滅菌和加溼設備以及恆溫箱的製作方法
2023-06-29 14:51:16 1
滅菌和加溼設備以及恆溫箱的製作方法
【專利摘要】一種滅菌和加溼設備包括加熱室、過濾器和加溼室。加熱室加熱氣體以便對氣體進行滅菌。加溼室適於使得已經被過濾器過濾的液體蒸發到經過滅菌的氣體中，從而使得滅菌氣體冷卻，並且輸出期望溫度的加溼氣體。設備可以包括為氣體提供通道以繞過加溼室的旁室。具體地，設備可以適於用在恆溫箱中。
【專利說明】滅菌和加溼設備以及恆溫箱
【技術領域】
[0001]本發明涉及滅菌和加溼設備，具體但不完全涉及包括滅菌和加溼設備的恆溫箱。
【背景技術】
[0002]通常在恆溫箱中照管早產和生病的嬰兒，恆溫箱被設計為讓嬰兒保暖，保持具有合適的溼度並且儘可能免受汙染物的環境。
[0003]現有的恆溫箱可以包括被設計為將清潔的空氣引入到恆溫箱的主室中的系統。這樣的空氣最好應儘可能地免受微粒和微生物汙染物。在一些醫院的環境中，(由於例如空氣調節系統)周圍的空氣已經足夠清潔使得恆溫箱不一定需要專門的空氣處理設備。然而，在其它醫院的環境中-尤其在發展中國家-周圍的空氣已經經歷了極小的調節，並且因此，在恆溫箱中需要專門的空氣處理是很重要的。
[0004]除了清潔的空氣，現有的恆溫箱包括被設計成在恆溫箱的主室內部提供適當溼潤的環境的系統。在加溼系統中使用的水最好應儘可能地免受微粒和微生物汙染物。在一些醫院中-尤其在發展中國家-通常不具備清潔的水源，並且因此，在恆溫箱中需要專門的水處理是很重要的。
[0005]當前的恆溫箱遇到了許多問題。恆溫箱往往由昂貴的材料製成並且需要定期維護。這致使成本增加並且使得更負擔不起使用恆溫箱。這尤其是發展中國家的情況。
[0006]現有的恆溫箱的維護也很昂貴。在發展中國家，通常沒有人具有即使執行日常維護任務所需要的專業知識。這導致由於常規的故障以及缺乏有計劃的預防性維護，昂貴的恆溫箱不可使用。
[0007]如上所述，具有試圖保持滅菌環境的系統，但是這樣的系統通常是昂貴、笨重的，並且需要定期的維修或更換。
[0008]本發明的目的在於提供一種改進的滅菌和加溼設備和/或一種改進的恆溫箱或者至少為公眾提供有用的選擇。
【發明內容】
[0009]根據一個示例性實施例，提供了一種滅菌和加溼設備，其包括:加熱室，其用於將氣體加熱到第一溫度以便對氣體進行滅菌；第一過濾器，其用於過濾液體；以及加溼和冷卻室，其適於使所述過濾的液體蒸發進入到所述經過滅菌的氣體中，從而使得所述經過滅菌的氣體冷卻，並且輸出理想溫度的加溼氣體。
[0010]根據另一個示例性實施例，提供了一種恆溫箱，其包括:根據上述任一項權利要求所述的滅菌和加溼設備；以及佔用室(occupancy chamber);其中所述恆溫箱適於使所述加溼氣體流入到所述佔用室中。
[0011]根據又一個示例性實施例，提供了一種恆溫箱，其包括:佔用室；第一入口，其用於接收輸入氣體；第二入口，其用於接收輸入液體；以及多孔陶瓷過濾器，其用於過濾所述輸入液體；其中，所述恆溫箱被構造成在所述輸入液體已經經過所述多孔陶瓷過濾器後，將所述輸入液體蒸發到所述輸入氣體中，從而生成加溼氣體，所述加溼氣體被使得流入到所述佔用室中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]現在將參照附圖僅以示例的方式描述本發明，其中:
[0013]圖1是根據本發明的滅菌和加溼設備的框圖；
[0014]圖2是組裝的滅菌和加溼設備的立體圖；
[0015]圖3是氣體過濾器的截面圖；
[0016]圖4是流動裝置的立體圖；
[0017]圖5是圖2的滅菌和加溼設備的加熱室的分解圖；
[0018]圖6a是圖2的滅菌和加溼設備的液體源和液體過濾器的截面圖；
[0019]圖6b是圖2的滅菌和加溼設備的液體源和液體過濾器的立體圖；
[0020]圖7是圖2的滅菌和加溼設備的儲存器、吸液元件以及加溼和冷卻室的分解圖；
[0021]圖8是根據另一個實施例的組裝的滅菌和加溼設備的立體圖；
[0022]圖9是圖8的滅菌和加溼設備的一部分的立體圖；
[0023]圖1Oa和1b是圖8的滅菌和加溼設備的加溼和冷卻室以及旁室的截面圖；
[0024]圖11是圖8的滅菌和加溼設備的一部分的分解圖；
[0025]圖12是控制器的框圖；
[0026]圖13是恆溫箱的立體圖；以及
[0027]圖14是恆溫箱的分解圖。
【具體實施方式】
[0028]圖1是根據一個實施例的滅菌和加溼設備I的框圖。一般地，滅菌和加溼設備可以包括氣體源(下文被稱為「空氣源」)2、氣體過濾器(下文被稱為「空氣過濾器」)3、流動裝置4 (例如，風扇)、加熱室5、加溼和冷卻室6、液體源(下文被稱為「水源」)7、液體過濾器(下文被稱為「水過濾器」)8、儲存器9、吸液元件10和控制器11。在一些實施例中，力口溼室6可以作為加溼和冷卻室。
[0029]圖2示出根據一個實施例的組裝的滅菌和加溼設備I。該圖示出流動裝置4、加熱室5、加溼室6、儲存器9和水源7。滅菌和加溼設備的其它部件被遮擋。按照對下述每個步驟和組成部分的描述，氣體和液體流經滅菌和加溼設備I。
[0030]本領域的技術人員將會理解，在一些示例中，需要依次執行或以特定的順序執行步驟，並且在其它示例中，步驟的順序不是關鍵的。如從說明書中將變得清楚，滅菌和加溼設備的工作使得輸出加溼氣體12 (圖1)，組成的氣體和液體已經均被過濾和/或滅菌。在一些實施例中，滅菌和加溼設備還可以包括旁室49和混合室52，使得輸出混合的加溼氣體54，如下所述。
[0031]滅菌和加溼設備I連接到氣體源2。在優選的實施例中，氣體為空氣。能夠將空氣引入到設備中的合適的方法有很多。通過示例的方式，來自周圍環境的空氣可以通過基本的入口進入滅菌和加溼設備；或者壓縮的氣體源可以通過合適的導管被連接到滅菌和加溼設備。任意合適的風扇及類似物可以用於引入空氣。
[0032]滅菌和加溼設備I還可以連接到液體源7。在優選的實施例中，液體為水。能夠將水引入到設備中的合適的方法有很多。通過示例的方式，水源可以是人工填充或更換的水箱，該水箱可以通過合適的導管被連接到滅菌和加溼設備；或者水源可以是加壓水源(例如，水管)，該加壓水源可以通過合適的導管被連接到滅菌和加溼設備。
[0033]圖3示出空氣過濾器3。在進入滅菌和加溼設備之後，空氣流經空氣過濾器，如箭頭所示。空氣過濾器用於從空氣中去除顆粒汙染物。將會理解，空氣過濾器最好應設置成使得它打斷經過滅菌和加溼設備的空氣的整體流動。在一個實施例中，空氣過濾器由沿空氣的流動依次排列的過濾介質13、14、15組成。在一個實施例中，主過濾器14為具有用於
0.3-0.5微米顆粒的95-99.7%的顆粒阻擋的高效顆粒阻擋(HEPA)過濾器。
[0034]空氣過濾器3可以包括設置在空氣過濾器的上遊側的易更換的預過濾器13。預過濾器可以易於移除、清洗以及更換。這樣的預過濾器用於延長空氣過濾器14、15的其它部件的使用壽命。預過濾器可以由聚丙烯或其它合適的材料製成。
[0035]空氣過濾器3還可以包括在該空氣過濾器的下遊側的過濾材料15，該過濾材料浸有納米銀。這有助於防止微生物汙染物在HEPA過濾器14的下遊側上傳播(即，有助於對空氣的滅菌)。
[0036]圖4示出根據一個實施例的流動裝置4。流動裝置可以包括風扇(未示出)，該風扇沿一個方向16吸入空氣，並且沿另一個方向17排出空氣。這樣的流動裝置被構造成使得確保空氣以期望的速度和壓力流經滅菌和加溼設備。如將在下文所述，流動裝置可以連接到控制流動裝置的工作(包括風扇的速度)的控制器。流動裝置可以是空氣過濾器3的上遊或下遊。在另一個實施例中，流動裝置可以是泵。
[0037]圖5示出根據本發明的一個實施例的加熱室的分解圖。加熱室包括殼體18、加熱元件19和導電塊狀材料20，該導電塊狀材料在圖5中被示為徑向嵌在圓筒形基體構件22中的一系列翼片21。加熱元件和導電塊狀材料適於使導電塊狀材料散發來自加熱元件的熱量。圓筒形基體構件可以包括空芯23，該空芯在該空芯內部容納加熱元件。
[0038]加熱元件19可以是能夠連接到電源(未示出)並且產生熱量的任意合適的裝置。在優選的實施例中，基體構件22和翼片21主要由導電材料製成，使得當加熱元件被接通時，熱量從加熱元件傳導到基體構件，並且傳遞到翼片。空氣通過與流動裝置相鄰的入口(未示出)進入加熱室。然後，空氣在翼片和殼體18的內部之間的加熱室的外部區域中鄰近或靠近翼片的徑向端部流動(到圖5所示的左方)。空氣圍繞塊狀材料20的端部進入到基體構件22和翼片之間的內部區域中。然後，在通過出口(未示出)離開加熱室之前，空氣沿塊狀材料20的長度方向流動(到圖5中所示的右方)。
[0039]本領域的技術人員將會理解，加熱元件19和導電塊狀材料22的布置為使得當空氣流經加熱室5時，使空氣最大程度地暴露到導電塊狀材料。這增強對加熱室的空氣進行加熱的效果。通常，這可以通過構造帶空氣流動(即空氣必須流動的過程)的加熱室來實現，該加熱室增強空氣暴露到熱量中並且延長入口和出口之間的通道。除了導電塊狀材料，加熱室還可以包括合適的突出部，以便當空氣經過加熱室時引導空氣的流動。
[0040]因此，當空氣經過加熱室5時，空氣的溫度將會增加。溫度應該足以對空氣進行滅菌。在優選的實施例中，空氣被加熱到180-200攝氏度。如將在下文所述的，加熱室可以包括溫度傳感器，以確保空氣被加熱到足夠高的溫度。加熱元件19可以被連接到用於控制加熱功率的控制器。
[0041]圖6a示出水源7和水過濾器8的截面圖，以及圖6b示出水源7的外部的立體圖。水源為能夠通過開口 24人工填充的水箱。圓筒形水過濾器8設置在水箱的內部。水過濾器的頂部關閉使得水最先進入水箱空間24』。水從水箱進入到水過濾器，並且流出出口 25。優選地，水過濾器為具有多孔陶瓷體結構的陶瓷過濾器。多孔陶瓷的最大孔徑優選為0.1-0.2微米，並且最好為0.2微米。以這種方式，流出水過濾器並且流入到滅菌和加溼設備的其餘部分的水為經過過濾的水。
[0042]在又一個實施例中，水過濾器8的多孔陶瓷浸有納米銀。納米銀具有抗菌特性，並且因此，當水經過水過濾器時，水也會被滅菌。除了或替換納米銀，水過濾器可以被構造有填充有鍍銀石英片的空芯。片在直徑上的尺寸為2-5_。此外，鍍銀石英片對鄰近或靠近它的水具有抗菌效果，並且這使得水被滅菌。
[0043]圖7示出滅菌和加溼設備I的一部分的分解圖。儲存器9被遮擋-在虛線29下方的區域。圖7還示出共同被構造為單個單元的吸液元件10 (其中的三個被指出)、加溼和冷卻室6、以及蓋29a。圖7還示出圖5中的殼體18的一部分。
[0044]儲存器9包括適於被連接到來自水源7/水過濾器8的出口 25的入口 26。儲存器9被構造為使得儲存具有連續供應的水。在此示例中，上述水源7以使得保持水箱足夠滿的方式高於儲存器放置，儲存器中的水量總是充足的。
[0045]加溼和冷卻室6包括被連接到加熱室的出口的入口 27。通過此入口，來自加熱室的受熱空氣進入加溼和冷卻室。如將在下文更詳細地描述的，當受熱空氣經過加溼和冷卻室時，受熱空氣被加溼並冷卻。加溼和冷卻室還包括出口 28，加溼空氣通過該出口離開滅菌和加溼設備。
[0046]在儲存器以及加溼和冷卻室之間，存在擱板(如虛線29所示)，通過該擱板放置吸液元件10。擱板和吸液元件被布置為使得在儲存器9中的水和加溼和冷卻室6中的空氣之間沒有直接接觸。吸液元件構造為使得每個吸液元件的一部分總是與儲存器中的水接觸，並且每個吸液元件的一部分總是與加溼和冷卻設備中的空氣接觸。
[0047]每個吸液元件10適於通過毛細作用從儲存器9吸收水，並且因此，水能夠穿過儲存器以及加溼和冷卻室6之間的擱板29。吸液元件可以被設置成與底部的儲存器垂直布置，並且因此毛細作用抵抗重力。
[0048]在一個實施例中，吸液元件10由多孔陶瓷製成並且除了作為吸液器之外還作為過濾器。多孔陶瓷的最大孔徑優選為0.1-0.2微米，並且最好為0.2微米。以這種方式，從儲存器流到加溼和冷卻室的水被過濾。
[0049]在又一個實施例中，吸液元件10的多孔陶瓷浸有納米銀。當水經過吸液元件時，水還會被滅菌。
[0050]吸液元件10與受熱空氣接觸的一部分作為蒸發表面，水通過該表面蒸發到受熱空氣中。吸液元件在加溼和冷卻室6中的定位使得增強受熱空氣暴露到吸液元件的蒸發表面。在一個實施例中，吸液元件限定在加溼和冷卻室中的曲折路徑的邊界，受熱空氣流經該路徑。蓋29a(以及容納吸液元件10的頂部的造型區域29b)有助於將吸液元件保持在恰當的位置並且還密封加溼和冷卻室的頂部。
[0051]水一旦已經流到蒸發表面，然後它蒸發到受熱空氣中。當水蒸發到受熱空氣中時，受熱空氣變得潮溼。此外，當受熱空氣由於將水的相位從液體改變到氣體(即，蒸汽或水汽)所需的汽化潛熱而失去能量時，受熱空氣冷卻。
[0052]在下文將描述的替代實施例中，經過加溼和冷卻室的受熱空氣的比例可被調節以控制離開加溼和冷卻室的加溼空氣的溫度和溼度。如還會在下文所述，調節加熱室的溫度和流動裝置的速度也可以允許控制加溼空氣的溫度和溼度。
[0053]圖8示出滅菌和加溼設備I』的另一個實施例。在該實施例中，能夠控制經過加溼和冷卻室的受熱空氣的比例，這反過來允許控制加溼空氣的溫度和溼度。
[0054]如同上述相對於圖2-7的實施例，圖8的滅菌和加溼設備I』包括空氣過濾器3』、流動裝置4』、加熱室5』、加溼和冷卻室6』、水源7』、水過濾器8』、儲存器9』和吸液元件10』 (吸液元件中的兩個已被指出)。加溼和冷卻室可以包括透明頂窗47以使得易於觀察。流動裝置使得空氣流經空氣過濾器以過濾汙染物。然後在空氣流入到加溼和冷卻室之前，空氣流經加熱室，以加熱到足以對空氣進行滅菌的溫度。在收集到儲存器中之前，對來自水源的水進行過濾和/或滅菌。吸液元件使得將水從儲存器向上吸到加溼和冷卻室中。吸液元件可以對水進行過濾和/或滅菌。受熱空氣使水從吸液元件中蒸發；對受熱空氣的這種加溼和冷卻生成加溼空氣，然後該加溼空氣從加溼和冷卻室出口 48離開加溼和冷卻室。本領域的技術人員將會理解，如何可以修改相對於圖2-7的設備所述的各種特徵以便應用到圖8和9的設備。
[0055]然而，與圖2-7的設備不同，圖8的滅菌和加溼設備還包括旁室49、分配室50、分配調節機構51和混合室52，如圖8所示以及圖9中該設備的局部視圖所示。將會理解，因為已經移除設備中的一部分以便更清楚的示出內部，在圖9中未將分配室和混合室示為封閉的箱體。
[0056]旁室49為流出加熱室的一部分受熱空氣提供了替代流路。一些受熱空氣可以流經旁室，而不是流經加溼和冷卻室6』。在旁室中，受熱空氣沒有暴露到任何水中，並且因此，受熱空氣通過旁室出口 53離開旁室時具有與當受熱空氣進入旁室時大致相同的溫度和溼度。然後，通過旁路出口離開的受熱空氣與通過加溼和冷卻室出口 48離開的加溼空氣在混合室52中混合。然後，混合的加溼空氣(即，加溼和受熱空氣、以及受熱空氣)通過設備出口(圖8中的28』)離開設備。
[0057]分配室50將加熱裝置5』連接到加溼和冷卻室6』以及旁室49。通過調節合適的分配調節機構51，可以控制受熱空氣流入到加熱和冷卻室中的比例，以及受熱空氣流入到旁室中的比例。將會理解，通過增加流入到旁室中的受熱空氣的比例，混合的加溼空氣將會有更高的溫度和更低的溼度。相反，通過減少流入到旁室中的受熱空氣的比例，混合的加溼空氣將會具有更低的溫度和更高的溼度。因此，通過調節分配調節機構，可以調節混合的加溼空氣的溫度和溼度。在一個實施例中，當裝置在設定的空氣速度和加熱速率下工作後，可以通過調節分配調節機構對加溼空氣的溫度和溼度進一步地進行調節。
[0058]在圖9中，分配調節機構51被示為連接到合適的驅動機構56的入口滑閥55。入口滑閥被構造為在完全密封加溼和冷卻室入口 27』的第一位置和完全密封旁室入口 57的第二位置之間滑動；並且在第一位置和第二位置之間、兩個入口部分打開的一系列位置之間滑動。從而，入口滑動閥能夠完全或部分阻擋受熱空氣進入到以及經過加溼和冷卻室6』和旁室49的一者中的通道。當入口滑閥在第一位置時，所有的受熱空氣流經旁室，並且當滑閥在第二位置時，所有的受熱空氣流經加溼和冷卻室。
[0059]在一個實施例中，分配調節機構51可以包括又一個出口滑閥58 (未示出)，該出口滑閥被構造成在完全密封加溼和冷卻室出口 48的第一位置和完全密封旁室出口 53的第二位置之間滑動；並且在第一位置和第二位置之間、兩個出口部分打開的一系列位置之間滑動。在優選的實施例中，入口滑閥和出口滑閥55可以在它們的第一位置和第二位置之間一致地滑動。滑閥可以被連接到相同的驅動機構56。
[0060]通過考慮只具有入口滑閥的裝置(如圖1Oa的截面圖所示)，更好地示出既具有入口閥55又具有出口閥58的裝置的優點。如果入口滑閥在第一位置，全部受熱空氣流經旁室49。當受熱空氣經過混合室52時，文丘裡效應致使一些受熱空氣通過加溼和冷卻出口48流入到並流出加溼和冷卻室6』。這將導致一些加溼空氣與受熱空氣混合。相反，如果還具有出口滑閥58(如圖1Ob的截面圖所示)，文丘裡效應沒有機會發生，並且因此溼度不會不希望地增加。這允許輸出更小溼度並且更暖的空氣。將會理解，上述理由還能夠怎樣應用到滑閥處於第二位置的情況，該位置允許輸出更潮溼並且更涼的空氣。因此，具有兩個滑閥允許空氣具有更大範圍的輸出溼度和溫度以及具有更大的精確度。
[0061]驅動機構56可以為螺旋驅動步進電機或合適的人工可調節的機械驅動機構。驅動機構可以被連接到控制器。控制器可以基於來自傳感器的數據自動地控制驅動機構，以便混合的加溼空氣具有期望的溫度和溼度。機構可以包括架有安裝到滑閥的固定螺母60的旋轉螺紋軸59。
[0062]圖11示出圖8的滅菌和加溼設備I』的一部分的分解圖。該圖示出加熱室5』、吸液元件10』 (吸液元件中的兩個已被指出)、加溼和冷卻室6』、旁室49』、具有透明窗口 47的蓋29』、以及入口滑閥55。該圖示出定位在擱板29』中的吸液元件，該擱板防止儲存器9』和加溼和冷卻室之間直接交界。
[0063]圖11還示出儲存器9』、儲存器蓋61』和浮子62。儲存器在加溼和冷卻室6』下面延伸，以便吸液元件10』在擱板29』下方的一部分暴露在儲存器中的水中。浮子適於確保儲存器中的水位充足。當水位下降時(由於在加溼和冷卻室內水的蒸發)，浮子會更低。這將打開將儲存器連接到水源7』的閥63。水將從水源流入到儲存器中，以便水位上升直到浮子處於足以使閥關閉的液位。
[0064]圖12示出根據本發明的實施例的控制器11的框圖。控制器適於(通過驅動機構56)控制流動裝置4、加熱元件19、和分配調節機構。控制器還連接到傳感器30，用於檢測滅菌和加溼設備的各種工作狀態。控制器包括中央處理單元31。在一個實施例中，控制器為數字可編程邏輯控制器。
[0065]控制器11可以控制流動裝置4。控制器可以控制流動裝置開啟和關閉循環或流動裝置的速度(即，其中，流動裝置可以實現可變的流動速度)。控制器可以控制輸入到流動裝置中的功率或流動裝置本身的一些其它的工作特性。
[0066]類似地，控制器11可以控制加熱元件19 (並且因此加熱室)。控制器可以控制加熱元件開啟和關閉循環或加熱元件的功率或溫度(即，其中，電熱器元件可以實現可變加熱)。控制器可以控制輸入到加熱元件中的功率或加熱元件本身的一些其它的工作特性。
[0067]控制器11可以控制驅動機構56 (並且因此分配調節機構51)。其中，驅動機構為連接到一個(或多個)滑閥的步進電機，控制器可以控制步進電機的位置，或者可以在適當的方向開啟步進電機，以便控制一個(或多個)滑閥的位置。
[0068]在滅菌和加溼設備中，可以定位一個或多個傳感器30以便在適當的點處採集各種參數的讀數。這些傳感器可以是適於測量特定參數的任意合適的傳感器，並且本發明不局限於此方面。測量可以包括:
[0069]水源的溫度；
[0070]空氣源的溫度；
[0071]在加熱室內各點處空氣的溫度；
[0072]加熱元件的溫度；
[0073]塊狀導電材料的溫度；
[0074]在加溼和冷卻室內各點處的空氣的溫度；
[0075]當空氣離開加溼和冷卻室時空氣的溫度；
[0076]在旁室內各點處空氣的溫度；
[0077]當空氣離開旁室時空氣的溫度；
[0078]空氣源的溼度；
[0079]在加熱室內的各點處空氣的溼度；
[0080]在加溼和冷卻室內各點處空氣的溼度；
[0081]當空氣離開加溼和冷卻室時空氣的溼度；以及
[0082]在整個滅菌和加溼設備中空氣流動的速度。
[0083]來自這些傳感器的讀數作為輸入提供到控制器中，並且由控制器用來為流動裝置、加熱元件和驅動機構確定適當的工作參數。控制器可以調節工作參數，以便離開滅菌和加溼設備的加溼空氣具有期望的溫度和期望的溼度。在一個實施例中，這些優選在25-38攝氏度和30-80%相對溼度之間。
[0084]控制器還可以控制滅菌和加溼設備的其它工作參數。控制器可以根據需要接收來自其它傳感器31的輸入，並且可以根據需要控制與滅菌和加溼設備相關的其它部件32。例如，這些可以包括:
[0085]用於記錄相關的恆溫箱的運行時間的時鐘；以及
[0086]用於警示溫度和/或溼度落入期望範圍之外；傳感器失效；以及水箱或水儲存器中缺水的警報器。
[0087]可以提供一個或多個用戶輸入裝置33，以允許用戶設定控制參數或以其他方式與控制器進行交互。控制參數可以被存儲在控制器內的存儲器中或與控制器相連的存儲器中。
[0088]因此，將看出滅菌和加溼設備適於生成具有期望和溼度的加溼空氣。此外，現有的空氣過濾和滅菌以及現有的水的過濾和滅菌確保加溼空氣還能被過濾和滅菌。這樣的滅菌和加溼的空氣可以適用於許多應用中，尤其適於用在恆溫箱中。
[0089]圖13示出根據本發明的實施例的恆溫箱。恆溫箱34包括佔用室35和底部36。佔用室包括頂壁37，該頂壁可以被鉸接或可移除，使得能夠進入佔用室的內部。在圖13中，示出頂壁在打開位置。
[0090]在本發明的一個實施例中，佔用室35被構造為容納佔用人(occupant)，通常為人類嬰兒。需要恆溫箱的嬰兒通常是新生嬰兒和/或早產嬰兒。頂壁37可以是透明的以使得恆溫箱的佔用人是可見的。為了為恆溫箱的佔用人保持健康的環境，有必要提供連續供應的新鮮空氣。如果空氣連續再循環或允許停滯，恆溫箱內(由於尿排洩物)二氧化然和氨氣可能增加到毒性水平。
[0091]圖14示出如圖13所示的相同恆溫箱34的分解圖。恆溫箱包括佔用室35、底部36和頂壁37。
[0092]底部36包括根據圖2-7的上述描述的滅菌和加溼設備I。恆溫箱34被構造為使得滅菌和加溼設備的出口 28通過合適的導管被連接到佔用室35。本領域的技術人員將會理解，可以替代地使用圖8和9的滅菌和加溼設備。
[0093]然後，由滅菌和加溼裝置生成的加溼空氣(或混合的加溼空氣)通過入口 38進入到佔用室35中。在本發明的一個實施例中，此入口包括可被設計成產生層流效果的格柵39。加溼空氣經過佔用室並且通過合適的出口 40被排放到周圍的環境中。入口和出口的位置可以被構造為促進佔用室中的加溼空氣的流動和循環。此外，佔用室的幾何形狀可以被布置成促進加溼空氣流動通過佔用室。
[0094]在本發明的一個實施例中，當頂壁37打開時，加溼空氣的層流將繼續越過佔用人的頭部和軀幹，用作「空氣盾」。
[0095]恆溫箱34可以包括控制器(未示出)。在優選的實施例中，該控制器包括或是與以上就滅菌和加溼設備描述的控制器11同一個控制器。因此，除了控制滅菌和加溼設備I的工作，控制器更為一般地可以控制恆溫箱的工作。
[0096]再次參考圖12，控制器11可以被連接到與恆溫箱相關的又一些傳感器41。這些傳感器41可以包括用於測量佔用人的溫度的傳感器；佔用室內部的空氣的溫度；以及佔用室內部的空氣的溼度。來自這些傳感器的讀數作為輸入提供到控制器中，並且由控制器用於為流動裝置4、加熱元件19和驅動機構56確定適當的工作參數。在優選的實施例中，控制器控制滅菌和加溼設備以便確保佔用室內的溫度和溼度在期望的範圍內，因為這樣將更好地控制佔用人的直接環境。在一個實施例中，這些優選在25-38攝氏度和30-80%相對溼度之間。
[0097]控制器11可以記錄來自各種監測裝置42的測量值。這些監測裝置可以包括用於監測佔用人的溫度、脈搏或呼吸率的裝置。監測裝置可以是硬接線或無線。
[0098]恆溫箱可以包括被構造用於連接一個或多個外部裝置43的一個或多個通信埠。可以通過任意合適的通信鏈路(例如，RS-232、USB或無線鏈路)將信息從控制器傳送到外部裝置。測量值可以包括恆溫箱內的溫度、恆溫箱內的溼度、恆溫箱佔有人的體溫、和/或任意其它期望的測量值。
[0099]還可以提供一個或多個顯示裝置44，用於顯示工作參數、警報、監視信息、佔有人狀態信息(例如，溫度、溼度、脈搏率讀數等)或任意其它所需的信息。顯示裝置被安裝到恆溫箱的側面。
[0100]在一個實施例中，由用戶設定佔用室的溫度，用戶能夠在溫度控制器上設定所需的溫度或溫度範圍。
[0101]再次參考圖13，佔用室35可以包括形成為單獨的、便攜的基底單元45。佔用人可以被放置在基底單元上。這允許獨立於恆溫箱34的其它部分移除基底單元和基底單元的佔用人。基底單元可以設置有手提把手46。基底單元可以配備有合適的墊子47。墊子可以為可移除的可洗型墊，並且可以由合成纖維和羊毛混紡製成。墊子可以浸有可以提供抗微生物性能的納米銀和/或金。
[0102]基底單元45允許在不過度打擾嬰兒的情況下進行測量或試驗(例如，為嬰兒稱體重)。未佔用的基底單元的重量是已知的，並且可以從基底單元和佔用人的重量中減去。在不從可攜式基底單元取出嬰兒的情況下，也可以進行其它的測量、試驗和程序(例如，X射線，光療)。
[0103]佔用室35可以具有允許連接必需的設備(例如，呼吸器、IV注入系統、監測儀器和廢物系統)的合適的開口。
[0104]在本發明的一個實施例中，恆溫箱34和/或它的組成部分由可成型為期望的部件的輕的、耐用的材料製成。雖然可以利用許多合適的材料，包括聚乙烯、有機玻璃、聚碳酸酯、玻璃纖維、玻璃、增強塑料、碳纖維、鋁和不鏽鋼，但是優選材料為聚丙烯。
[0105]在一個實施例中，恆溫箱34的至少一個內表面，優選佔用室35的內壁塗覆或浸有納米銀。因為此形式的銀具有反微生物性能，所以這有助於保持相對無菌室。
[0106]雖然參照滅菌和加溼設備進行了描述，在一個實施例中，恆溫箱可以包括具有或不具有加熱室5的加溼裝置或加溼室6。
[0107]雖然在恆溫箱的上下文中進行了描述， 申請人:的滅菌和加溼設備具有更廣泛的應用，尤其在醫藥領域。滅菌和加溼設備可以用在呼吸加溼器和/或通風器中或用在用於醫藥器械及其類似物的滅菌系統中。
[0108]雖然已經通過描述本發明的實施例對本發明進行了說明，並且雖然已經詳細描述了實施例，但是 申請人:的目的不是用來約束或以任何方式將所附權利要求的範圍限制到這樣的細節。本領域的技術人員熟知附加的優點和修改。因此，本發明在其更廣的方面不限於特定的細節，代表性的裝置和方法，以及所示和所述的說明性實施例。因此，在不脫離 申請人:的總的發明構思的精神和範圍情況下，可以偏離這些細節。
【權利要求】
1.一種滅菌和加溼設備，其包括: i.加熱室，其用於將氣體加熱到第一溫度以對所述氣體進行滅菌； ?.第一過濾器，其用於過濾液體；以及 ii1.加溼室，其適於使所述過濾液體蒸發到所述滅菌氣體中，從而使得所述滅菌氣體冷卻，並且輸出期望溫度的加溼氣體。
2.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，所述加溼室是加溼和冷卻室。
3.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，所述加溼室包括蒸發表面，所述蒸發表面使所述過濾液體與所述滅菌氣體接觸。
4.如權利要求3所述的滅菌和加溼設備，其中，所述蒸發表面為吸液元件的暴露表面，所述吸液元件適於藉助毛細作用將所述過濾液體從源頭吸取到所述加溼室。
5.如權利要求4所述的滅菌和加溼設備，其中，所述吸液元件是所述第一過濾器或形成所述第一過濾器的一部分。
6.如權利要求5所述的滅菌和加溼設備，其中，所述吸液元件是過濾所述液體的多孔材料。
7.如權利要求6所述的滅菌和加溼設備，其中，所述吸液元件的所述多孔材料為具有0.2微米的最大孔徑的多孔陶瓷。
8.如權利要求4所述的滅菌和加溼設備，其中，所述吸液元件適於對所述液體進行滅菌。
9.如權利要求6所述的滅菌和加溼設備，其中，所述吸液元件浸有納米銀。
10.如權利要求4所述的滅菌和加溼設備，其中，所述滅菌和加溼裝置包括用於在所述液體進入到所述吸液元件中之前過濾所述液體的源過濾器。
11.如權利要求10所述的滅菌和加溼設備，其中，所述源過濾器是所述第一過濾器或形成所述第一過濾器的一部分。
12.如權利要求11所述的滅菌和加溼設備，其中，所述源過濾器是過濾所述液體的多孔材料。
13.如權利要求12所述的滅菌和加溼設備，其中，所述源過濾器的所述多孔材料是具有0.2微米的最大孔徑的多孔陶瓷。
14.如權利要求10所述的滅菌和加溼設備，其中，所述源過濾器適於對所述液體進行滅菌。
15.如權利要求14所述的滅菌和加溼設備，其中，所述源過濾器浸有納米銀。
16.如權利要求14所述的滅菌和加溼設備，其中，所述源過濾器包括鍍銀的石英片。
17.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，所述滅菌和加溼裝置包括用於過濾所述氣體的第二過濾器。
18.如權利要求17所述的滅菌和加溼設備，其中，所述第二過濾器包括沿所述氣體的流動依次設置的兩個過濾介質，其中，第一過濾介質為: i.沿氣體的流動設置得比第二過濾介質更上遊；並且 ?.是易於更換的過濾介質。
19.如權利要求18所述的滅菌和加溼設備，其中，所述易於更換的過濾介質是可清洗過濾器。
20.如權利要求18所述的滅菌和加溼設備，其中，所述易於更換的過濾介質是聚丙烯過濾器。
21.如權利要求18所述的滅菌和加溼設備，其中，所述第二過濾器沿氣體的流動設置得比所述加熱室更上遊。
22.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，通過所述滅菌和加溼設備的所述氣體的流動是連續的。
23.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，通過所述滅菌和加溼設備的所述液體的流動是連續的。
24.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，所述第一溫度在180-200攝氏度之間。
25.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，所述加熱室包括加熱元件，所述加熱元件安裝在導電塊狀材料中，使得由於電力供應到所述加熱元件的結果而產生的熱量被傳遞到所述塊狀材料。
26.如權利要求25所述的滅菌和加溼設備，其中，所述塊狀材料構造有增強所述氣體暴露到所述塊狀材料的多個翼片。
27.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，所述氣體為空氣。
28.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，所述液體為水。
29.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，包括被構造成使得所述氣體流經所述滅菌和加溼設備的流動裝置。
30.如權利要求29所述的滅菌和加溼設備，其中，所述流動裝置為風扇或泵。
31.如權利要求29所述的滅菌和加溼設備，其中，所述滅菌和加溼設備包括用於控制所述流動裝置的控制器。
32.如權利要求31所述的滅菌和加溼設備，其中，所述流動裝置為風扇並且所述控制器控制所述風扇的速度。
33.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，所述滅菌和加溼設備包括用於控制所述加熱室的溫度的控制器。
34.如權利要求25所述的滅菌和加溼設備，其中，所述滅菌和加溼設備包括用於控制所述加熱室的溫度的控制器。
35.如權利要求34所述的滅菌和加溼設備，其中，所述控制器控制所述加熱元件的功率。
36.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，所述設備包括旁室，所述旁室為所述滅菌氣體提供通道以便繞過所述加溼室。
37.如權利要求36所述的滅菌和加溼設備，其中，所述設備包括分配調節機構，所述分配調節機構適於調節經過所述加溼室的所述滅菌氣體的比例和經過所述旁室的所述滅菌氣體的比例。
38.如權利要37所述的滅菌和加溼設備，其中，所述分配調節機構包括入口閥，所述入口閥被構造成全部和/或部分阻擋所述加溼室的入口和/或所述旁室的入口。
39.如權利要求37或38所述的滅菌和加溼設備，其中，所述分配調節機構包括出口閥，所述出口閥被構造成全部和/或部分阻擋所述加溼室的出口和/或所述旁室的出口。
40.如權利要求38所述的滅菌和加溼設備，其中，所述分配調節機構包括出口閥，所述出口閥被構造成全部和或部分阻擋所述加溼室的出口和或所述旁室的出口，並且其中，所述入口閥和所述出口閥協調一致地工作。
41.如上述任一項權利要求所述的滅菌和加溼設備，其中，所述滅菌和加溼設備包括一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器用於檢測以下中的一個或多個: i.所述加熱室中氣體的溫度； ?.加熱元件的溫度； ii1.所述加溼氣體的溼度；以及 iv.所述加溼氣體的溫度。
42.如權利要求41所述的滅菌和加溼設備，其中，所述控制器接收來自所述傳感器的輸入，並且控制所述流動裝置和/或所述加熱室以調節所述加溼氣體的溫度和溼度。
43.如權利要求41所述的滅菌和加溼設備，當從屬於權利要求37時，其中，所述控制器接收來自所述傳感器的輸入，並且控制所述分配調節機構以調節所述加溼氣體的溫度和溼度。
44.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備，其中，所述加溼氣體在25-38攝氏度之間。
45.如權利要求1所述的滅菌和加溼設備,所述加溼氣體在30-85%相對溼度之間。
46.一種恆溫箱,其包括: i.如上述任一項權利要求所述的滅菌和加溼設備；以及 ?.佔用室； 其中，所述恆溫箱適於使得所述加溼氣體流入到所述佔用室中。
47.如權利要求46所述的恆溫箱，包括或被構造成連接到一個或多個監測裝置。
48.如權利要求47所述的恆溫箱，其中，所述監測裝置為接有電線的或無線的。
49.如權利要求47所述的恆溫箱，其中，所述監測裝置包括以下中的一個或多個: i.佔用室溫度傳感器； ?.佔用人溫度傳感器；以及 ii1.脈搏傳感器。
50.如權利要求47-49任一項所述的恆溫箱，其中，所述控制器被構造為按照來自所述監測裝置的讀數控制所述滅菌和加溼設備。
51.如權利要求46所述的恆溫箱，包括被構造用於連接一個或多個外部裝置的一個或多個通信埠。
52.如權利要求46所述的恆溫箱，其中，所述佔用室包括入口流動開口，用於允許所述加溼氣體從所述滅菌和加溼設備流入到所述佔用室中。
53.如權利要求52所述的恆溫箱，其中，所述佔用室包括出口流動開口，用於允許所述佔用室內的所述液體流出所述佔用室。
54.如權利要求53所述的恆溫箱，其中，所述佔用室包括彎曲內表面，所述彎曲內表面被構造為促進液體從所述入口流動開口流動到所述出口流動開口。
55.如權利要求46所述的恆溫箱，其中，所述恆溫箱被構造為被人類嬰兒佔用。
56.如權利要求55所述的恆溫箱，其中，所述人類嬰兒為新生兒和/或早產兒。
57.如權利要求46所述的恆溫箱，其中，所述恆溫箱主要由以下的一個或多個製成--聚乙烯；有機玻璃；聚碳酸酯；玻璃纖維；玻璃；增強塑料；碳纖維；鋁；和不鏽鋼。
58.如權利要求46所述的恆溫箱，包括外部顯示器，所述外部顯示器被構造成顯示關於所述恆溫箱的工作或所述恆溫箱的佔用人的狀態的信息。
59.—種恆溫箱,其包括: i.佔用室； ?.第一入口，其用於接收輸入氣體； ii1.第二入口，其用於接收輸入液體；以及 iv.多孔陶瓷過濾器，其用於過濾所述輸入液體； 其中，所述恆溫箱被構造為在所述輸入液體已經經過所述多孔陶瓷過濾器後，將所述輸入液體蒸發到所述輸入氣體中，從而生成加溼氣體，所述加溼氣體被使得進入到所述佔用室中。
60.如權利要求59所述的恆溫箱，其中，所述多孔陶瓷過濾器包括蒸發表面，所述輸入液體從所述蒸發表面蒸發到所述輸入氣體中。
61.一種用於輸出加溼氣體的加溼設備，所述加溼設備包括: i.加溼室，其適於使液體蒸發到輸入氣體中；以及 ?.旁室，其為所述輸入氣體提供通道以繞過所述加溼室， 其中，分配調節機構適於調節經過所述加溼室的所述輸入氣體的比例和經過所述旁室的所述輸入氣體的比例。
62.如權利要求61所述的加溼設備，其中，所述分配調節機構包括入口閥，所述入口閥被構造成全部和/或部分阻擋所述加溼室的入口和/或所述旁室的入口。
63.如權利要求61或62所述的加溼設備，其中，所述分配調節機構包括出口閥，所述出口閥被構造為全部和/或部分阻擋所述加溼室的出口和/或所述旁室的出口。
64.如權利要求62所述的滅菌和加溼設備，其中，所述分配調節機構包括出口閥，所述出口閥被構造為全部和/或部分阻擋所述加溼室的出口和/或所述旁室的出口，並且其中，所述入口閥和所述出口閥協調一致地工作。
【文檔編號】A61M16/16GK104302340SQ201380013330
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年3月1日 優先權日:2012年3月6日
【發明者】雷蒙德·約翰·艾弗裡 申請人:世界科技有限公司