CN109689145A - Cpap装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种小型且能够提高传感器的检测精度的CPAP装置。风扇单元17产生气流。差压生成部件32使气流产生差压。传感器检测差压生成部件32的上游的气压和下游的气压之间的差。整流板31设置在风扇单元17和差压生成部件32之间，对风扇单元17产生的气流进行整流。整流板31具有：沿气流平行配置的第一翅片31b、第二翅片31c；以及与第一翅片31b、第二翅片31c相比配置在更下游且使通过第一翅片31b、第二翅片31c的气流通过的格子状的第三翅片31d。

Description

CPAP装置
技术领域
本发明的实施方式涉及例如用于治疗睡眠呼吸暂停综合征的CPAP(ContinuousPositive Airway Pressure，持续气道正压)装置。
背景技术
CPAP装置是将风扇产生的一定压力的气流，经由导管和佩戴在患者鼻子上的面罩，或鼻插管送入呼吸道的装置(例如专利文献1)。
CPAP装置用于睡眠时的患者，因此要求静音性。风扇产生的气流含有旋涡，因此旋涡会产生噪音。为了抑制旋涡的产生、减少噪音，CPAP装置具有整流板(例如专利文献2、专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2013-150684号公报
专利文献2：(日本)特开2016-34411号公报
专利文献3：(日本)特开2004-522487号公报
发明内容
发明所要解决的课题
CPAP装置会评价CPAP治疗中的动态呼吸活动，因此需要检测气流的流量。为了测定气流的流量，需要在空气流动的流路内设置流路阻力器件，利用传感器检测该流路阻力器件的上游和下游的压力差即差压。
目前，作为流路阻力器件，如专利文献2所示，使用具有多个开口的整流板。整流板可以减少风扇产生的气流所含有的旋涡，利用传感器检测该整流板的上游和下游的气流的压力差(以下也称为差压)。但是，整流板下游的气流所含有的旋涡会因整流板而减少，而整流板上游的气流所含有的旋涡却不会因整流板而减少。因此，整流板上游的气流含有旋涡，导致难以用传感器以高精度检测整流板的上游和下游的气流的压力差。
为了准确地检测整流板的上游和下游的气流的压力差，可以在远离风扇的位置设置整流板，由此降低整流板上游的旋涡的影响。但是，这种情况下，风扇和整流板的距离会增大，因此难以将CPAP装置小型化。
本实施方式提供一种小型且能够提高传感器的检测精度的CPAP装置。
解决课题的手段
本实施方式的CPAP装置具有：风扇，其产生气流；差压生成部件，其让所述气流通过，使所述气流产生差压；传感器，其检测所述差压生成部件的上游的气压和所述差压生成部件的下游的气压的差压；以及整流板，其设置在所述风扇和所述差压生成部件之间，对所述风扇产生的所述气流进行整流，其中，所述整流板具有：至少1个翅片，其沿所述气流配置；以及格子状的翅片，其配置在所述至少1个翅片的下游，使通过所述至少1个翅片的所述气流通过。
发明效果
本发明可以提供一种小型且能够提高传感器的检测精度的CPAP装置。
附图说明
图1是表示本实施方式的CPAP装置的立体图。
图2是表示图1所示的CPAP装置的内部的俯视图。
图3是概略表示本实施方式的CPAP装置的控制系统构成的构成图。
图4是沿图2的IV-IV线只表示主要部分的剖面图。
图5(a)是表示本实施方式的整流板的立体图；图5(b)是表示从与图5(a)不同的方向观察的整流板的立体图。
图6(a)是表示本实施方式的差压生成部件的立体图；图6(b)是表示从与图6(a)不同的方向观察的差压生成部件的立体图。
图7(a)是表示差压生成部件和差压传感器以及压力传感器的关系的俯视图；图7(b)是图7(a)的侧视图。
图8(a)是表示风扇单元和整流板的关系的立体图；图8(b)是表示与图8(a)不同的风扇单元和整流板的关系的立体图。
图9(a)是表示与图8(a)相对应的气流的流动示例的图；图9(b)是表示与图8(b)相对应的气流的流动示例的图；图9(c)是表示没有整流板时的气流的流动示例的图。
图10是表示整流板的设置姿态和差压以及差压的平方根的特性图。
具体实施方式
下面参照附图，对实施方式进行说明。在附图中，对相同部分赋予相同符号。
图1中，作为送风单元的CPAP装置10具有第一壳体11和第二壳体12，在第一壳体11和第二壳体12内，设有后述的风扇。在第二壳体12的侧面，设有空气的吸气口13；在第一壳体11和第二壳体12的侧面，设有喷出单元15，其具有空气的喷出口14。由风扇从吸气口13吸入的空气，从喷出口14以一定的压力喷出。在喷出口14，安装有未图示的导管的一端。在导管的另一端例如设置有未图示的面罩或鼻插管，面罩或鼻插管佩戴在患者的鼻部。在第一壳体11和第二壳体12的侧面，在喷出单元15的附近，设置有电源和接口用的各种线缆16。
图2表示将图1的第一壳体11拆下后的状态。第二壳体12的内部设置有风扇单元17。风扇单元17的结构将在后文叙述。风扇单元17的吸气口17a(示于图4)与第二壳体12的吸气口13连通，吹出口17b经由接头18与喷出单元15连接。吹出口17b、接头18、喷出单元15和喷出口14构成了图4所示的气流的流路PT。接头18的内部配置有后述的整流板31，以及使气流产生差压的差压生成部件32。
喷出单元15和接头18设置有第一管道19、第二管道20、第三管道21的一端。第一管道19、第二管道20的另一端经由连接器22、23，与用于检测差压的差压传感器24连接。第一管道19是将后述的差压生成部件的上游侧压力(高压)向差压传感器24引导的管道；第二管道20是将差压生成部件的下游侧压力(低压)向差压传感器24引导的管道。
第三管道21的另一端经由连接器25，与用于检测压力的压力传感器26连接。第三管道21是将后述的差压生成部件的下游侧压力(低压)向压力传感器26引导的管道。压力传感器26还连接有第四管道27的一端。第四管道27的另一端设置有连接口28。连接口28配置在第二壳体12的底部，向大气敞开。即，第四管道27和连接口28将压力传感器26内向大气敞开。
风扇单元17和差压传感器24、压力传感器26配置在印刷电路板29上。在印刷电路板29上，还连接有电源和接口用的各种线缆16、电源开关30、后述的控制部等。
图3概略地表示CPAP装置10的控制系统的构成。
差压传感器24、压力传感器26、风扇单元17和电源开关30与控制部40连接。控制部40根据差压传感器24所检测到的差压，计算风扇单元17产生的气流的流量。另外，控制部40根据计算出的气流的流量以及压力传感器26所检测到的气流的压力来控制风扇单元17的转速，并且使得从喷出口14喷出预设流量和压力的气流。
图4截取了图2的一部分来表示。风扇单元17例如由作为离心风扇(鼓风机)的涡轮风扇构成。风扇单元17具有吸气口17a、吹出口17b、电机17c的旋转轴17d、以及安装到旋转轴17d的涡轮型风扇17e。吹出口17b相对于吸气口17a配置在直角方向上。
在风扇单元17的吹出口17b处，设置有接头18；在接头18处，设置有喷出单元15。由风扇单元17的吹出口17b、接头18以及喷出单元15形成了从风扇单元17产生的气流流动的流路PT。
在接头18的内部，设置有整流板31和差压生成部件32。整流板31对流路PT内的气流进行整流。差压生成部件32使流路PT内的气流产生压力差。差压生成部件32配置在接头18的喷出单元15侧，整流板31配置在接头18的风扇单元17侧。即，整流板31配置在差压生成部件32和风扇单元17之间，并且对差压生成部件32的上游侧的气流进行整流。
图5(a)、图5(b)表示整流板31的一例。整流板31具有：环状的框体31a；设置在框体31a上的例如第一翅片31b和第二翅片31c；以及格子状的第三翅片31d。如图5(a)所示，第三翅片31d设置在框体31a的一面侧上；如图5(b)所示，第一翅片31b和第二翅片31c在框体31a的另一面侧上隔开规定间隔而彼此平行地配置。
整流板31如图4所示，以如下方式配置在流路PT内：第一翅片31b和第二翅片31c位于流路PT的上游侧，并且第三翅片31d位于流路的下游侧。
如后文所述，关于第一翅片31b和第二翅片31c的配置，优选配置在与风扇单元17的旋转轴正交的方向。通过这样配置，可以有效降低薄型风扇单元17产生的气流所包含的旋涡，同时能够将CPAP装置10小型化。
图6(a)、图6(b)表示差压生成部件32的一例。如图6(a)所示，差压生成部件32具有：有多个开口部32a的例如蜂窝结构的通道部32b；设置在通道部32b周围的凸缘32c；以及在凸缘32c的一部分设置在整流板31侧的面的筒状的第一连接部32d、第二连接部32e、第三连接部32f。如后文所述，在第一连接部32d上连接有第一管道19，在第二连接部32e上连接有第二管道20，在第三连接部32f上连接有第三管道21。
第二连接部32e和第三连接部32f分别与设置在凸缘32c中的开口部32g、32h连通。即，第二连接部32e和第三连接部32f分别经由开口部32g、32h，与凸缘32c的与整流板31侧的面相反侧的面连通。因此，当第二连接部32e和第二管道20连接并且第三连接部32f和第三管道21连接时，第二管道20和第三管道21内的压力和差压生成部件32的喷出口14侧的压力相等。
另一方面，如图6(b)所示，第一连接部32d并非像第二连接部32e和第三连接部32f那样与凸缘32c的与整流板31侧的面相反侧的面连通。第一连接部32d具有与上述第一管道19连接的第一部分32d-1和具有大于第一部分32d-1的外径的第二部分32d-2，另外，在第一部分32d-1和第二部分32d-2的侧面设置有缝隙32d-3。因此，当在第一部分32d-1上安装有第一管道19时，第二部分32d-2的该部分不会被第一管道19覆盖，从而露出缝隙32d-3。因此，第一管道19内的压力和差压生成部件32的整流板31侧的压力相等。
图7(a)、图7(b)表示在差压生成部件32上安装第一管道19、第二管道20、第三管道21后的状态。与第一连接部32d连接的第一管道19将差压生成部件32的整流板31侧的压力向差压传感器24引导，与第二连接部32e连接的第二管道20将差压生成部件32的喷出口14侧的压力向差压传感器24引导。因此，差压传感器24可以检测差压生成部件32的上游侧压力和下游侧压力之间的差。
另外，与第三连接部32f连接的第三管道21将差压生成部件32的喷出口14侧的压力向压力传感器26引导。因此，压力传感器26可以检测差压生成部件32的下游侧的压力。
图8(a)、图8(b)、图9(a)、图9(b)表示整流板31相对于风扇单元17的配置的示例。为了实现装置形状的小型化，如图9(a)、图9(b)所示，风扇单元17的吹出口17b相对于接头18倾斜安装，风扇单元17产生的气流倾斜流入整流板31的第一翅片31b和第二翅片31c。
在图8(a)、图9(a)所示的示例中，整流板31的第一翅片31b和第二翅片31c配置在与风扇单元17的电机17c的旋转轴17d正交的方向。
在图8(b)、图9(b)所示的示例中，整流板31的第一翅片31b和第二翅片31c相对于风扇单元17的旋转轴17d平行配置。换言之，整流板31的第一翅片31b和第二翅片31c与电机17c的旋转方向D垂直配置。
如图8(a)、图9(a)所示，当将整流板31的第一翅片31b和第二翅片31c配置在与风扇单元17的电机17c的旋转轴17d正交的方向时，风扇单元17产生的气流会倾斜地沿着整流板31的第一翅片31b和第二翅片31c流入到整流板31内。因此，风扇单元17产生的气流会顺利地流入整流板31内。之后，气流的角度因格子状的第三翅片31d而发生改变，与差压生成部件32大致垂直地流入差压生成部件32。
如图8(b)、图9(b)所示，当将整流板31的第一翅片31b和第二翅片31c配置在与风扇单元17的电机17c的旋转轴17d平行的方向(与电机17c的旋转方向D垂直)时，风扇单元17产生的气流碰到整流板31的第一翅片31b和第二翅片31c，角度发生改变后，流入第三翅片31d。这种情况下，与图8(a)、图9(a)所示的示例相同，通过整流板31的气流也会大致垂直地流入差压生成部件32。
如图8(a)、图8(b)、图9(a)、图9(b)所示，利用整流板31对风扇单元17产生的气流进行整流，从而可以大致除去风扇单元17产生的气流所包含的旋涡。因此，能够将不含旋涡的气流送入差压生成部件32。因此，可以从差压生成部件32的上游和下游的气流中除去旋涡，从而能够提高差压传感器24的检测精度。
另外，如图9(c)所示，当不使用整流板31时，风扇单元17产生的含有旋涡的气流会倾斜着流入差压生成部件32，通过差压生成部件32的气流中也含有旋涡。因此，难以提高差压传感器24的检测精度。
图10表示整流板31的设置姿态与差压ΔP[Pa]和差压的平方根ΔP0.5[Pa0.5]的关系。具体表示当从CPAP装置10输出的气流的设定压力P例如为200mm H2O时，差压ΔP[Pa]和差压的平方根ΔP0.5[Pa0.5]与设定流量的关系。图10中，实线表示差压的平方根，虚线表示差压。另外，三角标记的特性是整流板31的设置姿态为0°(如图8(a)、图9(a)所示，第一翅片31b、第二翅片31c与风扇单元17的旋转轴17d正交的方向)的情况，圆圈标记的特性是整流板31的设置姿态为90°(如图8(b)、图9(b)所示，第一翅片31b、第二翅片31c与风扇单元17的旋转方向垂直，与旋转轴17d平行)的情况。
由实线表示的差压的平方根的特性可知，当整流板31的设置姿态为90°(圆圈标记的特性)时，与设置姿态为0°(三角标记的特性)的情况相比，在设定流量为20L/min以下时，差压会发生少许变动。尤其在设定流量为0L/min时，如果整流板31的设置姿态为90°，则会产生差压。因此，整流板31的设置姿态优选为0°。
(效果)
根据上述实施方式，在风扇单元17和差压生成部件32之间设置整流板31，会降低差压生成部件32的上游气流所含有的旋涡。因此，可以进一步降低差压生成部件32的下游气流所含有的旋涡。因此，差压生成部件32的上游和下游的气流所含有的旋涡得以减少，因而能够使用差压生成部件32准确地检测差压。因此，能够测定风扇单元17产生的气流的准确流量。
而且，通过在风扇单元17和差压生成部件32之间设置整流板31，可以将整流板31配置在风扇单元17的附近。因此，可以抑制CPAP装置10大型化，提高差压的检测精度。
另外，在整流板31的框体31a上，设置有第一翅片31b和第二翅片31c这两个翅片。但是，翅片的数量不限于两个，也可以是1个或3个以上。
另外，作为风扇单元17，并不限于向与吸入方向成直角方向送出空气的离心风扇，也可以使用向与吸入方向平行的方向送出空气的轴流风扇。当使用轴流风扇时，由于风扇的旋转轴的方向和气流的方向相同，因此整流板31的设置姿态相对于风扇的旋转轴既可以成0°又可以成90°。即，整流板31的第一翅片31b、第二翅片31c与风扇的旋转轴平行，只要与旋转轴的方向平行即可。这种情况下，也可以通过整流板31来降低差压生成部件32的上游空气量所包含的旋涡。
此外，本发明不直接限于上述各实施方式，在实施阶段，可以在不脱离其要旨的范围内改变构成要素并使其具体化。另外，可以通过适当组合上述各实施方式公开的多个构成要素，来形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全部构成要素中，删除几个构成要素。另外，还可以适当组合不同实施方式的构成要素。
工业实用性
本发明实施方式的CPAP装置，可以应用于睡眠呼吸暂停综合征的治疗。
符号说明
10…CPAP装置；14…喷出口；17…风扇单元；24…差压传感器；26…压力传感器；31…整流板；32…差压生成部件；40…控制部。

Claims (3)

1.一种CPAP装置，其特征在于，具有：
风扇，其产生气流；
差压生成部件，其让所述气流通过，使所述气流产生差压；
传感器，其检测所述差压生成部件的上游的气压和所述差压生成部件的下游的气压之间的差压；以及
整流板，其设置在所述风扇和所述差压生成部件之间，对所述风扇产生的所述气流进行整流，
其中，所述整流板具有：
至少1个翅片，其沿所述气流配置；以及
格子状的翅片，其配置在所述至少1个翅片的下游，使通过所述至少1个翅片的所述气流通过。
2.根据权利要求1所述的CPAP装置，其特征在于，当所述风扇为离心风扇时，所述至少1个翅片配置在与所述风扇的旋转轴正交的方向。
3.根据权利要求1所述的CPAP装置，其特征在于，当所述风扇为轴流风扇时，所述至少1个翅片与所述风扇的旋转轴的方向平行配置。
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