[发明专利]用于CPAP装置的紧凑低噪音高效鼓风机

说明书

本申请是申请号为200780018828.8（国际申请号为PCT/AU2007/000719）、申请日为2007年5月24日、发明名称为“用于CPAP装置的紧凑低噪音高效鼓风机”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2006年5月24日提交的申请号为2006902781的澳大利亚临时专利申请的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种高效低噪音紧凑鼓风机。该鼓风机可以使用在包括医疗、清洁、汽车或计算机装置的一些装置中。该鼓风机也可以用作提取装置或吸引装置。在一实施例中，鼓风机可以用在诸如CPAP或呼吸机装置的无创通气（NIVV）装置中。

背景技术

OSA的鼻塞式CPAP治疗

Sullivan发明了阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）的鼻塞式持续正通气压力（CPAP）治疗。见美国专利4,944,310。用于治疗OSA的设备典型地包括经由空气输送导管提供空气或可呼吸气体供给到诸如面罩的患者接口的鼓风机。因为典型地患者在佩戴装置的同时睡眠，所以期望具有安静和舒适的系统。

普通鼓风机/气泵

鼓风机典型地分为离心式、轴流式或混流式。通常，鼓风机包括两个主要部分：旋转部分，即叶轮和轴；以及限定流体流动路径的静止部分，典型地是诸如蜗壳的室。叶轮的旋转向空气传递动能。静止部分使从叶轮排出的空气改换方向到所包含的出口通道。在该改换方向期间，由于下游阻力或下游压力源所产生的压力，流动遇到阻力。由于阻力使流动减缓，一部分动能被转换成为压力形式的势能。

通常，叶轮旋转得越快，产生的压力就越高。低效率鼓风机必须更快地旋转叶轮以产生与高效率鼓风机相同的压力。通常，给定的鼓风机运行得越慢，其越安静且寿命越长。因此，通常期望使鼓风机更高效率地产生正压空气供给。

参考图1和图2，限定了三个方向，即径向R、切向T和轴向A。现有技术的离心式鼓风机10包括出口20、入口30、电动马达40、叶轮50和轴60。箭头70指示气流的大致方向。空气在入口30进入鼓风机并且由旋转叶轮加速。由叶轮传递的旋转通常在切向T上引导气流。然后蜗壳抑制气流使其绕蜗壳螺旋。然后气流经由出口20在大致切向T上离开鼓风机。

在诸如轴向展开式蜗壳鼓风机的一些鼓风机中，在气流大致以切向T离开鼓风机之前，蜗壳的几何结构稍微在轴向A上引导切向螺旋气流。

常常使用风机曲线来描述鼓风机的性能，风机曲线示出了与空气的出口压力相对的空气的流速。包括叶轮直径和叶轮叶片的数量及形状的许多因素影响风机曲线。设计过程是在诸如期望压力、流速、尺寸、可靠性、可制造性和噪音之间的竞争优先的复杂的平衡。尽管部件的尺寸、形状和构造的许多组合可以产生加压空气的流动，但是这样的结果可能会远离最佳的，或者是不切实际的。

ResMed轴向蜗壳设计

在公开号为WO 99/64747的ResMed的国际专利申请PCT/AU99/00444中，描述了已知的鼓风机设计的另一形式，其内容通过引用清楚地合并于此。如该专利申请中所述，蜗壳的几何结构在大致轴向上展开，然而空气在大致切向上离开鼓风机。

Respironics呼吸机

在公开号为WO 99/13932的Respironics的国际专利申请PCTUS98/19635中，描述了一种具有鼓风机组件的医疗呼吸机，鼓风机组件优选地包括三个旋转叶轮和两个静止定子。在该装置中，使用常规的蜗壳设计以使空气在大致切向上离开鼓风机组件。

该鼓风机设计的缺点是其趋向于受到叶片通过音调噪音释放。

Respironics REMstar

在CPAP装置的Respironics REMstar系列中还能找到另一种已知的鼓风机。在该装置中，空气在大致切向上离开鼓风机。

ResMed鼓风机

转让给ResMed有限公司的美国专利6,910,483（Daly等人）描述了一种用于患者的持续正通气压力（CPAP）通气的双端可变速鼓风机，其包括在气体流动路径中的两个叶轮，两个叶轮协作地将气体加压到期望压力和流动特性。该专利的内容通过引用清楚地合并于此。在该装置中，空气在大致切向上离开鼓风机。

2006年10月27日提交的PCT申请号为PCT/AU2006/001617的PCT申请和2006年10月27日提交的PCT申请号为PCT/AU2006/001616的PCT申请描述了多级鼓风机。这两个PCT申请的内容通过引用合并于此。