湿化装置、加热管路及其转接口、湿化加热组件和呼吸机的制作方法

本发明涉及医疗设备，特别是一种用于呼吸机的湿化装置、用于湿化装置的加热管路转接口、具有该加热管路转接口的加热管路以及具有湿化装置和加热管路的湿化加热组件。此外，本发明还涉及包括这种湿化加热组件的呼吸机。

背景技术：

湿化装置是呼吸机的重要组成部分。湿化装置的作用是加温、湿化气体，增加吸入气体中的水份含量，由于鼻腔对于干燥的气体是非常敏感的，干燥的气体会造成在使用呼吸机时非常不舒服，所以给呼吸机配置湿化装置是必要的，经湿化装置温湿的气流通过管路输送至患者接口(例如呼吸面罩)供患者使用。然后，当温湿气流流过连接在呼吸机和患者接口之间的管路时，管路的散热会导致气流的温度基本降至环境温度，尤其是在冬天或者温度较低的环境中，还可能出现凝露现象。

因此，现有的湿化装置通常会采用具有加热功能的管路(也可称之为加热管路)。加热管路电连接至湿化装置来获得电力。目前的加热管路与湿化装置之间的电连接基本都采用在加热管路和湿化装置上分别设置可相互连接的电连接器(包括插头和插座)。有些加热管路的电连接器与加热管路加工成一体，将加热管路安装至湿化装置的同时，两者的电连接器也相互连接完毕。有些加热管路的电连接器从加热管路上通过线缆引出来，安装加热管路时，先将加热管路连接至湿化装置，然后再把电连接两者的电连接器。

然而，上述两种电连接方式均存在弊端。在加热管路与它的电连接器加工成一体的情况下，由于加热管路的连接至湿化装置的头部基本都采用弹性材料制成(用于安装后自密封)，安装过程中对接的电连接器会限制加热管路旋转，导致加热管路很难旋转插在湿化装置的出气口上。对于加热管路与电连接器通过线缆连接的形式，虽然有效的避免了上述安装过程中存在的问题，但是更换加热管路时需要先拔下对接的电连接器，再拔下加热管路，然后再插上加热管路，再连接电连接器，如此繁琐的操作方式给操作者带来许多不便，可用性不好，客户体验度差。

技术实现要素：

为了至少部分地解决现有的用于呼吸机的湿化装置与加热管路电连接时存在的组装困难等问题，本发明提供一种用于呼吸机的湿化装置。所述湿化装置上设置有出气口，所述湿化装置还包括用于连接至交流电源的电源线缆，所述出气口上设置有沿着所述出气口的周向方向缠绕的第一线圈，所述第一线圈电连接至所述电源线缆。

优选地，所述出气口包括内环形壁和外环形壁，所述外环形壁设置在所述内环形壁的径向外侧，以在所述内环形壁和所述外环形壁之间形成间隙，所述内环形壁用于连接加热管路，所述第一线圈在所述间隙内靠近所述外环形壁设置。

优选地，所述第一线圈嵌入在所述外环形壁中。

优选地，所述出气口包括环形壁，所述第一线圈设置在所述环形壁的外壁上。

优选地，所述第一线圈嵌入在所述环形壁的外壁中。

优选地，所述出气口具有围绕所述环形壁设置在其上的密封环，所述密封环设置在所述第一线圈的轴向外侧，所述密封环相比于所述第一线圈更靠近所述湿化装置。

优选地，所述第一线圈的外表面上设置有第一绝缘层。

优选地，所述出气口处设置有第一传感器，所述第一传感器用于感测流经所述出气口的气体的温度、湿度和流量中的一个或多个。

优选地，所述出气口的至少一部分由导磁性材料制成。

根据本发明的另一个方面，还提供一种用于上述任一种湿化装置的加热管路转接口。所述加热管路转接口用于连接至所述湿化装置的所述出气口，所述加热管路转接口上设置有沿所述加热管路转接口的周向方向缠绕的第二线圈，其中，在所述加热管路转接口连接至所述湿化装置的所述出气口的组装状态下，所述第一线圈与所述第二线圈的至少一部分在所述加热管路转接口的轴向方向上的投影重合。

优选地，所述第二线圈嵌入在所述加热管路转接口的外壁中。

优选地，所述第二线圈嵌入在所述加热管路转接口的内壁中。

优选地，在所述加热管路转接口和所述湿化装置的组装状态下，所述第一线圈和所述第二线圈沿着所述加热管路转接口的径向方向间隔开设置。

优选地，所述加热管路转接口由弹性材料制成。

优选地，所述第二线圈的外表面上设置有第二绝缘层。

优选地，所述加热管路转接口的至少一部分由导磁性材料制成。

优选地，所述加热管路转接口上设置有电连接器，所述电连接器电连接至所述第二线圈。

根据本发明的再一个方面，还提供一种加热管路。所述加热管路包括加热管路管体和如上所述的任一种加热管路转接口，所述加热管路转接口连接至所述加热管路管体的第一端，所述加热管路管体上设置有加热器，所述加热器电连接至所述第二线圈，以与所述第二线圈形成闭合回路。

优选地，所述加热管路管体的与所述第一端相对的第二端处设置有第二传感器，所述第二传感器用于感测流经所述第二端的气体的温度、湿度和流量中的一个或多个。

根据本发明的又一个方面，还提供一种湿化加热组件。所述湿化加热组件包括如上所述的任一种湿化装置、以及如上所述的任一种加热管路。

根据本发明的还一个方面，还提供一种呼吸机。所述呼吸机包括如上所述的任一种湿化加热组件。

本发明在湿化装置上设置第一线圈，并且将第一线圈连接至交流电源，利用感应加热原理对流经它的气体进行加热。在连接到该湿化装置的加热管路包括第二线圈的情况下，还可利用法拉第电磁感应定律在第二线圈上产生感生电动势来给加热管路供电，进而达到良好的加热效果。该方案结构简单，连接加热管路的操作简便，做到真正的加热管路即插即用。

在发明内容中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1为根据本发明的第一实施例的湿化装置和加热管路的立体图；

图2为根据本发明的第一实施例的湿化装置和加热管路的剖视图；

图3为图2中的湿化装置与加热管路连接处的局部放大图；

图4为根据本发明的第一实施例的湿化装置和加热管路的分解剖视图；

图5为根据本发明的第二实施例的湿化装置和加热管路的立体图；

图6为根据本发明的第二实施例的湿化装置和加热管路的剖视图；

图7为图6中的湿化装置与加热管路连接处的局部放大图；

图8为根据本发明的第二实施例的湿化装置和加热管路的分解剖视图；以及

图9为根据本发明的第三实施例的湿化装置和加热管路的分解剖视图。

具体实施方式

在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本发明。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅示例性地示出了本发明的优选实施例，本发明可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行详细描述。

根据本发明的一个方面，提供一种湿化装置。该湿化装置主要在呼吸机上使用。呼吸机通常包括主机和通过气管与该主机相连的湿化装置。在主机内设置有风机，气管能将风机产生的一定压力的气体从主机导入到湿化装置内。湿化装置内的加热装置能够将液体容器内的液体加热并蒸发出来，这样从湿化装置吹出的气体具有适宜的温度和湿度。其中，由主机吹出的气体可以为氧气、空气或其他治疗气体。

为了保证湿化装置吹出的气体送入患者接口(例如呼吸面罩)时的温度适宜，根据本发明的另一个方面，还提供一种加热管路。湿化后的气体通过加热管路连接至呼吸面罩，以便给经由其传输的气体保温。患者佩戴该患者接口，即可达到舒适的治疗目的。

图1-4从多个角度示出了根据本发明一个实施例的湿化装置100和加热管路200。为了便于理解本发明的原理，下文将结合湿化装置100和加热管路200的各个部分进行描述。

如图1-4所示，湿化装置100上设置有出气口。湿化装置可以包括液体容器110。液体容器110用于储存液体，例如水。如果需要的话，液体中可以包括其他物质，例如治疗用的药物等。

液体容器110可以与呼吸机的主机分体设置。所述出气口可以设置在液体容器110上(例如如图中所示的出气口120)或者设置在湿化装置100的底座(未示出)上。此外，可选地，液体容器110也可以与呼吸机的主机集成。在此情况下，从外观上看两者形成为整体，而液体容器110可以从主机上取下或与主机固定连接。此时，该湿化装置100包括主机，所述出气口可以设置在主机上。主机提供的气体经加湿后由主机上的该出气口提供给患者。下文将主要以出气口120设置在液体容器110上为例来说明本发明的原理。

通常情况下，湿化装置100会包括给液体容器110中的液体加热的部件，例如前文提到的底座。液体容器110可以设置在底座上，或者包裹在底座的壳体中，具体连接形式不限。底座一般具有可连接至交流电源的电源连接器。所述交流电源可以为市电，例如220V、50Hz/60Hz的市电。此外，为了给加热管路200供电，湿化装置100还包括用于连接至交流电源的电源线缆。作为示例，该电源线缆可以连接至底座上的电源连接器。电源线缆可以设置在包裹液体容器110的壳体中。液体容器110优选地可拆卸地设置在底座上，以便液体容器110内的液体使用完毕之后，可以仅将液体容器110移至液体源处，重新将液体容器110充满。当然，液体容器110也可以固定地连接至底座。

该湿化装置100的进气口用于连接至上文提到的主机。出气口120用于连接至后文将详细描述的加热管路200。主机提供的气体从进气口进入湿化装置100的液体容器110内，经湿化和温化后从出气口120吹出，并经由加热管路200传输后提供给呼吸面罩。

出气口120上设置有沿着出气口120的周向方向缠绕的第一线圈130。第一线圈130电连接至湿化装置100的电源线缆。当电源线缆连接至交流电源时，第一线圈130中有电流通过。第一线圈130可以对从出气口120流出的气体进一步加热，以保证到达患者接口的气体温度适宜。

如图3-4所示，加热管路200可以包括加热管路管体210和加热管路转接口220。加热管路管体210和加热管路转接口220可以可拆卸地连接，也可以固定连接成一体。

加热管路管体210包括相对设置的第一端212和第二端214。加热管路转接口220连接至加热管路管体210的第一端212。加热管路转接口220用于将加热管路200(例如可拆卸地)连接至湿化装置100的出气口120。优选地，加热管路转接口220可以由弹性材料制成。这样，通过旋转插接的方式可以将加热管路转接口220套在出气口120的外侧或者插入到出气口120的内侧。这样，不但可以在加热管路转接口220与出气口120之间实现连接，而且操作简便，此外，还能够保证两者之间的连接的气密性。

为了保证加热效果，在一个实施例中，加热管路转接口220上可以设置有沿加热管路200的周向方向缠绕的第二线圈230。在加热管路转接口220连接至湿化装置100的出气口120的组装状态下，第一线圈130与第二线圈230的至少一部分在加热管路转接口220的轴向方向上的投影重合。也就是说，在径向方向上，第一线圈130与第二线圈230的至少一部分相对设置。第一线圈130可以位于第二线圈230的径向内侧，也可以位于第二线圈230的径向外侧。第一线圈130与第二线圈230之间的位置关系可以根据加热管路转接口220与出气口120的结构来设置，只要第二线圈230能够处于第一线圈130通电后产生的磁场内即可。后文将参照两组优选实施例对所述结构以及所述位置关系进行详细描述。加热管路管体210上还设置有加热器(未示出)。所述加热器电连接至第二线圈230，以与第二线圈230形成闭合回路。作为示例，所述加热器可以为加热电阻丝。该加热电阻丝可以设置在加热管路管体210的管壁中或者管路内部。

使用时，将加热管路200连接至湿化装置100的出气口120，给湿化装置100的出气口120上缠绕的第一线圈130通以交流电流。例如，第一线圈130可以通过湿化装置100中的电源线缆连接至市电。第一线圈130会在其周围产生变化的磁场。加热管路转接口220上的第二线圈230与第一线圈130的至少一部分在加热管路转接口220的轴向方向上的投影重合，使得第二线圈230处于第一线圈130产生的交变磁场内，因此在第二线圈230的两端产生感应电势，此感应电势相当于一个新的电源。由于该第二线圈230与加热管路管体210中的加热器形成了闭合回路，此感应电势随即产生感应电流给加热管路管体210的加热器供电。加热器产生的热量可以给流经该加热管路的气体加温，进而保持气体的温度。

可选地，加热管路转接口220的至少一部分可以由金属材料制成。第一线圈130实际上是利用感应加热原理，即利用电、磁、热能间的转换使被加热物体自身发热，从而实现对流经它的气体进行加热的目的。

优选地，第二线圈230与第一线圈130在加热管路转接口220的轴向方向上的投影完全重合，即第二线圈230与第一线圈130在径向方向上相对设置，使得第二线圈230处于磁力线比较密集的区域内，进而产生的感应电势的效率较高。第二线圈230与第一线圈130的匝数可以根据所需要的加热效率来设计。

由此可见，将加热管路200的加热管路转接口220连接至湿化装置100的出气口120时，即完成了电路部分的安装。因此，无需额外的操作步骤来连接电路部分，操作步骤简单，可以实现加热管路200的即插即用。此外，无论加热管路转接口220在周向方向上以何种取向连接至出气口120，都不影响对加热管路中的加热器供电，因此，加热管路转接口220可以采用旋转插接的方式连接至湿化装置100的出气口120，并且该旋转插接不会受任何阻碍。

在一组优选实施例中，如图4所示，出气口120采用双层壁设计。出气口120包括内环形壁122和外环形壁124。外环形壁124设置在内环形壁122的径向外侧，以在内环形壁122和外环形壁124之间形成间隙126。内环形壁122和外环形壁124可以同轴地或非同轴地设置。内环形壁122用于连接加热管路200。加热管路200的加热管路转接口220可以套在内环形壁122上，也可以插入到内环形壁122的内侧。优选地，在组装状态下，加热管路200的加热管路转接口220套在内环形壁122上。在此情况下，第二线圈230优选地设置在加热管路转接口220的径向外侧，以便不影响加热管路转接口220与内环形壁122之间的气密连接。进一步优选地，第二线圈230可以嵌入在加热管路转接口220的外壁中。作为示例，加热管路转接口220的外壁上可以设置凹槽，第二线圈230在该凹槽内缠绕在加热管路转接口220上。这样，在加热管路转接口220插入至内环形壁122和外环形壁124之间的间隙126内时，第二线圈230不会妨碍该组装操作。

优选地，第一线圈130在间隙126内靠近外环形壁124设置。这样，间隙126中靠近内环形壁122的空间可以留给加热管路转接口220。该空间的径向尺寸可以设计为确保加热管路转接口220能够套在内环形壁122的外侧，并且还能使第一线圈130在套设过程中不与第二线圈230接触。优选地，第一线圈130可以嵌入在外环形壁124中。作为示例，可以在外环形壁124的内壁上设置凹槽，第一线圈130在该凹槽内沿着加热管路转接口220的周向方向缠绕，并且固定在该凹槽中。这样，在加热管路转接口220插入至内环形壁122和外环形壁124之间的间隙126内时，第一线圈130不会妨碍该组装操作。

优选地，第一线圈130的外表面上设置有第一绝缘层。优选地，第二线圈230的外表面上设置有第二绝缘层。上述绝缘层可以避免加热管路转接口220连接至出气口120时，第一线圈130与第二线圈230产生不期望的电接触而导致短路。更重要的是，第一线圈130与第二线圈230所在区域为湿化装置100的出气口120，很可能出现意外情况有液体从出气口120溢出。在第一线圈130与第二线圈230的外表面分别包裹绝缘层则不再有电触点外露的情况，进而避免潜在的漏电、短路等危险情况，进而避免给患者带来身体和/或财产的损坏。

优选地，在加热管路转接口220和湿化装置100的组装状态下，第一线圈130和第二线圈230沿着加热管路200的径向方向间隔开设置。第一线圈130和第二线圈230间隔开设置可以带来以下益处：避免对组装过程产生妨碍；避免第一线圈130和第二线圈230电接触，对于第一线圈130和/或第二线圈230上有绝缘层的实施例，可以避免损坏绝缘层；此外，可以使第二线圈230位于第一线圈130产生的磁力线较密集的区域。

优选地，湿化装置100的出气口120的至少一部分由导磁性材料制成。选用导磁性材料可以增加第一线圈130产生的磁场强度，提高能量的转化效率。导磁性材料可以为包括铁、钴、镍或其合金等的能够直接或间接产生磁性的物质。

优选地，加热管路200的加热管路转接口220的至少一部分由导磁性材料制成。该优选方案除了具有上述有益效果之外，将导磁性材料设置在加热管路200的气体入口处，还能够使电磁感应部件工作时产生的热量被流经该加热管路200的气体及时带走，避免加热管路200局部发热带来的不利影响，例如管路老化和烫伤等。

优选地，湿化装置100的出气口120处设置有第一传感器(未示出)。所述第一传感器用于感测流经出气口120的气体的属性，所述属性包括气体的温度、湿度和流量中的一个或多个。所述第一传感器可以包括各种温度传感器和/或各种湿度传感器和/或各种流量传感器。

优选地，加热管路管体210的与第一端212相对的第二端214处设置有第二传感器(未示出)。所述第二传感器用于感测流经该第二端214的气体的属性，所述属性包括气体的温度、湿度和流量中的一个或多个。所述第二传感器可以包括各种温度传感器和/或各种湿度传感器和/或各种流量传感器。

在另一组优选实施例中，如图5-8所示，出气口120’采用单层壁设计。加热管路转接口220’相比于图1-4所示的实施例也做出相应变型。除此之外，图5-8示出的湿化装置100’和加热管路200’分别与图1-4示出的湿化装置100和加热管路200基本相同。因此，在图5-8中，对于与前述实施例中的部件相同或相似的部件，采用了与前述实施例相同的附图标记，并且为了简洁，本文将不再进一步详细地描述。下文将仅针对不同之处进行具体描述。

出气口120’包括环形壁。加热管路200的加热管路转接口220可以套在环形壁上，也可以插入到环形壁的内侧。优选地，在组装状态下，加热管路200的加热管路转接口220套在环形壁上，这种方式安装起来更方便些。在此情况下，第二线圈230可以设置在加热管路转接口220的径向内侧。当然，第二线圈230也可以设置在加热管路转接口220的径向外侧。优选地，第二线圈230可以嵌入在加热管路转接口220’的内壁中。作为示例，加热管路转接口220’的内壁上可以设置凹槽，第二线圈230在该凹槽内缠绕在加热管路转接口220’上。优选地，第一线圈130设置在环形壁的外壁上。进一步优选地，第一线圈130嵌入在环形壁的外壁中。作为示例，可以在环形壁的外壁上设置凹槽，第一线圈130在该凹槽内缠绕在环形壁上。如前所述的，第一线圈130和第二线圈230分别嵌入在各自所在的部件中不会妨碍加热管路转接口220安装至出气口120’。

在第一线圈130和第二线圈230设置在加热管路转接口220’和出气口120’的环形壁之间的情况下，为了保证加热管路转接口220’和出气口120’连接的气密性，出气口120’具有围绕环形壁设置在其上的密封环140。密封环140设置在第一线圈130的轴向外侧。密封环140相比于第一线圈130更靠近液体容器110，如图7较佳地示出。密封环140设置在第一线圈130与液体容器110之间。虽然在图7中示出的加热管路200的加热管路转接口220套在环形壁上，但是本发明意图包括环形壁在外且加热管路转接口220在内的实施例。密封环140还能够保持第一线圈130和第二线圈230彼此间隔开，以使第二线圈230处于磁力线密集的磁场区域内。

需要说明的是，虽然上文描述的实施例中，第一线圈和第二线圈之间没有设置在它们之间的其它部件，但是本发明并不排除在它们之间设置其它部件的实施例，只要第二线圈能够位于第一线圈产生的磁场内并且能够产生感生电动势即可。第一线圈和第二线圈之间具有其它部件的示例例如包括：第一线圈设置在出气口的内侧、且第二线圈设置在加热管路转接口的内侧的情况；以及第一线圈设置在出气口的外侧、且第二线圈设置在加热管路转接口的外侧的情况。也就是，在第一线圈和第二线圈之间设置有出气口的侧壁或加热管路转接口的侧壁。

为了降低使用成本，本发明的另一个目的是能够适配现有的各种加热管路，即通过电连接器为其中的加热器供电的加热管路。图9示出了根据本发明又一实施例的湿化装置和加热管路。在该实施例中，湿化装置可以采用前文所述的各种湿化装置100或100’，而不同之处在于加热管路200”。加热管路200”类似于上文的加热管路200和加热管路200’，只是加热管路200”的加热管路管体210”与加热管路转接口220”可拆卸地连接在一起。加热管路转接口220”上设置有电连接器。该电连接器电连接至第二线圈。这样，第二线圈中产生的产生电流可以通过电连接器传输至加热管路管体210”中的加热器，以给加热器供电。电连接器可以具有各种构造，例如金属弹片、电触点、插头/插座等等，只要能够与现有的加热管路中的加热器电连接即可。

根据本发明的再一个方面，还提供一种湿化加热组件。该湿化加热组件包括上文提到的任意一种湿化装置以及上文提到的任意一种加热管路。

根据本发明的又一个方面，还提供一种呼吸机。该呼吸机包括用于吹风的主机、以及上所述的任一种湿化加热组件。湿化装置的进气口与主机相连通，用于接收主机吹来的气流。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。