CN107921233A - 医用加湿器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于向患者空气流添加水分的低成本医用加湿器。该加湿器包括：储水器、包含加热器的一次性蒸发式芯、盖，所述盖包括电接触和气道连接，电接触用于接合芯中的加热器。芯吸加热器包括具有铝轨道的PET膜和PTC电阻墨水的覆盖层。加热器被纸覆盖以通过毛细流动提供水路径。从储水器到芯有毛细路径。芯和加热器在卷到卷工艺中通过印刷和压延工艺制造。

Description

医用加湿器

技术领域

本发明涉及用于医疗器械的加湿空气的产生。特别地，本技术涉及患者将要吸入的空气的加湿。然而，可以理解的是，本发明不限于该使用领域。

背景技术

提供对现有技术的以下讨论是为了将本发明置于适当的技术背景下，并且使得其优点得到更充分的理解。然而，应该理解的是，在整个说明书中对现有技术的任何讨论不应该被认为是明示或暗示地承认这样的现有技术是广泛已知的或者形成本领域中的一般常识的一部分。

健康身体的呼吸系统促进了气体交换。鼻子和嘴巴构成了病人呼吸道的入口，气管和支气管是传导性气道，以将空气带到肺部的肺泡区域，在那儿进行气体交换。例如参见由约翰·B·韦斯特(John B.West)编著、利平科特·威廉斯·威尔金斯出版公司(Lippincott Williams&Wilkins)出版的“呼吸生理学(Respiratory Physiology)”，2011年第9版。

例如，呼吸压力疗法(respiratory pressure therapy，RPT)设备将加压后的空气传送到患者的气道，充当夹板以保持气道打开，从而允许患者在睡着时正常呼吸。压缩空气的传送量超过了呼吸所需的量，允许过量的流量从面罩排气口泄漏，从而维持治疗压力。RPT用于治疗睡眠呼吸暂停和其他呼吸系统紊乱。如果这种空气流不加湿，病人的呼吸道会变干，从而给病人带来不适。

加湿器的使用旨在产生加湿气体，使鼻粘膜的干燥最小化并增加患者气道舒适度。呼吸加湿器可以有多种形式，例如可以是通过空气管道连接到RPT设备的独立设备；集成在RPT设备中；或者被构造为直接操作性地耦合到RPT设备。

加湿器通常包括容量为几百毫升(ml)的水桶(tub)、用于加热桶中的水的加热元件、能够改变加湿等级的控制器、用于从RPT设备接收气体的气体入口以及适于连接到空气回路(air circuit)的气体出口，空气回路将加湿后的气体传送给患者。在RPT应用中，水桶应该包含足够多的水以维持患者的睡眠持续时间。

加热至增湿(heated pass-over humidification)是与RPT设备一起使用的一种常见形式。在这样的加湿器中，加热元件通常结合在位于水桶下方并与水桶热接触的加热板中。热主要通过传导从加热板传递到水桶。来自RPT设备的空气流从水桶中的热水上方经过，导致水蒸气会被空气流吸收。

水桶包含用于加湿空气流的全部量的水，并接收经过水的空气流并由此传送加湿后的空气流。这种加湿器构造存在许多缺点。有一定量的水溢出到RPT设备或接触患者的风险。由于整个水量必须加热，这样就会产生长时间的预热时间和冷却时间，最好的情况下加热大约20分钟左右。而且，当水桶变空时，水中的任何污染物都将作为残留物粘附在桶中，这就需要进行清洁。

其他加湿器使用芯吸式布置，由此水通过芯被吸取，且空气流过芯的表面，由此将水传送到空气流。水一般从储水器泵送到芯。这种芯吸系统的缺点是，储水器通常处于环境压力下，并且水通过泵供给到包围了加压后的空气流的芯中。因此，泵或输水机构必须作为阀门来阻止空气流和/或压力的损失，并且泵必须将受调节的水传送到芯，使得溢流不会发生，但仍然会在芯中保持足够的水以充分加湿。

US2009/0000620(授权号为US8550075)公开了一种加湿器，该加湿器包括储水器和顶部上的半透膜，以允许水蒸气的扩散。该加湿器需要复杂的、特定的结构。特别地，它需要配水构件，配水构件包括由第一分隔壁和第二分隔壁连接在一起形成的外壳(envelope)，该配水构件由基板支撑，加热装置支撑在基板上，并且(实际上)在配水构件的下方。因此，储水器中的全部水量得到加热。

WO2015/135040公开了一种加湿器，包括储水器和泵以向加湿器芯提供水流，加湿器芯包括加热元件并具有成型(profiled)形状以包围通过加湿器的至少部分的空气流路径。

本发明的一个目的是提供一种更具成本效益的加湿器和加湿方法。

发明内容

在第一广义形式中，本发明提供了一种用于加湿器的芯，包括内部加热元件并且通过毛细作用(wicking action)从下方接收水。这在合适的实施方式中实现了简单、性价比高的加湿器结构。

根据一个方面，本发明提供了一种多层加湿器芯，至少包括顶层、底层以及位于顶层和底层之间的加热元件，顶层和底层是亲水的并且相互连通，水将通过芯吸作用从底层传递到顶层，使得底层可操作地将水通过加热元件传递到顶层，并且加热元件提高了芯中的水的温度。

根据另一方面，本发明提供了一种用于空气流的加湿器，包括适于蓄水的储水器、盖、进气口和出气口以及定位在储水器上方的芯，所述芯至少包括顶层、底层以及在顶层和底层之间的加热元件，顶层和底层是亲水的并且连通，使得水将通过芯吸作用从底层流到顶层，使得底层可操作地将水通过加热元件传递到顶层，加热元件提高了芯中的水的温度，从而可操作地使得从进气口到出气口的空气流的湿度增加。

在一种形式中，加湿器可以包括用于产生空气流的鼓风机。

根据另一方面，本发明提供了一种加湿空气流的方法，至少包括以下步骤：

(a)提供具有进气口和出气口的加湿室以及储水器；

(b)提供位于水上方但不与水接触的芯，以及延伸进水中的传送部件，使得水利用芯吸作用行进至芯；

(c)使用内部加热元件加热芯，以使芯中的水的温度升高；以及

(d)使空气流穿过芯的上表面，从而增加空气流的湿度。

根据另一方面，本发明提供一种多层加湿器芯，该多层加湿器芯至少包括顶层和位于顶层下方的加热元件，顶层是亲水的且与传送部件流体连通，传送部件可操作地延伸进入储水器，使得在使用中水利用芯吸作用从传送部件行进到顶层，加热元件可操作地适于提高至少在顶层中的水的温度。

本发明的实施方式允许提供简单的、相对便宜的加湿器。根据本发明的合适的实施方式，芯的简单性和可制造性允许简单且成本有效的制造以及简单的组装和操作。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的说明性实施方式，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施方式的加湿器的分解透视图；

图2示出了根据本发明的一个方面的芯组件的分解透视图；

图3示出了根据本发明的一个方面的加湿器盖的下侧；以及

图4示出了根据现有技术的一个方面的加湿器的分解透视图，其中呼吸压力治疗设备容纳在加湿器盖中。

具体实施方式

下面将参考具体实施方式更详细地描述本发明。然而，可以理解的是，这些实施方式意在说明本发明的应用，而不是限制其范围。

具体地，本发明将主要在RPT或CPAP机器的背景下进行描述，目的是在睡眠呼吸暂停和类似情况的背景下向患者递送空气流。然而，本发明可应用于需要将空气流(可选地，包括医用气体或其他材料)传送至患者并且需要加湿的场合。为了简单起见，术语“空气”在说明书和权利要求中用作通用术语，包括单独的空气、氧气以及与空气或其他混合的其他医用气体。本发明不应被认为限于任何特定的使用领域，并且可以用于加湿任何所需类型的空气流。

本发明可以与常规的CPAP或RPT设备结合使用，例如可以从瑞思迈有限公司(Resmed Limited)商购获得的那些装置，并且如在上面提到的参考文献中所描述的，其内容通过引用结合在本文中。

本发明可以作为一个独立的系统连接到另一装置，或者作为一个部件集成在另一个这样的装置内。

图1中示出了本发明的一个实施方式。该实施方式示出了加湿器100，加湿器用于在将空气流传送到患者气道的入口之前增加空气流相对于环境空气(患者周围的空气)的含水量或绝对湿度。加湿器100配置为经由空气回路直接或间接地联接到用于接收空气流的RPT设备。加湿器100可以放置在RPT设备的上游或下游。在一个示例中，加湿器100可以递送相对湿度大约为70％-90％例如80％和温度大约为25℃-30℃例如27℃的加湿后的空气流。

加湿器100包括用于接收空气流的进气口320和用于传送具有增加的湿度的空气流的出气口310。

储水器120构造成保持预定的最大体积的水150(或其他合适的液体，例如药物、香味剂或含有这些添加剂的混合物)。在一种形式中，储水器120可以构造为容纳几百毫升的水150，用于至少在患者一天的睡眠期间使用。

储水器120可以由任何合适的材料形成。它优选由透明材料制成，使得水150的水平线很容易被观察到。在一种形式中，储水器120可以由玻璃制成，从而为加湿器100提供了牢固的底部，并且对于洗碗机是安全的，清洁非常方便。在优选的构造中，储水器120可以由硼硅酸盐玻璃制成，以提供对热冲击的耐热性。当然，在替代实施方式中，聚合物或其他合适的材料可以用于储水器。

根据该实施方式，如图2中最佳所示，加湿器100包括蒸发式芯200，该蒸发式芯构造成将水流150从储水器120通过芯200吸取到上表面295。在此实施方式中，供水器回路(water feeder loop)210由高湿强纸条形成，高湿强纸条通过粘合网条220粘附到芯200的下表面层230。

供水器回路210可操作地浸入容纳在储水器120中的水150中，使得水通过毛细作用(capillary action)被吸取到芯200的下表面230以将水流传送到上表面295。优选地，至少供水器回路210的最靠下的部分将接触储水器120的底部，使得所有的水150都可以被吸入蒸发式芯200并蒸发。应该理解的是，随着空气被加湿，储水器120中的水150的水平位置将降低，并且供水器回路210需要保持与水150的接触。

根据该实施方式，通过使用粘合网220将供水器回路210粘附到蒸发式芯的下表面。粘合网220优选为热熔胶细丝的开放的无纺布网，其将使两种纸芯(paper element)粘合在一起，但仍然允许水穿过粘合的接合处。通过加热来熔化细丝和保持压力直到细丝低于其熔化温度来实现上述粘合。粘合网的熔化温度优选地高于90℃并低于150℃。

根据其它实施方式，供水器回路210可以包括纤维捻线(fibrous twist)或编织物的螺旋回路，该回路穿过芯组件以接触储水器120中的水150。该回路可具有折叠形、圆柱形、矩形、圆锥形或弯曲的形状。它可以由例如线、绳、编织物、机织物或无纺布形成。它可以由例如纸、棉、羊毛、海绵和纤维素纤维、机织、非机织、扭曲或编织的天然纤维或合成纤维形成。它可以具有例如波纹状的、微凹的、穿孔的、多孔的、机织的、针织的、有织纹的或烧结的轮廓。

应该理解的是，在替代实施方式中，供水器回路210可以由其他合适的多孔亲水材料形成，这些材料将会带来期望的芯吸作用。然而，基于成本和制造简易性考虑，纸张目前更受青睐。类似地，尽管供水器回路被示出为简单的矩形，但是可以根据需要使用其他符合芯吸功能、具体地符合向芯200吸收足够的水所需的形状或比例。供水器回路可以不形成为回路，但是例如可以形成为简单的尾部结构或由几个结构形成。

芯200包含加热元件，加热元件由PET膜250形成，在膜的上表面上带有导电材料的图案化层260，图案化层由正温度系数(positive temperature coefficient，PTC)电阻材料层270覆盖。图案化层260的厚度优选为0.2μm至20μm，优选为1μm。优选地，如第20100022078号美国专利申请中所述，通过在PET膜250上高速印刷金属前体(metalprecursor)来制造该加热元件，其中最终的金属轨道优选为铝，但可以是银、铜、碳或其它高导电材料。

图案化层260形成用于PTC材料层270的一组电极，并且从一个电极通过PTC层270流向另一个电极的电流提供了加热。随着PTC层270温度升高，电阻增加，从而将热量限制在相对稳定的温度。因此，不需要外部的或电子的温度控制系统：任何温度的增加本质上都增加了电阻，限制了简单电路中的电流，并因此减少了PTC材料中产生的热量。可以理解的是，这为加湿器提供了非常经济有效且可靠的控制机构。

优选的受控温度值优选为约60℃，但是可以设计成限制在40℃至80℃之间的任何温度。PTC层270以均匀薄膜的形式涂覆在PET膜250上的图案化层260的整个表面上，该薄膜厚度为10μm至100μm，优选为25μm。在该实施方式中，PTC层270由具有嵌入碳颗粒的聚合物基体组成。聚合物基体还形成对铝轨道的防护和防水覆盖层，从而保护轨道免受腐蚀环境的影响，这种腐蚀环境会在水和电势存在的情况下在蒸发式芯200内产生。通过改变轨道260的布局和PTC层270的厚度，可以获得不同的特定温度。

可以理解的是，使用具有密封的导电加热元件的电子控制器，本发明的实施方式将可能实现。

合适的PTC材料是市场上可买到的DuPont7292碳基电阻贴，如在http://www.dupont.com/content/dam/assets/products-and-services/electronic-electrical-materials/assets/datasheets/prodlib/7292.pdf所描述的，在此通过引用将其内容并入本文中。还应该理解的是，尽管描述了特定的PTC材料，但是可以使用任何其他合适的PTC材料。对于本领域技术人员来说显而易见的是，设计的细节将特别针对所选择的材料，因为在具体实施方式中最终确定设计时，需要考虑其阻力、耐热性变化以及其他特性。

可以在卷到卷(R2R)工艺中执行在PET层250上形成金属轨道260并用PTC 270材料覆盖的工艺。在印刷和固化加热器层之后，在膜中透过所有层250、260和270冲出孔255。这些孔255被设计成允许水从蒸发式芯的底层230流到蒸发式芯的顶层280。

使用粘合网240将高湿强纸的底层230粘附到加热器组件250、260和270的下表面上。该粘合网240是热熔胶细丝的开放的非织造网，其将使纸底层230粘附到加热器PET层250上。通过加热以熔化细丝和保持压力直到细丝低于其熔化温度来实现粘附。粘合网的熔化温度优选高于90℃并低于150℃。底层230的尺寸比绕加热元件一周的尺寸更大，使得具有粘合网240的纸张230的宽度超出加热器组件的边缘伸出。该伸出长度可以是从0.5mm到10mm，优选为从1mm到3mm，更优选地为2mm。具有粘合网240的底层纸230也将通过冲压到加热器组件层中的孔255而暴露。

应该理解，虽然顶层280和底层230优选由高湿强纸形成，但是也可以使用其他合适的亲水性和吸水性材料。材料显示出适当水平的芯吸作用以使芯200有效是至关重要的。

将高湿强纸的覆盖层280放置在加热器组件的上表面上，并通过暴露的粘合网240透过孔255连接到蒸发式芯200的底层230，通过粘合网240的暴露边缘连接到蒸发式芯的外周周围。覆盖层280具有位于相对拐角处的缺口290，以允许通过PTC层270与金属轨道260接触。

虽然顶层和底层总体显示为平坦的，但应理解的是，该表面可以具有替代的纹理，例如波纹状的、微凹的、穿孔的、多孔的、机织的、针织的或有织纹的纹理。

现在将描述芯200的说明性制造工艺。应该理解的是，可以采用替代的制造工艺，并且这仅仅代表一种替代方案。

处理的优选顺序是从PET膜250开始，并通过如上所述印刷图案化层260来实施。所示的实施方式优选地使用Heatron在其DPH一次性加热器中可获得的一次性热处理技术，其在http://www.heatron.com/products/details/dph-disposable-heater/中有所描述，在此通过引用将其内容并入本文中。当然，可以理解的是可以采用合适的替代加热技术。

然后可以在金属轨道260和PET膜250上以均匀的厚度施加PTC层270。然后可以穿过该子组件穿孔。可以理解的是，孔必须被定位成避免穿过或接触导电轨道260。如上所述，在这种实施方式中，重要的是PTC层包住导电轨道，以防止腐蚀问题。

当然，应该理解的是，不需要在子组件中冲出孔，并且孔可以以任何合适的方式形成在一个或另一个层中，例如一体地形成在基板中。这些孔可以具有不规则的或规则的图案和形状，并且可以具有与子组件的正确操作和构造一致的任何合适的尺寸、定位或形状。

这些处理阶段可以使用特别适用于大批量处理的R2R技术来执行。粘合网240可以通过在R2R工艺中将热熔胶细丝直接形成在底层230的表面上而产生，从而形成涂覆有粘合剂的高湿强纸。底层230到PET层250和顶层280的结合可以使用压延工艺来完成，该工艺也属于R2R。在粘合这些层之后，在组件中钻出小孔235。这些孔的直径为0.5毫米至5毫米，优选为1毫米至3毫米，更优选为1.5毫米，并且被放置在孔255的大约中心处，孔在加热器子组件250、260和270中被冲压出来。

加湿器100包括加湿室360，在将空气传送到患者之前，空气流经该加湿室以增加空气流的湿度。从图1可以看出，加湿室360形成在加湿器盖300和芯200之间。芯200位于盖300和储水器120之间。

加湿室360优选包含用于引导空气流并增加室内空气流的湍流的结构，使得从进气口320进入的空气不会仅仅以平滑或层状的方式流到出气口310。湍流或中断的空气流将导致芯的蒸发速率增加，从而更有效地增加空气流的湿度。

参照图3，在该实施方式中，盖300具有多个肋(rib)340形式的表面突起，表面突起从盖300的内表面延伸至紧靠蒸发式芯295的表面的位置。在优选的形式中，多个肋340可以以10mm至30mm的间距隔开，优选为15mm至25mm的间距，更优选地间隔20mm，多个肋340可以具有10mm至30mm的高度，优选为15mm至25mm，更优选地为20mm。

盖300还可以包含紊流器350，紊流器可以激发空气流沿着由多个肋340形成的通道形成湍流。在一些实施方式中，这些紊流器350可以相对于空气流方向成25°至65°的角度，优选地35°～55°，更优选地相对于空气流方向成45°角。紊流器350的高度可以是肋340的高度的5％至45％，优选地为肋340的高度的15％至35％，更优选地为肋340的高度的25％。

盖300结合有腔330，腔用于定位和保持弹簧加压接触件380。接触件380具有平垫，以压在PTC层270上并提供与PTC层的有效的电接触。如上所述，接触缺口区域290提供凹部以允许接触件380通过上层280到PTC层270的直接电接触。接触件380还连接到电源引线390，该电源引线连接到盖300中，优选地接触件通过可移除的插头布置连接到电源引线。因此，接触件380便于将电力供应到加热器层250、260、270。

多个肋340还用作加强构件以加强盖，使得压力可以被包含在密封组件内而不会造成过度的变形。肋340还可以引导空气流均匀地穿过蒸发表面295，以使增加到空气流的湿度最大化。

现在将描述说明性加湿器的操作。最初，储水器120充满水150。芯200放置在储水器120的顶部，盖300放置在芯200上并使用简单的夹具(未示出)夹紧就位以在储水器120、芯200和盖300之间形成气密密封。因此，储水器的水意外溢出的风险降到最低。

水150从储水器120通过毛细作用沿着供水器回路210透过粘合网220被吸入芯200的底层230。然后水通过毛细作用在整个底层230上扩展开。在PET膜250和PTC层270中的孔255处，水通过毛细作用从底层220透过粘合网240被吸取到顶层290。在那里，水通过进一步的毛细作用扩散至顶层的整个表面295。

当向图案化层260施加电力时，芯200中包含的水被加热，促使水从顶层290的表面295蒸发。空气可操作地流过表面295，并且空气流吸收经过的蒸发的水。在底层230处，邻近的空气很快达到了100％的相对湿度，并且不会发生进一步的蒸发，因为在蒸发式芯200下方的储水器中的该表面上方没有空气流过。没有热量被引导至储水器120中的水150，所以它不会变热。因此，加热是高效的，其热损失很少甚至没有热损失。不会试图加热或保持加热整个储水器，而只有芯200中的部分被加热。

此外，当水被吸入供水器的芯210中时，由于被热强制蒸发，残留物不会留在储水器120中，因此储水器保持着这种残留物的清洁。随着水被蒸发，水150中的任何杂质都留在了蒸发式芯200内。

可以设想，芯200是一次性的并以固定的频率来更换。更换的频率取决于使用的水150的质量。诸如蒸馏水之类的纯水将能够使蒸发式芯200持续数月，而自来水150可能需要在几周或甚至几天内(取决于自来水的质量)更换蒸发式芯200。但是，如果需要的话，可以用更耐用的材料来构造非一次性的芯。

可以理解的是，如本实施方式中描述的芯的构造和形式使得其制造相对便宜，因此使用一次性芯是经济的。所示的设计使得使用者可以很容易地更换芯200以及根据需要重新填充储水器。

可以理解的是，示出了具有几百毫升容量的特定尺寸的储水器。应该认识到，本发明的原理适用于任何所需的储水器的尺寸或形状。储水器可以包括例如用于填充或与其他储水装置的连接的开口。

在说明性示例中，当空气流动开始时，在加湿室360中形成压力。通过芯200的顶层280钻的小孔235允许该压力传入装满水的储水器中和均衡蒸发式芯200两侧的压力。这些小孔235也防止从水的表面通过蒸发式芯200进入气流的飞溅，从而防止水150中的任何生物危害物进入气流。此外，如果加湿器意外翻倒，这些小孔235起到防止溢出的作用，因为流过这些孔235的水将非常小，从而使流向进气口320或出气口310的水的损失量或溢出量最小。

本发明的实施方式的优点在于，蒸发式芯200内存留的水量由重力和表面张力控制，因此当储水器120中存有水时，将永远不会变得“过满”，而将总是饱和的。

本发明的实施方式的另一个优点是蒸发式芯200的温度将由PTC层270控制，使得它永远不会超过其特定的设计温度。PTC层270的随着温度变化的电阻控制了由芯200的水蒸发所消耗的功率。此外，通过在特定的温度下空气不能超过100％的相对湿度来控制添加到空气流的湿度，所以空气在蒸发式芯200表面达到100％的相对湿度时，不再有水分加入到空气流中。

蒸发式芯可以以各种设计构造供应，使得可以在具有低流量治疗的温暖潮湿环境中对患者使用较低的指定温度，或者可以在高流量疗法的干燥凉爽的环境下将较高的指定温度的蒸发式芯200供应给患者。由于蒸发式芯200是可消耗的并且优选地定期更换，因此对不同特定温度芯200的可用选择将允许患者在其特定环境中达到最大舒适水平。

应该理解的是，可以使用芯200中的不同顺序的层或附加层来实现相同的功能。此外，尽管描述了具体材料，但是可以使用具有适当特性的替代材料来实施本发明。这些材料可以包括附加的添加剂或功能。例如，可以使用抗真菌或抗微生物添加剂，例如纳米银，以增加芯200的工作寿命。

图4示出了另一种实施方式，其中盖包含鼓风机。在这种形式中，RTP设备没有入口，装置具有集成的鼓风机并吸入环境空气，该环境空气使用与前述实例类似的部件进行加湿。

在该实施方式中，盖300包括鼓风机壳体410，在这种形式中，该鼓风机壳体包括入口过滤器470、鼓风机430、消音器(muffler)440、PCB组件420。PCB组件可以包括传感器、通信工具、数据存储器、显示器和控制器(未示出)。这种组合的规格是小型化的，因为只有盖的高度增加以容纳鼓风机430、消音器440和包含控制器、传感器和通信工具的PCB组件420。

鼓风机可以是适当大小的电动机和相关联的风扇。通常，鼓风机、消音器和相关的电子器件可以是传统的RPT设备中所使用的。

数据存储器、显示器和控制器可以适当地与使用无线通信(例如近场通信或蓝牙)连接的智能设备(诸如智能电话、平板电脑等)一起使用。智能设备可以将数据发送到云端，显示RPT设备的当前功能，并允许对RPT设备进行控制。

所描述的具有鼓风机壳体410的盖300的尺寸使得患者可以容易地将其从储水器120中移除以允许移除芯200、用水150填充储水器120、以及更换芯200。芯200是相关于其他实施方式所描述的那样。

位于鼓风机壳体410内的传感器(未示出)可以通过感测环境温度和湿度以及空气流量而允许对空气流加湿进行更复杂的控制。在此基础上，可以通过直接计算或通过查表来计算要添加到空气流中的含水量。被添加到空气流中的含水量与传送到蒸发器芯200的能量量值直接相关，因此通过控制传送到芯200的能量可以容易地实现目标水平的湿度。

还可以设想的是，本发明的实施方式可以使用加热器层和顶层，其中顶层直接或通过加热器层连接到供水器回路(或其它芯吸结构)。因此，供水器回路将更直接地供给顶层。如果该连接是从回路直接到顶层，那么加热器层可能不需要是多孔的。类似地，多层加湿器芯的合适构造可以允许水进入顶层而不经过加热器层。

已经在合适的基板上的平面导电电极图案的上下文中描述了加热层。基板具有穿孔以允许水通过基板进入芯吸通道。可以理解的是，加热器层可以以其他方式多少是可渗透的，例如包括成某种形状的开口或在基板内具有网格部分。也可以使用允许水芯吸通过的不同结构的加热器。使用替代的加热，例如其中导体与水密封或者其中导电材料如果暴露于水中不会降质的具有涂层的线材，可以允许使用多孔带状物或类似的材料用于基板。

本发明的一个实施方式包括这样的特征，即可以通过在断电时测量芯吸加热器265的电阻并使用查找表确定温度来直接估计芯的温度。在上述优选材料的情况下，由制造商提供的PTC材料的温度相关的电阻函数通常具有确定的关系。这可以用于确定在芯200或储水器120中是否存在水，因为当水全部蒸发时芯将达到最高温度。

尽管所示实施方式使用具有大致相同的尺寸和形状的层(除了与粘合网相关的讨论以外)，但应理解的是，在替代实施方式中，不同层可彼此具有不同形状。孔和孔洞不必是圆形的。芯200的整体形状优选地如所述的整齐地装配并密封在加湿器内，但是在替代实施方式中，可以不是这种情况。

尽管已经参考特定实施例描述了本发明，但是应该理解，这些实施例仅仅是本技术的原理和应用的说明。在某些情况下，术语和符号可能意味着实践该技术所不需要的具体细节。例如，尽管可以使用术语“第一”和“第二”，但是除非另外指明，否则它们不旨在指示任何顺序，而是可以用来区分不同的元素。此外，尽管方法中的处理步骤可以按照顺序进行描述或说明，但是这种排序不是必需的。本领域的技术人员将认识到，可以修改这种排序和/或可以同时或者甚至同步地执行其方面。

说明书中引用的所有参考文献、网站和文件都通过引用结合到本公开中。

因此应该理解的是，可以对说明性实施例作出许多修改，并且可以设计其它布置而不脱离本技术的精神和范围。

附图标记参考列表

排气孔235

入口460

鼓风机430

鼓风机壳体410

鼓风机出口450

接触缺口290

蒸发表面295

粘合网240

加湿室360

加湿器100

进气口320

盖300

金属轨道260

消音器440

出气口310

PCB组件420

PET层250

PTC层270

电源引线390

储水器120

肋340

RPT设备400

弹簧接触件380

弹簧接触件凹部330

紊流器350

水150

水通过孔255

芯200

芯底座230

芯盖件280

Claims (17)

1.一种多层加湿器芯，至少包括顶层、底层和位于所述顶层和所述底层之间的加热元件，所述顶层和所述底层是亲水的并且连通，使得水将通过毛细作用从所述底层流到所述顶层，并且所述加热元件将可操作地增加所述芯中的水的温度。

2.根据权利要求1所述的芯，其中，所述芯还包括从所述底层向下延伸的传送部件，使得所述传送部件可操作地适于伸入储水器中并通过毛细作用将水从所述储水器传送到所述底层。

3.根据权利要求2所述的芯，其中，所述传送部件是一个或多个回路。

4.根据前述权利要求中任一项所述的芯，其中，所述顶层至少总体是平面的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的芯，其中，水可操作地通过所述底层、通过所述加热元件流到所述顶层。

6.根据前述权利要求中任一项所述的芯，其中，所述加热元件由基板、形成在所述基板上的一组图案化的电极、以及电连接所述电极的导电层形成，所述导电层具有随着温度增加而增加的电阻，使得当电流经过所述电极和所述导电层时，所述导电层和所述电极相互作用以提供受控的温度。

7.一种用于空气流的加湿器，包括：适于蓄水的储水器、盖、进气口和出气口、以及位于所述储水器上方的芯，所述芯至少包括顶层、底层以及位于所述顶层和所述底层之间的加热元件，所述顶层和所述底层是亲水的并且连通，使得水将通过毛细作用从所述底层流到所述顶层，所述芯布置成使得可操作地将水从所述底层通过所述加热元件传送到所述顶层，所述加热元件增加所述芯中的水的温度，并且使得可操作地增加从所述进气口到所述出气口的空气流的湿度。

8.根据权利要求7所述的加湿器，其中，所述芯被定位成使得所述芯不与所述储水器中的水直接接触，传送部件从所述底层向下延伸到所述储水器中，使得所述传送部件可操作地接触水并通过毛细作用将水传送到所述底层。

9.根据权利要求7或8所述的加湿器，其中，所述芯可操作地定位在所述储水器上方，以在所述储水器的表面上方提供密封。

10.根据权利要求9所述的加湿器，其中，所述顶层包括多个小开口，使得所述芯的两侧的气压均衡。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的加湿器，其中，所述进气口适于接收由其他装置产生的空气流。

12.根据权利要求7至10中任一项所述的加湿器，其中，所述盖包括用于产生空气流的鼓风机，所述鼓风机的入口接收周围的空气，所述空气从所述鼓风机的出口进入加湿室，所述加湿器的所述出气口在加压下传送加湿后的空气。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的加湿器，包括根据权利要求1至6中任一项所述的芯。

14.一种加湿空气流的方法，至少包括以下步骤：

(a)提供带有进气口和出气口的加湿室以及储水器；

(b)提供位于水上方但不与水接触的芯和延伸入水中的传送部件，使得水利用毛细作用行进至所述芯；

(c)使用内部加热元件加热所述芯，使得所述芯中的水的温度升高；以及

(d)使空气流穿过所述芯的上表面，使得所述空气流的湿度增加。

15.一种用于空气流的加湿器，包括：适于蓄水的储水器、盖、进气口和出气口、以及位于所述储水器上方的芯，所述芯至少包括顶层和位于所述顶层下方的加热元件，所述顶层是亲水的并且与传送部件连通，所述传送部件可操作地延伸到所述储水器中，使得水利用毛细作用行进到所述顶层，所述加热元件可操作地适于提高至少在所述顶层中的水的温度，并且使得从所述进气口到所述出气口的空气流的湿度增加。

16.一种多层加湿器芯，至少包括顶层和位于所述顶层下方的加热元件，所述顶层是亲水的并且与传送部件流体连通，所述传送部件可操作地延伸到所述储水器中，使得在使用时水利用毛细作用从所述传送部件行进到所述顶层，所述加热元件可操作地适于提高至少在所述顶层中的水的温度。

17.根据权利要求16所述的多层加湿器芯，其中，所述加热元件由基板、所述基板上的一组图案化电极、以及与所述电极电连接的导电层形成，所述导电层具有随温度增加而增加的电阻，使得当电流经过所述电极和所述导电层时，所述导电层和所述电极相互作用以提供受控的温度。