CN116236668A - 一种加湿设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于呼吸机技术领域，具体是一种加湿设备，所述加湿设备包括：储液区，所述储液区用于储存液体；加湿区，所述加湿区底部设置汽化装置；液体传输装置，所述液体传输装置连通加湿区的液面下部空间和储液区的液面下部空间，用于将所述储液区内的液体提供给所述加湿区；气压平衡装置，所述气压平衡装置连通加湿区的液面上部空间和储液区的液面上部空间，用于将所述储液区和所述加湿区的气压保持动态平衡；所述储液区和/或加湿区设置进气口和出气口。该设备克服了现有技术中的呼吸机在加湿设备中水量较足时加热效率较低、以及湿化的控制灵敏度较低等不足。

Description

一种加湿设备

技术领域

本发明属于呼吸机技术领域，具体是一种加湿设备。

背景技术

呼吸机的湿化器主要用来增加输送给患者的气体的湿度。用于医疗目的的气体，通常不包含充足的水分，直接使用会损伤或刺激到用户的呼吸道或上呼吸道，也容易使得用户的呼吸道或者上呼吸道的分泌物干稠，并因此可能导致气道缩窄甚至阻塞。对湿化器中提供的水分进行加热，可以增加湿化器的水汽输出。

目前的湿化器的加湿设备，基本是仅仅有一个储液区。使用时，在储液区中加入足够一定时间消耗的水量，通过呼吸机工作的气流以及对整个储液区加热所蒸发水汽，慢慢地将水分带给患者使用。

由于加湿设备中需要储备足够一定时间消耗的水量，所以一开始储液区中的液体较多。同时加热如此多的液体容易导致呼吸机工作时加热效率低。当使用者对湿化需求改变时，加湿设备需要通过升高或降低储液区中全部水量的温度来控制，控制的灵敏度较低。

中国实用新型专利CN204446900U公开了一种加湿设备、湿化器及呼吸机，该专利也旨在解决湿化器中水量过多而导致加热效率较低的问题，但是该专利忽略了在患者使用呼吸机进行呼吸气的过程中，气压会发生变化，同时由于储液区与加湿区存在一定的高度差，也有液压的影响，在动态条件下，难以达到动态平衡，进而导致该专利所述的湿化器中储液区与加湿区的液体进行交换，从而使得该加湿区中的水温下降，进而同样会降低湿化效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种加湿设备，该设备克服了现有技术中的呼吸机在加湿设备中水量较足时加热效率较低、以及湿化的控制灵敏度较低等不足。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种加湿设备，所述加湿设备包括：

储液区，所述储液区用于储存液体；

加湿区，所述加湿区底部设置汽化装置；

液体传输装置，所述液体传输装置连通加湿区的液面下部空间和储液区的液面下部空间，用于将所述储液区内的液体提供给所述加湿区；

气压平衡装置，所述气压平衡装置连通加湿区的液面上部空间和储液区的液面上部空间，用于将所述储液区和所述加湿区的气压保持动态平衡；

所述储液区和/或加湿区设置进气口和出气口。

优选地，所述储液区包围加湿区，储液区和加湿区之间设置隔壁将储液区和加湿区分开。

优选地，所述液体传输装置为设置在隔壁上的通孔；所述气压平衡装置为设置在隔壁上的通孔。

优选地，所述储液区和加湿区分开独立设置。

优选地，所述液体传输装置为连通管；所述气压平衡装置为连通管。

优选地，所述进气口与出气口之间形成气体传输通道，所述气体传输通道连通储液区和加湿区的液面上部空间作为气压平衡装置。

优选地，所述储液区的液面上部空间设置密封盖，密封盖上设置若干通孔，该通孔连通气体传输通道。

优选地，所述气体传输通道的顶部设置向下延伸的导流板，所述导流板在加湿区的液面上部空间，所述导流板将气体传输通道的气体流向进行改变，形成S型流道。

优选地，所述储液区和/或加湿区设置注液口。

优选地，所述加湿区的最高水位线应≥所述储液区的最高水位线；所述加湿区的最低水位线≤所述储液区的最低水位线。

本发明的加湿设备包括加湿区以及向加湿区输送液体的储液区，所述储液区通过液体传输装置将液体传输至加湿区，所述液体传输装置位于加湿区与储液区底部。所述储液区与加湿区需存在气路重叠。所述汽化装置安装在加湿区底部。

当向储液区注液时，液体会通过所述液体传输装置将液体传输进入加湿区。

本发明还提供一种呼吸机，包括上述的加湿设备以及呼吸机主机，所述呼吸机主机与加湿设备的进气口相连，可连接至人体的管路与加湿设备的出气口相连。

本发明中，所述加湿设备构造为加湿区内的液体液面与储液区液面水平时停止向加湿区内提供液体；所述液体传输装置连接在储液区侧壁下部与湿化区侧壁下部；所述气压平衡装置连接在储液区侧壁上部或储液区顶部与湿化区气路连接。所述气压平衡装置的最小截面通径需要满足一定尺寸来保证储液区与加湿区的气体能够快速通过。所述汽化装置设置在加湿区底部，仅对加湿区中的液体加热。

本发明的加湿设备在患者呼吸过程中，由于储液区与加湿区存在连通的气路，可使加湿区与储液区的气压相等。同时由于加湿区与储液区位于同一水平面，故不存在液体压力的影响。综上所述，在患者使用的过程中，本发明的加湿区与储液区的液体交换可以忽略，理论上来说，本发明的稳定性以及加热效率较现有技术的加湿设备(比如CN204446900U)更优。

本发明的加湿区较储液区相对较小，在加热的过程中，仅对加湿区进行加热，故汽化装置的面积可以做得更小，降低了加热片的成本。此外，一般情况下，本发明可以将加湿区与储液区集成为整件，降低了加湿区与储液区装配的误差等带来的风险。

可选的，液体传输装置可以更换成细长管等其余满足原理的形式均可；

可选的，液体传输装置可以为单个，也可以为多个；

可选的，气体可以不经过储液区上方，仅仅通过加湿区上方，即可满足湿化需求，但是加湿区与储液区仍需有气路重叠，其中气路重叠的形式只需满足储液区的气压与加湿区的气压保持相等即可；

可选的，可以将加湿区与储液区分离开，物料更换时，仅需更换加湿区，降低了整体更换的成本；

更优的，将加湿设备的形状设计为窄长型可进一步增大湿化效率；

更优的，在加湿设备中增加导流板，以使得气体能够进一步与加湿区中的水汽混合，提高加湿效率；

更优的，加湿区的壁面可以设计为大壁厚，或者增添保温层可进一步提高保温能力。

可选的，气体平衡装置可以为单个，也可以为多个；

根据P₁＝P₂，可得ρgh₁＝ρgh₂(由于储液区与加湿区的液体为同一液体，故ρ相等)，即h₁＝h₂。其中P₁为储液区液面以上的空间内的气体压力；P₂为加湿区液面以上的空间内的气体压力；ρ为储液区与加湿区的液体的密度；h₁为储液区液面距离液体传输装置底部高度；h₂为储液区液面距离液体传输装置底部高度。当向加湿区中注入液体时，此时h₁<h₂，液体会通过液体传输装置从加湿区进入储液区，瞬时时刻P₁＞P₂，气体分子会通过气压平衡装置快速从储液区进入加湿区，达到新的气体压力平衡。经过以上循环，直到h₁＝h₂时，液体不会通过液体传输装置从加湿区继续进入储液区。此时储液区液面高度与加湿区的液面高度保持水平。

同理，我们可以简单的推导出，当向储液区注入液体时，储液区液面高度与加湿区的液面高度依旧可以保持水平。

当用户在呼吸气过程中，瞬时P₁≠P₂，气体分子会通过气压平衡装置快速从储液区进入加湿区或从加湿区进入到储液区，达到新的气体压力平衡。储液区液面高度与加湿区液面高度始终保持相等，即液面在呼吸气的过程中，液体不会从加湿区流回储液区，保证了加湿区的加湿效率。

当汽化装置不断运行，从进气口进入到加湿区的气体混合汽化的液体，再通过出气口传输到用户端，此时加湿区的液面降低，瞬时h₁＞h₂，液体会通过液体传输装置从储液区进入到加湿区，直到加湿区的液面再次与储液区水平，保证了加湿区的液体供应，从而满足了持续加湿的需求。

使用前，向加湿设备中注入液体时，液体会由储液区通过液体传输装置进入加湿区，(一般地，加湿区的液体体积小于储液区的体积)。

使用过程中，由于加湿区与储水区气压保持相等，使用者在呼吸气的过程中，加湿区与储水区的液体仅有较少部分通过分子扩散进行液体交换。当汽化装置对加湿区的液体进行加热时，由于该部分水量较少，并且没有和储水区进行液体交换，故加湿区的液体温度快速升高，加湿区上方释放大量的水汽，随着进气口的气体通过加湿区上方，带走水汽，并由出气口传输至患者端，进而满足湿化的需求。

随着加热过程的发生，加湿区的水温会持续高于储水区，单位时间内，加湿区损失更多的液体，导致加湿区水位下降速度大于储水区水位下降速度，当加湿区的水位降低时，此时加湿区与储水区会存在气压差，因此储液区的水会补充进入加湿区，从而满足持续加热的需求。

本发明公开了一种加湿设备及呼吸机，克服现有技术中的呼吸机在加湿设备中水量较足时加热效率较低等不足。所述加湿设备包括加湿区以及向所述加湿区输送液体的储液区，所述储液区通过液体传输装置将液体传输至所述加湿区，所述液体传输装置位于所述加湿区与储液区底部。所述储液区与加湿区需存在气路重叠。所述汽化装置安装在加湿区底部。本发明的实施例可以在保证连续使用的情况下提高加热效率、缩短加热时间，同时，也可以缩小汽化装置的面积进而降低成本。

当发生翻转时，气压平衡装置与液体传输装置共同浸泡在液体中。此时加湿区的压强为P₂₂，储液区的压强P₁₁，因为存在气压平衡装置，在翻转的瞬时，P₂₂＝P₁₁。由于液体压力的作用，储液区的液体会流向加湿区，使得P₁₁+pgh₁₁大于P₂₂，当P₁₁+pgh₁₁＝P₂₂时，液体不再流向加湿区。加湿设备中仅有小部分的水可以流出，提高了呼吸机的防逆流性能。

本发明中，液体传输装置用于储液区与加湿区的液体双向流动，使用初期，液面已经齐平，此时储液区与加湿区的液体不会来回交换。使用过程中，因为存在气压平衡装置，储液区与加湿区的气压始终保持动态平衡，又加湿区中的液体不断减少，故仅存在储液区的液体流向加湿区(单向流动)。

本发明的双向流动，主要为了在使用前加水的时候，可以往储液区中注液，也可以直接往加湿区中注液(当储液区封闭仅开口的情况)。

而现有技术中，由于压力差的原因，使用过程中会使得加湿区中的液体回流，导致加热效率不高。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

①本发明的加湿区截面积远小于储液区的截面积，在加湿过程中，仅对少部分液体做功，加快蒸汽产生速率。

②本发明的汽化装置远小于现有技术中的汽化装置，节约了成本。

③本发明存在气压平衡装置，在用户呼吸气的过程中，加湿区与储液区的液体不会进行液体交换，提高了加湿效率。

④在呼吸机发生侧翻或者翻转时，由于储液区的温度较低，不会由于液体温度过高带来烫伤等风险。

⑤在呼吸机发生侧翻时，由于加湿区中的液体容量较少，降低了液体进入主机的风险。减少了现有技术中对于呼吸机倾倒采取的措施，缩小了湿化器的尺寸，节约了成本，提高了湿化器空间的利用率。

⑥储液区主要作为储液的作用，在呼吸机使用的过程中，储液区中的液体始终保持低温状态，不容易堆积水垢，降低了湿化器的清洗难度。

附图说明

图1为本发明加湿设备的第一种结构示意图；

图2为本发明加湿设备的剖视图；

图3为本发明加湿设备的倾倒示意图；

图4为本发明加湿设备的第二种结构剖视图；

图5为本发明加湿设备的第三种结构剖视图；

图6为图5中虚线圆圈部位的放大图；

图7为本发明加湿设备的第四种结构剖视图；

附图标记：

1、储液区；2、加湿区；3、汽化装置；4、液体传输装置；5、气压平衡装置；6、进气口；7、出气口；8、下隔壁；9、上隔壁；10、上壳；11、下壳；12、导流板；13、密封盖。

具体实施方式

下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1-3所示，一种加湿设备，所述加湿设备包括：

储液区1，所述储液区用于储存液体；

加湿区2，所述加湿区2底部设置汽化装置3；

液体传输装置4，所述液体传输装置4连通加湿区2的液面下部空间和储液区1的液面下部空间，用于将所述储液区内的液体提供给所述加湿区；

气压平衡装置5，所述气压平衡装置5连通加湿区2的液面上部空间和储液区1的液面上部空间，用于将所述储液区和所述加湿区的气压保持动态平衡；

本实施例所述加湿设备包括上隔壁9、下隔壁8、上壳10和下壳11，上壳10和下壳11扣合在一起形成储液区的外壳；上隔壁9和下隔壁8扣合在一起形成储液区1和加湿区2之间的隔壁，该隔壁将储液区1和加湿区2分隔开，并通过隔壁上所设置的液体传输装置4和气压平衡装置5将储液区1和加湿区2连通。所述液体传输装置4设置在加湿区下半部分隔壁的底部。所述气压平衡装置5设置在加湿区上半部分隔壁的底部。

所述加湿区2设置进气口6和出气口7。

所述储液区包围加湿区，储液区和加湿区之间设置隔壁将储液区和加湿区分开。

所述液体传输装置4为设置在隔壁上的通孔；所述气压平衡装置5为设置在隔壁上的通孔。

所述储液区和/或加湿区设置注液口。

所述加湿区的最高水位线应≥所述储液区的最高水位线；所述加湿区的最低水位线≤所述储液区的最低水位线。

使用前，向下壳和下隔壁围成的储液区空间中注入预定量液体，并将上壳与下壳连接。此时，储液区与加湿区通过液体传输装置与气体传输装置连通，并且加湿设备与主机通过进气口6、出气口7连接。

如图3所示，当加湿设备左右倾倒(图3左图和图3右图)，由于加湿区中的液体容量较少，降低了液体进入主机的风险，且由于储液区的温度较低，不会由于液体温度过高带来烫伤等风险。

实施例2

如图4所示，一种加湿设备，所述加湿设备包括：

储液区1，所述储液区用于储存液体；

加湿区2，所述加湿区2底部设置汽化装置3；

液体传输装置4，所述液体传输装置4连通加湿区2的液面下部空间和储液区1的液面下部空间，用于将所述储液区内的液体提供给所述加湿区；

气压平衡装置5，所述气压平衡装置5连通加湿区2的液面上部空间和储液区1的液面上部空间，用于将所述储液区和所述加湿区的气压保持动态平衡；

所述储液区设置进气口和出气口。

所述储液区包围加湿区，储液区和加湿区的上部不进行封盖，储液区和加湿区之间设置隔壁将储液区和加湿区的下部分开。

所述进气口与出气口之间形成气体传输通道，所述气体传输通道连通储液区和加湿区的液面上部空间作为气压平衡装置。

所述储液区和/或加湿区设置注液口。

所述加湿区的最高水位线应≥所述储液区的最高水位线；所述加湿区的最低水位线≤所述储液区的最低水位线。

储液区1用于储存液体。在使用前可以向储液区注入预定量的液体，由于气压平衡装置的存在，液体会通过液体传输装置4传输至加湿区2，或者向加湿区注入预定量的液体，液体通过液体传输装置4传输至储液区1，直至储液区1与加湿区2的液面保持水平状态。注液完成后，汽化装置3将加湿区2中的液体加热并形成蒸汽停留在加湿区2的上方，当气体从进气口6进入加湿区2，与加湿区2中的气体混合成湿润的气体，并通过出气口7传输至用户端。

该实例使用时，向加湿设备中注入液体时，由于加湿区与储液区存在气压平衡孔，液体会由储液区通过液体传输装置进入加湿区。当汽化装置对加湿区的液体进行加热时，由于该部分水量较少，加湿区的液体温度快速升高，释放大量的水汽，随着进气口的气体通过加湿区上方，带走水汽，并由出气口传输至患者端，进而满足湿化的需求。当加湿区的水位降低时，由于大气压强的原因，会使得储液区的水补充进入加湿区，从而满足持续加热的需求。

实施例3

如图5-6所示，一种加湿设备，所述加湿设备包括：

储液区1，所述储液区用于储存液体；

加湿区2，所述加湿区2底部设置汽化装置3；

液体传输装置4，所述液体传输装置4连通加湿区2的液面下部空间和储液区1的液面下部空间，用于将所述储液区内的液体提供给所述加湿区；

气压平衡装置5，所述气压平衡装置5连通加湿区2的液面上部空间和储液区1的液面上部空间，用于将所述储液区和所述加湿区的气压保持动态平衡；

所述储液区设置进气口和出气口。

所述储液区包围加湿区，储液区和加湿区的上部不进行封盖，储液区和加湿区之间设置隔壁将储液区和加湿区的下部分开。

所述进气口与出气口之间形成气体传输通道，所述气体传输通道连通储液区和加湿区的液面上部空间作为气压平衡装置。

所述储液区的液面上部空间设置密封盖13，密封盖13上设置若干通孔，该通孔连通气体传输通道。

所述气体传输通道的顶部设置向下延伸的导流板12，所述导流板12在加湿区的液面上部空间，所述导流板12将气体传输通道的气体流向进行改变，形成S型流道。

所述储液区和/或加湿区设置注液口。

所述加湿区的最高水位线应≥所述储液区的最高水位线；所述加湿区的最低水位线≤所述储液区的最低水位线。

在加湿区2的上方设置导流板，当加湿设备中水位相对较低时，由于存在导流板，进气口的气体通过加湿区顶部时，会被指引向加湿区的液面，能够提高在加湿设备水位较低时的湿化能力。

本发明提供一种加湿设备。储液区1用于储存液体。在使用前可以向储液区注入预定量的液体，由于气压平衡装置的存在，液体会通过液体传输装置4传输至加湿区2或者向加湿区注入预定量的液体，液体通过液体传输装置4传输至储液区，直至储液区与加湿区的液面保持水平状态。可以理解的是，为了向储液区或者加湿区注入液体，可以在储液区或者加湿区设置进液口，并加以密封。汽化装置3将加湿区2中的液体加热并形成蒸汽停留在加湿区2上方，当气体从进气口6进入加湿区2，与加湿区2中的气体混合成湿润的气体，并通过出气口7传输至用户端。

实施例4

如图7所示，一种加湿设备，所述加湿设备包括：

储液区1，所述储液区用于储存液体；

加湿区2，所述加湿区2底部设置汽化装置3；

液体传输装置4，所述液体传输装置4连通加湿区2的液面下部空间和储液区1的液面下部空间，用于将所述储液区内的液体提供给所述加湿区；

气压平衡装置5，所述气压平衡装置5连通加湿区2的液面上部空间和储液区1的液面上部空间，用于将所述储液区和所述加湿区的气压保持动态平衡；

所述加湿区2设置进气口6和出气口7。

所述储液区和加湿区分开独立设置。

所述液体传输装置为连通管；所述气压平衡装置为连通管。

所述储液区和/或加湿区设置注液口。

所述加湿区的最高水位线应≥所述储液区的最高水位线；所述加湿区的最低水位线≤所述储液区的最低水位线。

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种加湿设备，其特征在于，所述加湿设备包括：

储液区，所述储液区用于储存液体；

加湿区，所述加湿区底部设置汽化装置；

液体传输装置，所述液体传输装置连通加湿区的液面下部空间和储液区的液面下部空间，用于将所述储液区内的液体提供给所述加湿区；

气压平衡装置，所述气压平衡装置连通加湿区的液面上部空间和储液区的液面上部空间，用于将所述储液区和所述加湿区的气压保持动态平衡；

所述储液区和/或加湿区设置进气口和出气口。

2.根据权利要求1所述的加湿设备，其特征在于，所述储液区包围加湿区，储液区和加湿区之间设置隔壁将储液区和加湿区分开。

3.根据权利要求2所述的加湿设备，其特征在于，所述液体传输装置为设置在隔壁上的通孔；所述气压平衡装置为设置在隔壁上的通孔。

4.根据权利要求1所述的加湿设备，其特征在于，所述储液区和加湿区分开独立设置。

5.根据权利要求4所述的加湿设备，其特征在于，所述液体传输装置为连通管；所述气压平衡装置为连通管。

6.根据权利要求1所述的加湿设备，其特征在于，所述进气口与出气口之间形成气体传输通道，所述气体传输通道连通储液区和加湿区的液面上部空间作为气压平衡装置。

7.根据权利要求6所述的加湿设备，其特征在于，所述储液区的液面上部空间设置密封盖，密封盖上设置若干通孔，该通孔连通气体传输通道。

8.根据权利要求6所述的加湿设备，其特征在于，所述气体传输通道的顶部设置向下延伸的导流板，所述导流板在加湿区的液面上部空间，所述导流板将气体传输通道的气体流向进行改变，形成S型流道。

9.根据权利要求1所述的加湿设备，其特征在于，所述储液区和/或加湿区设置注液口。

10.根据权利要求1所述的加湿设备，其特征在于，所述加湿区的最高水位线应≥所述储液区的最高水位线；所述加湿区的最低水位线≤所述储液区的最低水位线。

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