīng)加熱到適當(dāng)溫度的繞制絲和模子在烘烤裝置中放置一段預(yù)定的時(shí)間，或用另一種方法，將繞成螺旋狀的絲的端部連接到電源和外加電壓上，這樣，就產(chǎn)生一個(gè)大于額定電流的電流，該電流在絲上流過(guò)一段預(yù)定的時(shí)間。選擇電壓和時(shí)間以使絕緣外皮獲得所需的軟化(但不得融化)。模子可以是一其外徑比管7內(nèi)徑小的管或圓筒。
加熱絲螺旋體的螺距在彎制階段可以調(diào)節(jié)，這樣，整個(gè)加熱管就能制造得適應(yīng)特定加濕系統(tǒng)工作時(shí)所處的不同環(huán)境條件的需要。即，如果環(huán)境溫度可能非常低，那么，螺旋體的螺距可以繞得小些(相鄰圈靠得更近)，這樣，當(dāng)通電時(shí)，管壁上兩個(gè)相鄰圈之間的中點(diǎn)就不會(huì)下降到一個(gè)可能發(fā)生冷凝的溫度。反過(guò)來(lái)，如果溫度可能相當(dāng)高，那么，就可以增加螺距，這樣，管內(nèi)的絲的總長(zhǎng)度就可減少，從而降低生產(chǎn)成本?？梢岳斫猓@成螺旋狀的加熱絲有效地限定出一個(gè)充滿(mǎn)氣體的圓柱形體積，使得在向氣流提供加熱的大而有效的表面積、提高熱傳遞的同時(shí)，能讓被加濕氣體自由地流過(guò)管子而基本上不會(huì)對(duì)氣流產(chǎn)生阻礙。
應(yīng)該注意到，在發(fā)生在管子里的冷凝的量(較多的絲會(huì)減少冷凝)、加熱絲供應(yīng)的熱量(較多的絲會(huì)增加供熱)和加熱絲對(duì)氣流產(chǎn)生的阻力(更多的絲會(huì)增加流動(dòng)阻力)之間有一個(gè)折衷。通過(guò)試驗(yàn)，我們已發(fā)現(xiàn)當(dāng)螺距在每50mm的管子約1圈和約20圈之間，螺徑在約8mm和約20mm之間時(shí)，制造的加熱絲具有良好的加熱特性，并且在前面提到的相矛盾的要求之間具有良好的折衷。
一旦加熱絲螺旋體被做成形，就可將模子和貼在上面的加熱絲插入管子，或用另一種方法，首先將螺旋體從模子上取下。一旦到了管子里面，就將模子取走，加熱絲固有的彈性將會(huì)使螺徑擴(kuò)大，從而會(huì)使加熱絲螺旋體壓在管子的內(nèi)壁上。用另一種方法，如已經(jīng)提到的，加熱絲螺旋體可以具有比管子內(nèi)徑小的直徑，在這種情況下，加熱絲螺旋體將躺在管子內(nèi)壁的一邊。然后，加熱絲的一端被終接在插口18或19中，其中，插口位于管子一端的套中，而加熱絲的另一端在管子的另一端被連接到一個(gè)電流回路上，該回路可具有一個(gè)沿著管子外部的低阻“地”線。當(dāng)包含一個(gè)作為回路的低阻絲時(shí)，連接點(diǎn)處的電壓基本為零狀，這在一些醫(yī)療環(huán)境中是有利的，在這些環(huán)境中，靈敏的監(jiān)測(cè)裝置被置于連接點(diǎn)(靠近病人頭部)附近。用另外一種方法，在一個(gè)展示于圖12的更為優(yōu)先選用的實(shí)施例中，加熱絲可被繞成雙螺旋體，這樣，加熱絲的兩端都位于管子的一端(或者雙螺旋體可由在一端連接到低阻回流絲上的加熱絲制成)。回流絲的自由端也被終接到管子套里的插口18或19中。電接頭16和17被分別插入插口18和19，以使管子里面的加熱絲的電流在控制器11的控制之下，這樣，根據(jù)溫度讀數(shù)，加熱絲可被可控地通電以減少發(fā)生在管子里的冷凝。
在繞成雙螺旋狀的加熱絲(如圖12所示)的情形中，如果加熱絲只在管子的一端(加熱絲的端部被終接在插口18或19中的那一管端)被固定，那么，加熱絲將會(huì)因彈性回復(fù)到其密繞狀態(tài)，只沿管子伸出一部分。為避免這一問(wèn)題，雙螺旋體上的距絲的被終接端最遠(yuǎn)的那端應(yīng)被固定在一個(gè)位置，該位置位于或靠近管子上的距插口18和19最遠(yuǎn)的那端。這可以用幾種已知的方法來(lái)完成，例如將一個(gè)環(huán)形箍(未示出)在靠近加熱絲的“雙盡頭”端處連接到加熱絲上，然后將箍固定到管子的內(nèi)部。環(huán)形箍最好是很好地嵌在管子的內(nèi)圓柱形溝26當(dāng)中的一個(gè)里面(圓柱形溝里面的箍可以比作裝在輪胎里面的內(nèi)胎)。在管子端部里面的箍的定位還可被用來(lái)控制繞成螺旋狀的加熱絲的螺距以克服可能發(fā)生在絲的相鄰圈之間的冷凝。
已發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的加熱式繞成螺旋狀的加濕管具有如下好處，即提高了從加熱絲向管內(nèi)氣流傳遞的能量。這是由于氣流沿絲的全長(zhǎng)(該長(zhǎng)度比管子長(zhǎng)度大得多)流過(guò)絲表面的大部分這一事實(shí)，也由于加熱絲與氣流沿管子寬度方向相互作用這一事實(shí)。相應(yīng)地，在管子整個(gè)周邊周?chē)臍饬鲿?huì)被加熱絲加熱。這一事實(shí)被圖示于圖6，圖中只圖示了一根單螺旋體，并且，在圖中可以看到，由于加熱絲的布置，沿管子寬度方向的溫度分布比現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中見(jiàn)到的分布更均勻，在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，加熱絲縱向地躺在管子里面(見(jiàn)圖5)。雙螺旋體使得兩個(gè)端部能被終接在同一套中而無(wú)需回流絲的同時(shí)，提供了比單螺旋體更好的加熱性能。從圖5中可看到，現(xiàn)有技術(shù)的管子里的溫度在靠近絲的地方最高，但在加熱絲對(duì)面的管壁的溫度大大下降，這樣一來(lái)，這一位置就可能發(fā)生冷凝而且管子里的氣體不會(huì)被均勻加熱。
相應(yīng)地，由于向氣體傳遞能量的效率提高，與現(xiàn)有技術(shù)相比，加熱絲的溫度可被降低，減少了管子融化的危險(xiǎn)。加熱絲繞在管子外面的現(xiàn)有技術(shù)的加熱管需要將能量傳過(guò)管子以加熱氣體。本發(fā)明提高了能量效率(因?yàn)楸患訚駳怏w沿管子的橫向和縱向被均勻加熱)，從而，加濕系統(tǒng)所需的總能量使得被加熱絲吸收的電能降低(即使加熱絲的總電阻通常與現(xiàn)有技術(shù)中的基本相等)。
參看圖7，可以看到肋管或波紋管里的氣流23在內(nèi)管壁的凹處里產(chǎn)生小的渦流22。這一現(xiàn)象有害地增加了從氣體到管壁然后向外到周?chē)h(huán)境的熱能傳遞，因?yàn)闇u流中的被加熱氣體在每個(gè)渦流發(fā)生處連續(xù)地將通過(guò)的熱量環(huán)流到管壁上。在努力減少這一問(wèn)題并進(jìn)一步提高能量效率的過(guò)程中，可以在由加熱絲20做成的螺旋體和內(nèi)管壁之間的空間將一個(gè)例如由薄的塑性材料制成的內(nèi)鞘24插入管子中。這一步可在將絲插入管子中之前進(jìn)行，或用另一種方法，內(nèi)鞘可與管子一起擠壓成形。然后，鞘的端部被粘合或封接到管子上。來(lái)自加濕室的氣體供應(yīng)于是被迫只能從內(nèi)鞘24中流過(guò)加熱絲，在內(nèi)鞘24和管7之間形成的滯留空氣絕緣層26進(jìn)一步減少了向周?chē)h(huán)境的熱傳遞，并減少環(huán)境溫度的溫度變化對(duì)氣體溫度的影響，并且還在保持肋管供應(yīng)的同時(shí)消除了渦流。為更進(jìn)一步提高加熱管的能量效率，可將整個(gè)的管／加熱絲／內(nèi)鞘結(jié)構(gòu)插入如圖9所示的外鞘25中，同時(shí)，外鞘的端部粘合或封接到管端。于是，另外的滯留空氣層27被加到加熱管“三文治”上以減少向周?chē)h(huán)境的能量傳遞。如果外鞘的直徑是緊配合在管子周?chē)?，那么，在管子和外鞘之間將形成一系列絕緣的圓筒形的滯留空氣罩，而非一連續(xù)的圓筒，進(jìn)一步將管子從環(huán)境條件的變化中隔絕開(kāi)來(lái)。用另一種方法，如圖10所示，可以使用外鞘而不必也要加上內(nèi)鞘。
參看圖13，展示了根據(jù)本發(fā)明制造的加熱絲的一個(gè)另外的非必須的特點(diǎn)。在這個(gè)實(shí)施例中，彎繞加熱絲以得到兩個(gè)不同的部分，一個(gè)繞成雙螺旋狀的部分31和一個(gè)單圈部分30。為保證加熱絲沿管子均勻布置，可在管端或其附近用一個(gè)箍(未示出)固定加熱絲的端部32(如前面已經(jīng)描述的那樣)，或者可在繞成螺旋狀的部分31和單圈部分30之間的位置用一個(gè)箍固定加熱絲。加入單圈部分30的好處可參照展示于圖14的呼吸加濕裝置來(lái)解釋。
圖14展示出加濕系統(tǒng)可怎樣裝出以獲得“插管式CPAP”(連續(xù)的正的氣路壓力)。這一構(gòu)造與展示于圖11的相同，除了圖11中的呼氣管10已被一個(gè)較短的管32代替，該管具有一個(gè)連接于其自由端的CPAP閥33以在病人處產(chǎn)生恒定的壓力。圖11中的呼氣管10可由兩個(gè)連在一起的管32和另一個(gè)管(未示出)組成。然后，圖13的加熱絲可以插入呼吸回路(件30置于管32中，件31置于第二短管(未示出)中)的呼氣支路中。然后，為產(chǎn)生圖14的結(jié)構(gòu)，只需將第二短管和加熱絲20取下并加上CPAP閥33。當(dāng)重新配置圖14的系統(tǒng)以重新產(chǎn)生圖11的系統(tǒng)時(shí)，直件32的好處很明顯。在這一重新配置中，因?yàn)榧訜峋€的單圈部分30將從第二短管中伸出，所以可以容易地將其放回管32中，然而螺旋狀的管子就不能夠被使用者容易地插入。
一個(gè)更進(jìn)一步的替代的優(yōu)先選用的繞制的加熱絲結(jié)構(gòu)實(shí)施例被展示于圖15。圖15的繞制的加熱絲由與前面優(yōu)先選用的實(shí)施例中的相同的被絕緣的電阻絲制成，并且可在加或不加內(nèi)／外鞘(預(yù)計(jì)對(duì)該實(shí)施例，內(nèi)／外鞘將不是必需的)的情況下使用。可以看到，加熱絲已被彎繞成一個(gè)雙螺旋體，其螺距沿著絲是變化的。最好，螺距在一端最小并且向著另一端而增大。但是，與所展示的不同的變螺距結(jié)構(gòu)可能最好是依使用環(huán)境而定的。
示于圖15的螺距結(jié)構(gòu)的一個(gè)好處是可將繞制絲插入管子，這樣，密繞端(螺距最小)可被置于呼吸管7的距加濕器5最近的那端。由于被加濕氣體以最高的相對(duì)濕度離開(kāi)出口6，冷凝通常更有可能發(fā)生，因此，應(yīng)在該位置提供更高的加熱量。從而，加熱絲20的密繞端就在管子里所需的地方提供一個(gè)增加了的加熱度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，圖15的繞成雙螺旋狀的變螺距加熱絲在沿整個(gè)管子保持氣體溫度的同時(shí)，使冷凝減少，尤其是在加濕器出口處。
類(lèi)似的繞制加熱絲可用于呼氣管10中，然而，密繞端應(yīng)被置于管子的距病人頭部最近的那端，因?yàn)檫@兒是被呼出氣體將具有最高相對(duì)濕度的地方，從而這兒是最有可能發(fā)生冷凝的地方。這一加熱絲結(jié)構(gòu)的好處表示在圖16中，在圖中可看到現(xiàn)有技術(shù)的加熱管(線35)里的溫度沿管子逐漸增加到端部附近的最大值，與之相比，有了根據(jù)本發(fā)明(線34)構(gòu)造的加熱絲，連接到加濕器上的管子的端部附近的氣體溫度接近最大值。
當(dāng)將絲安裝在管子里時(shí)，加熱絲的螺距最好在每50mm的管子約1圈(大螺距)到約20圈(小螺距)之間的范圍內(nèi)。
為了制出圖15的繞成雙螺旋狀的變螺距加熱絲，像參照前面的實(shí)施例描述的那樣進(jìn)行相似的過(guò)程。電阻絲最好是緊繞到一個(gè)旋轉(zhuǎn)模上，首先在模上朝一個(gè)方向繞以制成一個(gè)第一層，然后朝相反方向在這一層的上面繞回起始位置。然而，在這一實(shí)施例中，為了制出變螺距，模子是錐形棒(或截頭錐形棒)。為了制出示于圖15的加熱絲，錐形棒最好具有一個(gè)約為3mm的小端直徑和一個(gè)約為18mm的大端直徑。在彎繞和加熱(如前面所描述的)后，將絲從其模上取下并使其能夠有彈性地呈現(xiàn)出一個(gè)具有約4mm到約20mm直徑的新形狀。在縱向拉伸時(shí)，依靠熱塑性外皮的性質(zhì)和所用的模子的形狀，繞制加熱絲可以符合直徑沿其長(zhǎng)度基本不變，且具有所需的變螺距。用另一種方法，被拉伸的制成形的絲可以符合變螺距和／或變直徑的加熱絲。被拉伸的加熱絲的小螺距／小直徑區(qū)域形成于錐形模棒的窄端，而大螺距／大直徑區(qū)域形成于模棒的大端。其原因可通過(guò)類(lèi)比彈簧而理解得更好，即密繞彈簧(小螺距)的伸張不像繞得較疏(大螺距)的彈簧那樣容易。然后，變螺距繞制加熱絲的端部可為連接而終接于管端套中的插口18或19中，而繞成螺旋狀的絲的在對(duì)面的“雙盡頭”端可用，例如，象前面所描述的那樣的環(huán)形箍在管內(nèi)固定就位。
于是，至少在優(yōu)先選用的形式中，本發(fā)明提供了一種加熱式加濕管，其中，氣體和管子被更加均勻地加熱，減少了發(fā)生冷凝的危險(xiǎn)。本發(fā)明還使得管內(nèi)氣體的熱分布能夠更均勻，這是由于如下事實(shí)，一段比管子長(zhǎng)度大得多的加熱絲在沿管寬和管長(zhǎng)的位置上排布在管內(nèi)，這最有利地減少了冷凝。這一結(jié)構(gòu)還提高了呼吸加濕系統(tǒng)的總的能量效率，并減少了環(huán)境條件變化對(duì)氣體溫度的影響。
權(quán)利要求
1.一種加熱氣體輸送通道，該通道用在適于在所述氣體輸送通道中供應(yīng)氣流的通氣系統(tǒng)中一個(gè)有預(yù)定長(zhǎng)度的具有一個(gè)內(nèi)表面和一個(gè)縱向軸線的管子，一個(gè)有預(yù)定長(zhǎng)度的適于加熱所述氣流和／或所述管子的加熱裝置，其中，所述加熱裝置被置于所述管子裝置和所述氣流中，其中，所述加熱裝置是彈性可彎的并制成一個(gè)預(yù)定的形狀，該形狀限定一個(gè)體積，該體積是所述管子體積的一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述加熱裝置所限定的體積的橫截面基本為圓形，所限定的體積具有一個(gè)與所述管子的軸線基本對(duì)準(zhǔn)的縱向軸線，以使得保持向所述氣流的高的熱傳遞的同時(shí)，對(duì)所述氣體的流動(dòng)的阻礙被減到最小。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述加熱裝置包含一個(gè)單段的、適于連接到電源裝置上的被電絕緣的電阻絲，其中，所述電阻絲被繞成一個(gè)限定出所述體積的螺旋體。
4.如權(quán)利要求3所述的加熱式輸送通道，其中，所述電阻絲被繞成一個(gè)雙螺旋體，以使得所述電阻絲的兩端可以都在所述管子的一端以連接到所述電源裝置上。
5.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述加熱裝置具有一個(gè)電絕緣外皮，該外皮幫助所述加熱裝置保持形狀，其中，當(dāng)彎成一個(gè)新形狀并加熱到一個(gè)預(yù)定溫度以上時(shí)，所述加熱裝置在冷卻時(shí)將會(huì)彈性地保持所述新形狀。
6.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的加熱式氣體輸送通道，其中，為了可調(diào)節(jié)地確定所述繞成螺旋狀的絲的螺距和／或直徑，所述加熱裝置的一部分被可調(diào)地安裝到所述管子上，螺距和／或直徑需要調(diào)節(jié)以使在所述繞成螺旋狀的絲的相鄰圈之間發(fā)生的冷凝減少到最低限度。
7.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述螺旋體的螺距和／或直徑沿著所述加熱裝置而變。
8.如權(quán)利要求7所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述通氣系統(tǒng)包含一個(gè)吸氣管裝置，該裝置適于從所述吸氣管裝置的加濕端到所述吸氣管裝置的病人端將所述氣體供應(yīng)到病人處，其中，所述螺旋體的螺距在所述加濕端較小。
9.如權(quán)利要求7所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述通氣系統(tǒng)包含一個(gè)呼氣管裝置，該裝置適于從位于所述呼氣管裝置病人端的病人處將所述氣體引導(dǎo)到所述呼氣管裝置的排氣端，其中，所述螺旋體的螺距在所述病人端較小。
10.如權(quán)利要求7所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述螺旋體的螺距在每50mm管子約1圈到約20圈之間變化。
11.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的加熱氣體輸送通道，其中，一個(gè)內(nèi)鞘被插入所述管子中并與之共軸，所述內(nèi)鞘的端部被封接到所述管子上，以使得在所述內(nèi)鞘和所述管子之間形成一個(gè)被封閉氣體的絕緣層。
12.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述管子被插入到一個(gè)外鞘中，且所述外鞘的端部被封接到所述管子上，以使得在所述外鞘和所述管子之間形成一個(gè)被封閉氣體的絕緣空間。
13.如權(quán)利要求4所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述電阻絲具有兩個(gè)部分，一個(gè)繞成雙螺旋狀的第一部分和一個(gè)單圈的第二部分，所述繞成雙螺旋狀的部分包含所述電阻絲的兩個(gè)端部，所述單圈部分距所述絲的兩個(gè)端部最遠(yuǎn)。
14.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述繞成螺旋狀的電阻絲的螺距在每50mm管子約1圈到約20圈之間。
15.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述繞成螺旋狀的電阻線的直徑在約8mm和約20mm之間。
16.一種用在產(chǎn)生氣流的通氣系統(tǒng)中的加熱式氣體輸送通道，包括一個(gè)適于引導(dǎo)所述氣流的管子，一個(gè)適于在通電時(shí)向所述管子中的所述氣流供熱的加熱裝置，其中，所述加裝置設(shè)置在所述管子里的所述氣流中，這樣，所述氣流就被迫基本沿所述加熱裝置的全長(zhǎng)，重復(fù)地通過(guò)所述加熱裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的加熱式氣體輸送通，其中所述加熱裝置包含一個(gè)單段的被絕緣的電阻絲，其中，所述絲被繞成一個(gè)螺旋體，所述螺旋體的直徑比所述管子的內(nèi)徑小。
18.如權(quán)利要求16所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述加熱裝置包含一個(gè)單段的被絕緣的電阻絲，其中，所述絲被繞成一個(gè)雙螺旋體，并且絲的兩端都在所述管子的一端。
19.如權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述被絕緣的電阻絲基本在所述管子的兩個(gè)端部之間延伸，同時(shí)具有一個(gè)由連接到所述被絕緣電阻絲一端的也基本在所述管子兩端之間延伸的一個(gè)低阻回流絲提供的電流回路。
20.如權(quán)利要求17或權(quán)利要求18所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述被絕緣電阻絲被用一個(gè)熱塑性材料層絕緣，以使得所述絲可被繞成所述螺旋體，被加熱然后被冷卻以使得所述絲會(huì)彈性地保持所述螺旋形狀。
21.如權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述管子包含一個(gè)波紋管，一個(gè)與所述管子共軸的內(nèi)鞘被裝在加熱裝置和所述管子的內(nèi)表面之間，在所述管子的波紋和所述內(nèi)鞘之間形成一系列絕緣空間。
22.如權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述管子包含一個(gè)波紋管，一個(gè)外鞘被裝在所述管子的外部并與之共軸以形成一個(gè)繞在所述管子周?chē)耐饨^緣空間。
23.如權(quán)利要求22所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述鞘與所述管子基本上是緊配合，以使得所述外絕緣空間包含一系列處在所述管子的所述波紋和所述外鞘之間的絕緣空間。
24.如權(quán)利要求17或權(quán)利要求18所述的輸送通道，其中，通過(guò)將所述加熱絲的一部分可調(diào)節(jié)地安裝到所述管子上，所述繞成螺旋狀的被絕緣電阻線的螺距和／或直徑是可調(diào)的，這樣，所述螺距和／或直徑的調(diào)節(jié)可通過(guò)調(diào)節(jié)安裝位置來(lái)進(jìn)行，以使得冷凝可被基本從內(nèi)管壁上的所述絲的相鄰圈之間的空間消除。
25.如權(quán)利要求17和權(quán)利要求18所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述繞成螺旋狀的被絕緣電阻線的螺距在每50mm管子約1圈到約20圈之間。
26.如權(quán)利要求17或權(quán)利要求18所述的加熱輸送通道，其中，所述繞成螺旋狀的被絕緣電阻絲的直徑在8mm和約20mm之間。
27.如權(quán)利要求17或權(quán)利要求18所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述螺旋體的螺距沿所述加熱裝置而變。
28.如權(quán)利要求27所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述通氣系統(tǒng)包含一個(gè)吸氣管裝置，該裝置適于從所述吸氣管裝置的加濕端到所述吸氣管裝置的病人端將所述氣體供到病人處，其中，所述螺旋體的螺距在所述加濕端較小。
29.如權(quán)利要求27所述的加熱氣體輸送通道，其中，所述通氣系統(tǒng)包含一個(gè)呼氣管裝置，該裝置適于將所述氣體從在所述呼氣管裝置病人端的病人處引導(dǎo)到所述呼氣管裝置的排氣端，其中，所述螺旋體的螺距在所述病人端較小。
30.如權(quán)利要求27所述的加熱式氣體輸送通道，其中，所述螺旋體的螺距在每50mm的管子約1圈到約20圈之間變化。
31.一種用于制造一種用在通氣系統(tǒng)中的加熱式氣體輸送通道的方法，包含如下步驟ⅰ)做出一個(gè)通過(guò)其可引導(dǎo)氣體的管子，ⅱ)將一段預(yù)定長(zhǎng)度的被絕緣電阻絲繞成一個(gè)具有小于所述管子內(nèi)徑的直徑的螺旋體，以及ⅲ)將這樣做成的繞成螺旋狀的電阻絲插入所述管子。
32.如權(quán)利要求31所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，所述加熱絲被繞成一個(gè)雙螺旋體，且所述絲的兩端都在所述管子的一端。
33.如權(quán)利要求31或權(quán)利要求32所述的用于制造加熱氣體輸送通道的方法，其中，所述被絕緣電阻絲被用一個(gè)熱塑性材料的外皮絕緣，且所述方法包含如下步驟，將繞成螺旋狀的電阻絲加熱到使所述絕緣體軟化的預(yù)定溫度，然后冷卻所述電阻絲，以使得被冷卻的電阻將會(huì)彈性地保持其繞成螺旋狀的形狀。
34.如權(quán)利要求33所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，所述加熱步驟是這樣進(jìn)行的，將繞成螺旋狀的加熱絲的端部連接到一個(gè)電壓源上，產(chǎn)生一個(gè)電流并在所述電阻絲上以足夠的電流強(qiáng)度流過(guò)一段預(yù)定的時(shí)間，以提高所述絕緣外皮的溫度至所述預(yù)定溫度之上。
35.如權(quán)利要求33所述的用于制造加熱氣體輸送通道的方法，其中，所述加熱步驟是這樣的進(jìn)行的，將繞成螺旋狀的加熱絲置入加熱裝置中，直到所述絕緣外皮已達(dá)到所述預(yù)定溫度并保持一段預(yù)定的時(shí)間。
36.如權(quán)利要求31或權(quán)利要求32所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，制成所述管子的所述步驟包含在所述管子的內(nèi)外表面基本等間隔地制出波紋的步驟。
37.如權(quán)利要求31或權(quán)利要求32所述的用于制造加熱氣體輸送通道的方法，其中，彎繞所述電阻絲的所述步驟包含保證所述繞成螺旋狀的電阻絲的直徑在約8mm和約20mm之間這一步驟。
38.如權(quán)利要求31或權(quán)利要求32所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，彎繞所述電阻線的所述步驟包含保證所述電阻絲的螺距在每50mm的管子約1圈和約20圈之間。
39.如權(quán)利要求31或權(quán)利要求32所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，彎繞所述電阻絲的所述步驟包含使電阻絲繞著一個(gè)外徑比所述管子內(nèi)徑小的基本為圓柱形的模的周?chē)M(jìn)行纏繞這一步驟。
40.如權(quán)利要求31或權(quán)利要求32所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，所述方法還包含如下步驟，即在將所述繞成螺旋狀的電阻絲插入所述管子的所述步驟之前，將一個(gè)內(nèi)鞘插入所述管子并與之共軸，然后將所述鞘的端部封接到所述管子上，以使得在所述內(nèi)鞘和所述管子之間形成一個(gè)被封閉氣體的絕緣層。
41.如權(quán)利要求31或權(quán)利要求32所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，所述方法還包含如下步驟，在將所述繞成螺旋狀的電阻絲插入所述管子的所述步驟之后，將所述管子插入一個(gè)外鞘，然后將所述外鞘的端部封接到所述管子上，以使得在所述外鞘和所述管子之間形成一個(gè)被封閉氣體的絕緣空間。
42.如權(quán)利要求31所述的用于制造加熱氣體輸送通道的方法，其中，所述彎繞步驟包含將一個(gè)低阻回流絲連接到所述繞成螺旋狀的絲的一端的步驟，加熱絲和低阻線組成的結(jié)合體的剩余的兩端在所述管子的同一端。
43.如權(quán)利要求31所述的用于制造加熱氣體輸送通道的方法，其中，所述彎繞步驟是以如下方式在一個(gè)基本為圓柱形的模上進(jìn)行的，即沿著所述模朝第一方向在所述的模上繞制絲的第一層，然后，沿著所述模倒轉(zhuǎn)方向在所述第一層的上面制作第二層，以使得在被拉伸時(shí)，彎制的絲將具有恒定螺距，在這同時(shí)，旋轉(zhuǎn)所述的模。
44.如權(quán)利要求31所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，彎繞步驟是以如下方式在一個(gè)基本為截頭錐形或錐形的模上進(jìn)行的，即沿著所述模朝第一方向在所述模上繞制絲的第一層，然后沿所述模倒轉(zhuǎn)方向并在所述第一層的上面制作第二層，以使得在被伸時(shí)，彎制的絲將具有變化的螺距和／或異徑接頭。
45.如權(quán)利要求44所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，所述彎制絲的螺距在每50mm的管子約1圈和約20圈之間變化。
46.如權(quán)利要求44所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，所述通氣系統(tǒng)包含一個(gè)吸氣管裝置，該裝置適于從所述吸氣管裝置的加濕端到所述吸氣管裝置的病人端將所述氣體供應(yīng)到病人處，其中，將繞成螺旋狀的電阻絲插入所述管子中的所述步驟包括使所述繞成螺旋狀的絲的螺距和／或直徑在所述吸氣管裝置的所述加濕端設(shè)置成最小的步驟。
47.如權(quán)利要求44所述的用于制造加熱式氣體輸送通道的方法，其中，所述通氣系統(tǒng)包含一個(gè)呼氣管裝置，該裝置適于從在所述呼氣管裝置病人端的病人處到所述呼氣管裝置的排氣端來(lái)引導(dǎo)所述氣體，其中，將繞成螺旋狀的電阻絲插入所述管子的所述步驟包含使所述繞成螺旋狀的絲的螺距和／或直徑在所述呼氣管裝置的所述病人設(shè)置成端最小的步驟。
48.一種用于制造基本上如在此處參照附圖所描述并由附圖所示的加熱式氣體輸送通道的方法。
49.一種用于制造基本上在此處參照附圖所描述并由附圖所示的加熱氣體輸送通道的方法。
50.一種基本上如在此處參照附圖所述描述并由附圖所示的加濕系統(tǒng)。
51.一種基本上如在此處參照附圖的圖1，2，3，4，6，7，8，9和10所描述并由其所示的加熱絲。
52.一種基本上如在此處參照附圖的圖13所描述并由其所示的加熱絲。
53.一種基本上如在此處參照附圖的圖15所描述并由其所示的加熱絲。
全文摘要
本發(fā)明是一個(gè)用于呼吸加濕系統(tǒng)(5)中的加熱式波紋(21)管(7)。管子里的加熱絲(20)減少冷凝或“液化”的發(fā)生。加熱絲被螺旋地繞成一個(gè)螺旋體或絲的兩端都可在管子一端終止的雙螺旋體。
文檔編號(hào)A61M16/00GK1204266SQ96198909
公開(kāi)日1999年1月6日 申請(qǐng)日期1996年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月13日
發(fā)明者布里特·約翰·胡達(dá)特, 馬爾康·圖·卡姆布里奇 申請(qǐng)人:菲舍爾和佩克爾有限公司