JP2009106747A - 呼吸装置ヒータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】自然対流冷却による呼吸装置用ヒータユニットを提供する。
【解決手段】ヒータユニット１０では、空気を先ず変圧器６０、次いで作動スイッチ５２を取り付けたヒートシンク９０を通過させることにより、熱を作動スイッチ５２からヒートシンク９０を通過する冷却空気に伝達する。断熱層をヒートシンク９０と変圧器６０との間に設けても良い。変圧器６０はトロイダル変圧器とし、その開口部８４内に延在する中空突出部１４０から空気が変圧器６０の開口部８４を通過する。変圧器６０の一方側は所定の面９４沿いに位置し、ヒートシンク９０は変圧器６０の反対側に対面してヒータユニット１０に固定されることにより変圧器６０を所定位置に保持する。通気チャンバ１８４を排気口１６８に関係付けることによって、空気をヒータユニット１０から流出させる迂回流出経路を設けても良い。通気チャンバ１８４はヒータ３２を略囲繞する関係で延在していて良い。
【選択図】図４

Description

本発明は、一般に呼吸装置（respiratory systems）に関し、より具体的には、そのような装置のヒータユニットに関する。

呼吸装置は、酸素、麻酔用ガス及び／または空気等の吸引可能な気体を直接患者の口、鼻或いは気道に供給して患者の呼吸を支援若しくは促進する。呼吸装置の一部としてベンチレータを使用することが可能とされ、それによって吸引可能な気体を患者に吸息リムホース（limb hose）若しくは導管（conduit）を通じて患者に送る。呼気リムホース若しくは導管は、空気を患者から放出可能とするために設けられる。

一般的に、吸引可能な気体は患者に与えられる前に暖め、且つ、加湿することが望まれる。そのため、多くの呼吸装置は、水を保持するチャンバを有するヒータシステムと、ヒータを支持するヒータユニットとを含み、同ユニットは１つまたは複数の発熱体と、ホットプレートを形成する金属板により構成される。前記チャンバの底面等、チャンバの壁は熱伝導性とされる。チャンバは取外し可能にヒータに支持され、底面はヒータのホットプレートと熱的接触状態にあり、これによりチャンバ内の水を加熱する。チャンバは手によって再充填可能か、若しくはチャンバが空になると選択的に充填する給水ソースを有していて良い。吸引可能な気体はチャンバに接続され、チャンバに通されて加熱、且つ、加湿される。ヒータ及びチャンバ構成の例は、特許文献１及び特許文献２に示されている。吸息リムは、加熱及び加湿された気体を患者に運ぶ。吸息及び／または呼気リムもまた、ホースまたは導管内部に通る電熱線によるヒータ回路等により加熱される。

ヒータユニットは一般に、他に電気的変圧器、制御器回路、及び作動スイッチ（ヒートシンクに熱的に接続されよう）等、幾つかの発熱する構成部分も収容し、それらはヒータの温度調節と、そのヒータ回路からリムへの熱入力を調節する電力を与えるために使用される。それらの構成部分はヒータユニット内に配置され、これにより同ユニット内の空気を加熱するため、過熱を回避するためにヒータユニットから除去する必要がある。さもないと、ヒータユニットの性能及び期待寿命に悪影響を及ぼす場合があろう。ハウジング内にファンを設けてハウジングに強制通風し、ハウジング内の空気及び／または構成部分を冷却することは知られている。ファンは呼吸装置のヒータユニットには望まれず、主にそれに代えて自然対流冷却（natural convection cooling）による空気の流れを通すことに依存する。例として、ヒータユニットはその底部に隣接若しくは底部内に含まれる１つまたは複数の空気入口、及び上部に隣接若しくは上部内に含まれる１つまたは複数の排気口を有し、従ってヒータユニット内で加熱された空気が自然に上昇し、より冷たい空気が空気入口を通じて導入され、且つ、より暖かい空気が排気口から流出する。
米国特許第６９８８４９７号明細書 米国特許第５９４３４７３号明細書

自然対流冷却の利用は、従って加熱された空気を除去するのに有用とされるが、従来の設計には幾つか欠点がある。更に、呼吸装置で使用されるヒータユニットの新たな設計要件によって、一層高度の制御機能要件及び一層厳格な反応時間が課され、それらすべてによってヒータユニット内に更に加熱負荷が生じる。しかし、病院及び他の条件等によって、ヒータユニット全体の大きさが制限され、冷却が不十分となる可能性がある。

本発明は、十分な冷却を可能とし、同時に従来設計の欠点を克服するヒータユニット設計を提供する。そのため、且つ、本発明の１つの態様によれば、作動スイッチに熱的に接続された変圧器及びヒートシンクを、自然対流冷却によって、空気が先ず変圧器、次いでヒートシンクを通じて運ばれるように位置決めすることによって、変圧器及び作動スイッチの効果的な冷却を促進する呼吸装置用のヒータユニットが提供される。本発明の構成は、ヒートシンク及び作動スイッチからの熱伝達が極減される利点を更に有する。変圧器への熱伝達は、変圧器とヒートシンクとの間に断熱層（thermal break）を含めることにより、更に極減される。

一実施形態において、電気的変圧器はこれを貫通する開口部（aperture）を形成するトロイダル変圧器とされる。空気流経路がその開口部を通じて創生される。これに関しては、ヒータユニットの底からの中空突出部に１つまたは複数の空気入口を形成しても良い。トロイダル変圧器は、例えば該突出部の一部が変圧器の開口部内に延在するように突出部の上に設けても良い。より冷たい外気が従って空気経路を形成する変圧器の開口部内で利用可能とされる。

本発明の別の態様によれば、ヒートシンクは熱伝達のために限らず、電気的変圧器をヒータユニット内の所定位置に保持するためにも使用しても良い。そのため、変圧器の一方側をヒータユニットの所定の面沿いに位置決めし、ヒートシンクを変圧器の反対側に対面してヒータユニットに固定しても良い。変圧器を中空突出部の上部に位置決めされたトロイダル変圧器とする実施形態において、ヒートシンクは中空突出部の上部で、且つ、該突出部の空気流経路でヒータユニットに固定しても良い。ヒートシンクから変圧器への熱伝達を極減とすることを助けるため、エラストマー部材による断熱層を、ヒートシンクと変圧器との間に設けることができ、該部材はこれを通じて延在する空気流経路のための開口部を有するディスク状とされよう。

本発明の更に別の態様によれば、ヒータユニットは、加熱された空気が排気口から出て入る通気チャンバを含む。同チャンバは、加熱された空気の迂回流出経路となり、それによって排気口への偶然による液体のアクセスを概ね阻止すると同時に、加熱された空気のヒータユニットからの流出を依然可能とする。斯様にして、本ヒータユニットは、従来のヒータユニットにおいて生じることのあった、洗浄液その他の流体が排気口から容易にヒータユニット内に入り込むことによる損傷に起因するリスクに内部構成部分を晒すことなく、清掃することが可能となる。通気チャンバは、ヒータのホットプレートを略囲繞する関係で延在しても良く、それによって迂回流出経路もホットプレートを略囲繞する関係とされる。この関係により、ホットプレートの加熱時にヒータユニット内の自然対流冷却が驚異的に促進される。

前述のところにより、十分な冷却を可能としつつ、同時に従来設計の欠点を克服するヒータユニット設計が提供される。本発明のそれらの及び他の目的と長所は、添付の図面及びそれに関する説明から明らかとなる。

添付の図面は、本明細書の一部として組み入れられ、本発明の実施形態を示し、且つ、本発明に関する以上の概要並びに以下に示す実施形態の詳細な説明と共に、本発明の原理の説明に役立つ。

図１は、本発明の原理により設計されたヒータユニット１０の模式図であり、同ユニットは、水（図示せず）を保持し、且つ、ヒータユニット１０のヒータ１４を通じての加熱に適した、使い捨て可能なチャンバ１２等の加熱可能な容器を併用する。そのため、チャンバ１２は、ヒータ１４と熱的に連通するのに適した金属製の底部壁１６と、壁１６に嵌合され、且つ、フロートバルブアセンブリ２２により調節される水取入れ口２０を通じて流動体に対応し接続された給水源（図示せず）から得られる水を保持するのに適したプラスチック製ハウジング１８とを含む。ハウジング１８はまた、チャンバ１２を流れる気体を加熱し、且つ、加湿するためにチャンバに出入りする気体の流通のための気体ポート２４、２６をも含む。チャンバ１２には、供給水（図示せず）排出のための排水口２８を含めてもよい。適切なチャンバ、通気給水、及びチャンバ１２を加熱するための予熱器の詳細については、特許文献１及び特許文献２、並びに係属中の２００６年８月３１日提出の米国特許出願第１１／４６９０８６号（米国特許出願公開第２００８／００５４４９７号明細書）及び２００６年８月３１日提出の米国特許出願第１１／４６９１１３号（米国特許出願公開第２００８／００５４５００号明細書）に示されており、これら４件すべての開示全体を、引用により本明細書に援用する。

ヒータユニット１０のヒータ１４は、ホットプレート３２を加熱するために同プレートに熱的に接続された、１つまたは複数の電気的に付勢可能なヒータ要素３０を含むことが可能とされる。ホットプレート３２は、チャンバ１２の底部壁１６に対面、且つ、同壁と伝熱関係に置かれるのに適する。適切なヒータ１４の詳細については、同時出願された米国特許出願第１１／９２６９８２号（発明の名称：Hot Plate Heater for a Respiratory System）に記載されており、引用により本明細書にその全体を援用する。ホットプレート３２には、サーミスタ等、ホットプレート３２の温度に対応する信号を３６に与える温度反応装置３４が熱的に接続される。ヒータユニット１０は制御器４０も含み、同制御器は信号３６、並びに（図示しない）ブリージングサーキット（breathing circuit）から得られた温度測定値に関係する信号を４４及び４６で得るのに適した様々な電子部品４２を含む。制御器４０は、信号３６、４４及び／または４６を利用して第１の作動信号を５０で創生するのに適し、それによって作動スイッチ５２を選択的に電気的に付勢し、代わってスイッチ５２が選択的にヒータ要素３０を付勢することによってホットプレート３２の温度を所望通りに調整する。制御器４０は、吸気及び呼気作動信号を５３、５４でそれぞれ出力して、それぞれの作動スイッチ５６及び５８を選択的電気的に付勢するのにも適する。作動スイッチ５６及び５８は、ブリージングサーキットの吸気及び呼気リム（図示せず）のそれぞれの加熱回路（同じく図示せず）に接続されるのに適する。制御器４０と、作動スイッチ５２、５６及び／または５６に関係するその機能に関しては、以下の同時出願された米国特許出願に更に詳細に示されていよう：
− 米国特許出願第１１／９２７０１３号（発明の名称：PID Coefficient Adjustment for Respiratory heater Closed Loop Control）；
− 米国特許出願第１１／９２６９９０号（発明の名称：Rainout Reduction in a Breathing Circuit）；
− 米国特許出願第１１／９２７０００号（発明の名称：Thermistor Circuit Calibration）；
− 米国特許出願第１１／９２７００４号（発明の名称：Heated Breathing Circuit Detection）；
− 米国特許出願第１１／９２７０５４号（発明の名称：Redundant Power Control for Respiratory System Heaters」）；及び
− 米国特許出願第１１／９２７０６８号（発明の名称：Power Failure Management for Respiratory System Heater Unit）；
これら６件すべての開示全体を、引用により本明細書に援用する。

作動スイッチ５２、５６及び５８は、トライアックスまたは他の電子開閉装置でよく、ヒータユニット１０内の重要な熱源とされる。更に、電気的変圧器６０がヒータユニット１０内に含まれ、様々なレベルの交流電力を（１つまたは複数のタップＡＣ１及びＡＣ２を介す等して）与えることによって、ヒータ１４を作動スイッチ５２により、並びにブリージングサーキットの加熱回路（共に図示せず）を作動スイッチ５６及び５８により作動させる。変圧器６０は、ヒータユニット１０内の更に別の重要な熱源とされる。制御器４０の電子部品４２もまたヒータユニット１０内の熱源とされよう（作動スイッチ５２、５６及び／または５８も制御器４０の一部と考えられようが、これらは制御器から分離される場合もあろう）。ヒータユニット１０は、図２から図８に示す一実施形態を参照して以下に説明するように、ヒータユニット１０内の様々な構成部分の過熱を回避するのに十分な空気流を与えるように設計される。

ヒータユニット１０は、１対のポスト７６及び２対のボス７７（図３）に挿着するねじ７５（図７）等、従来の締め具により固定される下部ハウジングシェル７２及び上部ハウジングシェル７４を有するハウジング７０によって形成される。ポスト７６及びボス７７は、下部ハウジングシェル７２のベース７８から上向きに延び、上部ハウジングシェル７４の合せボス（図示せず）内に嵌入する。上下ハウジングシェル７２、７４は、ハウジング７０の内部チャンバ８０を形成する（図４及び図５）。

電気的変圧器６０は、内部チャンバ８０内に配置され、接続箱８２を介して交流電源（図示せず）に接続される。変圧器６０は、そのタップ（図示せず）を介して様々なレベルの交流出力電力を制御器４０と、作動スイッチ５２、５６及び５８とによる使用に供する。電源は、容易に理解できるように、変圧器６０、または接続箱８２からも交流電力を得て、様々なレベルの直流電圧をも制御器４０の構成部分４２による使用に供することが可能とされる。変圧器６０は、その内部を貫通している開口部８４を形成するトロイダル変圧器とされる。押出成形によるアルミニウム製ヒートシンク９０が内部チャンバ８０内の変圧器６０上部に配置される。比較的に薄い、エラストマー部材として、ワッシャ状のディスク９２（図３）が、変圧器６０の上側とヒートシンク９０との間に挟装配置される。ディスク９２の径は変圧器６０の径にほぼ同等とされ、変圧器の開口部８４に合致する大きさの開口部９３を含む。ディスク９２はエラストマー材料により製作され、機械的ダンバ、電気絶縁材及び／または断熱層として役立つ。変圧器６０は、ヒートシンク９０と、下部ハウジングシェル７２のベース７８から上向きに延びる支持構造９４との間に挟着してハウジング７０内の所定位置に保持するのが有利とされ、それによって内部チャンバ８０内の内部表面を形成する。そのため、ねじ９６（図４及び図５）等、従来の締め具がヒートシンク９０のボス９７を貫通し、下部ハウジングシェル７２のベース７８から上向きに延びる合せポスト９８内に延在する。構造的保全性を向上させるには、ディスク９２に加え、ワッシャ１００及び皿バネ（Belleville washer）等の弾性部材１０２を、変圧器６０と支持構造９４との間に配置しても良い。弾性部材１０２は、単独若しくはワッシャ１００と協働して、変圧器６０の底側と、支持構造９４により形成される隣接面との間の緩衝材となる。

特に図６に関し、ヒートシンク９０は、対向する第１及び第２壁１０４及び１０６と、相互に離隔され、且つ、壁１０４と１０６との間に延在する複数のフィン１０８とを含む。各フィン１０８は、第１側面１１０、第２側面１１２、上面１１４及び下面１１６を有する。フィン１０８は、第１側面１１０の複数の交互する溝１１８及びカラム１２０と、第２側面１１２の複数の交互する溝１２２及びカラム１２４とによって形成される概ね波形状とされる。壁１０４も、複数の交互する溝及びカラム（符号なし）を備えていて良い。フィン１０８同士は、協働して、ヒートシンク９０の壁１０４と１０６との間を通り抜ける複数の空気流路１２６を形成する。

ハウジング７０は、下部ハウジングシェル７２内及びそのベース７８に延在する第１空気入口１３０を含む。ベース７８はまた、空気入口１３０の外側に配置されて更に様々な大きさ、形状及び配向の空気入口を形成する複数の開口部１３２をも含む。中空の突出部１４０は、ベース７８から上向きに延在し、その上部にトロイダル変圧器６０を受け、且つ、その開口部８４内に入ることによって変圧器６０をハウジング７０内に位置決めする。突出部１４０は、下端１４２に開いて空気入口１３０に接続し或いは同入口を形成する内側通路１４１を形成する。突出部１４０の上端１４３はこれに形成された複数の開口部１４４を含み、且つ、これを通じて、第１空気入口１３０からの空気が変圧器６０の開口部８４内に通入可能とされ、以下に説明するように、突出部１４０から開口部８４を通過する空気によって変圧器６０が対流冷却される。

制御器４０は、構成部分４２のための複数のプリント基板１４６、１４８、１５０（図４）と（分かりやすくするため、同構成部品は基板１４８と１５０に各１つのみ図示）、ユーザインタフェースパネル１５１とを備えていて良い。作動スイッチ５２、５６及び５８は、基板１４６に取り付けられ、且つ、ヒートシンク９０の上面１５４沿い等に締め具によりヒートシンク９０に取り付けられることによってヒートシンク９０と熱的連通状態に固定され、それによって、以下に説明するように、熱を作動スイッチからヒートシンク９０内に伝達し、空気流路１２６を通過する空気により対流冷却を行う。温度プローブ（図示せず）からの信号４４、４６並びに作動スイッチ５６、５８からの電力は、ハウジング７０の下部ハウジングシェル７２の凹陥１５８内に置かれたそれぞれのコネクタ１５６を介してヒータユニット１０内外に接続され、それによってコネクタ１５６と関係する電気接続を保護し、且つ、分離する。

上部ハウジングシェル７４は、その外周に延在する上部フランジ１６０と、ベース１６４及び上向きに延びるフランジ１６６により形成され、上部フランジ１６０と概ね対面し、離隔された関係にあり、上向きに延びる空気排出口１６８を形成する、概ね１６２で示す支持構造とを含む。フランジ１６０及び１６６は、複数の周方向に間隔を置かれた接続支持部１６９（図８）により相互接続される。支持構造１６２は、ベース１６４から上向きに延びてヒータ１４を支持するプラットホーム１７０をも含み、これに関しては前述の同時出願された米国特許出願第１１／９２６９８２号（発明の名称：Hot Plate Heater for a Respiratory System）で更に詳細に説明されている。ベース１６４及びプラットホーム１７０は、ヒータ１４と内部チャンバ８０との間に断熱層を設けても良い。

ロッキングリング１７２は、ホットプレート３２と概ね囲繞関係にあり、且つ、以下に説明する目的のために空気排出口１６８に対し載上関係にある。ロッキングリング１７２は、周囲方向に間隔を置かれたボス１７４（図８）に上向き貫通し、且つ、ロッキングリング１７２の上部部材または天板１７８から下向きに延びる、ロッキングリング１７２内に形成された複数のボス１７６（図４に１つのみ示す）の対応するボス内に入る複数の締め具１７３によって上部ハウジングシェル７４に固定される。ロッキングリング１７２は、更に、上部部材１７８によって接続されロッキングリング１７２の周囲に延在する下向きチャンバ１８４を形成するロッキングリング１７２の逆Ｕ字形断面（即ちチャンバ１８４は底部が開かれ上部が閉じる）を形成する内側フランジ１８０及び外側フランジ１８２を含む。ロッキングリング１７２は、ロッキングタブ１８５を内側フランジに含み、それによってチャンバ１２の壁１６をホットプレート３２に対面し、且つ、同プレートと熱的連通状態としてチャンバ１２を選択的にヒータユニット１０に固定することによって、チャンバ１２内の水を加熱する。ロッキングリング１７２の構成及び形状は、排気出口１６８と外部との間にチャンバ１８４に通じた迂回流出経路を形成する役をする。その迂回流出経路の１つの長所は、洗浄液その他の流体がハウジング７０の内部チャンバ８０に容易に入り込んで内部の構成部分を損傷するリスクを最小限に留めることにある。

変圧器６０の作動時には、同変圧器は内部チャンバ８０内で熱を発生する。同様に、作動スイッチ５２、５６及び／または５８の作動時には、これらのスイッチは内部チャンバ８０内で熱を発生するが、その熱は主にヒートシンクを通じて空気流路１２６に伝達されよう。特に図４及び図５で分かるように、変圧器６０及びヒートシンク９０の構成は、空気入口１３０と排気口１６８との間に自然対流空気経路を創生するのに役立ち、それによって空気は先ず変圧器６０、次いでヒートシンク９０を通じて運ばれ、それによって変圧器６０及び作動スイッチ５２、５６及び５８の効果的な冷却が促進される。そのため、中空突出部１４０、変圧器６０の開口部８４及びヒートシンク９０の空気流路１２６の整列によって熱気を矢印１９０により例示の空気経路沿いに上昇させることにより、ヒートシンク空気流路１２６及び作動スイッチ５２、５６及び５８上方を通り矢印１９４、１９６及び１９８により例示のように排気口１６８側に流れさせる。それにより、今度は、空気が内部チャンバ８０内に吸い込まれ、且つ、特に中空突出部１４０を通じて矢印２００及び２０４により例示のように変圧器６０の開口部８４内に入る。

以上説明の通り、自然対流によって変圧器６０及び作動スイッチ５２、５６及び５８を効果的に冷却する所望の空気経路がこしらえられる。更に別の空気流が矢印２０５により例示のように入口１３２内に引き込まれ、内部チャンバ８０を通じて排気口１６８に流れる他の空気と合流し、それによって更に内部チャンバ８０を冷却し、それが変圧器６０及び作動スイッチ５２、５６及び５８、並びに内部チャンバ８０内及びこれと熱的に連通する他の発熱回路、例えば構成部分４２等を更に冷却するのを助勢する。前述の構成は、冷却のための空気経路が先ず変圧器６０を通過し（矢印２００及び１９０）、次いでヒートシンク９０を通過し（矢印１９０及び１９４）して、冷却空気の有効な流れを創生（即ち、熱気除去）する更に別の長所を有する。同時に、作動スイッチ５２、５６及び５８は変圧器６０より熱を多く発生するものと予想され、従ってヒートシンク９０からの熱が変圧器６０を暖めるような状況は作らないことが望ましい。以上に説明の構成は、そのような状況を回避する助けになると思料される。更に、ディスク９２の存在によって変圧器６０とヒートシンク９０との間に断熱層が創生されることにより、変圧器がヒートシンク９０によって加熱される虞が更に極減される。断熱層は、特にヒートシンク９０が変圧器６０の所定位置への固定に使用されない場合には、エアギャップ若しくは他の絶縁物による等、別様にも作り出せよう。

先述の通り、ロッキングリング１７２は、矢印２１０により例示のように、熱気を排気口１６８からロッキングリング１７２のチャンバ１８４の開かれた底沿いにヒータユニット１０の外部大気に放出する。そのため、ロッキングリング１７２のチャンバ１８４は、従って排気口１６８の通気チャンバとして役立つ。通気チャンバ１８４をホットプレート３２に対し概ね囲繞する関係として、ハウジング７０の内部チャンバ８０の自然対流冷却はホットプレート３２の加熱時に驚異的に増強される。

使用時には、ヒータユニット１０の作動によってチャンバ１２内の水が加熱されて、患者（図示せず）に供給される吸引可能なガスの加熱及び加湿が促進され、その結果、変圧器６０及び作動スイッチ５２の作動等により、例え加熱されたブリージングサーキット（図示せず）がヒータユニット１０に取り付けられて作動スイッチ５６及び５８は作動させない場合にせよ、ハウジング７０内で熱が発生する。ヒータユニット１０は、自然対流冷却によって空気が先ず変圧器６０を通過し次いでヒートシンク９０を通過することにより、変圧器６０及び作動スイッチ５２（並びに作動時の場合にはスイッチ５６及び５８）の効果的な冷却が促進される。ヒータユニット１０は、これに取り付けられた自動調芯ロッキング機構２５０によって支持構造（図示せず）に取外し可能に固定することが可能とされ、同自動調芯ロッキング機構については、併願の米国特許出願第１１／９２７０４４号（発明の名称：Lockable Mounting Mechanism for a Respiratory System Heater Unit）に記載されており、その開示全体を、引用により本明細書に援用する。

前述の説明により、十分な冷却を可能とし、同時に従来設計の欠点を克服するヒータユニット設計が提供される。

以上に本発明をその実施形態の記述により説明し、且つ、実施形態は相当に詳細に記述したが、それは付属の特許請求の範囲をなんらそのような詳細に制限するものではない。更に別の利点及び変更が当業者には想到されよう。例えば、熱的に小さい質量のホットプレート３２を示したが、より厚めのプレート及び／または熱的により大きな質量の金属若しくは他の部材をホットプレート３２のために用意することもできよう。更に、複数の排気口を設けることができよう。それに関しては、排気口１６８はここでは１つと見なされているが、支持部１６９により、排気口は複数のセグメントにより構成され、そのそれぞれが１つの排気口と考えられよう。また更に、所望の場合には、ファン（図示せず）を例えば中空突出部１４０かどこかに添設し、内部チャンバ８０及び／または変圧器６０及びヒートシンク９０を通る空気流を与え或いは増強することができよう。従って、本発明は、その更に広範な態様において、図示し、且つ、記載した個別の詳細にも、代表的な挿置及び方法にも、例示の例にも制限されない。従って、そのような詳細から派生するものは本発明の全体的概念による理念及び範囲に属する。

本発明の原理により設計されたヒータユニット及び呼吸装置において使用するチャンバの模式図である。 図１に示すヒータユニットの実施形態の等角図である。 図２のヒータユニットの分解、等角組立図である。 図２の４−４線断面図である。 図４の５−５線断面図である。 図２のヒータユニットに組み込まれるヒートシンクの等角図である。 図２のヒータユニットの底面図である。 図２のヒータユニットの上部の分解、等角組立図である。

符号の説明

１０ ヒータユニット
３２ ホットプレート
４２ 電子部品
５２ 作動スイッチ
５６ 作動スイッチ
５８ 作動スイッチ
６０ 変圧器
７０ ハウジング
７８ 底部
８０ 内部チャンバ
８４ 開口部（変圧器の）
９０ ヒートシンク
９２ エラストマー部材
９４ 面（ハウジング内の）
１０２ 緩衝材
１０８ フィン
１２６ 空気流路
１３０ 空気入口
１４０ 中空突出部
１６０ 上部
１６８ 排気口
１８４ 通気チャンバ

Claims (28)

1. 底部（７８）に隣接する空気入口（１３０）及び上部（１６０）に隣接する排気口（１６８）を有し、且つ、その間に内部チャンバ（８０）を形成するハウジング（７０）と、
   前記ハウジング（７０）の前記上部に隣接し支持される加熱可能なホットプレート（３２）と、
   前記ハウジング（７０）の前記内部チャンバ（８０）内の電気的変圧器（６０）及び作動スイッチ（５２、５６、または５８）と、
   前記ハウジング（７０）の前記内部チャンバ（８０）内にあり、且つ、前記作動スイッチ（５２、５６、または５８）と熱的に連通するヒートシンク（９０）と、
   を備え、
   前記変圧器（６０）及び前記ヒートシンク（９０）は、自然対流空気経路によって、空気を、前記空気入口（１３０）から、前記変圧器（６０）、前記ヒートシンク（９０）を通じ、且つ、前記排気口（１６８）の外に運ぶように位置決めされているヒータユニット。
2. 前記変圧器（６０）はトロイダル変圧器とされ、且つ、前記自然対流空気路が前記トロイダル変圧器の開口部（８４）を通じて延在するように位置決めされている請求項１に記載のヒータユニット。
3. 前記空気入口（１３０）から前記トロイダル変圧器（６０）の前記開口部（８４）内に延在する中空突出部（１４０）を更に備える請求項２に記載のヒータユニット。
4. 前記ヒートシンク（９０）は、前記ヒータユニットに前記トロイダル変圧器の上部で固定される請求項３に記載のヒータユニット。
5. 前記変圧器（６０）の一方側は前記ハウジング（７０）の所定の面（９４）に対面して位置し、且つ、前記ヒートシンク（９０）は前記変圧器（６０）の反対側に対面して前記ハウジング（１６０）に固定される請求項１から４のいずれか一項に記載のヒータユニット。
6. 前記ヒートシンク（９０）は、該ヒートシンク（９０）に通じた空気流路（１２６）を形成する複数のフィン（１０８）を含む請求項１から５のいずれか一項に記載のヒータユニット。
7. 前記排気口（１６８）に連通している通気チャンバ（１８４）を更に備える請求項１から６のいずれか一項に記載のヒータユニット。
8. 前記通気チャンバ（１８４）及び排気口（１６８）は、前記排気口を出る空気の迂回流出路を形成するように協働する請求項７に記載のヒータユニット。
9. 前記通気チャンバ（１８４）は、前記ホットプレート（３２）を略囲繞する関係で延在する請求項７または請求項８に記載のヒータユニット。
10. 前記排気口（１６８）は前記通気チャンバ（１８４）内に延在する請求項７から９のいずれか一項に記載のヒータユニット。
11. 内部チャンバ（８０）を形成するハウジング（７０）と、
    該ハウジング（７０）によって支持される加熱されたホットプレート（３２）と、
    前記ハウジング（７０）の前記内部チャンバ（８０）内の電気的変圧器（６０）及び作動スイッチ（５２、５６または５８）と、
    前記ハウジング（７０）の前記内部チャンバ（８０）内にあり、且つ、前記作動スイッチ（５２、５６、または５８）と熱的に連通するヒートシンク（９０）と、
    を備え、
    前記変圧器（６０）の第１の側は前記ハウジング（７０）の所定の面（９４）に対面して位置し、且つ、前記ヒートシンク（９０）は前記変圧器（６０）の第２の側である反対側に対面して前記ハウジング（７０）に固定されるヒータユニット。
12. 前記変圧器（６０）の前記第２の側である反対側と前記ヒートシンク（９０）との間に挟装されたエラストマーの部材（９２）を更に備える請求項１１に記載のヒータユニット。
13. 前記変圧器（６０）の前記第１の側と前記ハウジング（７０）の前記所定の面（９４）との間に挟装された緩衝材（１０２）を更に備える請求項１１または請求項１２に記載のヒータユニット。
14. 前記変圧器（６０）はトロイダル変圧器とされ、
    前記ヒータユニットは中空突出部（１４０）を更に備え、
    該中空突出部の上には、
    該中空突出部が前記トロイダル変圧器（６０）の開口部（８４）内に延在した状態で、前記トロイダル変圧器が位置する請求項１１から１３のいずれか一項に記載のヒータユニット。
15. 空気入口（１３０）及び排気口（１６８）を有し、且つ、その間に内部チャンバ（８０）を形成するハウジング（７０）と、
    前記排気口（１６８）に隣接して支持される加熱されたホットプレート（３２）と、
    前記ハウジング（７０）の前記内部チャンバ（８０）内にあって、前記空気入口（１３０）内に入り、前記内部チャンバ（８０）を通過し、且つ、前記排気口（１６８）の外に出る空気によって冷却されるのに適した、熱を発生する電子部品（４２、５２、５６、及び／または５８）と、
    前記排気口（１６８）に連通している通気チャンバ（１８４）と、
    を備えるヒータユニット。
16. 前記通気チャンバ（１８４）及び前記排気口（１６８）は、前記排気口（１６８）の外に出る空気の迂回流出路を形成するように協働する請求項１５に記載のヒータユニット。
17. 前記通気チャンバ（１８４）は、前記ホットプレート（３２）を略囲繞する関係で延在する請求項１５または請求項１６に記載のヒータユニット。
18. 前記排気口（１６８）は前記通気チャンバ（１８４）内に延在する請求項１５から１７のいずれか一項に記載のヒータユニット。
19. ヒータユニット（１０）であって、該ヒータユニット（１０）の内部チャンバ（８０）内に電気的変圧器（６０）及び作動スイッチ（５２、５６、または５８）と、前記ヒータユニット（１０）の前記内部チャンバ（８０）内に前記作動スイッチ（５２、５６、または５８）と熱的に連通するヒートシンク（９０）とを有するヒータユニット（１０）、を冷却する方法であって、
    空気を、前記変圧器（６０）、次いで前記ヒートシンク（９０）を通じて通過させる段階を含む方法。
20. 前記変圧器（６０）はトロイダル変圧器とされ、
    空気を前記変圧器（６０）を通じ通過させる段階は、空気を前記トロイダル変圧器（６０）の開口部（８４）を通じて通過させる段階を含む請求項１９に記載の方法。
21. 前記ヒートシンク（９０）は該ヒートシンク（９０）に通じた空気流路（１２６）を形成する複数のフィン（１０８）を含み、
    空気を前記ヒートシンク（９０）を通じて通過させる段階は、空気を前記空気流路（１２６）を通じて通過させる段階を含む請求項１９または請求項２０に記載の方法。
22. 空気を前記内部チャンバ（８０）から排気口（１６８）、次いで迂回流出路沿いに通過させる段階を更に含む請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記迂回流出路は、前記ヒータユニット（１０）のヒータ（３２）と略囲繞する関係で延在する請求項２２に記載の方法。
24. 電気的変圧器（６０）をヒータユニット（１０）内に取り付ける方法であって、
    前記変圧器（６０）の第１の側を前記ヒータユニット（１０）の内面（９４）に隣接して位置決めする段階と、
    ヒートシンク（９０）を前記ヒータユニット（１０）に前記変圧器（６０）の第２の側である反対側に対面して固定する段階と、
    を含む方法。
25. エラストマーの部材（９２）を、前記変圧器（１０）と前記ヒートシンク（９０）との間に挟装する段階を更に含む請求項２４に記載の方法。
26. 緩衝材（１０２）を、前記変圧器（６０）の前記第１の側と前記ヒータユニット（１０）の前記内面（９４）との間に挟装する段階を更に含む請求項２４または請求項２５に記載の方法。
27. 排気口（１６８）を有するヒータユニット（１０）を通気する方法であって、
    空気を前記ヒータユニット（１０）の内部チャンバ（８０）から排気口（１６８）、次いで迂回流出路沿いに通過させる段階を含む方法。
28. 前記ヒータユニット（１０）はヒータ（３２）を含み、前記迂回流出路は前記ヒータユニットの前記ヒータ（３２）と略囲繞する関係で延在する請求項２７に記載の方法。

Images