CN103492723A - 用于气体调节性传送的装置,特别是呼吸辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本装置1包含：一风扇2，实质上由一电动机5、一叶轮6及一风扇涡轮7所构成，所述电动机5容置在一电动机外壳8内，所述电动机外壳8具有第一端连接至风扇涡轮7及一相对的第二端；以及，一壳体22，容置所述风扇2，并定义出一空间23围绕该风扇2，以供冷却所述风扇2的气体流动，所述空间23并具有一进气口24。根据本发明，所述壳体8第一端包含至少一第一孔10；以及，所述壳体8第二端包含至少一第二孔11与所述进气口24分离，藉此防止所述进气口24捕抓残留于所述壳体8的热冷却气体。

Description

用于气体调节性传送的装置,特别是呼吸辅助装置
技术领域
本发明是有关于一种用于气体调节性传送的装置,特别是呼吸辅助装置。
背景技术
已知使用的可调节气体传送装置,特别是呼吸辅助装置包含:
一风扇，实质上由一电动机、一叶轮及一风扇涡轮(scroll)所构成，所述叶轮由所述电动机所驱动，所述风扇涡轮容置所述叶轮，所述电动机容置于一电动机壳体中，其具有一第一端部连接所述风扇涡轮及一第二端部位于所述风扇涡轮的相对侧；以及
一壳体，容置所述风扇，定义出一空间围绕所述风扇以供冷却风扇的空气流动，所述空间有一进气口位于所述电动机壳体的第二端。
此种型态的装置例如描述于专利公开文件FR2,908,482中。
此型态的呼吸辅助装置必须能够操作在一个很宽的流速范围中，特别是能够提供一个低的气体流速（供新生儿或小儿使用）。使用在这样的装置中的此类型的风扇电动机，尤其是当风扇提供低流速时，电动机的快速旋转诱使电动机发热。
若所述电动机壳体的第二端，被一横向壁(其包含一下轴承以引导电动机的轴杆)所封闭时，热的问题将变严重。为避免空气在压力下流动通过轴承，使得轴承中的油脂变干和污染通过轴承后的空气，所述下方的横向壁是实心的，且完整的封闭所述电动机壳体的下端部分，此将不利于电动机的散热。
一般而言，许多此型态的装置遭遇到电动机冷却的问题，影响到装置的效能与寿命
发明内容
本发明的目的是解决上述实质上的缺点，并因此使装置中上述提及的缺点能够改善效能与提高寿命。
本发明的装置另一缺点为当电动机过热时，可能产生有毒的烟雾，甚至污染风扇所传送的空气，此为本发明另一目的所要解决的缺点。
本发明另一目的为便于安装所述风扇于所述容置风扇的壳体中。
本发明又一目的是冷却所述电动机且不会劣化所述电动机轴杆下轴承的运作。
以本身已知的方式来说,相关的装置包含:
一风扇，其实质上由一电动机、一叶轮及一风扇涡轮(scroll)所构成，所述叶轮由所述电动机所驱动，所述风扇涡轮容置所述叶轮，其具有一第一端连接所述风扇涡轮和一第二端位于所述风扇涡轮的相对侧；以及
一壳体容置所述风扇，定义出一空间围绕该风扇，以供冷却所述风扇的气体流动，所述空间并具有一进气口位于所述电动机壳体的第二端。
根据本发明:
所述电动机壳体第一端包含至少一第一进气孔，用于允许冷却气体进入所述壳体；以及
所述电动机壳体第二端包含至少一第二孔，用于排放冷却空气离开所述壳体，所述第二孔或数个所述第二孔与所述容置壳体的进气口分开，以避免由所述进气口捕捉残留于电动机壳体的热的冷却空气，以便允许冷的冷却空气进入所述空间。
如此，本发明在于同时提供:
－流动的冷却气体在围绕所述风扇的所述空间中流动，尤其是围绕所述电动机壳体的外表面；
－流动的冷却气体流过所述电动机壳体；以及
－排放残留在所述电动机壳体的热的冷却气体，明确的隔开所述进气口以允许冷的冷却气体进入所述空间，以便避免所述进气孔捕捉到热气体。
以此方式连续提供电机的壳体的外部和内部的冷却以及电机的冷却，明确的分开接纳冷却气体进入所述空间的进气口和已通过所述电动机壳体的热气体的出气口。
以这种方式获得良好的冷却电机的装置，即使在低气体流速，亦能改进所述装置的性能，并增加其寿命。
所述明确分离具有决定性的优势，在电动机过热的情况下，消除在使用呼吸辅助装置的过程中风扇传送污染气体到患者的风险（此排除下文描述气体再循环进入涡旋盘的不同实施例）
上述冷却气体可以是由不同于所述装置传送的气体的另一气体所构成，并在一个专用的环道中流动。然而，这种冷却气体优选由所述装置传送的气体的一部分构成，所述第一孔连通风扇涡轮的内部，以至于一部分由所述装置在压力下传送的气体通过所述第一孔，然后通过所述电动机壳体，并通过所述第二孔流至所述电机壳体的外侧。
在这种情况下，在本发明的一个较佳实施例中，所述电动机壳体的第一端部安装在一风扇涡轮的底部的开口中，因而其包含的所述第一孔或每个第一孔将直接开口进入所述风扇涡轮和紧接的位于所述叶轮下方。
这简化了风扇的结构和风扇涡轮上电动机外壳体的安装。
本发明较佳实施例的装置包括一隔音壳体围绕且刚性的固定于所述容置壳体;所述隔音壳体可以包括一导管将已经通过所述电动机壳体并朝向外部的冷却气体直接排放到外部，适合当所述使用过的气体没有商业价值时，特别是所述气体为空气；所述隔音壳体可能或者包含一孔口或导管用于再循环已经通过所述电动机壳体并朝向所述风扇涡轮的冷却气体，此适合于当使用过的气体仍具有显着的商业价值时，特别是如果所述气体是氧气。
所述风扇优选包括一密封件以使所述第二孔或复数个第二孔隔离于所述进气口，避免气体从进入所述空间。
这将使所述第二孔或复数个第二孔与所述进气口完美分离。
所述密封件特别是裙边(skirt)形式的，其包含第一管状件紧密包覆所述电动机壳体的周壁周围，所述第二孔或复数个第二孔被布设在所述第一管状件的使用区域外侧以抵靠所述外周壁，特别是所述壳体包含一横向端壁。所述第二孔或每一第二孔开于密封裙边的内侧上，所述空间的出气口位于所述密封裙边的外侧。
当所述装置包含所述隔音壳体时，所述密封裙边包含一第二管状件固定至所述隔音壳体。
如此，所述密封裙边通过第一管状件连接至所述电动机壳体，通过第二管状件连接至所述隔音壳体，以这样的方式使所述风扇能够安装至所述容置壳体内。
本装置达到便利安装所述风扇至所述容置壳体内的目的。
在本发明中，所述密封裙边优选包含一中间第三管状件，位于所述第一管状件和第二管状件之间，且可挠性的连接该些第一管状件和第二管状件。
所述可挠性连接可以过滤由所述风扇，在平行于电动机轴杆的旋转轴方向上以及相对于所述旋转轴的径向方向，所产生的振动。
所述第三管状件可特别的以薄壁形式连接至所述第一管状件的放射状内壁和所述第二管状件的放射状内壁。
根据本发明另一方面，如果所述风扇，在所述电动机壳体的第二端部，包含一轴承以引导所述电动机轴杆，所述电动机壳体包含一包覆壁以完整的包覆所述轴承，因而消除冷却气体穿过所述轴承的可能性。
本装置达到完美的冷却所述电动机的目的，且没有使所述下方轴承劣化的风险。
当所述电动机轴杆延伸超出所述电动机壳体第二端包含的横向侧壁，特别是容置一平衡配重块，所述包覆壁是由安装在所述横向壁上的一盖体所形成，以覆盖整个所述电动机轴杆突出所述横向侧壁和所述轴承的部分。
如果所述风扇涡轮包含一加压气体出气岐管，所述装置优选包含一密封件，其一第一管状件围绕所述岐管，其一第二管状件安装在容置所述容置壳体内的隔音壳体内，其一中间第三管状件位于所述第一管状件和所述第二管状件之间，且连接该些第一管状件和第二管状件。
所述密封裙边更简化所述风扇安装在所述隔音壳体内并过滤由所述风扇所产生的振动。
所述壳体容置所述风扇并具有一形状有利的支撑所述电动机壳体的形状和所述风扇涡轮的形状，因而所述容置壳体的壁部至所述电动机壳体的壁部及至所述风扇涡轮的壁部皆具有一实质一致的距离
透过这样的方式，可获得一个无干扰的冷却气体流动在所述空间内，通过强制对流有利于良好的电动机壳体外侧的冷却。
参照所附概要图示，其通过非限制性实施例描述关于本发明可调式气体传送装置的一些可能实施例，将使本发明更清楚易懂，并将使本发明其他特征和优点变得更明显。
附图说明
图1是本装置第一实施例的分解透视示意图；
图2是本装置包含的半壳体示意图，其为安装风扇至本装置前的示意图；
图3类似于图2，其为安装风扇后的半壳体示意图，箭头标示装置内的气体循环；
图4是本装置的剖面示意图，其沿风扇包含的叶轮的旋转轴剖开，箭头再次标示装置内的气体循环；
图5是本装置的第二实施例包含的半壳体透视示意图，于安装所述装置包含的风扇前的示意图；
图6是本装置装入风扇后的半壳体示意图，箭头标示装置内的气体循环；以及
图7和图8是相对类似于图5及图6，第三实施例的半壳体示意图。
具体实施方式
为简单起见，使用相同的参考标号指定的一个实施例在另一个实施例中相同或类似的部件或组件。
图1到图4显示呼吸辅助装置1，其包含一风扇2和两个半壳体3适合围绕所述风扇2组装在一起。
所述风扇2实质上由一电动机5，一叶轮6及一风扇涡轮7所构成，所述叶轮6由所述电动机5所驱动，且所述风扇涡轮7容置所述叶轮6。
所述电动机5为圆柱形的总体形状且包含一轴向的轴杆，所述叶轮7设置于其上。所述电动机5容置于一电动机壳体。壳体8中，其具有一第一端部连接所述风扇涡轮7和一第二端部位于风扇涡轮7的相对侧。所述壳体8的第一端部固定在所述风扇涡轮7底部的一开口内并连接至一固定平板，所述固定平板和所述第一端部其包含复数个第一孔10相对电动机5的轴杆设置成同心圆排列，所述壳体8的第二端部包含一横向壁，其包含复数个第二孔11相对电动机5的轴杆设置成同心圆排列且包含一轴承12以引导所述电动机5轴杆的一延伸体13。所述延伸体13包含一平衡配重块14，和像是轴承12被完全的包覆在一盖体15内。所述盖体的周壁完全的位在所述孔11所配置处的圆内，以至于盖体并未覆盖该些孔11。
所述叶轮具有：一轴向进气口，配置在风扇涡轮7的进气口内、一气流导管，由叶轮叶片所定义；以及周围的出气口。
所述风扇涡轮7包含一轴向气体出气口、一轮状本体和一气体出气岐管16。
所述风扇2更包含一下文中描述的耳部17用以相对于下述的容置壳体暂挂风扇2，所述耳部17被刚性的固定至风扇涡轮7。所述耳部17具有实质上圆柱形的形状并径向延伸朝向风扇涡轮7的外部，位于相对于岐管16对角线的位置处。
所述两个半壳体3，各形成一容置风扇2的半壳体20和一隔音半壳体21，于本实施例中所见，该些半壳体20和21是一整体成型且由铸模生产。在组装所述两个半壳体3后(见图4)，所述两半壳体20形成一容置所述风扇2的容置壳体22，定义出围绕所述风扇的一风扇冷却气流空间23，其具有一气体进气口24位于所述电动机壳体8的所述第二端部。所述两个隔音半壳体21，经过组装形成一个隔音壳体25，其具有：一气体进气开口26；一呼吸辅助气体出气开口27；一出气开口28，用以排放冷却电动机5后的热气体，并由结构29所限定用以安装所述风扇2；一结构30用以安装出气岐管16；以及一导管31，用以排放热气体至隔音壳体25的外部。所述导管31由两个半导管与所述两半壳体3模压成一整体所形成。
更具体的如图3及图4所示，用以安装所述风扇2的结构29容置一裙边形式的弹性密封件35，所述裙边包含：一第一管状件35a，其组装在所述电动机壳体8的周壁周围；一第二管状件35b，其紧密安装在一由结构29所形成的下方沟槽中；以及一中间第三管状件35c，位于所述第一管状件35a和所述第二管状件35b间。所述第三管状件35c由一薄壁所形成，其连接所述第一管状件35a的径向内缘和所述第二管状件35b的径向内缘，并且可挠性的连接该些第一管状件35a和第二管状件35b。
所述用以安装出气岐管16的结构30也容置一密封组件36，其具有一相似于所述组件35的结构，具有：一第一部分，紧密包覆所述出气岐管16周围；一第二部分紧密安装在由结构30所形成的一容置沟槽；以及一可挠性的中间管状部。
就其本身而言，耳部17容置一O形环37，通过所述O形环37顶抵所述容置壳体2，以完成组装所述风扇。
参考图3和图4的箭头，其显示气体在隔音壳体25，容置壳体22和电动机壳体8内流动的路线，叶轮6通过电动机5的驱动力在实际中是同时导致：
一气体流动在围绕所述风扇的空间23内，特别是围绕所述电动机壳8体的外部表面；
一气体流动穿过所述电动机壳体8，通过所述孔10流入和通过所述孔11流出；以及
一热的气体排放离开所述电动机壳体8，由密封件35很好的加以隔离于所述进气口24，以防止所述进气口24捕捉到任何热的气体。
这两个气体的流动能够连续的进行电动机壳体8和电动机5的外部和内部冷却，明确的分离从进气口进入空间23的冷却气体和通过所述壳体8至出气口的热气体。
所述明确的分离可能由密封件35来达成，并且具有举足轻重的优势，即在电动机5过热时，消除受污染的气体通过所述风扇2传送至使用本呼吸辅助装置期间的病人的风险。
所述密封件35和36和其组件可方便且简化安装所述风扇2在容置壳体22和隔音壳体25中，且所述密封件包含的可挠性中间部件也可过滤所述风扇的振动。
而且，所述壳体15消除所有冷却气体穿过轴承的可能性，因而消除所有在轴承内油脂变干和气体因为穿过轴承而受到污染的风险。
图5和图6显示第二实施例的一半壳体3，每一半壳体20的底部通过一横向壁40连接所述结构29。所述壁40位于所述半壳体3的侧边且所述用以安装出气岐管的结构30位于其上且连接至所述半壳体3的背壁3a;其具有C形的剖面，并且在组装所述半壳体3后，其与该些半背壁3a限定形成一腔室40用以捕捉透过开口24吸引的气体。
如此，所两个半壳体3的壁40在组装后与所述半壳体20、所述壁3a和所述结构30共同定义出一腔室42用以排放热的冷却气体。所述腔室42通过一开口43连通于所述结构29内部所界定的区域，并经由一排放半导管31开启至半壳体3的外部。
因此，不同于第一实施例，所述用以排放热的冷却气体的第一导管31被整合在由两个半壳体3所组装的壳体的外壳体中。
图7和图8显示第三实施例，一半壳体3包含如上述的所述壁体40、所述腔室41、所述腔室42和所述开口43。在本实施例中，所述腔室42没有向外开启，但与所述空间23连通，且冷却风扇的气体通过一孔口50流入所述空间23中。如此，热的冷却气体被再循环在风扇涡轮7内，适合于如果由装置1所传送的气体仍具有显着的商业价值时，特别是如果气体为氧气(不同于上面两个实施例所描述，更准确来说要作用于空气)所述热的冷却气体以非常微小的比例被混合，与冷的气体一起经由开口24送入，然而在通常使用的气体流率下，这不影响电动机的冷却温度。
经由前面清楚地的描述，本发明的装置1与已知同型的装置具有决定性的优点，如上所述。
必需指出的是，本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。上述实施例并未限制本发明的范围，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种用于气体调节性传送的装置(1),特别是呼吸辅助装置(1)，包含：
一风扇(2)，其实质上由一电动机(5)、一叶轮(6)及一风扇涡轮(7)所构成，所述叶轮(6)由所述电动机(5)所驱动，所述风扇涡轮(7)容置所述叶轮(6)，所述电动机(5)容置在一电动机外壳(8)内，所述电动机外壳(8)具有一第一端连接至所述风扇涡轮(7)及一位于相对侧的第二端；以及
一壳体(22)，容置所述风扇(2)，所述壳体定义出一空间(23)围绕所述风扇(2)，以供用于冷却所述风扇(2)的气体流动，所述空间(23)具有一进气口(24)，位于所述电动机壳体(8)的第二端；
其特征在于：
所述电动机壳体(8)的第一端包含至少一第一进气孔(10)，以允许冷却气体进入所述壳体；以及
所述电动机壳体(8)的第二端包含至少一第二孔(11)，用于排放冷却气体离开所述壳体，所述第二孔(11)或数个所述第二孔与所述容置壳体(22)的进气口(24)分离，以防止由所述进气口(24)捕抓残留于所述壳体(8)的热的冷却气体，以便允许冷的冷却气体进入所述空间(23)。
2.如权利要求1所述的装置(1)，其特征在于：所述冷却气体是由部分所述装置传送的气体所构成，所述第一孔(10)或多个所述第一孔(10)连通所述风扇涡轮(7)内部，以使部分气体在所述装置(1)传送的压力下通过所述第一孔(10)或多个所述第一孔(10)，且接着通过所述电动机壳体(8)，并通过所述第二孔(11)或多个所述第二孔(11)流向所述电动机壳体(8)的外部。
3.如权利要求2所述的装置(1)，其特征在于：所述电动机壳体(8)的第一端固定在所述风扇涡轮(7)底部包含的一开口内，以使所述电动机壳体(8)包含的所述第一孔(10)或各所述第一孔(10)直接开口进入所述风扇涡轮(7)内且紧接于所述叶轮(6)下方。
4.如权利要求1至3任一项所述的装置(1)，其特征在于：所述装置包含一隔音壳(25)围绕所述承载壳(22)并刚性固定至所述承载壳(22)。
5.如权利要求4所述的装置(1)，其特征在于：所述隔音壳(22)包含一导管(31)，用以将穿过所述电动机壳(8)的冷却气体直接向外排出。
6.如权利要求4所述的装置(1)，其特征在于：所述隔音壳(25)包含一孔(50)或导管，用以使穿过所述电动机壳(8)的冷却气体回流至所述风扇涡轮(7)。
7.如权利要求1至6任一项所述的装置(1)，其特征在于：所述风扇(2)包含一密封件，使所述第二孔(11)或多个所述第二孔(11)隔绝于所述进气口(24)，以允许气体进入所述空间(23)。
8.如权利要求7所述的装置(1)，其特征在于：所述密封件为一密封裙边的形式，一第一管形件(35a)紧密结合于所述电动机壳(8)的外周壁，所述第二孔(11)或多个所述第二孔(11)设置于所述第一管形件(35a)使用区域的外侧以抵靠所述外周壁，特别是所述壳体包含的一横向端壁。
9.如权利要求4至8任一项所述的装置1，其特征在于：所述密封裙边包含一第二管形件(35b)，固定于所述隔音壳(25)。
10.如权利要求9所述的装置(1)，其特征在于：所述密封裙边包含一中间第三管形件(35c)介于所述第一及第二管形件(35a,35b)之间，且可挠性连接所述第一及第二管形件。
11.如权利要求10所述的装置(1)，其特征在于：所述第三管形件(35c)由一薄壁形成，并连接至所述第一管形件(35a)的一径向内壁及连接至所述第二管形件(35b)的一径向内壁。
12.如权利要求1至11任一项所述的装置(1)，所述装置(1)的风扇(2)在所述电动机壳(8)的第二端包含一轴承(12)以引导所述电动机(5)的一轴杆，其特征在于：所述电动机壳体(8)包含一包覆壁(15)，完全的包覆所述轴承(12)，以减少冷却气体通过所述轴承的可能性。
13.如权利要求12所述的装置(1)，所述装置(1)的电动机(5)的轴杆延伸超出所述电动机壳(8)的第二端的一横向壁，特别是用以容置一平衡配重块(14)，其特征在于：所述覆盖壁是由安装在所述横向壁上的一盖体(15)所形成，以覆盖整个所述电动机(5)的轴杆超出所述横向壁及轴承的部分。
14.如权利要求1至14任一项所述的装置(1)，所述风扇涡轮(7)包含一加压出口管(16)，其特征在于：所述装置(1)包含：一密封件(36)；一第一管状部，围绕所述管件(16)；一第二管状部，设于容纳所述容置壳体(22)的隔音壳(25)；及一中间第三管状部，连接所述第一及第二管状部。
15.如权利要求1至14任一项所述的装置(1)，其特征在于：容置所述风扇(2)的所述壳体(22)具有一形状，以支持所述马达壳体(8)的形状及所述风扇涡轮(7)的形状，因而所述容置壳体(22)的壁部至所述马达壳体(8)的壁部及所述风扇涡轮(7)的壁部具有一实质一致的距离。
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