(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の陽圧換気の管理に使用される送風機用エンクロージャであって、
送風機に対して送風機チャンバを画定するエンクロージャ基部と、
前記エンクロージャ基部を密封係合するように設けられたエンクロージャ蓋と、
前記エンクロージャ基部の外側に位置しかつ前記送風機チャンバの上流側に設けられた流量計と、を備えるエンクロージャ。
【請求項２】
前記流量計の入口側に設けられた入口コネクタを更に備える、請求項１に記載のエンクロージャ。
【請求項３】
前記入口コネクタは、大気と連通する入口端部を備える、請求項２に記載のエンクロージャ。
【請求項４】
前記入口コネクタは、大気から前記流量計の前記入口側まで実質的に直線状の経路を画定する、請求項２または３に記載のエンクロージャ。
【請求項５】
前記流量計の出口側から前記送風機チャンバに向かう空気経路は実質的に非直線状である、請求項２から４のいずれか１項に記載のエンクロージャ。
【請求項６】
前記流量計の出口側から前記送風機チャンバに向かう空気経路は前記送風機に入る前にそれ自体が折り曲げられていることを特徴とする請求項５に記載のエンクロージャ。
【請求項７】
前記流量計の下流側の領域から前記送風機チャンバまでの前記空気経路は、実質的に閉じられている、請求項５または６に記載のエンクロージャ。
【請求項８】
前記入口コネクタは、前記流量計の前記入口側の下に位置決めされた上向き傾斜部を備える、請求項２から６のいずれか１項に記載のエンクロージャ。
【請求項９】
前記基部と蓋の間に設けられたメインシールを更に備える、請求項１から８のいずれか１項に記載のエンクロージャ。
【請求項１０】
前記メインシールは、
前記蓋を受ける上側溝と、
前記基部を受ける下側溝を有するガスケットと、を備える、請求項９に記載のエンクロージャ。
【請求項１１】
前記メインシールは、流量計金具と一次消音チャンバの間に連通する入口を備える、請求項９または１０に記載のエンクロージャ。
【請求項１２】
前記メインシールは、前記送風機チャンバと外側出口金具の間に連通する出口通路を備える、請求項９から１１のいずれか１項に記載のエンクロージャ。
【請求項１３】
前記出口通路は、実質的に直線状である、請求項１２に記載のエンクロージャ。
【請求項１４】
前記基部は、前記出口通路に連結する補助消音チャンバを備える、請求項１２または１３に記載のエンクロージャ。
【請求項１５】
前記出口通路は、前記送風機チャンバに設けられ、送風機出口金具及び前記送風機出口金具のすぐ下流側の半径が拡大した曲げ易い部分を含む第１の端部を備える、請求項１２から１４のいずれか１項に記載のエンクロージャ。
【請求項１６】
前記蓋の内側部は、前記送風機の上部に設けられた位置決め部材を受ける少なくとも１つの開口部を備える、請求項１から１５のいずれか１項に記載のエンクロージャ。
【請求項１７】
前記位置決め部材は、ばね、及びゴム／シリコーンサスペンションブッシュの少なくとも一方を備える、請求項１６に記載のエンクロージャ。
【請求項１８】
前記メインシールは、単数又は複数の送風機ワイヤの通過のために設けられた複数の穴を含む、前記送風機チャンバに対応する第１の壁面部を画定する、請求項９に記載のエンクロージャ。
【請求項１９】
前記壁面部は、複数のフィンガを備え、隣接する対を成す前記フィンガは共に前記穴の個別のものを画定する、請求項１８に記載のエンクロージャ。
【請求項２０】
前記フィンガのそれぞれの端部は開口しており、前記ワイヤがそれぞれの開口部に到達する前に、前記フィンガの長さに沿ってモータワイヤの摺動挿入を可能にする、請求項１９に記載のエンクロージャ。
【請求項２１】
前記流量計は前記送風機と平行に位置付けられていることを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載のエンクロージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００１年１２月１０日に出願され、全体が参考文献として本願明細書に援用されている米国一部継続出願第１０／３６０，７５７号である。本出願はまた、２００３年６月１０日出願の米国仮特許出願第６０／４７７，０６３号、及び２００３年６月１１日出願の米国仮特許出願第６０／４７７，３５８号の特典を享受するものであり、それぞれ全体を参考文献として本願明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、例えば、閉塞型睡眠時無呼吸症候群（ＯＳＡ）、気腫などの他の呼吸器系疾患及び障害の持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）治療、又は補助換気の応用例に使用される、人間に呼吸可能気体を供給する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＯＳＡのＣＰＡＰ治療、非侵襲陽圧換気（ＮＩＰＰＶ）は、導管及びマスクを使用して、加圧呼吸可能気体、普通は空気を患者の気道に運ぶことである。ＣＰＡＰで使用される気体圧力は、患者の要求に応じて最大１８０Ｌ／分（マスクで測定して）の流速で、例えば４ｃｍＨ２Ｏから２８ｃｍＨ２Ｏの範囲であってもよい。加圧気体は、患者の気道用の空気圧副子として働き、特に呼吸の吸気段階中の気道の崩壊を防ぐ。
【０００４】
普通、患者がＣＰＡＰ中に換気される圧力は、患者の呼吸サイクルの段階によって変化する。例えば、換気装置は、例えば制御アルゴリズムを使用して、２つの圧力、呼吸サイクルの吸気段階中の吸気陽気道圧（ＩＰＡＰ）、及び呼吸サイクルの呼気段階中の呼気陽気道圧（ＥＰＡＰ）を運ぶように予め設定することができる。ＣＰＡＰの理想的なシステムは、吸気段階の早期中に患者に最大圧力支持を与えながら、ＩＰＡＰとＥＰＡＰ圧力を迅速、効率的、かつ静かに切り替えることが可能である。
【０００５】
従来のＣＰＡＰシステムでは、患者への空気供給は、単一の羽根車を有する送風機によって加圧される。羽根車は渦巻き又はハウジングに囲まれており、回転する羽根車によって加圧されながら、その中に流入気体が捕捉される。加圧気体は次第に、渦巻きから離れ、例えば普通は空気運搬管を含む空気運搬経路を介して、患者のマスクまで移動する。
【０００６】
送風機及び羽根車を、理想的なＣＰＡＰシステムに必要な２つの異なる圧力、ＩＰＡＰ及びＥＰＡＰを発生させるように構成することができる２つの一般的な方法が現在ある。第１の方法は、一定の高圧を発生させるようにモータ／羽根車を設定し、その後所要のＩＰＡＰ及びＥＰＡＰ圧力を得るように高圧を調節するダイバータ弁装置を利用する。第１の方法によるＣＰＡＰシステムは、ダイバータを備える単速度二重レベルシステムと呼ばれる。第２の方法は、ＩＰＡＰ及びＥＰＡＰ圧力を直接生成するように羽根車を駆動するモータを加速させる。第２の方法によるＣＰＡＰシステムは、可変速度二重レベルシステムと呼ばれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
可変速度二重レベルＣＰＡＰシステムは、いくつかの特定の欠点がある。第１の欠点は、ＩＰＡＰとＥＰＡＰの間を急速に切り替えるため、羽根車を急速に加速及び減速させなければならないことである。これにより、羽根車、モータ、及び軸受上に過剰の応力が生じる。しかし、羽根車をゆっくり加速させると、圧力上昇は満足のいかないほどゆっくりしており、したがって患者は適当な治療を受けることができない。
【０００８】
モータ及び羽根車の急速な加速及び減速はまた、過剰な熱発生及び望ましくない音響雑音につながる。（ここで使用されているような「望ましくない」音響雑音という用語は、過度に大きい音響雑音、及び音量とは関係なくユーザをいらいらさせる周波数で生じる音響雑音のことを言う。）加えて、構成技術者はしばしば妥協して、所望のピーク圧力を得るために最適圧力及び流れ特徴を犠牲にせざるを得ない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一態様では、大きな信頼性及び少ない音響雑音でより速い圧力上昇時間を提供する可変速度送風機に関する。
【００１０】
本発明の実施形態による送風機は、気体入口と気体出口の間の気体流路と、モータと、羽根車アセンブリとを備える。
【００１１】
羽根車アセンブリは、第１の軸線周りに回転動作するモータに連通するシャフトと、シャフトに結合された、例えば、しっかり固定された第１及び第２の羽根車とを備えることができることが好ましい。羽根車は、両方の羽根車が気体入口と気体出口の間に配置されて、気体入口から気体出口まで流れる気体を協働して加圧するように、気体流路によって互いに流体連通して配置されている。
【００１２】
一実施形態では、羽根車は気体入口と気体出口の間で直列に配置されている。送風機はまたハウジングを備えることができ、ハウジングの一部は第１及び第２の羽根車それぞれの周りに配置されている。特に、ハウジングは第１及び第２の渦巻きを備えることができ、第１の渦巻きは第１の羽根車の周りに気体流を含み、第２の渦巻きは第２の羽根車の周りに気体流を含んでいる。気体入口は第１の渦巻き内に配置することができ、気体出口は第２の渦巻き内に配置することができる。
【００１３】
羽根車は、第１の軸線に沿って互いに垂直に間隔を置くように配置することができる。特に、羽根車は送風機ハウジングの両端部それぞれに配置することができる。
【００１４】
本発明の一実施形態による送風機は、様々な構成を有することができる。一実施形態では、２つの羽根車は同じ方向に回転するように構成されている。別の実施形態では、２つの羽根車は反対方向に回転するように構成されている。
【００１５】
本発明の別の態様は、二重又は単一端送風機で使用される面内移行スクロール渦巻きに関する。面内移行スクロール渦巻きは、加圧空気を回転する羽根車から離れるように次第に案内する。
【００１６】
本発明の別の態様は、空気流を測定するように流量計に与えられた送風機誘導乱流を最小限に抑える方法及び装置を含む。一実施形態では、流量計は送風機の上流側に位置決めされている。
【００１７】
本発明の更なる態様、利点、及び特徴をこの明細書に記載し、以下の試験に関して当業者には部分的に明らかになる、又は本発明の実施によって習得することができる。本出願で開示された発明は、態様、利点、及び特徴のあらゆる特定の組、又は組合せに限らない。記載した態様、利点、及び特徴の様々な組合せは、本出願に開示された発明を作り上げると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態による二重端送風機の斜視図である。
【図２】図１の二重端送風機の一部断面斜視図である。
【図３】本発明による送風機に使用するのに適した面内移行スクロール渦巻きの展開斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による二重端送風機の斜視図である。
【図４Ａ】そこを通る流れを示す、図４の二重端送風機の後部斜視図である。
【図５】図４の二重端送風機の断面斜視図である。
【図６Ａ】扇状縁部を有する羽根車の斜視図である。
【図６Ｂ】扇状縁部を有する羽根車の斜視図である。
【図７】本発明の別の実施形態による二重端送風機の展開斜視図である。
【図７Ａ】図７のモータと輪郭板の間の圧入連結を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａの円形板の代替実施形態を示す断面図である。
【図８】一方側からの図７の二重端送風機の組立斜視図である。
【図９】別の側からの図７の二重端送風機の組立斜視図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による二重端送風機の展開斜視図である。
【図１１Ａ】図１０に示す送風機のケーシング内に嵌合された第１の緩衝スリーブの側面図である。
【図１１Ｂ】図１０に示す送風機のケーシング内に嵌合された第２の緩衝スリーブの側面図である。
【図１２】図１０の固定流案内羽根と輪郭板の間の圧入連結を示す斜視図である。
【図１３】図１０の送風機の組立図である。
【図１３Ａ】本発明の更に別の実施形態による送風機の一部断面図である。
【図１４】本発明による送風機用エンクロージャの展開斜視図である。
【図１５】本発明による送風機用エンクロージャの別の展開斜視図である。
【図１６】図１４のエンクロージャの上部斜視図である。
【図１７】図１４のエンクロージャの組立図である。
【図１８】ゴム製サスペンションブッシュを備えた、本発明による送風機の突起の斜視図である。
【図１９】図１４のエンクロージャのメインシールの上部斜視図である。
【図１９Ａ】図１９の詳細図である。
【図２０】図１４のエンクロージャのエンクロージャベースの上部斜視図である。
【図２１】図１４のエンクロージャのエンクロージャ蓋の底部斜視図である。
【図２２Ａ】図１４のエンクロージャの流量計の斜視図である。
【図２２Ｂ】図１４のエンクロージャの流量計の斜視図である。
【図２３】図１４のエンクロージャの入口コネクタの斜視図である。
【図２４】図１４のエンクロージャ用フィルタリテーナの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
様々な例示的実施形態を以下の図面を参照して説明する。同様の参照記号は同様の特徴を示す。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態による二重端送風機１００の斜視図である。送風機１００は、各端部に配置された羽根車ハウジング、又は渦巻き１１２、１１３を備えた実質的に円筒形の形状をしている。したがって、送風機１００は、図２の切取斜視図でよく分かる、２つの羽根車１１４、１１５を収納する。
【００２１】
図１及び２に示すように、２つの羽根車１１４、１１５は空気経路１１６によって互いに流体連通して配置されている。送風機１００の空気経路１１６は、第１の渦巻き１１２から第２の渦巻き１１３まで延びる配管からなり、空気経路１１６の終端部は単一の一体構造を形成するように、渦巻き１１２、１１３に近接して送風機１００の本体の周りで輪郭付けられ、次第に溶融する。空気経路１１６は、例えば、送風機１００の他の構成部品と一体成形される実質的に剛直な配管からなっていてもよく、又は各渦巻き１１２、１１３で送風機１００に別個に設けられるか又は結合されていてもよい。
【００２２】
送風機１００は、空気又は別の適切な気体が第１の渦巻き１１２内に直接流れるように配置された単一の吸気口１１８を有し、第１の渦巻き１１２の内側の旋回している羽根車１１４によって引き込むことができる。吸気口１１８内に引き込まれると、空気は渦巻き１１２から次第に出て、空気経路１１６内に入る前に、羽根車１１４の動作によって循環及び加圧される。空気経路１１６内では、空気は第２の渦巻き１１３まで進み、そこで流出導管１２０を通して送風機１００から出る前に、第２の渦巻き１１３の羽根車１１５によってさらに循環及び加圧される。送風機１００内の空気経路は、図１の矢印によって示される。図示するように、送風機１００内では、第１の渦巻き１１２からの空気は空気経路１１６の概ね直線状部分に沿って移動し、第２の渦巻き１１３（図１には図示せず）の真上で吸気キャビティを通して第２の渦巻き１１３に入る。
【００２３】
送風機１００は羽根車１１４、１１５が直列ではなく並列に働くように構成されている場合、例えば、それぞれの渦巻き１１２、１１３に１つずつの２つの吸気口１１８を有することができる。このタイプの並列羽根車装置は、高い流量を必要とする低圧ＣＰＡＰに設けられた場合に有利である。
【００２４】
空気経路１１６の構成は、送風機１００の全体の性能に影響を与える可能性がある。普通、幾つかの構成の検討材料が、本発明による送風機に使用される空気経路の構成に影響を与える。第１に、本発明の一実施形態による送風機に使用する空気経路は、最も有利には低い耐流性を与えるように構成されている。というのは、空気経路内の低い耐流性により、送風機内の２つの渦巻き１１２と１１３の間の圧力降下が最小限に抑えられるからである。第２に、本発明の一実施形態による空気経路は、第２の渦巻き１１３に入る空気が羽根車１１５の羽根が形成された方向から入るように構成されている。（以下により詳細に説明するように、本発明による送風機の２つの羽根車は、同じ又は異なる方向に回転するように構成することができる。）第３に、本発明の一実施形態による空気経路は、小型構成に最も有利である。
【００２５】
上記の構成の検討材料は、屈曲部の周りの圧力低下を最小限に抑えるように、長い走査屈曲部を有する空気経路内で具体化することができる。また、屈曲部の後の比較的直線の部分が、気体流が渦巻きに入る前により完全に発達することを可能にするのを助けるので、空気経路中の屈曲部の後に比較的直線の部分を有することも有利である。屈曲部の後の空気経路の直線の部分の適当な長さは例えば、空気経路の直径の約３倍である。比較的直線の部分はまた、軸線方向である第２の渦巻き１１３に流れが入るのを助け、その流れ方向に多くの羽根車が構成されている。追加の流れ形成が望ましい場合、固定子又は他の同様の流れ案内構造物を送風機に加えることができるが、固定子羽根は流れインピーダンス及び圧力降下に関して費用がかかる可能性がある。
【００２６】
上記の３つの主な空気経路構成の検討材料を鑑みて、図１に示す実施形態の空気経路１１６は長い概ね直線状部分を有する。というのは、概ね直線状部分は２つの渦巻き１１２と１１３の間の最も短い可能な経路のうちの１つであるからである。当業者は、空気経路１１６は直線状である必要が全くないことが分かるだろう。
【００２７】
本発明による送風機は、空気経路１１６及び他の構成部品の構成を最適化するように、見本及びこれらの見本内の空気流及び圧力の実験的測定を使用して、手動で構成することができる。別の方法では、計算流体力学コンピュータシミュレーションプログラムを使用することによって、全体的又は部分的のいずれかに構成することができる。様々な計算流体力学プログラムが当業界では知られている。本発明による送風機の構成に特に適した計算流体力学プログラムとしては、例えば、ＦＬＯＷＯＲＫＳ（ＮＩＫＡ ＧｍｂＨ、ドイツ、Ｓｏｔｔｒｕｍ）、ＡＮＳＹＳ／ＦＬＯＴＲＡＮ(Ansys,Inc.、米国ペンシルバニア州、Canonsburg)、及びＣＦＸ(AEA Technology Engineering Software,Inc.米国カルフォルニア州、El Dorado Hills)が挙げられる。このようなシミュレーションプログラムは、シミュレーションした気体流への空気経路構成変化の影響を見る能力をユーザに与える。
【００２８】
２つの渦巻き１１２、１１３及び空気経路１１６の多くの異なるタイプの構成が、本発明による二重端送風機内で可能である。普通、各渦巻きは短時間の間羽根車の周りで気体を保持し、空気経路内に気体が次第に出ることを可能にするように構成されている。空気経路の正確な構造は、渦巻きの構造及び「利き手」、又は各羽根車の周りの空気流の方向を含む多くの要素に左右される可能性がある。
【００２９】
渦巻きの構成はそれ自体の技術である。というのは、不適切に構成された渦巻きは雑音を発生させることがある、又は所望の圧力及び流れ特徴の生成を緩衝することがあるからである。上記の計算流体力学コンピュータプログラムは、渦巻きを構成する際に有用であるが、渦巻き構成に含まれるいくつかの変数は普通、渦巻きが全体的にコンピュータ構成されないようにする。
【００３０】
各渦巻き１１２、１１３内への流れのタイプ及び方向は、羽根車１１４、１１５の性能及び雑音特徴に影響を与える可能性がある。これにより、ベル形の吸気口、丸み付けされた吸気縁部、固定子羽根、又は他の流れ案内／向上構造物を、渦巻き１１２、１１３の何れか又は両方への入口で使用することもできる。しかし、これらのタイプの流れ向上／案内構造物の使用により、耐流れ性を大きくすることもできる。
【００３１】
渦巻き１１２、１１３の１つの共通の問題は、空気経路１１６内への移行が突然すぎることである。渦巻き１１２、１１３と空気経路１１６の間の突然の移行は普通、開口の周りの分岐経路又は「リップ」を残したままにする。羽根車の羽根がこのリップを通過すると、「羽根通過周波数」と呼ばれる雑音が作り出される。本発明による二重端羽根車は例えば、「羽根通過周波数」及び他の雑音の発生を少なくするように構成された渦巻きでの使用に特に適している。例えば、本発明による送風機での使用に適した面内移行スクロール渦巻き３００の斜視図である図３を参照のこと。加えて、渦巻き３００を従来の送風機装置で使用することもできる。図３を参照すると、渦巻き３００は独自のモータ３０２を備えているが、２つの渦巻き内の羽根車を駆動する単一のモータを有する二重端送風機での使用に適応させることができる。図示するように、渦巻き３００は２つの半分の部分３０４、３０６からなっており、それぞれ渦巻き３００の上部及び下部を画定する。渦巻き３０８の吸気口は、上半分３０４の中心に配置されている。２つの半分の部分３０４、３０６は、羽根車で回転する空気からゆっくり「剥がれる」経路を画定する。２つの半分の部分によって画定された経路内には、従来の渦巻きのように急激な「リップ」又は「溝」はなく、それによって「羽根通過周波数」が少なくなるか、完全になくなる。
【００３２】
別の方法では、送風機に設置されたモータの寸法によってあらゆる普通のタイプの渦巻きを使用することができる。別の適切なタイプの渦巻きは、２０００年７月２１日に出願の米国特許出願第０９／６００，７３８号に開示された軸方向渦巻きであり、その内容を全体的に参考文献として本願明細書に援用する。
【００３３】
本発明による二重端送風機の１つの構成の検討材料は、「利き手」又は各羽根車の周りの空気流の方向である。この「利き手」は、羽根車が回転する方向によって決まる、又は羽根車の個別の羽根(blades and vanes)の方向及び構成によって決まることができる。例えば、１つの羽根車を回転させることができる、又は空気を時計方向に駆動するように羽根を方向付け、他の羽根車を回転させることができ、又は空気を反時計回り方向に駆動するように羽根を方向付けることができ、「反対の手側の」二重端送風機につながる。別の方法では、両方の羽根車を同じ方向に駆動することができ、「同じ手側の」二重端送風機につながる。図１の送風機１００は、「反対の手側の」タイプの二重端送風機の一例である。
【００３４】
「同じ手側の」送風機は、２つの羽根車が同一であり、送風機の部品数及び費用を少なくすることができるので有利である。しかし、構成者は、２つの羽根車がそれぞれの渦巻き内の空気流に対して別個に構成及び最適化されている、「同じ手側の」送風機を構成するのを選択することもできることに留意すべきである。
【００３５】
「反対の手側の」送風機により、構成者が羽根車を取り付けたシャフトの長さを短くすることが可能になる。これにより、シャフト自体の安定性を大きくすることができる。というのは、高速で回転する長い片持ち式シャフトへの不平衡に関連する問題を減らすからである。
【００３６】
図４、４Ａ、及び５は、本発明による「同じ手側の」送風機２００を示す。送風機２００はまた、２つの渦巻き２１２、２１３と、空気経路２１６と、吸気口１１８と、空気出口２２０とを有する。しかし、図４、４Ａ、に示すように、空気経路２１６は螺旋形状をしている。すなわち、空気経路２１６は第１の渦巻き２１２から移行し、その後屈曲し、モータ１５０とアーチ形フランジ１６０（図５参照）の間に配置された吸気キャビティと次第に溶融する前に、送風機２００の周面にしたがって下向きに傾斜し、送風機２００内の吸気口として働く。送風機２００を通る空気流は、図４、４Ａの矢印によって示されている。
【００３７】
送風機２００の内部構造が、図５の部分断面斜視図に示されている。送風機１００（図１、２）及び２００（図４、４Ａ、５）の内部配置は、実質的に同様であり、適用される場合に、両方の送風機の構成部品に関して以下に説明する。図５に示すように、二重軸電気モータ１５０が送風機２００の中心に設けられている。１つのモータ１５０だけが示されているが、各羽根車に対して１つずつ２つのモータ１５０を使用することもできる。様々なタイプの既知のブラケット及びマウントを使用して、モータを支持し、送風機２００の内部に固定することができるが、単純化のため、これらは図５には図示しない。
【００３８】
モータ１５０は、羽根車１１４、１１５、２１４の構成及び所望の圧力によって、例えば約３０，０００ＲＰＭまでの速度で回転するように二重シャフト１５２を駆動する。シャフト１５２は、その中心に沿って送風機１００、２００の実質的に全長を横切り、各端部で羽根車１１４、１１５、２１４に固定される。シャフトは、円形、四角形、鍵形、あるいは２つの羽根車１１４、１１５、２１４に電力を送るような形状をしていてもよい。シャフトの直径は、シャフト１５２の長さに沿った直径の目盛で、例えば約３〜５ｍｍであってもよい。例えば、シャフト１５２は、吸気を助けるように吸気口に最も近い端部により小さい直径（例えば、３ｍｍ）を、片持ち式の端部に約４．５ｍｍの直径を有することができる。羽根車１１４、１１５、２１４とシャフト１５２の間の連結が、２つの部品間の締り嵌め、溶接、接着剤、又は止めねじ等の留め具によって作り出すことができる。送風機１００、２００では、シャフト１５２と羽根車１１４、１１５、２１４の間の連結は、垂直に方向付けられた（すなわち、シャフト１５２の軸に沿って方向付けられた）環状フランジ１５４によって、羽根車１１４、１１５、２１４の中心に形成される。図５では、羽根車２１４とシャフトの間の連結は締り嵌めである。
【００３９】
羽根車１１４、１１５、２１４は、実質的に環状の形状をしている。羽根車１１４、１１５、２１４の中心部１５６は、シャフト１５２から羽根１５８まで径方向外側に延びる薄板であり、上向きに沿って、シャフト１５２から羽根１５８に向かって外側に延びると共に、下向きに次第に湾曲している。各羽根車１１４、１１５、２１４の実直径は、単一の羽根車を備える従来の送風機の直径より小さくてもよい。送風機内の速い圧力上昇時間には、直径の４乗として変化する低い回転慣性が必要である。送風機１００、２００の羽根車１１４、１１５、２１４は直径が小さいので、回転慣性が小さく、より速い圧力上昇時間を提供することが可能である。直径に加えて、より低い回転慣性を得るために羽根車１１４、２１４の他の構成パラメータを変更することができる。回転慣性を小さくするための他の技術としては、「ヒトデ形」羽根車を作り出すようにシュラウドを「波形仕上げする」こと、内部回転子モータを使用すること、及びより薄い壁面部に成形することができる液晶ポリマーなどの材料を使用することが挙げられ、それによって羽根車の羽根を空洞にする、又はリブによって補強することができる。羽根車の波形仕上げはまた、有利には羽根車の重量の減少につながり、それで上昇時間がより速くなることが可能である。また、図６Ａ及び６Ｂ（エアロフォイル羽根２５８及び波形縁部２５９を備えるヒトデ形羽根車２１４）を参照のこと。液晶ポリマー羽根車の羽根は、０．３ｍｍしかない壁面部を有することができる。
【００４０】
本発明の実施形態では、羽根車１１４、１１５、２１４は普通、例えば約４０〜５０ｍｍ、例えば４２．５ｍｍ又は４５ｍｍの外径を有する。羽根車１１４、１１５、２１４の内径は、例えば約１８〜２５ｍｍであってもよい。羽根の高さは、例えば６〜１０ｍｍの範囲であってもよいが、羽根車の羽根１５８の応力はより背の高い羽根で大きくなる。普通、羽根１５８の背が高い場合、羽根車の直径は小さくなる可能性がある。羽根車の羽根１５８自体は、ＮＡＣＡ６５１２、ＮＡＳＡ６６−２２１、及びＮＡＳＡ６６−０１０などの標準的な寸法のエアロフォイルであってもよい。羽根１５８がエアロフォイルである場合、様々な迎え角で優れた揚力を作り出すエアロフォイル輪郭を選択することが有利である。羽根車１１４、１１５、２１４は、モータと協働して、送風機１００、２００が１８０Ｌ／分で約２５ｃｍＨ２Ｏ、及び１５０Ｌ／分で約３０ｃｍＨ２Ｏのマスクで圧力を生成することができるように、好ましくは構成及び／又は選択される。空気経路１１６が送風機１００、２００からマスクまで圧力降下を引き起こしたならば、羽根車１１４、１１５、２１４は１５０Ｌ／分で約４６ｃｍＨ２Ｏ、及び１８０Ｌ／分で４３ｃｍＨ２Ｏを生成することが可能であることが好ましい。
【００４１】
第１の渦巻き１１２、２１２の上部が開口して、吸気口１１８を形成する。吸気口１１８では、送風機１００、２００の上表面１２０が内側にアーチ形に湾曲して、羽根車１１４、２１４の上部にリップ１２２を形成する。羽根車の中心部１５６の上向きに反った形状、及び上表面１２０のリップ１２２が第１の渦巻き１１２、２１２の内側の送風機容量に対する流入空気を制約し、動作中の空気漏れを防ぐのを助ける。アーチ形の上表面１２０に類似するアーチ形フランジ１６０が、送風機２００のより低い内部表面から延びて、第２の渦巻き２１３の上部を形成する。輪郭付けられた底板１６２、２６２は、各送風機１００、２００の第２の渦巻き１１３、２１３の底部を形成する。送風機１００の底板１６２は中心に穴を有し、空気経路１１６が入ることが可能であり、送風機２００の底板２６２は穴がない。上記のとおり、アーチ形フランジ１６０は送風機２００の第２の渦巻き２１３への吸気口として働く。送風機２００では、固定子羽根及び追加の流れ成形構成部品を、流入空気を分配するのを助けるようにモータ１５０とアーチ形フランジ１６０の間のキャビティに追加することができ、それによって優先的に一方側ではなく、全ての側から第２の渦巻き２１３に入る。
【００４２】
図１、２、４Ａ、及び５から明らかなように、本発明による送風機は多くの複雑な輪郭付けされた表面を有することができる。このような輪郭は、アーチ形の上表面１２０及びアーチ形フランジ１６０の場合と同様に、気体流を案内し、気体の漏れを防ぐように使用されている。漏れのない特徴は、送風機１００、２００を通って流れる気体が高濃度の酸素ガスを有する場合に特に有利である。高濃度の酸素が使用される場合、気体の漏れは安全性の障害を引き起こすことがある。また、あらゆる安全性の問題とは別に、漏れている気体により望ましくない雑音が発生し、送風機の性能を低下させることがある。
【００４３】
本発明による実施形態の送風機内に存在する複雑な輪郭付けされた表面の数により、特に適切な焼流し鋳造などの製造方法を作り出される。焼流し鋳造は、多くの隠された再飛散特徴を備える単一部品を作り出すことができ、他の製造方法は同等の機能を得るために構成を多くの部品に分割する必要がある。しかし、多数の部品は普通は望ましくなく、気体の漏れの潜在的可能性を最小限に抑えるため、部品の数は最小に保持するのが最もよく、部品間の継手の数も最小に保持するのが最もよい。
【００４４】
また、本発明による送風機に対するいくつかの材料の検討材料がある。焼流し鋳造には金属が普通は使用されるが、特に酸化に弱い金属もあり、医療等級の酸素ガスを本発明による送風機で使用することがあるのでこれは問題である。送風機１００、２００に特に適切な材料の１つはアルミニウムである。スチールは高濃度の酸素に対する露出で錆びることがあり、アルミニウムは迅速に酸化し、酸化物が金属上に不浸透性シールを形成する。どの金属又は他の材料が使用されても、材料は高い熱伝導性を有し、空気経路から熱を引き出すことが可能であって、酸素のあらゆる熱に関連する点火を防ぐことは普通は有利である。
【００４５】
アルミニウムの使用は多くの利点を有しており、送風機の動作中に「鳴り響く」又は共鳴する傾向がある。したがって、アルミニウム構成部品の振動の強度を小さくするように、制動材料をアルミニウム送風機に設けることができる。
【００４６】
送風機１００、２００では、電気モータ１５０は、所望のＩＰＡＰ及びＥＰＡＰ圧力を得るように、可変毒素で駆動することができる。送風機の二重端（すなわち、２段）構成は、２つの圧力を得るために横切るモータ速度の範囲が小さくなることを意味する。モータ速度のより狭い範囲により、同様の原動力及び駆動特徴を有する単段送風機によって提供されるものより圧力反応時間が早くなる。加えて、速度のより狭い変化が回転しているシステム構成部品により小さい応力を加えて、その結果、より小さな音響雑音での信頼性が大きくなる。
【００４７】
送風機１００、２００の性能は、２つの羽根車／渦巻きの組合せ、２つの渦巻き１１２、１１３、２１２、２１３の間の空気経路１１６、２１６のマイナス圧力／流れ曲線の組み合わされた性能に実質的に等しい。当業界でよく知られている様々な理由により、送風機１００、２００の実際の性能は、特定の送風機１００、２００の瞬間流量、及びいくつかの要因によって左右される。より高い流量では、空気経路１１６、２１６内の圧力降下は普通、より顕著である。
【００４８】
本発明による二重端送風機を、従来の送風機と同じ方法でＣＰＡＰ装置内に配置することができる。送風機は普通、振動を少なくするように、ばね、又は別の緩衝構造上に取り付けられている。
【００４９】
[別の実施形態]
本発明の別の実施形態が、本発明による二重端送風機４００の展開斜視図である図７に示されている。展開図の中心に配置されたモータ及び固定子羽根部４０２は、この実施形態ではアルミニウムから焼流し鋳造されるが、他の製造方法も可能であり、以下に説明する。優れた熱導体としてのアルミニウムは、モータを加速及び減速することによって発生される熱の分散を簡単にする。シャフト４０４の各端部４０４Ａ、４０４Ｂが図７に示されているが、モータ巻線、軸受、及びカバーは図示されていない。原動力コード４０６は、モータ及び固定子羽根部４０２から突起している。モータ及び固定子羽根部４０２はその上部に、上側渦巻き４０８の底部を含んでいる。
【００５０】
図７に示す構成の変更形態として、モータ及び固定子羽根部４０２を、上側渦巻き４０８の底部とは別に作ることができる。２つの構成部品が別個に作られる場合、焼流れ鋳造は必要ない。例えば、モータ本体は金型鋳造することができ、上側渦巻き４０８の底部は射出成形することができる。
【００５１】
シャフト４０４が通過するための穴４１２が中に設けられている円形板４１０が、ボルト又は他の留め具によってモータ及び固定子羽根部４０２に固定されている。羽根車４１４は円形板の上にある。羽根車４１４は、回転慣性を小さくするように周面に沿って波形仕上げされており、「ヒトデ形」の外観を与える（また、図６Ａ、６Ｂ参照のこと）。図７Ａにより詳細に示すように、輪郭付けられた板は、環状表面４１３と垂直に延びる側部４１１を有する。別の実施形態では、図７Ｂに略図的に示すように、側部４１１Ａは環状表面から次第に延びている。側部４１１Ａを次第に延ばすことにより、垂直な側部４１１Ａに関して、羽根車４１４によって作り出された空気流が簡単になり、それで雑音の抑制の助けとなる。穴４１２は図７Ｂでは、一定の半径である。一実施形態では、穴４１２は細くなる、又は非一定の断面の直径を有することがある。
【００５２】
再び図７を参照すると、上側エンドキャップ４１６が羽根車４１４上に固定されており、上側渦巻きの上部を提供する。この実施形態の上側及び下側渦巻きは、図３に示す面内移行スクロール渦巻き３００の種類のうちである。上側エンドキャップ４１６の中心の開口部４１８は、送風機４００の吸気口として働く。
【００５３】
送風機４００の下端部では、輪郭付けられた板４２０が下側渦巻きの上部を形成する。図７Ａにより詳細に示すように、モータ及び固定子羽根部４０２は、締り嵌めリセス４６４を介して輪郭付けられた板４２０に連結することができる足部４６２を備えることができる。モータ４０２及び輪郭付けられた板はまた、代わりに、又は加えて、例えば、接着剤、ねじ等により連結することができる、あるいはモータ４０２及び輪郭付けられた板４２０は単一の片として鋳造することができる。
【００５４】
輪郭付けられた板４２０の上部は持ち上げられ、穴４２２に向かって下向きにアーチ形に湾曲している。上に説明するように、輪郭付けられた板４２０は空気流を形成し、単一の方向から優先的にではなく、全ての側から羽根車キャビティに確実に入るのを助ける。輪郭付けられた板４２０の下では、下側羽根車４１４が下側エンドキャップ４２８に近接して回転する。２つのエンドキャップ４１６、４２８は、（例えば、アルミニウム又はマグネシウム合金から）金型鋳造することができる、又は適当な金属から射出成形することができる。
【００５５】
上側及び下側渦巻き内の空気経路の外側壁面は基本的に、緩衝スリーブ４３８、４４０によって規定されている。緩衝スリーブは、左側部ケーシング４２４及び右側部ケーシング４２６に挿入される。左側部ケーシング４２４は、送風機４００に空気出口４４２を提供する。左側部ケーシング４２４及び右側部ケーシング４２６は、例えばボルト又は他の取外し可能な留め具で互いに固定されている。側部ケーシング４２４、４２６の上表面には、送風機４００をＣＰＡＰ装置内側のばねに取り付けることが可能な突起４３４、４３６を有する四角形フランジ４３０、４３２がある。図７では、突起４３４、４３６は異なる寸法及び形状を有するが、図８及び９では、突起４３４は同じ形状をしている。突起４３４、４３６は、送風機４００が上に取り付けられるばねの性状及び配置によって、示した形状、又はあらゆる他の形状の何れかをしていてもよいことが分かるだろう。
【００５６】
一実施形態では、緩衝スリーブ４３８、４４０は、例えば左側部ケーシング４２４及び右側部ケーシング４２６の内部輪郭にそれぞれ合うように射出成形されたゴム又は発泡ゴム構成部品である。一実施例では、緩衝スリーブ４３８、４４０は、急速原シリコーン金型から形成された４０ショア硬度ポリウレタンである。別の方法では、緩衝スリーブ４３８、４４０はシリコーン、又はモータによって発生する高温で安定している別のエラストマーであってもよい。緩衝スリーブ４３８、４４０は、送風機４００内で、（ｉ）上側及び下側渦巻き内の空気経路（の一部）を画定すること、（ｉｉ）他の構成部品間のシールを提供すること、及び（ｉｉｉ）他の部品の振動を緩衝することの３つの主な目的を果たす。
【００５７】
図８は、一方側からの送風機４００の組立斜視図である。左側部ケーシング４２４と右側部ケーシング４２６の間の継目４４４と同様に、組み立てられた空気出口４４２が図８に示されている。図８に示すように、フランジ４４６、４４８は、各側部ケーシング４２４、４２６の縁部から横方向に突起し、継目４４４を形成するように当接する。図９に示すように、２つの側部ケーシング４２４、４２６は、右側部ケーシング４２６に設けられたフランジ４４６を通って、左側部ケーシング４２４のフランジ４４８内に設けられたねじ切り穴内に通過するボルト４５２によって互いに固定される。さらに、動力コード４０６は密封されたオリフィス４５０（図９参照）を通して組み立てられた送風機から出る。
【００５８】
送風機４００はいくつかの利点を有する。第１に、焼流し鋳造は送風機４００を製造するのに必要なく、それによって送風機の費用が少なくなる。加えて、送風機４００の構成部品はより少ない隠された複雑な部品を有するので、鋳物は容易に検査及び洗浄することができる。最後に、送風機４００は他の実施形態より組み立てるのが容易である。というのは、構成部品は、２つの側部ケーシング４２４、４２６を使用して互いに加締められ、これは簡単な留め具で行うことができるからである。
【００５９】
[別の実施形態]
本発明の別の実施形態が、本発明による二重端送風機５００の展開斜視図である図１０に示されている。展開図の中心に配置されたモータ５０２は、この実施形態ではアルミニウムから焼流し鋳造されているが、他の製造方法も可能であり、以下に説明する。優れた熱導体としてのアルミニウムは、モータを加速及び減速することによって発生される熱の分散を簡単にする。適切なモータの例が、例えば、２００３年３月７日出願の米国仮特許出願第６０／４５２，７５６号に記載されており、全体を参照として本明細書に援用する。シャフト５０４は、羽根車５１４、５１５を機能的に連結することができる２つの端部（１つの端部５０４Ｂのみが図１０に示されているが、図７の端部４０４Ａを参照）を有する。原動力コード５０６は、モータ５０２から突起し、緩衝スリーブ５４０内のリセス５５０（また、図１１Ａを参照）を通して送風機５００から出る。緩衝スリーブ５３８は、空気流の漏れを最小限に抑える又は防ぎ、動力コード／モータ連結部に伝達される動力コード上の引張力の危険性を少なくするように、実質的に対応する突起５５２（図１１Ｂを参照）を備えている。図１１Ａ及び１１Ｂに示す一実施形態では、突起５５２は、さらに空気流の漏れを最小限に抑えるように、リセス５５０内でリブ５５６と実質的に結合するリブ５５４を備える。また、一実施形態では、原動力コード内のワイヤはシリコンゴム被覆ワイヤであり（大きな可撓性及び雑音抑制が可能になる）。
【００６０】
モータ５０２は、エアフォイル形状をしている、固定流れ案内羽根５６０を備えている。羽根５６０は、緩衝スリーブ５３８、５４０によって画定される螺旋状空気経路を通して羽根５６０まで到達する空気流の方向を径方向から接線方向に、すなわち穴５２２に向かって変更することが可能である。図１２により詳細に示すように、モータ５０２を、羽根５６０のいくつか用の輪郭付けられた板５２０内で圧入リセス５６４を介して輪郭付けられた板５２０に連結することができる。モータ５０２を輪郭付けられた板５２０に連結させる他の方法（例えば、ねじ又は接着剤）を使用することもできる。
【００６１】
一実施形態では、モータ５０２は上部に上側渦巻きの部分５０８を含んでいる。図１０に示す構成の変更形態として、モータ５０２は上側渦巻きの部分５０８とは別に作ることもできる。２つの構成部品が別々に作られる場合、モータ本体は、例えば、金型鋳造することができ、上側渦巻きの部分５０８は、例えば、射出成形することができる。
【００６２】
シャフト５０４の通過のために穴（図示せず、図７の穴４１２を参照）が中に設けられた円形板５１０が、ボルト又は他のファスナによってモータ５０２に固定されている。
【００６３】
シャフト５０４の端部に連結された羽根車５１４、５１５は、回転慣性を小さくするように周面に沿って波形仕上げされて、「ヒトデ」形の外観を与える。
【００６４】
上側エンドキャップ５１６は羽根車５１４の上に固定され、上側渦巻きの上部を提供する。上側エンドキャップ５１６の中心の開口部５１８は、送風機５００の吸気口として働く。
【００６５】
図１０の送風機５００の下端部では、輪郭付けられた板５２０が下側渦巻きの上部を形成する。輪郭付けられた板５２０の底部は、穴５２２に向かって上向きにアーチ形に湾曲している。輪郭付けられた板５２０の底部の一部はリブ状になっている。輪郭付けられた板５２０の下では、羽根車５１５が、２つの突起５３７を備える下側エンドキャップ５２８に近接して回転する。２つのエンドキャップ５１６、５２８は、（例えば、アルミニウム又はマグネシウム合金から）金型鋳造することができる、又は適当な金属から射出成形することができる。
【００６６】
側部ケーシング５２４は、送風機５００用の空気出口５４２を画定する。側部ケーシング５２４、５２６は、ボルト又は他の取外し可能な留め具で互いに固定されている。側部ケーシング５２４、５２６の上表面には、送風機５００をＣＰＡＰ装置内側のばねに取り付けることが可能な突起５３４、５３６がある。突起５３４、５３６は、送風機５００が上に取り付けられるばねの性状及び配置によって、あらゆる形状をしていてもよいことが分かるだろう。
【００６７】
二重端送風機５００は、２つの緩衝スリーブ５３８、５４０を備えている。緩衝スリーブ５３８、５４０は、例えば側部ケーシング５２４、５２６の内部輪郭にそれぞれ合うように射出成形されたゴム又は発泡ゴム構成部品である。一実施例では、緩衝スリーブ５３８、５４０は、急速原シリコーン金型から形成されている。別の方法では、緩衝スリーブ５３８、５４０は例えばシリコーン、又はモータによって発生する温度で安定している別のエラストマーであってもよい。
【００６８】
図１０、１１Ａ、１１Ｂから明らかなように、緩衝スリーブ５３８、５４０の組合せは、スリーブの間に位置決めされた構成部品（例えば、モータ５０２）と共に、螺旋状空気経路／導管を画定する。緩衝スリーブ５４０によって画定された螺旋状導管の部分は、空気流の方向に小さくなる断面積を有する。
【００６９】
図１３は、送風機５００の組立斜視図である（図１０に対して１８０度回転させた）。
【００７０】
運転時、送風機５００は羽根車５１４の回転により開口部（外側入口）５１８で空気を取り入れる。空気は、緩衝スリーブ５３８、５４０によって画定された螺旋状導管を通して、到達する空気流の速度ベクトルを基本的な接線方向から基本的な径方向に、すなわち内側入口５２２に向かって実質的に変更する、固定流れ案内羽根５６０まで運ばれる。羽根車５１５の回転はその後、穴（内側出口）５２２を通して到達する空気を（下側エンドキャップ５２８と輪郭付けられた板５２０の間の空間によって基本的に画定された）第２の空気経路を介して外側空気出口５４２まで運ぶ。
【００７１】
図１３Ａは、本発明の別の実施形態による送風機７００の部分断面図を示す。送風機７００は、それぞれ第１段及び第２段羽根車７０８、７１０に連結する１対の対向するシャフト７０４、７０６を有するモータ７０２を備えている。モータ７０２は、シャフト７０６の通過を可能にするように、第２段端部７１４に開口部を含む内側ケーシング７１２によって支持されている。蓋７１６は、ケーシング７１２の第１段端部に設けられており、シャフト７０４の通過に対応する開口部を備えている。
【００７２】
外側ケーシング７１８は、１つ又は複数の支持部材７２０により内側ケーシング７１２を支持するように設けられており、支持部材のうちの２つが図１３Ａに示されている。内側及び外側ケーシングは、単片鋳造又は成形動作で作ることができる。内側及び外側ケーシング７１２、７１８は、加圧気体の第１段から第２段までの通過に適応された経路を画定する、間隙Ｇによって互いに間隔を置いて配置されている。間隙Ｇは、内側及び外側ケーシングの隣接する側壁部の間の実質的に環状のチャンバによって画定されている。経路はまた、内側及び外側ケーシングの底壁面の間に形成されている。
【００７３】
経路の寸法は、十分な量及び流れの気体が第１段から第２段まで通過することが可能になるような大きさをしている。経路は内側ケーシング７１２の周面全体の周りに形成されているので、間隙の寸法を最小限に抑えることができ、さらに十分な量及び流れが可能になる。これにより、送風機の全体の寸法を最小限に抑えることが可能になる。加えて、経路は内側ケーシング７１２に沿って気体が流れるときに、モータの冷却を可能にする。
【００７４】
性能を良くするため、内側及び／又は外側ケーシングは、気体が第１段から第２段まで流れるときに、より直線的な流れを作り出し、乱流を少なくするように、１つ又は複数の邪魔板又は羽根を備えることができる。邪魔板は、シャフト７０４、７０６に実質的に平行に走る支持部材７２０の延長部として設けることができる。実際、支持部材７２０は、流れる気体の経路を直線にする及び／又は乱流を最小限に抑える邪魔効果を与えることができる。このような邪魔板はまた、キャップ７２２の内側表面に設けることができ、この場合、第１段の羽根車７０８によって径方向外側に案内される気体は、内側及び外側ケーシング７１２、７１８の側壁面の間の経路に入る前に、少なくとも部分的に直線的にすることができる。
【００７５】
運転時、気体、例えば、空気は、矢印によって示すように送風機７００を通して案内される。より詳細には、気体はキャップ７２２内に設けられた開口部を通して第１段の羽根車７０８に向かって引き込まれる。第１段の羽根車７０８は空気を半径方向外側に押し、それによって空気はキャップ７２２のドーム形内側表面に沿った経路に進む。空気はその後、内側ケーシング７１２と外側ケーシング７１８の間に設けられた間隙Ｇに沿って進み、支持部材７２０を迂回する。空気は開口部７１４を通して、第２段の羽根車７１０に向かって進む。第２段の羽根車は、空気を径方向外側に導管７２６の入口７２４内に押し、それによって空気運搬導管（図示せず）を介して患者のインターフェース（例えば、マスク）まで運ぶように、現在の加圧気体が出口７２８に案内される。
【００７６】
上記によると、優れた音響性能が多段送風機によって得られる。音は普通はＲＰＭに比例し、所与の圧力／流れの多段送風機は比較的低いＲＰＭを有する。したがって、例えば発泡体などの使用により、追加の音緩衝を行う必要はない。
【００７７】
多数の渦巻きを結合させることによって、高流量及び低流量の両方で、優れた圧力特徴が得られる。多数の渦巻きは、小型寸法及び比較的低い段階圧力損失の利点を有する。さらに、渦巻きの間の結合経路の形状は独自の利点を有する。例えば、困難な方向変化をなくす助けとなるように、結合経路は螺旋状に作られている。結合経路は小さな断面積（例えば、図１１Ａ参照）を提供することができ、ここで結合経路は第２段に近づく。この構造はまた、第２段の羽根車の羽根を均一に充填するのを助け、効率を良くし、提案された流れ／圧力を得るのに必要な羽根車速度を下げる効果を有する。これはまた、雑音を減らす助けとなる。
【００７８】
同じ寸法／形状を有する第１段及び第２段の羽根車の使用は、組立を簡単にし、異なる部品の数を少なくするのに有利である。また、同様の又は同じ形状の羽根車の使用により、モータ軸受上に均一な磨耗を備える平衡を保ったモータシャフトが可能である。同様又は同一の羽根車の使用により、同じビート周波数雑音も可能になる。さらに、モータの同じ側に配置された両方の羽根車を有する代わりに、モータの各端部に羽根車を有する対称性によって均衡が得られる。
【００７９】
空気経路内でのアルミニウムの使用は、熱を分散するのを助け、したがってモータ寿命／信頼性が大きくなる。緩衝及び密封のためにゴムを、剛性及び質量のためにアルミニウムを使用することにより、構成の柔軟性が可能になる。
【００８０】
[送風機エンクロージャ]
図１４〜１７は、送風機５００がエンクロージャ７００内に配置された実施形態を示している。送風機５００は、６つの突起５３４、５３６、５３７全ての上に設けられたばね７０２（突起５３７の上に設けられたばねだけが示されている）の上にエンクロージャ内で取り付けられている。ばねは、振動及び雑音を減らすのを助ける。別の実施形態では、サスペンションブッシュ（例えば、ゴム製サスペンションブッシュ）が、振動及び雑音を少なくするように、ばね７０２の変わりに突起の上に設けられている。突起７０３の上に設けられたゴム製サスペンションブッシュ７０３．１の例が、図１８に示されている。
【００８１】
エンクロージャ７００は、メインシール７２０を備えている。また、図１９を参照のこと。メインシール７２０の出口７２２は、送風機５００の出口５４２に連結されており、ばねクリップ７２４でしっかり締め付けられている（出口５４２が図１０に示されている）。メインシール７２０は、ねじ７３２を使用して連結された、エンクロージャ基部７１０とエンクロージャ蓋７３０の間に位置決めされている。一実施形態では、エンクロージャ基部７１０及びエンクロージャ蓋７３０は、金属、例えばアルミニウムでできている。例えば、エンクロージャ基部７１０及びエンクロージャ蓋７３０は、金型鋳造アルミニウムで作られている。アルミニウムの利点の１つは、酸素が多い環境でさえも、優れた耐腐食／燃焼性を有することである。アルミニウムは移動に耐えるのに十分な質量を有し、したがって送風機の稼動によって発生する騒音を減衰させるように働く。しかし、アルミニウムが共鳴し、それによって共鳴騒音が発生した場合、その共鳴騒音はメインシール７２０、例えば、シリコーンガスケットを使用することによって減衰する／取り除くことができる。シール７２０はまた、所望の漏れのない密封を達成するように、エンクロージャのアルミニウムケーシング部でよく機能する。この実施形態では、２つのアルミニウム鋳造部の間のシールの漏れのない結合を得るのに必要な力を加えるのに、（ねじを使用する）３つの保持点しか必要ない。
【００８２】
一実施形態では、メインシール７２０はゴム、例えばシリコーンゴムでできている。ゴムで構成されたメインシールは、エンクロージャ基部７１０及びエンクロージャ蓋７３０の振動によって生成される可能性のある雑音を減らすのを助けることができる。メインシール７２０は、複数の送風機ワイヤ７２０．１がそこを通過するのを可能にする。例えば、シールは図１９Ａに示すように、弾力性及び可撓性がある複数のフィンガ７２０．２を含む。隣接する対のフィンガ７２０．２は、ワイヤ７２０．１の断面形状に対応するように、開口部、例えば円形の穴を画定する。メインシール７２０はまた、送風機出口との位置合わせ及び結合を簡単にするように、比較的より薄い及び／又はより可撓性のある部分７２０．３を含む。図示した実施形態では、シールガスケットは、送風機原動力及び制御リードを形成する８本のワイヤの通過を可能にする開口部を含む。普通に束ねられたワイヤは、所望の密封を達成するため、圧縮シリコーンガスケットと協働するように簡単には適合しない。エンクロージャからのワイヤの出発点は、エンクロージャのシールを傷つけないように構成されている。この実施形態では、８つの開口部がシールガスケットに形成されており、それぞれモータワイヤの１つを受けるようになっている。各開口部は、シリコーンガスケットの上部までつながるＶ溝で交差された円形オリフィスの形をしている。Ｖ溝は、ワイヤを円形オリフィス内に容易に配置させることを簡単にする。エンクロージャの組立の際、各ワイヤは配置された円形オリフィス内に配置され、シールは２つのアルミニウム鋳造部の間に位置決めされる。ねじが締め付けられた場合に加えられる力により、シリコーンは、各円形オリフィスの空間及び各ワイヤの周りを充填し、それによって密封が達成される。
【００８３】
加えて、メインシール７２０は漏れを最小限に抑えるのを助ける。エンクロージャ基部７１０の個別の代表図である図２０、及びエンクロージャ蓋７３０の個別の代表図である図２１も参照のこと。図２０に示すように、基部７１０は送風機チャンバ７１０．１、及び消音チャンバ７１０．２を備えている。基部７１０は、加圧気体が出口７２２から直線部７２２．１を通過するときに雑音を消音するように、第２の拡張又は消音チャンバ７１０．２を備える。蓋７３０は経路形成部材７３０．１を含み、それによって流入空気が消音チャンバ７１０．１から送風機チャンバ７１０．２まで移動することが可能になる。図１５及び１６の方向矢印を参照のこと。
【００８４】
得られる構造物は、完全に密封された、すなわち、送風機出口から生じる流れ、特に大量の流れの正確な測定が可能になる、既知の特徴付けられた空気経路だけを有するエンクロージャである。これに対して、特徴付けられていない空気経路、又は漏れは望ましくない結果をもたらす。
Ａ．あらゆる不正確な流れ信号の処理による不適当な流れ発生器性能。不適当な流れ発生器性能は、患者の治療を損なうことがある。制御回路は、フィルタリングした流れ信号を修正して、例えば送風機出口又は患者のインターフェースの呼吸回路の特定の地点での流れを評価する。修正された流れ信号は、治療アルゴリズム、又は流れ発生器、障害診断システムなどの他のシステムによって使用され、制御回路はそれにしたがって応答する。送風機内で実現された修正流れ信号を使用できる流れ発生器障害診断システムの一例が、ＲｅｓＭｅｄから市販されている。制御回路の性能は、下流側の流れとの既知の関係を維持する信号を与える流量センサに依存している。既知の関係は適用可能ではない、又はあまり正確ではなく、エンクロージャシールが損なわれる。したがって、修正された流れ信号は、エンクロージャの漏れの発生が予測不可能でる場合に大きさが正確ではない、あるいは制御回路によって不正確であるとして認識することができない。したがって、送風機の上流側の流量センサを配置するシステムの性能を最大限にするため、流れ発生器内の意図しない漏れの発生の可能性をなくすことが好ましい。
Ｂ．密封されたエンクロージャは、エンクロージャを通って流れる呼吸可能気体の汚染を防ぐ。
Ｃ．密封されたエンクロージャは、呼吸可能気体が空気経路から逃げるのを防ぐ。これは、酸素及び他の治療気体が流れ発生器を通る流れに加えられる場合に特に望ましい。
Ｄ．密封されたエンクロージャは、エンクロージャの雑音減衰特徴の効果を最大限にする。
【００８５】
送風機出口に連結されたシリコーン通路は、シールと一体成形されていることが好ましい。この構成は、剛性出口管が２つ以上の分離可能な部品でできている場合に、密封ガスケットがそうでなければ囲まれた剛性出口管の周りに適切に嵌合するのに必要である形状及び精度の度合を保証する、又は密封を達成する必要がないということである。
【００８６】
流量計７４０は、メインシール７２０に密封連結されている。また、流量計の個別の代表例の図２２Ａ及び２２Ｂを参照のこと。一実施例では、流量計は０〜２００ＬＰＭの範囲、好ましくは１５０〜１８０ＬＰＭの範囲で空気流を測定するように構成されている。別の実施形態では、流量計は１００％の酸素流でさえも安全であるように構成されている。図１４〜１７から明らかなように、流量計は送風機入口の上流側に位置決めすることができる。下流側の代わりに上流側に流量計を位置決めすることは、流量計に供給される空気中の送風機誘導乱流を少なくする／最小限に抑えるので、空気流測定の精度を良くするのに有用である可能性がある。これによりその後、制御アルゴリズムに改良した信号を提供し、この信号は有用な信号を提供するのに乱流又は雑音の複雑なフィルタリングを必要としない。
【００８７】
入口コネクタ７５０は、流量計７４０に密封連結されている。入口コネクタは、吸気口が流れ発生器の外側から供給されることを保証する。また、入口コネクタの個別の代表例である図２３を参照のこと。一実施形態では、入口コネクタはプラスチック及び／又はゴム、例えばシリコーンゴムでできている。入口コネクタ７５０は、フィルタリテーナ７５５に位置を提供する。図２４を参照のこと。フィルタリテーナ７５５は、入口コネクタ７５０の開口７５２に密封して挿入することができ、フィルタを受けるように働く。例えば、フィルタリテーナは、組立の際に入口コネクタ７５０の溝７５０．１内に受けられるフランジ７５５．１を備えている。図示した実施形態によると、フィルタリテーナ７５５はフィルタを配置する唯一の正確な方法をユーザに便利及び安全に提供するように非対称的に構成することができる。さらに、フィルタリテーナ７５５は入口コネクタ７５０が垂れ下がるのを防ぐ。フィルタリテーナ７５５はまた、フィルタが入口コネクタ７５０に吸引されるのを防ぐ１つ又は複数のクロスバー７５５．２を備えている。フィルタリテーナ７５５はまた、入口キャップを弾力性のあるアームで受けるように１対の受入開口部７５５．３を備えている。
【００８８】
また、入口コネクタ７５０は、送風機に到達することが可能な水のバリアを提供する。第１に、フィルタリテーナ７５５及びフィルタカバー（図示せず）と組み合わせて、エンクロージャの入口に水バリアを形成する。第２に、エンクロージャを水平に位置決めして、入口コネクタ（図１７参照）の上向き傾斜７５３は、さらにシステム内に移動するように、入口コネクタ７５０内にこぼれている水の障害物を提供する。
【００８９】
さらに、入口コネクタ７５０は流量計７４０への比較的直線的な空気流を与え、そうでなければ制御アルゴリズムに有用な信号を提供する前にフィルタリングする必要がある乱流及び「雑音」の発生を少なくするのを助ける。さらに、さらに構成選択肢を開く、流量計７４０の下流側に直線経路を維持する必要がない。
【００９０】
図示した実施形態は、流量センサを実質的に送風機と実質的に平行に配置することによって、このような構成の自由を利用する。この構成により、流量センサの長さ追加配置をなくし、送風機出口で乱流減少直線経路に連結しながら、流れ発生器の大気から空気への入口と流量センサ入口の間の所望の直線的な（すなわち、乱流を最小限に抑える）経路が可能になるので、流れ発生器の全長が短くなる。この構成は、送風機チャンバの前に配置された消音チャンバ内への隅部（すなわち、典型的な乱流誘導操作）の周りの空気移動を有する。そこから、空気は送風機チャンバに入り、その後送風機入口に入る。送風機出口から発生する乱流空気は、シリコーン経路を通して流れ発生器出口への短い距離を移動する。流れ発生器の大気から空気への入口を流量センサ入口に連結させる直線構成部品は、流量センサ出口の後の乱流の発達を防ぐこととは関係ないので、送風機に対してあらゆる位置に便利に配置することができる。さらに、残りの送風機誘導乱流をなくすように、流れ信号フィルタリングを行う必要が防止される。
【００９１】
記載した実施形態はそれぞれ、維持のために簡単に組立及び分解することができる比較的少ない自動位置合わせ構成部品を有するモジュラー構造を提供する。アルミニウムケーシング部の内側は、送風機サスペンションばねあるいは代用シリコーンサスペンションブッシュなどの内部構成部品の位置決め及び保持を簡単にするように位置決め特性バケツを含む。
【００９２】
別の特性は、安全な方法に関する。モータ軸受磨耗が所定の限界に達すると、その後のシャフト移動がシャフト取付羽根を位置決めして、モータ内部回路盤の上又はそこから突起するものを切断し、それによってモータを停止させる（実質的に動力の損失により）。これに影響を与えるのに必要なシャフト移動の量は、シャフト取付羽根車を渦巻き壁面に接触させるのに必要な移動の量よりいくらか少ない。このように、羽根車／渦巻き壁面の擦り取り又は衝突の前のシステム停止は、構成部品の何れか又は両方の劣化につながり、空気経路を汚染する粒子、又は特に酸素が多い環境（すなわち、酸素が呼吸気体に加えられている場合）に点火を起こす摩擦を生じる。
【００９３】
本発明を例示的な実施形態により説明したが、本願明細書で使用した用語は限定のための用語ではなく、説明の用語であることを理解されたい。より広範囲の態様で本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、変更を行うことができる。本発明を特定の実施形態を参照して本明細書では説明したが、本発明は開示した詳細に限定されるものではないことを理解されたい。本発明は、全ての適当な相当構造、使用、及び機構に亘る。
【符号の説明】
【００９４】
１００  送風機、１１２  渦巻き、１１３  渦巻き、１１４  羽根車、１１５  羽根車、１１６  空気経路、１１８  吸気口、１２０  流出導管、上表面、１２２  リップ、１５０  モータ、１５２  二重シャフト、１５４  フランジ、１５６  中心部、１５８  羽根、１６０  フランジ、１６２  底板、２００  送風機、２１２  渦巻き、２１３  渦巻き、２１４  羽根車、２１６  空気経路、２２０  空気出口、２５８  羽根、２５９  縁部、２６２  底板、３００  渦巻き、３０２  モータ、３０４  半分、３０６  半分、３０８  渦巻き、４００  送風機、４０２  羽根部、４０４  シャフト、４０６  原動力コード、４０８  渦巻き、４１０  円形板、４１１  側部、４１１Ａ  側部、４１１Ｂ  側部、４１２  穴、４１３  環状表面、４１４  羽根車、４１６  上側エンドキャップ、４２０  板、４２４  左側部ケーシング、４２６  右側部ケーシング、４３０  フランジ、４３２  フランジ、４３４  突起、４３６  突起、４３８  緩衝スリーブ、４４０  緩衝スリーブ、４４２  空気出口、４４４  継目、４４６  フランジ、４４８  フランジ、４６２  足部、４６４  締り嵌めリセス、５００  送風機、５０２  モータ、５０４  シャフト、５０４Ｂ  端部、５０６  原動力コード、５０８  部分、５１４  羽根車、５１５  羽根車、５１６  エンドキャップ、５２０  板、５３４  突起、５３６  突起、５３７  突起、５３８  緩衝スリーブ、５４０  緩衝スリーブ、５５０  リセス、５５２  突起、５５４  リブ、５５６  リブ、５６０  羽根、５６４  圧入リセス、７００  送風機，エンクロージャ、７０２  モータ、７０３  突起、７０３．１  サスペンションブッシュ、７０４  シャフト、７０６  シャフト、７０８  羽根車、７１０  羽根車、７１０．１  送風機チャンバ、７１０．２  消音チャンバ、７１２  ケーシング、７１４  端部、７１６  蓋、７１８  ケーシング、７２０  支持部材，シール、７２０．１  ワイヤ、７２０．２  フィンガ、７２０．３  部分、７２２  キャップ，出口、７２２．１  直線部
７２４  入口、７２６  導管、７２８  出口、７３０  蓋、７３０．１  経路形成部材、７４０  流量計、７５０  入口コネクタ、７５０．１  溝、７５２  開口、７５３  上向き傾斜、７５５  フィルタリテーナ、７５５．１  フランジ、７５５．２  クロスバー、７５５．３  受入開口部、Ｇ  間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１９Ａ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図１３Ａ】
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