(57)【要約】調整された度合いの加湿（ｍ）で空気が流れるマスク（７）を提供する方法が提供される。該方法は、貯水槽内の水の表面と接触して循環する空気が湿気を帯びるように構成された貯水槽（４）を提供することと、電流を循環させることによって貯水槽内の水を加熱する加熱デバイス（３）を提供することと、加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）を計測することと、基準値（Ｉａｖｃ）に対して該平均強度（Ｉａｖ）を制御することにより、周囲温度（Ｔａ）とは独立した、該空気の加湿（ｍ）の度合いを取得することとを含む。空気流の加湿の度合いを調整する装置、およびそのような調整デバイスを備えた加熱加湿器も、また、提供される。
2008513071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整された度合いの加湿（ｍ）で空気が流れるマスク（７）を提供する方法であって、
貯水槽内の水の表面と接触して循環する空気が湿気を帯びるように構成された貯水槽（４）を提供することと、
電流を循環させることによって該貯水槽内の水を加熱する加熱デバイス（３）を提供することと、
該加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）を計測することと、
基準値（Ｉａｖｃ）に対して該平均強度（Ｉａｖ）を制御することにより、周囲温度（Ｔａ）とは独立した、該空気の加湿（ｍ）の度合いを取得することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記加熱デバイス（３）は、通過する半周期および０にブロックされる半周期を含む整流されたシヌソイド電流を供給され、
該方法はさらに、所与の時間間隔の間に通過する半周期の数を制御することにより、該加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）を調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
加熱デバイス（３）に供給される基準パワー（Ｐｃ）を格納することであって、
該基準パワー（Ｐｃ）はユーザー（２）によって選択されることと、
加熱デバイスのための供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）を計測し、格納することと、
該基準パワー（Ｐｃ）および供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）に基づいて、該加熱デバイスを通過する電流の平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）を計算し、該平均強度の該基準値（Ｉａｖｃ）を格納することと、
該加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）を計測し、かつ、格納することと、
該平均強度（Ｉａｖ）の計測された値と、該平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）とを比較することと、
所与の時間間隔の間に通過する半周期の数を制御することにより、該平均強度の計測値（Ｉａｖ）と平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）との差を減少させることと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
貯水槽（４）に位置する水の表面と接触して循環し、マスク（７）を介してユーザー（２）に送られるように意図される空気の流れの加湿の度合いを調整する装置であって、該装置は、
電流を循環させることによって該水を熱するように動作可能な加熱デバイス（３）と、
該加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）を計測する手段と、
基準値（Ｉａｖｃ）に対して該平均強度（Ｉａｖ）を調整する手段と
を含む、装置。
【請求項５】
前記ライン電圧によって供給された電圧（１０）の整流のための整流デバイス（１１）と、
いくつかの半周期の電圧を０にブロックするように動作可能なブロッキングデバイスと
をさらに含み、
該整流およびブロッキングデバイスは、前記加熱デバイス（３）が、通過する半周期と０にブロックされる半周期とを含む、整流されたシヌソイド電流を供給されるように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
ユーザー（２）が所望の基準パワー（Ｐｃ）を選択可能とする選択手段（１４）と、
前記加熱デバイス（３）の供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）と、加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）とを計測する手段と、
該基準パワー（Ｐｃ）と該供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）とを格納する手段と、
該基準パワー（Ｐｃ）と該供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）とから該加熱デバイスを通過する電流の平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）を計算する手段と、
該平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）と前記計測された平均強度（Ｉａｖ）とを格納する手段と、
該平均強度の測定値（Ｉａｖ）と該基準値（Ｉａｖｃ）を比較する手段と、
該比較デバイスによって制御され、該加熱デバイス（３）のパワー供給に従って作動することにより、前記平均強度の計測値（Ｉａｖ）と基準値（Ｉａｖｃ）との差を減少させるように動作可能な手段と
をさらに含む、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記ライン電圧によって供給される前記電圧（１０）の整流のための整流デバイス（１１）と、
いくつかの前記半周期の電圧を０にブロックするように動作可能なブロッキングデバイスと
を含み、
該整流デバイスとブロッキングデバイスとは、前記加熱デバイス（３）が、通過する半周期と０にブロックされる半周期とを含む整流されたシヌソイド電流を供給され得るように構成されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ブロッキングデバイスは、前記平均強度の計測値（Ｉａｖ）と基準値（Ｉａｖｃ）との差の関数として、所与の時間間隔の間に０にブロックされた半周期の数を制御するように動作可能である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
加熱加湿装置であって、
水を収容するように構成された貯水槽（４）と、
電流を循環させることによって該貯水槽内の水を加熱するように動作可能な加熱デバイス（３）と、
空気の流れが水の表面に接触するように循環し、湿気を含み得るように構成された空気インプットおよびアウトプット（５）と、
空気の流れの加湿の度合いを調整する制御デバイスと
を含む、装置。
【請求項１０】
前記制御デバイスは、
電流を循環させることによって前記水を加熱するように動作可能な加熱デバイス（３）と、
該加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）を計測する手段と、
基準値（Ｉａｖｃ）と比較して該平均強度（Ｉａｖ）を調整する手段と
を含む、請求項９に記載の加熱加湿装置。
【請求項１１】
前記制御デバイスは、
ライン電圧によって供給される電圧（１０）の整流のための整流デバイス（１１）と、
いくつかの半周期の該電圧を０にブロックするように動作可能なブロッキングデバイスと
をさらに含み、
該整流デバイスとブロッキングデバイスとは、前記加熱デバイス（３）が、通過する半周期と０にブロックされる半周期とを含む整流されたシヌソイド電流を供給されるように構成されている、請求項１０に記載の加熱加湿装置。
【請求項１２】
前記ブロッキングデバイスは、前記平均強度の計測値（Ｉａｖ）と基準値（Ｉａｖｃ）との差の関数として、所与の時間間隔の間に、０にブロックされた半周期の数を制御するように動作可能である、請求項１１に記載の加熱加湿装置。
【請求項１３】
前記制御デバイスは、
ユーザー（２）が所望の基準パワー（Ｐｃ）を選択可能とする選択手段（１４）と、
前記加熱デバイス（３）の供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）と、前記加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）とを計測する手段と、
該基準パワー（Ｐｃ）と該供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）とを格納する手段と、
該基準パワー（Ｐｃ）と該ピーク値（Ｕｍａｘ）とから該加熱デバイスを通過する電流の平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）を計算する手段と、
該平均強度の前記基準値（Ｉａｖｃ）と該計測された平均強度（Ｉａｖ）とを格納する手段と、
該平均強度の計測値（Ｉａｖ）と基準値（Ｉａｖｃ）とを比較する手段と、
比較デバイスによって制御され、該加熱デバイス（３）のパワー供給に従って動作することにより、平均強度の計測値（Ｉａｖ）と基準値（Ｉａｖｃ）との差を減少させるように構成された手段と
をさらに含む、請求項１０に記載の加熱加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整された度合いの加湿で空気をマスクに供給する工程、空気流の加湿度の調整デバイス、並びに、そのような調整デバイスを備える加熱加湿器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザーに空気を送る呼吸補助装置のアウトプット側に加湿器を設置することが知られており、それは、ユーザーに供給される空気を加湿し、これによって気道が乾くのを防ぐためである。
【０００３】
可能な空気流量（０から２Ｌ／ｓの間）の全範囲において十分な空気加湿を得るために、加湿器の貯水槽に貯められた空気を加熱することにより、蒸発を促進させ、その結果ユーザーに送られる空気に水分子を移動させることが規定される。
【０００４】
ユーザーの快適性のために、該加湿器は供給される空気の加湿の度合いを制御可能であるべきである。
【０００５】
そのような加熱加湿器の調整システムは、所望の湿度レベル、例えば本質的に一定の湿度レベルを有する空気を供給しようとするものが既に知られている。
【０００６】
最初の公知のシステムは、水温のみを調整することを含んでいる。従って、ユーザーに送られる空気の加湿の程度は、また、空気の温度に左右され、その空気の温度は、特に昼と夜との間に変化し得る。水温の単純な調整では一定の空気加湿レベルを可能とできず、満足できないものということになる。
【０００７】
次の公知のシステムは、一方では水に対する温度プローブを、もう一方では空気に対する温度プローブを使用する。このシステムは、周囲の状況を踏まえるため、より高い性能を有する。しかし、そのような２つのプローブの使用を必要とするシステムは、比較的に費用が高くなり、使用するのはより複雑化し得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（要旨）
いくつかの実施形態によれば、調整された度合いの加湿（ｍ）で空気が流れるマスクを提供する方法が提供される。該方法は、貯水槽内の水の表面と接触して循環する空気が湿気を帯びるように構成された貯水槽を提供することと、電流を循環させることによって貯水槽内の水を加熱する加熱デバイスを提供することと、加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）を計測することと、基準値（Ｉａｖｃ）に対して該平均強度（Ｉａｖ）を制御し、周囲温度（Ｔａ）とは独立した、空気の加湿（ｍ）の度合いを取得することとを含み得る。
【０００９】
いくつかの実施形態において、該加熱デバイスは、通過する半周期と０にブロックされる半周期とを含む整流されたシヌソイド電流を供給され得、通過する電流の平均強度は、所与の時間間隔の間に通過する半周期の数を制御することによって調整され得る。
【００１０】
一実施形態によれば、該方法は、また、
ユーザーによって選択される、加熱デバイスに供給される基準値（Ｐｃ）を格納すること、
加熱デバイスのための供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）を計測し、格納すること、
基準パワー（Ｐｃ）および供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）に基づいて、加熱デバイスを通過する電流の平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）を計算し、該平均強度の該基準値（Ｉａｖｃ）を格納すること、
該加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）を計測し、格納することと、
該平均強度（Ｉａｖ）の計測値と、該平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）とを比較すること、および／あるいは、
所与の時間間隔の間に通過する半周期の数を制御することにより、該平均強度の計測値（Ｉａｖ）と該平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）との差を減少させること
を含み得る。
【００１１】
他の実施形態によれば、提供されるものは、貯水槽に位置する水の水面と接触して循環し、マスクを介してユーザーに送られるように意図される空気流の加湿（ｍ）の度合いを調整するための装置である。該装置は、電流を循環させることによって該水を加熱するように動作可能な加熱デバイスと、該加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）を計測する手段と、基準値（Ｉａｖｃ）に関する該平均強度（Ｉａｖ）を調整する手段とを含み得る。
【００１２】
特定の実施形態によれば、該装置は、また、
ユーザーが所望の基準パワー（Ｐｃ）を選択可能とする選択手段と、
前記加熱デバイスの供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）と、該加熱デバイスを通過する電流の平均強度（Ｉａｖ）とを計測する手段と、
該基準パワー（Ｐｃ）と供給電圧のピーク値（Ｕｍａｘ）とを格納するための手段と、
該供給電圧の基準パワー（Ｐｃ）とピーク値（Ｕｍａｘ）とから該加熱デバイスを通過する電流の平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）を計算する手段と、
該平均強度の基準値（Ｉａｖｃ）と該計測された平均強度（Ｉａｖ）とを格納する方法と、
該平均強度の測定値（Ｉａｖ）と基準値（Ｉａｖｃ）とを比較する手段と、および／あるいは、
該比較デバイスによって制御され、該加熱デバイスのパワー供給に従って動作することにより、該平均強度の計測値（Ｉａｖ）と基準値（Ｉａｖｃ）との差を減少させる手段と
を含み得る。
【００１３】
加えて、いくつかの実施形態によれば、該装置は、また、ライン電圧によって供給される電圧の整流のための整流デバイスと、いくつかの半周期の電圧を０にブロックするように動作可能なブロッキングデバイスを含み得る。該整流およびブロッキングデバイスは、該加熱デバイスが、通過する半周期、および０にブロックされる半周期を含む整流されたシヌソイド電流を供給され得るように構成され得る。
【００１４】
ブロッキングデバイスは、該平均強度の計測値（Ｉａｖ）と基準値（Ｉａｖｃ）との差の関数として、所与の時間間隔の間に０にブロックされる半周期の数を制御するように構成され得る。
【００１５】
さらに他の実施形態によれば、加熱加湿装置は、水を収容するように構成された貯水槽と、電流を循環させることによって貯水槽内の水を加熱するように動作可能な加熱デバイスと、空気流が該水の表面に接触して循環し、湿気を帯び得るように構成された空気インプットおよびアウトプットと、空気流の加湿の度合いを調整する制御デバイスとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（詳細な説明）
加熱加湿器１が図１に示され、該加熱加湿器は、呼吸補助装置（不図示）とユーザー２との間に位置する。例えば、呼吸補助装置は、睡眠時無呼吸の症状の治療のための医療装置であり得、実験室あるいは自宅で使用され得る。
【００１７】
加熱加湿器１は、抵抗と接触している金属プレート３のような加熱素子を含み得る。
【００１８】
抵抗は、絶縁された金属支持体上にスクリーン印刷されたトラック、あるいは金属支持体に接着されたフレキシブルフィルム上の抵抗であり得る。加熱素子は、その伝導部分（抵抗）と、接触可能部分であり得る上面との間の４００Ｖｅｆｆの電気絶縁を確保するように設計されたものであり得る。この抵抗（コイル）のトレースは、加熱加湿器１の貯水槽に接触している金属表面全体に均一に熱伝導が分配されるようなものであり得る。
【００１９】
貯水槽４は、加熱された金属プレート上に配置され得、スプリングシステム（不図示）が該プレートを貯水槽４の底に接触させた状態に保持し、このようにして熱伝導を高めている。
【００２０】
貯水槽４は、呼吸補助装置からの空気が入るインプットと、ライン６に接続されたアウトプットとを備え得、該ライン６の端部にマスク７が接続され得、該マスクユーザー２の鼻、および／あるいは口にはめられるように意図され得る。
【００２１】
加熱加湿器１を構成する異なる要素は、例えばプラスチックといった絶縁材料で作られた封入容器に収容され得、ユーザーによって作動され得る選択および制御装置９を備えている。
【００２２】
呼吸補助装置によって送られてきた空気は、貯水槽４に溜まった水の水面と接して湿気を帯びるように加熱加湿器１を通り抜け得る。加熱加湿器１を抜ける湿気を帯びた空気は、それから、ライン６およびマスク７を介してユーザー２に向けられ得る（図１に示される矢印を参照）。
【００２３】
加熱加湿器は、以下の状態で正常に機能するように意図され得る。
【００２４】
−気圧    ：７００ｈＰａから１０６０ｈＰａ
−温度    ：＋５℃から＋３５℃
−相対湿度：１５％から９５％で結露なし。
【００２５】
使用温度は、ユーザーに運ばれる最高空気温度４１℃と定めている標準規格の必要条件を満たすために３５℃に制限され得る。
【００２６】
供給される空気の所望される加湿を得るために、本明細書は、加熱素子に供給するパワーを制御することを提供し得る。
【００２７】
パワーの調整は、周囲温度が何度であれ、温度プローブの使用を必要とせず、一定の湿度レベルが得られることを可能とすることが以下に明示される。
【００２８】
空気に接触している水面を考慮する場合、加湿器の使用状況下において、空気への水の転送は、ＩｎｃｒｏｐｅｒａおよびＤｅｗｉｔｔの方程式によって記述され得る。
【００２９】
ｍ＝（Ｓ／Ｒｗ）（ｈ／ＣｐＬｅ（１−ｎ））（（Ｐｓ（Ｔｓ）／Ｔｓ）−（Ｐｖ（Ｔａ）／Ｔａ））  方程式１
ここでは、
ｍ＝単位時間（ｇ／ｓ）ごとに転送される水の重さ
ｓ＝水／空気の交換面（ｍ２）
Ｒｗ＝４２５Ｊ／ｋｇ・Ｋ（水に関して一定）
ｈ＝水から空気への熱伝導係数（考慮されるシステムによる）
Ｃｐ＝１００８Ｊ／ｋｇ・Ｋ（水の比熱）
Ｌｅ＝０．８４６（Ｌｅｗｉｓ定数）
ｎ＝３（係数、水の場合に経験的に決定される）
Ｐｓ（Ｔｓ）＝６１１ｅｘｐ（１７．２７×Ｔｓ／（２３７．３＋Ｔｓ））
（温度Ｔｓでの水の飽和蒸気圧）
Ｔｓ＝水の表面温度（℃）
Ｐｖ（Ｔａ）＝Ｐｓ（Ｔａ）×ＨＲ
（周囲の温度および湿度での水の蒸気圧）
Ｔａ＝空気温度（℃）
ＨＲ＝空気の相対湿度（０と１との間）
物質移動に干渉する要素、および物質移動の干渉に対する該要素の効果は以下の通りである。
−空気／水交換の表面Ｓ：
他の全ての条件、特に水と空気の温度が一定だとして、方程式１はｍ＝ｃｔｅ×Ｓと等価である。加湿の度合いは、それゆえに、水／空気交換表面の線形関数である。
−水と空気との温度差異（Ｔｓ−Ｔａ）：
水と空気が同じ温度の場合、空気への水分子の移動が起き（自然対流）、これは空気の湿気の度合いのみに左右される。空気の相対湿度が１００％未満の場合、この移動はゼロではない。
【００３０】
温度が数度上昇するように水を熱すると、より多い移動が生成され、図２に図示されるように、加湿の度合い（移動する水の重さ）は水と空気との温度差に比例する。
【００３１】
図２の曲線は、以下の値を用いる方程式１の計算によって求められ得る（１つの模範予期使用のものに近いパラメータ）
Ｓ＝０．０１ｍ２                    ｈ＝２０
ρ＝１．２ｇ／Ｌ（空気の容積重量）  Ｔａ＝２５℃
ユーザーには、空気湿度の感覚は、水と空気との温度差異の線形関数と考えられることが認識される（相関係数Ｒ＝０．９５２を伴った図２の曲線の線形関数）。
−周囲空気（ＨＲ）の湿度：
図３の曲線は、以下の値を用いて方程式１の計算によって得られた。
【００３２】
Ｓ＝０．０１ｍ２    ｈ＝１０
Ｔａ＝２５℃      Ｔｓ＝２５，３５，５０，６５℃
１０％から９０％まで変化するＨＲ
加湿の度合いｍは周囲空気の相対湿度の線形関数であることが認識される。
−空気流体（Ｖ，Ｌ／ｓで、一定で均一と考慮される）
方程式１は、静的方法で水分子の交換を記述する。しかし、加湿器において、周囲空気が加湿されたばかりの空気と入れ代わり、これによって静的ケースに関して加湿の度合いを増すように貯水槽は空気によって横断される。
【００３３】
熱力学の第１法則によれば、以下が成立する。
【００３４】
Ｐ＝（Ｔｓ−Ｔａ）／Ｒｔｈ                          方程式２
Ｐはシステムに供給されるパワーであり、ＲｔｈはＫ／Ｗで表された、システムの熱抵抗である。
【００３５】
熱抵抗Ｒｔｈは、熱交換システムの寸法（その厚みｅおよび交換面Ｓ）および、例えば材料提示の性質に左右される、熱移動係数のみに左右され得る。この熱抵抗は、従って、システムの固定の特性であり得る。該熱抵抗は、交換面と反比例しているので、Ｒｔｈ＝ｃｔｅ／Ｓと書くことができる。
【００３６】
この理由により、方程式２は以下となり得る。
【００３７】
Ｐ／［（Ｔｓ−Ｔａ）×Ｓ］＝ｃｔｅ                  方程式３
これにより、パワー調整は、定数積（Ｔｓ−Ｔａ）×Ｓが格納されるのを可能とする。
【００３８】
これが意味するものは、所定の交換面にとって、水と空気の温度差は、システムに供給されたパワーの線形関数である。従って、上述のように、加湿の度合いは、本質的にこの温度差に線形な方法に左右され得る。他の全ての条件が一定だとすると、従って以下のように書ける：
【数３】
2008513071.tif 000003
【００３９】
その一方で、一定パワーに対して、例えば貯える液体の量の関数としての貯水槽の変化する断面に起因する交換面のあらゆる変化は、ファクター（Ｔｓ−Ｔａ）の反比例的変化によって自動的に補償され得、該ファクターは、ｍおよびＰに関係する上記定数を変化しないままにしておく。
【００４０】
結果として、パワー調整は、我々が周囲温度Ｔａおよび貯水槽の交換面から影響を受けない加湿の度合いを保障することを可能とし得る。
【００４１】
それにもかかわらず、この加湿の度合いは、周囲湿度ＨＲおよび該装置を横断する空気の流量（加熱素子および貯水槽の熱移動特性は所定のシステムで一定である）に左右され続ける。
【００４２】
ここから、本明細書に従って、システムに対するパワー供給が制御され得る方法を記述する。
【００４３】
一般的原理は、多かれ少なかれ整流されたシヌソイド信号の半周期を通過させることによって、ライン電圧から得たパワーを制御することである。これは、低電圧をより多くの半周期の通過により、逆の場合も同様に補償することによって、全てのあらゆるライン電圧の適合を可能にするという長所を有する。
【００４４】
加熱素子に供給された信号は、図４に図示される。これは、振幅Ａおよび周期Ｔの２重オルターネーションを伴う整流されたシヌソイド信号であり、時間ＸＴと時間ＺＴとの間でキャンセルされる。従ってこのように書ける。
【００４５】
−０とＸＴとの間：１（ｔ）＝Ａｓｉｎ（ω）  ω＝２π／２Ｔ＝π／Ｔ
−ＸＴとＺＴとの間：１（ｔ）＝０
「オルターネーション」という言葉は、シヌソイド信号の半周期、例えば、整流されたシヌソイド信号という意味として使われる。
【００４６】
Ｘは、従って、通過する半周期の数であり、Ｚは全ての（通過した、およびブロックされた）半周期の数である。
【００４７】
加熱素子に供給された電気的パワーは以下である。
【００４８】
【数１】
2008513071.tif 000004
方程式４は、従って、以下のように書ける。
【００４９】
【数２】
2008513071.tif 000005
なぜならｓＲ×Ｉｍａｘ＝Ｕｍａｘだからである。
【００５０】
ピークライン電圧値（Ｕｍａｘ）は一定として、以下のように書ける。
【００５１】
Ｐ＝ｃｔｅ×Ｉａｖ  
原理的制御は、従って、以下となる。基準パワーＰｃは、ユーザーの好みに応じた加熱素子のユーザーによる調整により得られる。Ｉａｖ（Ｉａｖｃ）の基準値は、それから、Ｕｍａｘを知るシステムによって決定され得る。Ｐｃ、Ｉａｖｃ、およびＵｍａｘの値はマイクロコントローラによってデジタル化される。
【００５２】
加熱素子を横断する平均な実電流、Ｉａｖは、加熱素子に直列に取り付けられている簡単な測定抵抗によって測定され得る。マイクロコントローラは、それからＩａｖをＩａｖｃと比較し、Ｉａｖの値が安定し、かつ、Ｉａｖｃと等しくなるように加熱素子を横断する半周期の数を増加しなくてはならないか、あるいは減少させなくてはならないかを決定する。例えば、ＩａｖがＩａｖｃよりも大きい場合、加熱素子を横断する半周期の数は減少させなくてはならない。
【００５３】
さて、図５は、加熱加湿器を模式的に図示しているが、供給および関連する制御の手段も参照される。
【００５４】
加湿器１は、ＩＥＣ  Ｃ８プラグを介して、ライン電圧１０から供給されるよう意図される電子カードを備え得る。特定の電子コードが備えられて加熱加湿器は、全ての利用可能な全てのネットワークに接続されるようになり得る（国によって変わる）。
【００５５】
電子コードのインプット側において、フィルタリング／保護装置、およびライン電圧１０の整流のための装置が提供され得る。
【００５６】
従って、電子カード上の電気的インプットと、電子カードを保護する２Ａの２つのヒューズ１１ｂと、キャパシタによって表されたフィルター１１ｃとの遮断を可能とする、バイポーラスイッチ１１ａが、電磁気の互換性問題を避けるために提供され得、かつ、バリスター１１ｄが、ライン電圧と並列に取り付けられ、ライン電圧から供給されるあらゆる過電圧をシャントするように提供され得る。
【００５７】
ライン電圧１０は、２重オルターネーション整流を受け得、図４に記述されるように、加熱素子の抵抗は電流によって供給されるようにする。整流された電圧は、また、２つのＤＣ電圧Ｖ１およびＶ２の電源１２を作り出すように役立ち得る。そしてバラストトランジスター１２ａ、電圧レファレンス１２ｂ、および調整器１２ｃは提供され得る。
【００５８】
電圧Ｖ２は、加熱素子の制御トランジスター１７の制御１６のために使用され得、かつ、オペレーティング増幅器（下記参照）に供給するために使用され得、一方、電圧Ｖ１はマイクロコンピュータ１３に電源を供給し得る。
【００５９】
加熱素子に供給されたパワーの調整は、加熱加湿器１に収容されたマイクロコンピュータ１３によって実行され得る。
【００６０】
マイクロコンピュータ１３は、ハウジング内に存在し得る。該マイクロコンピュータ１３はフラッシュタイプのＲＯＭメモリ、ＲＡＭ、およびＥＥＰＲＯＭを備え得る。該マイクロコンピュータ１３は、４多重化アナログ経路で統合された１０ビットのアナログ／デジタルコンバーター、統合されたアナログコンパレーター、および内部４ＭＨｚ発振器を備え得る。該マイクロコンピュータ１３は、また、供給電圧ドロップ検出器、およびウォッチドッグを含み得る。
【００６１】
基準パワーＰｃは、電位差計１４によって制御され得、加湿器筐体１の外側からアクセス可能であり、ユーザー２は所望のパワー、すなわち所望のレベルの加湿を選択し得る。電位差計１４は、１から５まで漸次に変化し得る、位置５（カーソルは最大メモリ位置で停止）は最大加熱パワーを供給し、位置１（カーソルは最小メモリ位置で停止）は最大パワーの２０％に等しいパワーを供給し、他の位置は段階に比例したパワーを供給する。加熱なしの加湿器１の使用は、必要ならば、スイッチによる加湿器へのパワー供給の遮断をしなくてはならない。
【００６２】
電位差計１４はＶ１によって電源が供給され得、これは、アナログインプットは決してＶ１よりも大きな電圧にならないことを保障し得る。その値は、マイクロコンピュータ１３のインプットインピーダンスと匹敵するように選択され得る。電位差計１４の信号は、フィルター容量性２１によってあらゆる寄生シグナルから免除され、マイクロコンピュータ１３によって直接デジタル化され得る。
【００６３】
加熱素子の供給電圧（Ｕｍａｘ）は、また、マイクロコンピュータ１３によって計測され得、該マイクロコンピュータ１３は、２重オルターネーション整流からくる電圧によって電源が供給される抵抗ブリッジの中心点で取られたアナログ電圧をデジタル化し得る。抵抗ブリッジは、マイクロコンピュータ１３のアナログインプットに印加される電圧が、ライン電圧１０がそれまで加湿器１に何を供給していたとしても、常時Ｖ１未満になるように設計され得る。
【００６４】
加熱素子を通過する電流（Ｉａｖ）は、小電力抵抗の端子で電圧を計測することによって計測され得る。この抵抗で得られた信号は、最初にキャパシタ１８によってフィルターにかけることにより、寄生シグナルを削除し、それから、ゲインが計算可能なオペレーティング増幅器１９によって増幅され得、その結果、装置のオペレーションモードが何であれ、信号はＶ１未満のままであるようになる。
【００６５】
増幅器のアウトプットは、それから、低遮断周波数で低域通過フィルター２０（抵抗／キャパシタンス）を通過することにより、加熱素子を通過する平均電流値（Ｉａｖ）のイメージであるアナログ信号を回復させ得る。この信号は、最終的に、マイクロコンピュータ１３によってデジタル化され得る。
【００６６】
最終的に、加熱されたプレート３の温度Ｔは、プレート３の下位面の中心に配置されたＣＴＮタイプのサーミスターを使用して計測され得る。このサーミスターは、２つの抵抗を含みＶ１によって供給される直線状ブリッジに含まれ得る。このブリッジからの電圧は、それからマイクロコンピュータ１３によってデジタル化され得る。
【００６７】
加熱素子３は、エンリッチメントＮチャンネルタイプのＭＯＳＦＥＴトランジスター１７によって制御され得る。該加熱素子３は、そのゲートに電圧ＶＧＳが適用される時、電流が加熱抵抗を通過するのを許可し得る。この構成要素の重要性は、通過段階（ＲＤＳｏｎ）に極低い抵抗を表すことである。
【００６８】
最良な抵抗ＲＤＳｏｎを得るために、電圧ＶＧＳは、１０Ｖ未満であるべきではない。従って、マイクロコントローラからのデジタル制御信号は限定され得る。
【００６９】
オペレーティング増幅器は、Ｖ２によって供給されおり、２．９６Ｖの通常通信閾値でコンパレーターとして使用されることにより、マイクロコントローラの信号を、ＭＯＳＦＥＴのｇゲートに印加される最高値Ｖ２を持つ信号に変換する。増幅器の低アウトプットインピーダンスは、また、トランジスターの急速転流時間が得られることを可能とし得る。
【００７０】
修正された安全サーモスタット１５は、加熱抵抗と直列に取り付けられ得る。このサーモスタット１５は、金属プレート３と直接接触し得、温度Ｔが安全値を超えた場合は加熱の中断を許可し得る。サーモスタット１５が起動する時、電子カードは通常通りに機能し続け得るが、抵抗は提供されない。機械的動作のみが、サーモスタットがリセットされることを許可する。
【００７１】
加熱素子に加えて、全ての電子構成要素は、直接プリント回路上に位置し得る。加熱素子は、アッセンブリの単純化を可能とし、かつ、アッセンブリ時間を減らすコネクターによって、電子カードと接続され得る。該カードは、加湿器１の下側のハーフシェルにインストールされ、プラスチッククリップにより保持されるように規定され得る。
【００７２】
さて、制御プログラムが記述され、該制御プログラムの目的は、基準パワーＰｃに等しく、ユーザー２によって制御可能な加熱パワーＰを、ライン電圧１０が何であれ（８５Ｖａｃ〜２６４Ｖａｃ）供給することであり得る。半周期の通過あるいはブロックは、前述のとおり、加熱素子への電源の供給を遮断することが可能な電子制御デバイスによって実施され得る。
【００７３】
プレート３のＰｃ、Ｕｍａｘ、Ｉａｖ、および温度Ｔの値は、アナログ／デジタルコンバーターを介して、マイクロコントローラ１３によってデジタル化され得、これらの値は次にプログラムによって使用され得る。
【００７４】
初めに、マイクロコントローラ１３は、１００のうちの特定の数の半周期が加熱素子を通過することを許可し得る。プログラムは以下のように起こり得る。
【００７５】
ライン電圧の波の周期に関して同期させるために、マイクロコントローラ１３は、整流波のゼロ通過を検出する。ライン電圧は、従って、不意に遮断されない。
【００７６】
マイクロコントローラ１３は、ゼロ通過を待ちながらライン電圧の値Ｕｍａｘを計測し、この値を以前に計測した値に加える。一度ゼロ通過が検出されると、マイクロコントローラ１３は、通過する半周期の数のカウンター（Ｘ）および半周期の合計数のカウンター（Ｚ）をデクリメントする。通過する半周期の数がゼロと等しい場合、そのときは、マイクロコントローラ１３は半周期をブロックする。さもなければマイクロコントローラ１３は、半周期が通過するのを許可する。
【００７７】
マイクロコントローラ１３は、それから、
−加熱素子を通過する電流の値（Ｉａｖ）を計測し、この値を以前計測した値に加え、
−プレート３の温度Ｔも計測し、この値を以前計測した値に加える。
【００７８】
マイクロコントローラ１３は、それから、周期を再開始するためにライン電圧波がゼロ通過に達するまで待ち得る。
【００７９】
半周期の合計数がゼロと等しい場合、マイクロコントローラ１３は、加熱素子を通過している平均電流（Ｉａｖ）を計算し、ライン電圧値Ｕｍａｘを計算し、基準値（Ｐｃ）を取得し、安全電流値を計算し、計測された電流値（Ｉａｖ）を基準値（Ｉａｖｃ）および安全値と比較し、かつ、平均温度値を計算し得る。
【００８０】
Ｉａｖ＜Ｉａｖｃの場合、Ｉａｖに増加が起こり、この目的のために、マイクロコントローラは別のオルターネーションが加熱素子を通過するのを許可し得る。さもなければ、Ｉａｖ＜Ｉａｖｃの場合、マイクロコントローラは１つ少ないオルターネーションが加熱素子を通過するのを許可し得る。
【００８１】
安全電流、あるいは例えば７０℃を超えるように温度Ｔが限界を超える場合、マイクロコントローラは半周期の通過をブロックし得る。さらに、電流が最大許容電流を超える場合、マイクロコントローラは待機ルーチンに配置され得、ウォッチドッグをリフレッシュする以外は何も行い得ない。温度が７０℃を超える場合、マイクロコントローラはルーチンに配置され得、ルーチンは継続的に、温度を計測しウォッチドッグをリフレッシュする。マイクロコントローラが６５℃未満の温度を計測する場合、主要なループを再開する。
【００８２】
要約すると、処理フェーズは以下を含む。
【００８３】
−カウンターのデクレメンテーション（全ての半周期）
−電流計測（全ての半周期）
−プレート温度の計測（全ての半周期）
−平均電流の計算（１００の半周期ごと）
−ピークライン電圧の計算（１００の半周期ごと）
−安全電流の計算（１００の半周期ごと）
−平均電流の計算（１００の半周期ごと）
−基準Ｐｃの計測（１００の半周期ごと）
−変数を更新すること（１００の半周期ごと）
−平均電流と基準電流および安全電流との比較（１００の半周期ごと）
開示された実施形態は詳細に記述されたが、様々な変形、代用、変更が、実施形態の精神と範囲から逸れることなくされ得ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
本発明の他の特徴は以下の変形の記述、添付の図に関してなされた記述から明らかとなる。
【図１】図１は、開示の一実施形態による加熱加湿器の斜視図であり、ユーザーの鼻および口に装着されるマスクと結合したアウトレットラインを含む。
【図２】図２は、水と空気との間の温度差の関数、およびこの曲線の線形近似として、周囲温度２５℃での空気との接触による、計算された水蒸発曲線（ｇ／ｓ）を示す図形表現である。
【図３】図３は、水と空気との間の温度差の異なる値に対する空気の相対湿度の関数として、周囲温度２５℃での空気との接触による水蒸発の計算された発展（ｇ／ｓ）を示す図形表現である。
【図４】図４は、時間の関数として図１の加熱加湿器の加熱素子を通過する電流信号を表す。
【図５】図５は、図１の加熱加湿器の機能を示す図である。
【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５】
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【国際調査報告】
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