CN110831650B - Cpap装置 - Google Patents

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CN110831650B CN201880045107.4A CN201880045107A CN110831650B CN 110831650 B CN110831650 B CN 110831650B CN 201880045107 A CN201880045107 A CN 201880045107A CN 110831650 B CN110831650 B CN 110831650B
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Abstract

本发明提供一种能够减少噪音发生的CPAP装置。外壳(12)具有第一进气口(13)及第一排气口(14)、将从第一进气口(13)吸入的空气导到第一排气口(14)的流路(45)。风扇(17)具有第二进气口(17a)及第二排气口(17b)，第二进气口(17a)被配置在与流路(45)交叉的方向，第二排气口(17b)被配置在沿着流路(45)的方向。吸音器材(42)具备凹部(42b)，该凹部(42b)构成流路(45)的一部分，与风扇(17)的第二进气口(17a)对向，并具有比风扇(17)的第二进气口(17a)的直径大且在流路(45)的宽度以下的直径。

Description

CPAP装置
技术领域
本发明的实施方式涉及应用于例如治疗睡眠呼吸暂停综合症的CPAP(ContinuousPositive Airway Pressure，连续气道正压通气)装置。
背景技术
CPAP装置是将由风扇产生的一定的压力的空气流经由软管及安装于患者鼻子的面罩或鼻插管送入气道的装置。因此，在CPAP装置的内部例如设置有含有涡轮风扇的风扇和用于驱动风扇的驱动电路及控制电路(例如参照专利文献1、2)。
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2016－34409号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
CPAP装置由于利用风扇将空气流送入睡眠中的患者的气道，因此伴随该风扇的旋转及空气的流动而产生声音。CPAP装置由于是患者在睡眠中使用的装置，所以需要特别安静，如何实现声音的降低成为问题。因此，CPAP装置为了降低由空气流而产生的噪音而在向CPAP装置内的风扇导引空气的流路上设置有吸音器材(吸音材)。
但是，为了使CPAP装置小型化，风扇的进气口几乎与流路正交地配置。因此，从流路流入到风扇的进气口的空气的角度大体变为直角，所以在风扇的进气口的附近产生噪音。就睡眠中的患者来说，即使是一点点的噪音也是刺耳的，所以希望尽量减少噪音的产生。
本发明提供可降低噪音的CPAP装置。
用于解决问题的技术方案
本发明的实施方式的CPAP装置具备：外壳，其具有第一进气口及第一排气口、将从所述第一进气口吸入的空气引导到所述第一排气口的流路；风扇，其具有第二进气口及第二排气口，所述第二进气口被配置在与所述流路交叉的方向，所述第二排气口被配置在沿着所述流路的方向；吸音器材，其形成有凹部，该凹部构成所述流路的一部分，与所述风扇的所述第二进气口对向，具有比所述风扇的第二进气口的直径大且在所述流路的宽度以下的直径。
发明效果
本发明能够提供可降低噪音的CPAP装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的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是分解表示图2所示的CPAP装置的立体图。
图4是沿着图2所示的IV－IV线的剖视图。
图5A是表示作为比较例的CPAP装置的空气的流动的剖视图。
图5B是表示本实施方式的CPAP装置的空气的流动的剖视图。
图6是表示本实施方式的凹部的直径和噪音等级的关系的图。
图7A是表示凹部的位置和噪音等级的关系的图，是表示X方向的噪音等级的图。
图7B是表示凹部的位置和噪音等级的关系的图，是表示Y方向的噪音等级的图。
图8是比较表示有本实施方式的凹部的情况、和无凹部的情况的噪音等级的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明实施方式。在附图中，在相同的部分标注相同的符号。
在图1中，CPAP装置10具备作为外壳的第一壳体11和第二壳体12。第一壳体11安装在第二壳体12的上部。第二壳体12的上部为短边方向的两端部比底部更向外侧突出的形状。在第一壳体11和第二壳体12内设置有后述的涡轮风扇。
在第二壳体12的长边方向的一侧面设置有空气的进气口(第一进气口)13，在第一壳体11和第二壳体12的与进气口13相反侧的侧面设置有具有空气排出口(第一排气口)14的排出单元15。进气口13和排气口14通过后述的流路连接，通过设置于流路中途的涡轮风扇将从进气口13吸入的空气以一定的压力从排出口14排出。
在排出口14上安装有未图示的软管的一端。在软管的另一端设置有未图示的例如面罩或鼻插管，面罩或鼻插管安装在患者的鼻子上。因此，以一定的压力从排出口14排出的空气流从面罩或鼻插管供给到患者的气道。
在设置有排出单元15的第一壳体11和第二壳体12的侧面，在排出单元15的附近设置有电源及接口用的各种线缆16。
图2表示取下图1的第一壳体11的状态。
如图2所示，在第二壳体12内设置有内壳体43，在内壳体43的上部设置有第一收容部12－1和第二收容部12－2。在第一收容部12－1的大体周围设置有间隔板43a，第一收容部12－1和第二收容部12－2由间隔板43a间隔。
另外，在第一壳体11内也设置有与间隔板43a同样的未图示的间隔板。因此，在将第一壳体11安装在第二壳体12上的状态下，第一壳体11及第二壳体12的内部通过第一壳体11的间隔板和第二壳体12的间隔板43a分隔成第一收容部12－1和第二收容部12－2。
风扇17例如由涡轮风扇构成，设置于第一收容部12－1内。在第二收容部12－2内设置有印刷基板29。在印刷基板29上配置有用于驱动风扇17的驱动电路41、控制驱动电路41的控制部40、差压传感器24及压力传感器26等。控制部40及驱动电路41的配置不限定于此，可变形。
图3是分解表示图2的主要部分的图，图4表示沿着图2的IV－IV线的截面。在图3、图4中，为了说明方便而省略一部分的零件。
如图3所示，在第二壳体12内设置有凹部12a，凹部12a与进气口13连通。在进气口13的内侧设置有由多孔质的材料构成的过滤器51，在凹部12a内设置有由吸音器材形成的消音器42。
消音器42具有开放与进气口13对向的部分的凹部42a。消音器42的凹部42a如后述，构成将从进气口13吸入的空气导入到风扇17的流路45。流路45构成将从进气口13吸入的空气导入到排出口14的流路的一部分。
消音器42的形状不限定于图3所示的形状，如果能够与消音器44一起形成流路45，则不需要用于形成凹部42a的侧壁。因此，消音器42的表面也可以是扁平。
另外，在消音器42的一部分，在与风扇17的后述的进气口17a对向的位置设置有凹部42b。凹部42b在消音器42的厚度变薄的情况下，也可以贯通消音器42。
消音器42、44可应用多孔质的材料例如聚氨基甲酸乙酯泡沫等。
收容了消音器42的凹部12a由内壳体43覆盖。内壳体43的间隔板43a具有多个切口部43c、43d、43e，例如在这些切口部43c、43d、43e嵌合硅胶制的衬套46、47、48。第一壳体11的未图示的间隔板也具有与切口部43c、43d、43e对应且嵌合衬套46、47、48的未图示的多个切口部。
如后述，衬套46是在其中插通与差压生成部件32和差压传感器24连接的第一管19及第二管20、与差压生成部件32和压力传感器26连接的第三管21，并密封第一收容部12－1和第二收容部12－2之间的零件。衬套47如后述，是与风扇17连接并向第二收容部12－2内导入冷却用的空气的零件。衬套48是在其中插通将风扇17和驱动电路41连接的未图示引线，并密封第一收容部12－1和第二收容部12－2之间的零件。
在内壳体43的位于间隔板43a的外侧的部分设置有印刷基板29。
在内壳体43的位于间隔板43a的内侧的部分设置有开口部43b。在内壳体43的位于间隔板43a的外侧的部分及位于间隔板43a的内侧的部分设置有由吸音器材形成的消音器44。
如图4所示，消音器44设置于内壳体43的下面，在消音器44的位于间隔板43a的内侧的部分，如图3所示，与内壳体43的开口部43b对应地设置有开口部44a。
内壳体43的开口部43b及消音器44的开口部44a与消音器42的凹部42a的一部分对向配置，风扇17安装在配置于内壳体43的开口部43b内的消音器44的开口部44a。
如图4所示，在第二壳体12内安装了内壳体43的状态下，消音器44的周边部与设置于第二壳体12内的消音器42的周围抵接，通过位于消音器42和消音器44之间的凹部42a形成流路45。流路45经由空气净化用过滤器51与进气口13连通。
在流路45内配置有风扇17的进气口(第二进气口)17a，该风扇17配置在内壳体43的开口部43b及消音器44的开口部44a内。即，风扇17的进气口17a被配置在与流路45交叉的方向。
另一方面，风扇17的排气口(第二排气口)17b经由接头18与排出单元15连接。接头18构成将从进气口13吸入的空气导入到排出口14的流路的一部分。因此，风扇17的排气口17b被配置在沿着流路的方向。
在接头18的内部配置有整流板31及使空气流产生差压的差压生成部件32。整流板31例如具有整流用的多个翅片，差压生成部件32具有多个孔。对于整流板31及差压生成部件32，为了说明的方便，省略详细的说明。
如图2所示，在排出单元15设置有第一管19、第二管20、第三管21的一端。第一管19是将差压生成部件32的上游侧的压力(高压)导向差压传感器24的管，第二管20是将差压生成部件32的下游侧的压力(低压)导向差压传感器24的管。第三管21是将差压生成部件32的下游侧的压力(低压)导向压力传感器26的管。
第一管19及第二管20的另一端穿过设置于间隔板43a的衬套46内，经由连接器22、23与差压传感器24连接。
差压传感器24检测通过第一管19及第二管20导入的差压生成部件32上游侧和下游侧的空气的差压，由此检测从排出口14排出的空气的流量。
第三管21的另一端穿过设置于间隔板43a的衬套46内，与检测经由连接器25排出的空气的压力的压力传感器26的压力端口连接。
第四管27的一端与压力传感器26的大气开放端口连接。在第四管27的另一端设置有连接器28。连接器28与配置于图3所示的第二壳体12的下面12b的突起52连接。突起52具有贯通壳体12的下面12b的开口部53。即，第四管27及连接器28经由开口部53将压力传感器26内向大气开放。
压力传感器26通过检测由第三管21导入压力端口的差压生成部件32上游侧的空气压，检测从排出口14排出的空气的压力。
如图2所示，差压传感器24及压力传感器26配置于印刷基板29上。在印刷基板29还设置有电源及接口用的各种线缆16、电源开关30等。
另外，风扇17具有将从进气口17a吸入的空气从排出口14排出，并且冷却第一壳体11、第二壳体12内的功能。
(噪音降低作用)
图5A表示在流路45内无前述的凹部42b的情况下的空气流的例子。
如图5A所示，在流路45内无凹部42b的情况下，从进气口13抽吸到流路45内的空气在风扇17的附近将方向变更成大致直角而被吸入风扇17的进气口17a。因此，考虑到，流路45内的空气流在风扇17的进气口17a的附近被急剧变更角度，由此在进气口17a的附近产生旋涡，该旋涡引起的压力变动形成声音，而增大噪音。
另一方面，图5B表示本实施方式的空气流的例子。本实施方式如前述，在风扇17的进气口17a附近的流路45内设有与风扇17的进气口17a的形状大体相似形状的凹部42b。即，进气口17a的形状大致为圆形，因此，凹部42b的形状也是圆形。但是，凹部42b的形状不限定于圆形，只要可产生稳定的空气流，则也可以是具有例如三角形、四边形、五边形以上的多边形、或椭圆形等曲面的形状。
这样，如图5B所示，通过在风扇17的进气口17a附近的流路45内设置凹部42b，由此从进气口13吸入流路45内的空气流暂时转入到凹部42b内，之后被吸入风扇17的进气口17a。
如图4所示，凹部42b的直径D1比风扇17的进气口17a的直径D2大，因此，流路45内的空气流转入凹部42b。因此，能够回避图5A的情况的急剧的压力上升，能够抑制噪音的发生。
凹部42b的直径D1优选大于风扇17的进气口17a的直径D2，但过大时，设置凹部42b的效果降低。
图6表示凹部42b的直径D1和噪音等级的关系。在该情况下，风扇17的进气口17a的直径D2例如为17.6mm。
如从图6明确，在凹部42b的直径D1为大致等于风扇17的进气口17a的直径D2、20mm以上且37mm以下的范围的情况下，由于噪音等级为33dBA以下，所以该范围为优选的范围。即，相对于风扇17的进气口17a的直径D2，凹部42b的直径D1例如大致为1.1(＝20/17.6mm)倍以上且2.1(＝37/17.6mm)倍以下的范围为优选的范围。
在图3所示的结构中，为了实现CPAP装置的小型化，在流路45的宽度W例如为37mm的情况下，凹部42b的直径D1可实现风扇17的进气口17a的直径D2的大约1.1倍以上且2.1倍以下。
另外，优选噪音等级大致为32.5dBA以下的范围，具体而言，凹部42b的直径D1为26mm以上且34mm以下的范围。即，相对于风扇17的进气口17a的直径D2，凹部42b的直径D1约为1.5(＝26/17.6mm)倍以上且1.9(＝34/17.6mm)倍以下的范围为更优选的范围。
如从图6明确，可知在凹部42b的直径D1为32mm的情况下，噪音的噪音等级最低。因此，为了降低噪音而最优选凹部42b的直径D1为风扇17的进气口17a的直径D2的大约1.8(＝32/17.6mm)倍的情况。
另外，凹部42b的深度只要是能够将流路45内的空气通过凹部42b缓和空气流动的急变的深度即可。具体而言，如图4所示，凹部42b的深度H1可以为流路45的高度H2的大约2倍以上且10倍以下。更具体而言，为了实现CPAP装置的小型、轻量化，在流路45的高度H2为1.5mm以上且3mm以下的情况下，消音器42的厚度(＝凹部42b的深度H1)可以为例如6mm以上且30mm以下的范围。
图7A、图7B表示凹部42b的直径D1为32mm，风扇17的进气口17a的直径D2例如为17.6mm的情况下的凹部42b和风扇17的进气口17a的水平方向的位置关系。
图7A表示凹部42b相对于进气口17a在图示X方向，即在与流路45内的空气流交叉的方向上进行偏离的情况的噪音等级的变化，图7B表示凹部42b相对于进气口17a在图示Y方向，即在沿着流路45内的空气流的方向上进行偏离的情况的噪音等级的变化。
优选凹部42b与风扇17的进气口17a同心。但是，如从图7A、图7B明确，可知在X方向的情况，只要是2mm以内的偏离，则噪音等级没有大幅度增加，在Y方向的情况，只要是－2mm以上且－4mm以内的偏离，则噪音等级没有大幅度增加。
图8表示在风扇17的进气口17a的直径D2例如为17.6mm的情况下，设有凹部42b的情况(A)、未设凹部42b的情况(B)的噪音等级和频率的关系。
从图8明确，设有凹部42b的情况(A)与未设凹部42b的情况(B)相比，1500Hz以下的频率的噪音等级较低。在1500Hz以下的频带，300Hz－1.3kHz的频率被识别为刺耳的噪音。由于降低300Hz－1.3kHz的频率的噪音等级，因此能够减轻妨碍患者睡眠的刺耳的噪音。
(实施方式的效果)
根据本实施方式，在与风扇17的进气口17a对向的流路45的一部分设置有具有比进气口17a的直径大且流路45的宽度以下的直径的凹部42b。因此，能够抑制从流路45导入到风扇17的进气口17a的空气的急剧的压力变化，能够降低妨碍患者睡眠的刺耳的频带的噪音等级。
另外，在上述实施方式中，风扇17的进气口17a和凹部42b的关系根据直径规定，但也可根据开口面积规定。该情况下，只要将直径的比率换算为面积的比率即可。例如，在直径的比率为1.1以上且2.1以下的情况下，面积的比率大体为1.3以上且4.4以下。同样，在直径的比率为1.5以上且1.9以下的情况下，面积的比率大体为2.2以上且3.7以下。
另外，在进气口17a和凹部42b的形状为圆形以外的多边形的情况下，作为与圆内接的图形，也可以根据圆的直径或面积进行换算。
另外，进气口13和排出口14配置于外壳11的平行的两个面，但也可将进气口13和排出口14设置于外壳11的交叉的两个面。该情况下，风扇17不限定于向吸入方向和直角方向输送空气的离心风扇，也可应用向与吸入方向平行的方向输送空气的轴流风扇。
另外，在采取噪音应对措施的情况时，通常使流路的形状宽大或增加吸音器材。但是，该情况下，由于伴随着装置结构的大型化，故而不是上策，但根据本实施方式，能够抑制装置的大型化，降低噪音。
另外，本发明不限定于与上述各实施方式相同，在实施阶段在不脱离其主旨的范围内结构要素可以变形而具体化。另外，通过上述各实施方式所公开的多个结构要素的适当的组合，可以形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全结构要素消除若干结构要素。另外，也可以适当组合不同的实施方式的结构要素。
产业上的可利用性
本发明的实施方式的CPAP装置可应用于治疗睡眠呼吸暂停综合症。
符号说明
10…CPAP装置、11…第一壳体(外壳)、12…第二壳体(外壳)、13…进气口(第一进气口)、14…排气口(第一排气口)、17…风扇、17a…进气口(第二进气口)、17b…排气口(第二排气口)、42…消音器(吸音器材)、45…流路、42b…凹部。

Claims (6)

1.一种CPAP装置，包括：
外壳，其具有第一进气口及第一排气口；
风扇，其配置在所述第一进气口及所述第一排气口之间，具有第二进气口及第二排气口，对于所述第二进气口来说，所述第二进气口的开口方向被配置在与所述第一进气口的开口方向交叉的方向，对于所述第二排气口来说，所述第二排气口的开口方向被配置在与所述第一排气口的开口方向平行的方向；以及
吸音器材，其具有凹部，该凹部构成将从所述第一进气口吸入的空气导入所述第二进气口的流路，所述凹部的开口面积在与所述第二进气口对向的位置上比所述第二进气口大，
其中，所述流路在与从所述第一进气口朝向所述第二进气口的空气流方向交叉的方向上具有宽度和高度，所述凹部和所述第二进气口的开口面积的比率为4.4以下。
2.根据权利要求1所述的CPAP装置，其特征在于，
所述凹部的形状为圆形，所述凹部的直径为所述第二进气口的直径的1.1倍以上且2.1倍以下。
3.根据权利要求1所述的CPAP装置，其特征在于，
所述凹部的形状为圆形，所述凹部的直径为所述第二进气口的直径的1.5倍以上且1.9倍以下。
4.根据权利要求1所述的CPAP装置，其特征在于，
所述凹部的深度为所述流路的所述高度的2倍以上且10倍以下。
5.根据权利要求1所述的CPAP装置，其特征在于，
所述凹部的形状由圆形、多边形及椭圆形中的一个构成。
6.根据权利要求5所述的CPAP装置，其特征在于，
所述多边形包括三角形和四边形。
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