專利名稱：尤其用于加濕和液體加熱的電熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電加熱器，尤其涉及用于加熱液體的集成電加熱器。更特別地，本發(fā)明涉及用于加熱容器內(nèi)的液體的模內(nèi)加熱器。電加熱器可以用在一定范圍的裝置中，例如包括加濕裝置、電水壺、其它液體加熱容器以及鼓風(fēng)機等。加熱器可以用在呼吸加濕裝置中。
背景技術(shù)：
為了減少患者呼吸道的干燥和隨之而來的患者的不適以及相關(guān)的并發(fā)癥，呼吸設(shè)備一般具有改變可呼吸氣體的濕度的裝置。使用放置在正空氣壓力(PAP)裝置和患者面罩之間的加濕器可以產(chǎn)生加濕氣體，加濕氣體使得鼻粘膜的干燥最小化并且增加患者呼吸道的舒適感。已經(jīng)提出了許多加濕器類型，包括與呼吸設(shè)備一體的加濕器或被配置為聯(lián)結(jié)到呼吸設(shè)備的加濕器。也已經(jīng)提出了獨立的加濕器。雖然被動加濕器能夠提供一些緩解，但是通常需要加熱加濕器以給氣體提供足夠的濕度和溫度，以使得患者舒適。典型地，加濕器包括具有幾百毫升容量的水槽；用于加熱槽中的水的加熱元件；能夠改變濕度水平的控制器；接收來自PAP裝置的氣體的氣體入口；以及適于連接到氣體導(dǎo)管上的氣體出口，所述氣體導(dǎo)管將經(jīng)加濕的加壓可呼吸氣流輸送到患者的面罩中。
—般地，加濕器槽被直接連接到加濕器控制基座或系統(tǒng)基座上或
支架上，這便于PAP裝置與加濕器的正確組裝。通常地，加濕器控制基座或
者系統(tǒng)基座或者支架包括加熱板，加熱板與加濕器槽的基座接觸以便于加熱加濕器槽內(nèi)的水。圖1描述了現(xiàn)有技術(shù)的加濕器裝置10，其具有包括加熱板18的控制基座16。水槽12包括空氣入口 20、空氣出口 22和導(dǎo)熱槽基座14，并適于安放在控制基座16的加熱板18上。基座系統(tǒng)典型地包括彈簧加載式加熱板18，水槽12連接到彈簧加載式加熱板18上。彈簧加載式加熱板18確保了與水槽12的槽基座14的良好熱接觸，盡管在加熱板18和水槽12之間發(fā)生了一些熱損耗。例如，F(xiàn)isher&Paykel HC200 系統(tǒng)和Respironics RemStar 加熱式加濕器具有彈簧加載式加熱板。然而，這樣的彈簧加載式加熱板會對水槽的插入 提供摩擦力，這可能使得對于一些使用者特別是老人或者虛弱的使用者來說難以安裝水槽。水槽12中的水經(jīng)由加熱板18和水槽12的槽基座14之間的熱傳導(dǎo)來加熱。槽基座14一般由鋁或者不銹鋼形成。槽基座14通常形成為水槽12的分離部件并且例如使用粘合劑或者模壓巻邊(stamped rolled edge)而密封地聯(lián)結(jié)到水槽的上部。例如，見申請人的WO2007/019626 Al，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。這就導(dǎo)致在加濕器的制造期間需要組裝多個部件并且增大了裝置的尺寸和重量。此外，組裝的結(jié)構(gòu)增大了被密封的部件之間滲漏的風(fēng)險。其它形式的加熱器是公知的，但是目前為止很少或幾乎沒有用在商業(yè)上使用的呼吸加濕器中。 一個例子是申請人的WO2007/101298 Al中所述的感應(yīng)加熱器，上述申請文件的全部內(nèi)容通過引用合并于此。柔性層式加熱器也是公知的并且已經(jīng)用在一定范圍的應(yīng)用中，包括防霧鏡、電視熒光屏、攝影機和移動電話以及電熱毯加熱器。例如，包括諸如碳油墨或銀油墨的導(dǎo)電性和電阻性油墨的印刷厚膜加熱元件已經(jīng)得到了利用。圖2示出了印刷厚膜加熱元件28的大體結(jié)構(gòu)，印刷厚膜加熱元件28包括帶有印刷在其上的導(dǎo)電性和電阻性油墨層34的第一膜襯底層30和第二膜32。兩層膜30、 32用壓敏粘合劑層壓在一起并將油墨層34夾入中間。膜典型地是諸如聚酯或聚酰亞胺的熱塑性或熱固性的聚合物?？梢詫⑦@種柔性層式加熱器連接到所需的 表面上以提供所需的加熱功能。許多產(chǎn)品設(shè)置有貼到它們的表面上的標簽。標簽一般用于給產(chǎn)品 提供裝飾圖案、打烙印、構(gòu)造、用法說明、警告和其它的此類圖解材料。存 在許多不同形式的產(chǎn)品標簽和技術(shù)以用于將這樣的標簽貼到物體上。模內(nèi)貼 標是一種用于將標簽貼到模制對象物的表面上的方法，其中所述標簽被貼到 模制對象物的壁內(nèi)。模內(nèi)貼標用于吹塑模制或注塑模制的產(chǎn)品，如玩具和用 于清潔產(chǎn)品、機油、飲料等的容器等。使用公知的印刷技術(shù)諸如苯胺印刷術(shù)、 膠版印刷、絲網(wǎng)印刷或者熱印刷將標簽印刷到膜上。美國專利
6551671 (Nishizawa等人)描述了用于模內(nèi)貼標的處理。圖3圖示了模內(nèi)標簽35的大體結(jié)構(gòu)，其中圖片38印刷在膜36上。 將己形成的印刷膜36、 38放置并保持在敞口式模具內(nèi)，且膜36的表面鄰近 模具。將模具閉合，并且將諸如塑料聚合物的熱模制樹脂40擠壓或注入到模 具中以形成帶有整體模制標簽的所需對象物造型。膜36通常由聚丙烯和聚乙 二醇構(gòu)成，包括便于在模制對象物的壁內(nèi)連接印刷膜的熱激活粘合劑。傳統(tǒng)加濕器具有的缺點是需要組裝許多不同的部件并增加了重 量。組裝不同的部件并且使用加熱板和帶有導(dǎo)電基板的槽增加了漏水的風(fēng)險。 本發(fā)明試圖處理這些缺點中的一個或多個或者至少提供合理的可供選擇的辦 法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方案涉及一種提供安全和有效加熱的加熱元件。本 發(fā)明的另一方案提供了一種在制造期間被模制在容器內(nèi)的加熱元件。本發(fā)明 的又一方案涉及一種模內(nèi)加熱元件，其包括具有印刷在至少一個表面上的導(dǎo) 電油墨的聚合物膜。在另一方案中，導(dǎo)電油墨為碳油墨和/或銀油墨。在又一 方案中，聚合物膜為聚酯、聚酰亞胺、聚碳酸酯或聚丙烯。本發(fā)明的另一方案涉及一種加熱元件，其包括具有印刷在至少一 個表面上的導(dǎo)電油墨的聚合物膜，其中聚合物膜被模制在模制對象物的至少一個表面中。在另外的方案中，加熱元件包括緊固到導(dǎo)電油墨上以提供電力 和/或控制信號的電接插件。在又一方案中，加熱元件包括傳感器，諸如用于 控制加熱元件的溫度的溫度傳感器。又一方案包括熱熔絲以提供保護系統(tǒng)來 防止加熱元件過熱。本發(fā)明的另一方案涉及一種用于制造包括模內(nèi)加熱元件的對象物 的方法。在又一方案中，對象物通過注塑形成。在可選的方案中，對象物通 過擠塑形成。本發(fā)明的另一個方案涉及一種用于制造包括模內(nèi)加熱元件的加濕
器的方法。在又一方案中，加濕器具有減少數(shù)量的部件和/或具有簡單的組裝 過程。本發(fā)明的又一方案涉及包括由模內(nèi)加熱元件形成的加熱器的呼吸 加濕器。本發(fā)明再一方案涉及一種具有簡單電連接器的電加熱器。根據(jù)本發(fā)明的一個示范實施例，加熱元件包括第一聚合物膜，該 第一聚合物膜具有設(shè)置在一表面上的導(dǎo)電電路。第一聚合物膜是電絕緣的并 且被模制在模制對象物的至少一個表面中。根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例，制造模內(nèi)加熱元件的方法包括i) 將導(dǎo)電電路設(shè)置在第一聚合物膜的第一表面上；ii)將包括導(dǎo)電電路的第一聚 合物膜放置在模具中，使得第一聚合物膜的與第一表面相對的第二表面鄰近 模具；以及iii)插入模制樹脂以形成預(yù)定的模制造型，使得第一聚合物膜被結(jié) 合在模制造型的至少一個表面內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的又一示范實施例，加濕器包括槽，其被配置為容 納供水；以及加熱器，其包括第一聚合物膜，該第一聚合物膜具有設(shè)置在一 表面上的導(dǎo)電電路。第一聚合物膜是電絕緣的，槽由模制樹脂形成，并且加 熱器被至少部分地模制在樹脂內(nèi)。
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根據(jù)本發(fā)明的又一示范實施例，對加壓可呼吸氣流進行加濕的方 法，包括使加壓可呼吸氣流通過容納在槽中的供水，其中槽由模制樹脂形成 并且加熱器被至少部分地模制在樹脂內(nèi)，其中該加熱器包括在第一表面上具 有導(dǎo)電電路的第一聚合物膜。根據(jù)本發(fā)明的再一示范實施例，模制對象物包括加熱元件，上述 加熱元件包括在一表面上具有導(dǎo)電電路的第一聚合物膜。第一聚合物膜被模 制在模制對象物的至少一個表面中。控制系統(tǒng)被配置為控制加熱元件的溫度。通過結(jié)合附圖的下列詳細描述，本發(fā)明的其它方案、特征和有益 效果將變得清晰，所述附圖為本公開的一部分并且以示例的方式示出了本發(fā) 明的原理。


將結(jié)合附圖對本發(fā)明的示范實施例進行描述，其中圖1示意地圖示了現(xiàn)有技術(shù)的加濕器裝置；圖2示意地圖示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的厚膜碳加熱器；圖3示意地圖示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的模內(nèi)標簽；圖4a示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的模內(nèi)厚膜碳加熱
祖
器；圖4b示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的模內(nèi)厚膜碳加熱
器；圖4c示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的模內(nèi)厚膜碳加熱
器；圖4d示意地圖示了具有平行帶的導(dǎo)電油墨圖案的示范實施例；
圖4e示意地圖示了具有單個連續(xù)電路的導(dǎo)電油墨圖案的示范實施
例；圖4f示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的加熱元件；
圖4g示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的加熱元件；
圖4h示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的加熱元件；
圖4i示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的加熱元件； [Q038]圖4j示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的加熱元件；
圖4k示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的加熱元件；圖5a示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的加濕器；
圖5b示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的加濕器；
圖5c示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的加濕器；
圖5d示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的加濕器；
圖6a-6e示意地圖示了本發(fā)明的示范的電連接器的實施例；
圖7a示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的為電連接器提供接
入到模制于加濕器中的加熱元件的結(jié)構(gòu)；圖7b示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的為電連接器提供接
入到模制于加濕器中的加熱元件的結(jié)構(gòu)；圖8根據(jù)本發(fā)明的示范實施例示意地圖示了加熱元件連接器的結(jié)
構(gòu)；圖9a示意地圖示了用于模制加熱元件連接器與供電單元的配合布 置的示范實施例；圖9b示意地圖示了通過圖9a的配合布置的A-A的橫截面；
圖10示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另 一示范實施例的電接插件的設(shè)
計；圖11示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的加熱元件和控 制電路；圖12示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的加熱元件和控 制電路；圖13示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的加熱元件和控 制電路；圖14和15示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的用在加 濕器槽中的加熱元件和控制電路；圖16和17示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的用在加 濕器槽中的加熱元件和控制電路；圖18示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的用在加濕器槽 中的加熱元件和控制電路；圖19示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的用在加濕器槽 中的加熱元件和控制電路；
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圖20示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的用在加濕器槽 中的加熱元件和控制電路；圖21示意地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一示范實施例的用在加濕器槽 中的加熱元件和控制電路。
具體實施例方式
加熱元件第一實施例圖4a圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法所形成的模內(nèi)加熱元件41的大體 結(jié)構(gòu)。將諸如碳油墨或銀油墨的導(dǎo)電油墨44印刷在膜42的表面上。然后將 結(jié)合后的印刷膜和加熱元件72放置在一敞口模具內(nèi)，膜42鄰接模具。將模 具閉合，并且將模制樹脂46注入或擠壓到閉合的模具中以形成所需對象物。 產(chǎn)生的模制對象物使印刷膜加熱元件72模制在對象物的壁內(nèi)。在一個實施例中，膜42是熱塑性的或熱固性的聚合物材料，諸如 提供了良好的導(dǎo)熱性及電絕緣特性和對印刷油墨的機械保護的聚酯、聚酰亞 胺、聚碳酸酯、聚丙烯或其它聚合物。膜足夠厚以對印刷油墨提供穩(wěn)定的膜， 同時還能提供足夠的熱傳遞。膜可以具有0.01mm到lmm之間的厚度，例如 在(X05mm到0=5mm之間的厚度。
加熱元件第二實施例在圖4b中所示的另一示范實施例中，第二膜43可以用于將導(dǎo)電 油墨44夾住(sandwich)以在導(dǎo)電油墨44和模制樹脂46之間提供保護層。 第二膜43也可以由熱塑性或熱固性的聚合物材料構(gòu)成。類似于膜42，第二 膜43可以是電絕緣的?？蛇x地，如下面更詳細地描述的，第二膜43可以是 電阻性的或者導(dǎo)電性的。
加熱元件第三實施例在如圖4c所示的另一示范實施例中，將第二保護油墨層45印刷 在導(dǎo)電油墨44上以提供保護層。
導(dǎo)電油墨可以是碳油墨或銀油墨或任何其它合適的導(dǎo)電油墨。通
常導(dǎo)電油墨被印刷成厚度為大約5pm到4(^m，例如10|im到25pm。然而，
更大或更小的導(dǎo)電油墨的厚度也認為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一個示范實施 例中，利用絲網(wǎng)印刷方法來將導(dǎo)電油墨印刷在膜上。然而，需要注意的是， 也可以利用其它印刷方法，例如刻蝕法。導(dǎo)電油墨的圖案影響電路中熱和電阻的分布?？梢哉{(diào)節(jié)涂覆到膜 上的導(dǎo)電油墨的圖案以提供不同的功率密度。導(dǎo)電油墨圖案的厚度、寬度、 長度和材料特性(電阻率/導(dǎo)電率)確定了電路中的電阻。較厚或較寬的油墨 圖案具有的電阻低于較薄或窄的油墨圖案具有的電阻，然而電阻隨著導(dǎo)電油 墨圖案的長度的增加而增加。
加熱元件第四實施例在一個示范實施例中，設(shè)計油墨圖案以提供給定的電阻，從而允 許特定的電壓作用在電路上。例如，導(dǎo)電油墨可以涂覆成一系列平行帶，例 如在平行帶的周邊處用垂直帶相聯(lián)接，或者油墨可以涂覆為單一連續(xù)電路。圖4d圖示了具有一系列相聯(lián)接的平行帶的油墨圖案。箭頭表示對 電路末端進行的電連接。應(yīng)該理解的是，這僅是一個示例，而其它油墨圖案 也被認為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。導(dǎo)電油墨電路可以包括諸如碳油墨和銀油墨的導(dǎo)電油墨的組合以 在加熱元件內(nèi)提供不同的電阻特性。與銀油墨相比，碳油墨具有更高的電阻。 例如，如圖4d所示，碳油墨47可以用來形成所述一系列平行帶，而銀油墨 49可以用來在碳油墨帶47的周邊聯(lián)接碳油墨帶47。
加熱元件第五實施例圖4e圖示了具有單一連續(xù)電路的油墨圖案。如圖4d所示，箭頭 表示對電路末端進行的電連接。同樣可以理解的是，這只是連續(xù)電路的一個 示例，而其它油墨連續(xù)圖案也被認為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
加熱元件第六實施例
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在又一示范實施例中，導(dǎo)電油墨電路也可以包括諸如金屬帶的其 它導(dǎo)電元部件，以聯(lián)接一系列導(dǎo)電油墨帶或用于電連接。圖4f示出了加熱元
件72，其包括上面印刷有導(dǎo)電油墨44的第一層膜42a和覆蓋第一層膜42a 上的油墨44的金屬層70。第二膜42b被層壓以保持金屬層70?？梢允褂萌?何導(dǎo)電金屬或合金，例如銅、金和鎳鉻合金，或任何其它導(dǎo)電金屬。
加熱元件第七實施例盡管關(guān)于導(dǎo)電油墨的利用已經(jīng)描述了各種示范的加熱元件實施 例，但是應(yīng)該理解的是，代替導(dǎo)電油墨或除了導(dǎo)電油墨之外，加熱元件電路 可以由例如導(dǎo)電性或電阻性聚合物膜或包覆成型層(overmolded layer)形成。 例如，如圖4g所示，加熱元件41可以包括由導(dǎo)電性或電阻性聚合物膜43 形成的電路，其中導(dǎo)電性或電阻性聚合物膜43被模壓以提供電路圖案?？梢?將導(dǎo)電性或電阻性聚合物膜43電路設(shè)置在聚合物膜42上以形成模壓膜加熱 兀件(stamped film heat element) 73 。
加熱元件第八實施例如圖4h所示，加熱元件電路可以由包覆成型57電路的圖案到膜 42上形成，以形成包覆成型膜加熱元件(overmolded film heat element) 75。
包覆成型層57可以由電阻材料或?qū)щ姴牧闲纬伞?br> 加熱元件第九實施例結(jié)合圖4i，加熱元件41及其控制電路可以通過導(dǎo)電油墨44、導(dǎo)電 或電阻聚合物膜43和/或包覆成型物(overmolding) 57的任意組合而形成。 還應(yīng)該理解的是，例如，加熱元件41和控制電路可以與關(guān)于圖4f在上面描 述的金屬層一起使用。加熱元件電路和/或控制電路可以由導(dǎo)電油墨、導(dǎo)電性 或電阻性聚合物膜(一個或多個)、和/或包覆成型物組成的多層而形成以控 制熱特性。
加熱元件第十實施例
結(jié)合圖4j，加熱元件電路可以由導(dǎo)電油墨44 (一個或多個)形成， 并且膜或箔43可以對例如熱敏電阻的熱傳感器90、 94進行定位、連接和/ 或熱保護。然后熱傳感器可以被包覆成型57以控制傳感器的熱特性，和/或 使傳感器與加濕器槽的水隔離。
加熱元件第十一實施例如圖4k所示，加熱元件可以是印刷膜加熱元件72、模壓膜加熱元 件73和/或包覆成型加熱元件75，并且可以形成為諸如螺旋的形狀，被配置 為引起差溫加熱從而使得形成水流。例如，加熱元件可以被配置為產(chǎn)生回旋 流。如另一實施例，加熱元件可以形成有這樣的部分該部分會在加濕器的 區(qū)域中引起差溫加熱，在該區(qū)域中，與加濕器的其它部分相比，水流往往減 少或停滯。在上面討論的實施例中，可以使用任何合適的模制樹脂，樹脂包 括諸如聚碳酸酯、聚碳酸酯ABS混合物(諸如AstaloyTM)、聚乙烯和聚丙烯。 可以使用擠塑或注塑技術(shù)或任何其它合適的模制技術(shù)來形成模制對象物46。 包括了本發(fā)明的模內(nèi)加熱器41的模制對象物46可以被制成任意所需形狀并 且可以用于一定范圍的加熱應(yīng)用，例如水浴器、加熱器、加熱架、注射加熱 器、加濕器、諸如電池加熱器的加熱容器以及其它適合的可模制的對象物和 產(chǎn)品，其中內(nèi)模制加熱器41包括印刷膜加熱元件72、模壓膜加熱元件73和 /或包覆成型加熱元件75。
加濕器和加濕器槽第一實施例在一個示范實施例中，模內(nèi)加熱元件41形成在加濕器裝置內(nèi)，例 如形成在呼吸加濕器裝置51中。圖5a示出了本發(fā)明的模內(nèi)加熱元件41用在 呼吸加濕器裝置51中的實施例。在模制加濕器槽50期間，將導(dǎo)電油墨44 印刷在膜42上，并且將隨后形成的印刷油墨膜加熱元件72模制到加濕器槽 50的基座和/或側(cè)面中。在該實施例中，加濕器槽50包括上部54和下部52。 下部52包括在加濕器槽50的基座處的模內(nèi)加熱元件41。然而，應(yīng)該理解的 是，模內(nèi)加熱元件41可以形成在加濕器槽50的任何部分中，例如在側(cè)面、 基座、頂部中或以上部分的組合中。
20加濕器和加濕器槽第二實施例在圖5b所示的另一示范實施例中，模內(nèi)印刷加熱元件41可以用 于加熱通過加濕器的空氣，以提高空氣吸收的濕度或調(diào)節(jié)所輸送的空氣的溫 度。加濕器槽50的上部54包括空氣入口 120和空氣出口 122。然而， 空氣入口 120或空氣出口 122或兩者都可以位于下部52中。上部54可以形 成為可移除的蓋子以易于清潔和/或?qū)⑺⑷氩??？蛇x地，上部54例如可以 通過焊接或膠合或公知為密封地緊固部件的任何其它技術(shù)永久地緊固在下部 52上。在上部54和下部52之間可以使用密封件以降低漏水的風(fēng)險。上部54 和下部52之間的接合處可以位于加濕器槽50的最大注水線上方，以降低從 加濕器槽50漏水的可能性。如以下更詳細描述的，為模內(nèi)加熱元件41提供電力的電連接器48 可以形成為加濕器槽內(nèi)模制處理的一部分。在示范實施例中，電連接器48 連接到電源和/或控制源上并且位于加濕器槽的最大注水線的上方。模制呼吸加濕器可以被配置為獨立加濕器裝置，或被設(shè)計為集成 裝置以連接到諸如PAP裝置的相關(guān)產(chǎn)品上，例如與ResMedS8，PAP裝置和 HumidAireTM3i加濕器裝置類似。應(yīng)該理解的是，模內(nèi)加熱元件可以模制到 任何需要加熱元件的合適的模制對象物中。
加濕器槽第三實施例圖5c示出了示范的加濕器槽實施例，其中模內(nèi)加熱元件41不是 位于加濕器槽150的內(nèi)表面內(nèi)，而是位于槽150的外表面上。在該實施例中， 如上所述，模內(nèi)加熱元件41可以被模制到槽150的基座的外表面中，或者加 熱元件41可以是呈厚膜加熱器形式的印刷油墨膜加熱元件72，該印刷油墨 膜加熱元件72例如利用粘合劑連接到槽150的基座上。為防止接近加熱元件 41，槽150還包括連接到槽150的基座上的基座蓋176。在一個實施例中， 基座蓋176在接觸點178處被密封以易于在例如洗碗機中清潔槽，而不會干 擾加熱元件41?？涨?74形成在加熱元件41和基座蓋176之間以提供絕緣?？梢詫⒔^緣材料插入到空腔174中以防止熱傳遞到基座蓋176。該實施例允
許易于接入電連接器，因為它們設(shè)置在槽的外表面上。 加濕器槽第四實施例如圖5d示出了用于加濕器槽的另一個示范實施例。在此實施例中， 加濕器槽250模制有敞開式基座。加熱元件41位于加濕器槽250的基座中并 且基座蓋276連接到加濕器槽250的基座上?；w276可以利用在底部周 邊的夾具290而連接到加濕器槽250的基座上。密封件278可以位于加濕器 槽250和基座蓋276之間以防止漏水。夾具290可以例如利用粘合劑或巻邊 夾具將基座蓋276永久地連接到加濕器槽250上?？蛇x地，夾具290可以允 許移除基座蓋276以用于清潔或消毒目的。在此實施例中，夾具290可以是 螺旋結(jié)構(gòu)或壓入配合結(jié)構(gòu)的形式或者是一個或多個夾子的形式。此外，夾具 290可以形成為基座蓋276的組成部分，例如呈螺旋基座蓋(未示出)的形 式。加熱元件41可以如上所述被模制到基座蓋276中，或者是位于加濕器的 基座中作為層壓加熱元件272。層壓加熱元件272可以例如使用粘合劑連接 到基座蓋276上，或位于基座蓋276上方以在層壓加熱元件272下方提供空 腔274。層壓加熱元件272可以提供加濕器槽250的內(nèi)部基座，以使得槽中 的水不能流到層壓加熱元件272下方。在該實施例中，加熱元件下方的空腔 274可以提供絕緣層以保護基座蓋276免于過熱?？蛇x地，層壓加熱元件272 可以位于加濕器槽250內(nèi)以允許水在加熱元件272的兩側(cè)流動，從而允許加 熱加熱元件272兩側(cè)的水。
電連接器模內(nèi)加熱元件41需要電連接器以操作加熱元件。在模制對象物(如 加濕器槽)的合適外部位置處，需要接入(access)模內(nèi)加熱元件41的至少 一部分或者接入與加熱元件41連接的接插件以能夠連接到供電單元上。電接 插件結(jié)構(gòu)必須在加熱元件電路和電觸頭之間建立電連接，其中加熱元件電路 例如為導(dǎo)電油墨、導(dǎo)電性或電阻性聚合物膜和/或包覆成型物。在一個示范實施例中，在模制處理期間，電連接器與加熱元件一 起被模制到對象物中。電連接器可以直接接觸加熱器電路或者連接到諸如電線或金屬觸頭的附加部件。圖6a-6e示出了用于電連接器的示范實施例。在 所有實施例中，示出了包括加熱元件電路的膜42被模制到模制樹脂46中， 所述加熱元件電路諸如為印刷油墨膜加熱元件72的印刷導(dǎo)電油墨層44。
電連接器第一實施例圖6a、 6b和6c示出了到模內(nèi)加熱元件41 (例如導(dǎo)電油墨44)的 直接接口 60的實例，用于直接接觸例如在底座單元或支架單元上的電接頭或 電接插件。模內(nèi)加熱單元41被放置在形狀互補的接頭或接插件上，接頭或接 插件可以連接到供電單元或電插頭上。在圖6a和6b中，模制樹脂46被定形 以形成凹槽60。相反地，在圖6c中，膜42和導(dǎo)電油墨44被暴露在模具的 一部分中以使得在印刷膜的一部分上沒有形成模制樹脂46。
電連接器第二實施例圖6d和6e示出了用于電連接器的附加部件的使用。圖6d示出了 電線62，其固定到膜42上的導(dǎo)電油墨44上?？梢岳糜糜诠潭ㄖT如壓接板 或接線板(crimping or terminal blocks)的電連接器的技術(shù)，將電線62固定 到膜42上的導(dǎo)電油墨44上?？蛇x地，被固定的電線62可以包括剛性機械接 觸接頭以連接到膜42上的導(dǎo)電油墨44上，剛性機械接觸接頭例如為諸如扁 形接頭或插塞接頭的插頭插座型連接器。在模制樹脂的模制步驟之前將電線 62緊固到膜42上的導(dǎo)電油墨44上。從而，電連接器和電線62與膜42上的 導(dǎo)電油墨44一起被模制到模制對象物中。在另一示范實施例中，如圖6e所 圖示，諸如金屬觸頭的導(dǎo)電材料64被緊固到膜42上的導(dǎo)電油墨44上，并且 導(dǎo)電材料64暴露在模制對象物46的外表面上，從而為圖6a-6c所示實施例 所述的底座單元或支架單元上的互補電觸頭提供直接電接觸。
加濕器槽第五實施例圖7a示出了具有加熱元件41的加濕器槽350，加熱元件41模制 到加濕器槽350中。加熱元件41可以是印刷油墨膜加熱元件72并且形成在 加濕器槽350的基座351中，并從至少一個側(cè)壁352向上延伸。側(cè)壁352模 制有加熱元件72，以在加濕器槽350中水W的上方和/或遠離水W處提供電
23力和控制連接器的外部接入。圖7b示出了為電連接器提供接入的可選的布
置，此處加熱元件72被模制通過加濕器槽的側(cè)壁352。示出的加熱元件72 是在側(cè)壁352的上表面上，然而加熱元件72也可以設(shè)置在下表面上。
電連接器第三實施例利用諸如印刷油墨膜加熱元件72的內(nèi)模制加熱元件41的特征， 可以形成用于如加濕器槽的模制對象物的電接插件。圖8示出了接插件區(qū)域 區(qū)域(connectorregion)的實施例。接插件包括膜42，膜42具有印刷在上面 的導(dǎo)電油墨層44并且還具有覆蓋在導(dǎo)電油墨層44上的金屬層70。將模制樹 脂46添加在加熱元件72周圍以形成如加熱器槽的模制對象物。在該設(shè)計中， 模制樹脂46形成在對象物的內(nèi)表面上而加熱元件72位于外表面上。模制樹 脂46提供了對電連接器的結(jié)構(gòu)上和物理上的支撐。當加熱元件接插件與電源 接插件接合時，模制也可以設(shè)計成提供引導(dǎo)輔助。金屬層70可以暴露在外表 面上以提供導(dǎo)電觸頭接插件。
電連接器第四實施例圖9a和9b示出了配套的接插件設(shè)計的示例。諸如上述印刷油墨 膜加熱元件72的模內(nèi)加熱元件41形成在模制對象物46的外露表面內(nèi)。形狀 互補的接插件部形成在供電單元74中。當模制對象物46沿方向78插入供電 單元74時，供電單元74上的彈簧觸頭76向模制對象物46中的加熱元件72 上的外露的觸頭(例如金屬層70)提供電連接。圖9b示出了模制對象物的 觸頭部的橫截面。模制接插件區(qū)域的形狀可以提供對接插件的對準。對準部 分可以如80和82所示形成不同的形狀。
電連接器第五實施例圖IO示出了用于電接插件結(jié)構(gòu)的示范實施例以在加熱元件和電觸 頭之間提供電連接。在該實施例中，具有帶頭部85的針狀結(jié)構(gòu)83的電接插 件81穿過模制對象物46和例如印刷油墨膜加熱元件72的模內(nèi)加熱元件41。 電接插件81的針部83從模制對象物46的內(nèi)部插入，直到頭部85靠著模制 對象物46的內(nèi)表面定位。在一個實施例中，電接插件81在制造期間模制到模制對象物46中。在一個可選實施例中，電接插件81在制成模制對象物46 之后被插入。電接插件81隨著其穿過模制對象物46的壁而接觸如導(dǎo)電油墨 層44的加熱元件電路。模制對象物46也可以設(shè)計為使膜42暴露在外表面上 以使得一部分導(dǎo)電油墨44暴露在外表面上。固定單元84連接到電接插件81 的針部83上以提供增加的導(dǎo)電接觸面42a并且將電接插件81固定在適當位 置。固定單元84可以為螺旋適配器、鉚接適配器或膠合適配器等形式。可以 設(shè)置密封件86以保證穩(wěn)固和安全的連接。電接插件可以在加濕器槽中的水位 的上方。
控制系統(tǒng)第一實施例可以利用諸如熱敏電阻或熱電偶的溫度傳感器來控制由模內(nèi)加熱 元件加熱的程度。在如圖11所示的示范實施例中，模內(nèi)加熱器72包括與電 源和膜42上的印刷導(dǎo)電油墨44相串聯(lián)的一個或多個熱敏電阻90、 92。根據(jù) 應(yīng)用，正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻或負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻可以用 于控制加熱程度。例如，隨著溫度朝期望溫度增加，PTC熱敏電阻起作用以 降低對加熱元件的熱力。PTC熱敏電阻可以用在呼吸加濕器裝置中。
控制系統(tǒng)第二實施例如圖12中所描述的示范實施例所示，溫度傳感器94或熱敏電阻 或具有PTC電特性的導(dǎo)電熱塑彈性體(PTC—TPE)可以與膜42上的諸如導(dǎo) 電油墨44的加熱元件電路一起被模制到模制對象物46中。
控制系統(tǒng)第三實施例在圖13中所示的另一個示范實施例中，熱熔絲96可以以緊密接 近加熱器72的表面的方式與膜42上的導(dǎo)電油墨44結(jié)合以預(yù)防過熱。
控制系統(tǒng)第四實施例參考圖14和圖15，加濕器槽50可以包括模內(nèi)加熱元件，模內(nèi)加 熱元件包括例如模壓膜加熱元件73，模壓膜加熱元件73包括模壓的電阻性 或?qū)щ娦跃酆衔锬?3和聚合物膜42。槽50還可以包括使聚合物膜43的部
25分43a、 43b、 43c隔離的包覆成型材料57。如圖14所示，當水位W位于包 覆成型材料57上方時，水與聚合物膜43的部分43a、 43b、 43c形成了導(dǎo)電 電路。當水位W位于包覆成型材料57下方時，部分43a、 43b、 43c之間的 導(dǎo)電通路被斷開。因此聚合物膜43可以用作水位傳感器。例如，安培計可以 連接到聚合物膜43上。當水位W降到包覆成型材料57之下時，導(dǎo)電通路被 斷開并且安培計將檢測電流的流失。應(yīng)該理解的是，導(dǎo)電油墨可以用來代替 聚合物膜43，或者除使用聚合物膜43外還可以使用導(dǎo)電油墨。還應(yīng)該理解 的是，聚合物膜43可以由例如導(dǎo)電油墨箔所代替。
控制系統(tǒng)第五實施例根據(jù)如圖16和圖17所示的另一示范實施例，加濕器槽50可以包 括具有導(dǎo)電油墨44和聚合物膜42的印刷油墨膜加熱元件72。加濕器槽50 也可以包括形成在加熱元件72上的包覆成型材料57。如圖16和圖17所示， 包覆成型材料57可以包括形成在包覆成型材料57的余留部分(remainder) 上方的丘(一個或多個)或"火山"57a (—個或多個)。例如，丘57a可以包 括另一個加熱器，所述另一加熱器包括另一印刷油墨膜加熱器72或模壓膜加 熱器73、熱敏電阻90或92、溫度傳感器94或98和/或熱熔絲96 (—個或 多個)。如圖16所示，當水位W位于包覆成型丘57a的上方時，附加的加熱 元件72或73可以導(dǎo)電，而如圖17所示，當水位W位于包覆成型丘57a( — 個或多個)的下方時，附加的加熱元件72或73不可導(dǎo)電。因此，丘57a( — 個或多個)就可以允許附加加熱元件72或73操作為上述水位傳感器。相似 地，熱敏電阻90或92和/或溫度傳感器94或98可以充當水位傳感器。例如， 當水位降到包覆成型丘57a (—個或多個)下方時，可以感覺到指示水位已 經(jīng)降到丘57a下方的較大的溫差。
控制系統(tǒng)第六實施例在如圖18所示的另一個示范實施例中，溫度傳感器98可以鄰近 加濕器槽的基座來定位并且可以用于提供對水位的指示。例如，如果水位非 常低，則加熱元件將非常迅速地加熱。諸如濕度傳感器的其它傳感器也可以 被包括在模制對象物內(nèi)位于加熱元件上以提供對濕度水平的指示。傳感器可 以利用導(dǎo)電粘合劑而被加載到加熱元件上與導(dǎo)電油墨接觸，并且覆蓋有環(huán)氧樹脂以提供保護。模制到模制對象物的不同部分中的溫度傳感器也可以通過
在兩個溫度傳感器之間檢測溫度和速率(rate)來提供對流速(flowrate)的指示。
控制系統(tǒng)第七實施例結(jié)合圖19，加濕器槽可以包括下部52和上部54。上部54可以包 括空氣入口 120和空氣出口 122。下部52可以包括印刷膜加熱元件72，但是 應(yīng)該理解的是，加熱元件可以是如上所述的模壓膜加熱元件或包覆成型膜加 熱元件。下部52可以包括多個溫度傳感器98、 100、 102、 104。隨著下部 52中的水位下降，每個傳感器104、 102、 100、 98將相繼地暴露在通過加濕 器的氣流中。從水到氣流所檢測出的溫度的變化提供了對水位的指示。
控制系統(tǒng)第八實施例結(jié)合圖20，加熱元件72可以沿著加濕器槽50的下部52的側(cè)壁延 伸，并且包括多個設(shè)置在加熱元件中以提供對水位的指示的傳感器98、 100、 102、 104。加熱元件72在下部52中的未暴露到水中的區(qū)域中更迅速地加熱， 并且位于加熱器的未暴露到水中的該區(qū)域中的傳感器將指示更高的溫度。應(yīng) 該理解的是，如在其它相關(guān)實施例中所描述的，加熱元件72的電路也可以包 括例如熱敏電阻和/或熱熔絲。更應(yīng)該理解的是，還是如上所述，加熱元件可 以是模壓膜加熱元件或包覆成型膜加熱元件。
控制系統(tǒng)第九實施例參考圖21，加濕器槽50可以包括上部54和下部52。上部還可以 包括熱傳感器或傳感器106、 108、 110。 一個或多個熱傳感器106、 108、 110
可以被放置在水位上方，例如放置在下部52中所限定的最大注水位的上方， 以檢測上部54中的空氣的溫度。如果空氣溫度超過預(yù)定溫度(例如4(TC)， 則可以控制提供給加熱元件72的電力以降低空氣溫度。
應(yīng)該理解的是，如圖21所示，加熱元件72可以設(shè)置在下部52的 基座中，或者可以將加熱元件72如圖20那樣來配置。還應(yīng)該理解的是，可 以設(shè)置任意實際數(shù)量的溫度傳感器106、 108、 110，并且溫度傳感器可以設(shè) 置在加濕器槽50的上部54中的多個部位處。例如，溫度傳感器可以設(shè)置在 入口 120和域出口 122處以提供對加熱元件的控制。隨著入口空氣溫度的變 化，可以控制供給到加熱元件72的電力以在出口處保持預(yù)定的溫度。
控制系統(tǒng)變量膜還可以包括水位傳感器。例如，水位傳感器可以被包括在諸如 加濕器槽的模制對象物中，水位傳感器包括陰極探針或利用溫度傳感器的熱 梯度儀(thermal gradient)。傳感器將依賴于加熱器和水之間的熱關(guān)系以及對 模制對象物的形狀進行模制以適應(yīng)加濕器的機械要求的能力。 一個或多個濕 度傳感器、絕對和/或相對濕度傳感器可以設(shè)置在加濕器中以允許控制加熱元 件。例如，這樣的控制系統(tǒng)公開在分別于2008年3月6日提交的申請?zhí)枮?61/034,318和2008年4月3日提交的申請?zhí)枮?1/042,112的美國申請中，上 述兩個申請的全部內(nèi)容通過引用合并于此。加熱器也可以是分區(qū)的。例如，加熱器可以設(shè)置在膜或包覆成型 材料上以包括水暖部分和熱風(fēng)部分。在每個分區(qū)中的每個加熱器可以包括設(shè) 置在膜上的獨立的感測元件、控制元件和/或熱保護元件。對于感測和加熱來 講，分區(qū)也可以是水平的。水平分區(qū)將允許僅加熱水的表面以改善加熱時間 并減少能量損耗。除了經(jīng)由膜或包覆成型膜材料模制到模制對象物中的溫度傳感器 之外，電子電路或電路可以設(shè)置在膜或包覆成型材料上并且模制到模制對象 物中。例如，轉(zhuǎn)換控制元件可以設(shè)置在膜或包覆成型材料上以回收通常被耗 散的熱損失。回收的熱可用于對加濕器室中的水進行加熱。
電源
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電源可以是獨立的供電單元或結(jié)合在輔助裝置中，諸如為包括模 內(nèi)加熱器的裝置(諸如集成加濕器裝置)提供動力和電氣控制系統(tǒng)的PAP裝 置?？蛇x地，供電單元形成了加濕器裝置的部件。
有益效果使用模內(nèi)加熱元件可以比常規(guī)加熱技術(shù)提供許多有益效果，包括 降低成本、容易制造、減少重量和提高效率。例如將加熱元件模制在模制對 象物內(nèi)的能力使得部件的數(shù)量減少了并且降低了組裝完整的對象物的時間和 復(fù)雜性。熱板和導(dǎo)熱板不再需要且已被結(jié)合了，因為模內(nèi)加熱元件執(zhí)行了相 同的功能。這種減少也可以產(chǎn)生顯著的成本節(jié)約。此外，由于加熱元件被準 確地包括在需要加熱的地方，因此可以提高加熱效率和響應(yīng)時間。將加熱元 件模制在模制對象物內(nèi)還可以使得設(shè)計為保存液體的模制對象物(如加濕器) 內(nèi)的滲漏的可能性降到最低。對于呼吸加濕器，使用模內(nèi)加熱元件可以具有一些顯著的好處。 例如，加濕器可以不再需要托架或底盤單元，而托架或底盤單元通常包括熱 板和固定加濕器槽的結(jié)構(gòu)特征以確保加濕器槽基座和熱板之間的良好熱接 觸。不再需要加濕器槽基座密封件，能夠減少或最小化滲漏問題。這些使得 部件的成本節(jié)約并且簡化了組裝，使得制造加濕器不那么昂貴。將加熱元件 結(jié)合在模制加濕器槽內(nèi)能夠提供增強的安全和保護以防止接觸到熱的加熱元 件，尤其是當加濕器正在使用時。盡管已經(jīng)結(jié)合目前認為是最實用的實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng) 理解的是，本發(fā)明并不局限于所公開的實施例，相反，本發(fā)明意圖涵蓋包括 在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種改進和等同的布局。同時，上述不同實施例 可以結(jié)合其它實施例來被實施，例如， 一個實施例的方案可以與另一個實施 例的方案相結(jié)合以形成另一個實施例。此外，任何給出的組件的各個獨立特 征或部件可以構(gòu)成另外的實施例。另外，盡管本發(fā)明對于患有OSA的患者具 有特定應(yīng)用，但是應(yīng)理解的是，患有其它疾病(例如，充血性心力衰竭、糖 尿病、病態(tài)肥胖癥、中風(fēng)和肥胖手術(shù)等)的患者也可以從以上教導(dǎo)中獲益。 而且，上述教導(dǎo)在非醫(yī)學(xué)應(yīng)用中對于患者和非患者具有同樣的實用性。
權(quán)利要求
1、一種加熱元件，包括具有設(shè)置在一表面上的導(dǎo)電電路的第一聚合物膜，其中所述第一聚合物膜是電絕緣的并且被模制在模制對象物的至少一個表面中。
2、 如權(quán)利要求1所述的加熱元件，其中所述導(dǎo)電電路包括以下幾種中的至少一種導(dǎo)電油墨、第二聚合物膜和包覆成型在所述加熱元件上的導(dǎo)電材 料或電阻材料。
3、 如權(quán)利要求2所述的加熱元件，其中所述導(dǎo)電油墨被印刷成厚度約5pm - 40|iim，例如約lOpm - 25|im。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的加熱元件，其中所述導(dǎo)電油墨是碳油墨、銀 油墨或者前兩者的組合。
5、 如權(quán)利要求2至4中的任意一項所述的加熱元件，其中所述導(dǎo)電油墨 被刻蝕或絲網(wǎng)印刷在所述第一聚合物膜上。
6、 如權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的加熱元件，其中所述第一聚合 物膜是熱塑性或熱固性的聚合物材料。
7、 如權(quán)利要求6所述的加熱元件，其中所述第一聚合物膜由聚酯、聚酰 亞胺、聚碳酸酯或聚丙烯制成。
8、 如權(quán)利要求1至7中的任意一項所述的加熱元件，其中所述第一聚合 物膜的厚度約在0.01 mm - 1 mm之間，例如約在0.05 mm - 0.5 mm之間。
9、 如權(quán)利要求2至8中的任意一項所述的加熱元件，其中第二聚合物膜 將導(dǎo)電油墨夾在模制對象物內(nèi)。
10、 如權(quán)利要求2至9中的任意一項所述的加熱元件，其中所述第二聚 合物膜是電絕緣的。
11、 如權(quán)利要求2至9中的任意一項所述的加熱元件，其中所述第二聚 合物膜是電阻性的或?qū)щ娦缘牟⑶冶荒阂孕纬蓪?dǎo)電電路的至少一部分，并 且被設(shè)置在所述第一聚合物膜上。
12、 如權(quán)利要求2至11中的任意一項所述的加熱元件，還包括印刷在所 述導(dǎo)電油墨上以提供保護層的第二油墨層。
13、 如權(quán)利要求2至11中的任意一項所述的加熱元件，還包括覆蓋所述 導(dǎo)電油墨的金屬層。
14、 如權(quán)利要求13所述的加熱元件，其中所述金屬包括銅、金、鎳、鉻 或任何其它的導(dǎo)電金屬或合金。
15、 如權(quán)利要求13或14所述的加熱元件，其中所述電路包括覆蓋所述金屬層的所述第二聚合物膜。
16、 如權(quán)利要求15所述的加熱元件，其中所述第二聚合物膜是層壓式的。
17、 如權(quán)利要求1至16中的任意一項所述的加熱元件，其中所述電路包 括多個平行帶，多個平行帶由垂直于所述平行帶的至少一個帶聯(lián)接。
18、 如權(quán)利要求17所述的加熱元件，其中所述平行帶是碳油墨，而至少 一個垂直帶是銀油墨或金屬。
19、 如權(quán)利要求1至16中的任意一項所述的加熱元件，其中所述電路包 括單個連續(xù)圖案。
20、 如權(quán)利要求19所述的加熱元件，其中所述單個連續(xù)圖案是螺旋形或 者是螺線形。
21、 如權(quán)利要求1至20中的任意一項所述的加熱元件，其中所述電路被 配置為提供預(yù)定的電阻。
22、 如權(quán)利要求1至21中的任意一項所述的加熱元件，還包括連接到所 述電路以提供電力和電氣控制信號的電接插件。
23、 如權(quán)利要求22所述的加熱元件，其中電接插件包括所述導(dǎo)電油墨的 外露部分，所述外露部分被配置為接觸電源的電觸頭。
24、 如權(quán)利要求22所述的加熱元件，其中所述電接插件包括緊固在導(dǎo)電 油墨層上并被部分地模制在模制對象物中的電線。
25、 如權(quán)利要求24所述的加熱元件，其中所述電線通過諸如壓接板或接 線板的電連接器而連接到所述導(dǎo)電油墨上。
26、 如權(quán)利要求24所述的加熱元件，其中所述電線通過機械接觸接頭而 連接到所述導(dǎo)電油墨上，所述機械接觸接頭例如為諸如扁形接頭或插塞接頭 的插頭插座型連接器。
27、 如權(quán)利要求22所述的加熱元件，其中所述電接插件包括與所述導(dǎo)電 油墨接觸且被部分地模制在所述模制對象物中的導(dǎo)電材料。
28、 如權(quán)利要求27所述的加熱元件，其中所述導(dǎo)電材料是金屬觸頭。
29、 如權(quán)利要求22所述的加熱元件，其中所述電接插件包括針狀元件，所述針狀元件能夠貫穿所述模制對象物和所述加熱元件以便與所述導(dǎo)電油墨 接觸。
30、 如權(quán)利要求29所述的加熱元件，其中所述針狀元件包括被配置為在 所述模制對象物的內(nèi)表面之上的頭部。
31、 如權(quán)利要求30所述的加熱元件，還包括在所述針狀元件的頭部和所 述內(nèi)表面之間的密封件。
32、 如權(quán)利要求29至31中的任意一項所述的加熱元件，還包括連接到 所述針狀元件的針部的固定單元，其中所述固定單元包括與所述導(dǎo)電油墨接 觸的導(dǎo)電接觸面。
33、 如權(quán)利要求1至32中的任意一項所述的加熱元件，其中所述加熱元 件的至少一部分暴露在所述模制對象物的內(nèi)表面上。
34、 如權(quán)利要求1至32中的任意一項所述的加熱元件，其中所述加熱元 件的至少一部分暴露在所述模制對象物的外表面上，
35、 如權(quán)利要求1至34中的任意一項所述的加熱元件，其中所述加熱元 件的至少一部分通過所述模制對象物的壁。
36、 如權(quán)利要求1至35中的任意一項所述的加熱元件，還包括與所述導(dǎo) 電電路電連接的至少一個溫度傳感器。
37、 如權(quán)利要求36所述的加熱元件，其中所述至少一個溫度傳感器包括熱電偶。
38、 如權(quán)利要求36所述的加熱元件，其中所述至少一個溫度傳感器是 PTC熱敏電阻或者NTC熱敏電阻。
39.如權(quán)利要求1至38中的任意一項所述的加熱元件，還包括在所述導(dǎo) 電電路中以防止過熱的熱熔絲。
40、 如權(quán)利要求1至39中的任意一項所述的加熱元件，其中所述電路包 括轉(zhuǎn)換控制元件。
41、 如權(quán)利要求1至40中的任意一項所述的加熱元件，其中所述模制對 象物經(jīng)由注塑形成。
42、 如權(quán)利要求1至40中的任意一項所述的加熱元件，其中所述模制對 象物經(jīng)由擠塑形成。
43、 如權(quán)利要求1至42中的任意一項所述的加熱元件，其中所述模制對 象物由聚碳酸酯、聚碳酸酯ABS混合物、聚乙烯或聚丙烯形成。
44、 如權(quán)利要求1至43中的任意一項所述的加熱元件，其中所述模制對 象物是加濕器或加濕器的部件。
45、 一種加濕器水槽，其使權(quán)利要求1至43中任意一項所述的加熱元件 結(jié)合在其內(nèi)表面內(nèi)。
46、 一種制造模內(nèi)加熱元件的方法，包括i) 將導(dǎo)電電路設(shè)置在第一聚合物膜的第一表面上；ii) 將包括所述導(dǎo)電電路的所述聚合物膜放置在模具中，使得所述第一聚 合物膜的與第一表面相對的第二表面鄰接所述模具；以及iii) 插入模制樹脂以形成預(yù)定的模制造型，使得所述第一聚合物膜被結(jié)合 在所述模制造型的至少一個表面內(nèi)。
47、 如權(quán)利要求46所述的方法，其中所述導(dǎo)電電路包括以下幾種中的至 少一種導(dǎo)電油墨、第二聚合物膜和包覆成型在所述加熱元件上的導(dǎo)電材料 或電阻材料。
48、 如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述導(dǎo)電油墨被印刷成厚度約5pm -40jim，例如約10nm-25|im。
49、 如權(quán)利要求47或48所述的方法，其中所述導(dǎo)電油墨是碳油墨、銀 油墨或者前兩者的組合。
50、 如權(quán)利要求46至49所述的方法，其中所述第一聚合物膜是熱塑性 或熱固性的聚合物材料。
51、 如權(quán)利要求50所述的方法，其中所述第一聚合物膜由聚酯、聚酰亞 胺、聚碳酸酯或聚丙烯制成。
52、 如權(quán)利要求46至51中的任意一項所述的方法，其中所述第一聚合 物膜的厚度約在O.Ol mm - 1 mm之間，例如約在0.05 mm - 0.5 mm之間。
53、 如權(quán)利要求46至53中的任意一項所述的方法，其中所述預(yù)定的模 制造型是加濕器裝置的部件。
54、 一種加濕器，包括槽，其被配置為容納供水；以及加熱器，其包括具有設(shè)置在一表面上的導(dǎo)電電路的第一聚合物膜，其中所述第一聚合物膜是電絕緣的，所述槽由模制樹脂形成，并且所述加熱器被至少部分地模制在所述樹脂內(nèi)。
55、 如權(quán)利要求54所述的加濕器，其中所述導(dǎo)電電路包括以下幾種中的至少一種導(dǎo)電油墨、第二聚合物膜和包覆成型在所述加熱元件上的導(dǎo)電材料或電阻材料。
56、 如權(quán)利要求54或權(quán)利要求55所述的加濕器，其中所述第一聚合物膜是熱塑性或熱固性的聚合物。
57、 如權(quán)利要求56所述的加濕器，其中所述第一聚合物膜是聚酯、聚酰亞胺、聚碳酸酯或聚丙烯。
58、 如權(quán)利要求54至57中的任意一項所述的加濕器，其中所述第一聚合物膜的厚度約為0.01mm - lmm，例如約為0.05mm - 0.5mm。
59、 如權(quán)利要求54至58中的任意一項所述的加濕器，其中所述模制樹脂是聚碳酸酯、聚碳酸酯ABS混合物、聚乙烯或聚丙烯。
60、 如權(quán)利要求54至59中的任意一項所述的加濕器，其中所述樹脂被注塑成形。
61、 如權(quán)利要求54至59中的任意一項所述的加濕器，其中所述樹脂被擠塑成形。
62、 如權(quán)利要求55至61中的任意一項所述的加濕器，其中導(dǎo)電油墨層的厚度約為5pm - 40|am，例如約為10|im - 25|im。
63、 如權(quán)利要求55至62中的任意一項所述的加濕器，其中所述導(dǎo)電油墨層被絲網(wǎng)印刷在所述第一聚合物膜上。
64、 如權(quán)利要求55至62中的任意一項所述的加濕器，其中所述導(dǎo)電油墨層被刻蝕在所述第一聚合物膜上。
65、 如權(quán)利要求55至64中的任意一項所述的加濕器，其中所述導(dǎo)電油墨層是碳油墨、銀油墨或者前兩者的組合。
66、 如權(quán)利要求54至65中的任意一項所述的加濕器，其中所述電路包括單個連續(xù)圖案。
67、 如權(quán)利要求66所述的加濕器，其中所述單個連續(xù)圖案包括螺旋形或螺線形。
68、 如權(quán)利要求54至65中的任意一項所述的加濕器，其中所述電路包括多個平行帶，多個平行帶由垂直于所述平行帶的至少一個帶聯(lián)接。
69、 如權(quán)利要求68所述的加濕器，其中所述平行帶是碳油墨，而至少一個垂直帶是銀油墨或金屬。
70、 如權(quán)利要求54至69中的任意一項所述的加濕器，其中所述電路被配置為提供預(yù)定的電阻。
71、 如權(quán)利要求55至70中的任意一項所述的加濕器，還包括覆蓋所述導(dǎo)電油墨層的保護油墨層。
72、 如權(quán)利要求55至70中的任意一項所述的加濕器，還包括覆蓋所述導(dǎo)電油墨層的金屬層。
73、 如權(quán)利要求72所述的加濕器，其中所述金屬層包括銅、金、鎳、鉻或任何其它的導(dǎo)電金屬或合金。
74、 如權(quán)利要求72或73所述的加濕器，還包括覆蓋所述金屬層的第二聚合物膜。
75、 如權(quán)利要求74所述的加濕器，其中所述第二聚合物膜是層壓式的。
76、 如權(quán)利要求55至70中的任意一項所述的加濕器，還包括覆蓋所述導(dǎo)電油墨層的第二聚合物膜。
77、 如權(quán)利要求54至76中的任意一項所述的加濕器，其中所述槽包括上部和下部，并且所述上部能夠從所述下部移除。
78、 如權(quán)利要求77所述的加濕器，其中所述上部包括用于可呼吸氣流的入口和出口。
79、 如權(quán)利要求77所述的加濕器，其中所述加熱器位于所述上部中。
80、 如權(quán)利要求77所述的加濕器，其中所述加熱器位于所述下部中。
81、 如權(quán)利要求54至80中的任意一項所述的加濕器，其中所述加熱器設(shè)置在所述槽的最大注水線之下。
82、 如權(quán)利要求54至81中的任意一項所述的加濕器，其中所述槽包括基座，并且所述加熱器被至少部分地模制在所述基座的外表面中。
83、 如權(quán)利要求82所述的加濕器，還包括連接到所述基座上的基座蓋。
84、 如權(quán)利要求83所述的加濕器，其中所述基座蓋密封地連接到所述基座上。
85、 如權(quán)利要求83或84中的任意一項所述的加濕器，其中在所述基座和所述基座蓋之間形成空腔。
86、 如權(quán)利要求85所述的加濕器，其中所述空腔充滿絕緣材料。
87、 如權(quán)利要求82至87中的任意一項所述的加濕器，其中所述基座是敞開式基座。
88、 如權(quán)利要求54至87中的任意一項所述的加濕器，還包括被配置為將加熱器連接到電源的電接插件。
89、 如權(quán)利要求88所述的加濕器，其中所述電接插件包括所述電路的外露部分，所述外露部分被配置為接觸所述電源的電觸頭。
90、 如權(quán)利要求88所述的加濕器，其中所述電接插件包括連接到所述電路并且被部分地模制在所述樹脂中的電線。
91、 如權(quán)利要求卯所述的加濕器，其中所述電線通過諸如壓接板或接線板的緊固電連接器而連接到所述電路上。
92、 如權(quán)利要求卯所述的加濕器，其中所述電線通過機械接觸接頭而緊固到所述電路上，所述機械接觸接頭為諸如扁形接頭或插塞接頭的插頭插座型連接器。
93、 如權(quán)利要求88所述的加濕器，其中所述電接插件包括與所述電路接觸且被部分地模制在所述樹脂中的導(dǎo)電材料。
94、 如權(quán)利要求93所述的加濕器，其中所述導(dǎo)電材料是金屬觸頭。
95、 如權(quán)利要求88所述的加濕器，其中所述電接插件包括針狀元件，所述針狀元件貫穿所述模制樹脂和所述加熱器以便與所述導(dǎo)電油墨層接觸。
96、 如權(quán)利要求95所述的加濕器，其中所述針狀元件包括在所述槽的內(nèi)表面之上的頭部。
97、 如權(quán)利要求96所述的加濕器，還包括在所述針狀元件的頭部和所述內(nèi)表面之間的密封件。
98、 如權(quán)利要求95至97中的任意一項所述的加濕器，還包括連接到所述針狀元件的針部的固定單元，其中所述固定單元包括與所述導(dǎo)電油墨層接觸的導(dǎo)電接觸面。
99、 如權(quán)利要求88至98中的任意一項所述的加濕器，其中所述電源設(shè)置在底座單元或支架單元中。
100、 如權(quán)利要求54至99中的任意一項所述的加濕器，其中所述加熱器的至少一部分暴露在所述槽的內(nèi)表面上。
101、 如權(quán)利要求54至99中的任意一項所述的加濕器，其中所述加熱器的至少一部分暴露在所述槽的外表面上。
102、 如權(quán)利要求54至99中的任意一項所述的加濕器，其中所述加熱器的至少一部分通過所述槽的壁。
103、 如權(quán)利要求54至102中的任意一項所述的加濕器，其中所述加熱器包括溫度傳感器。
104、 如權(quán)利要求103所述的加濕器，其中所述溫度傳感器包括熱電偶。
105、 如權(quán)利要求103所述的加濕器，其中所述溫度傳感器包括正導(dǎo)熱系數(shù)熱敏電阻或負導(dǎo)熱系數(shù)熱敏電阻。
106、 如權(quán)利要求54至105中的任意一項所述的加濕器，其中所述加熱器包括熱熔絲。
107、 如權(quán)利要求54至106中的任意一項所述的加濕器，其中所述加熱器包括濕度傳感器。
108、 如權(quán)利要求54至107中的任意一項所述的加濕器，其中所述加熱器包括轉(zhuǎn)換控制元件。
109、 如權(quán)利要求54至108中的任意一項所述的加濕器，其中所述加熱器包括水位傳感器。
110、 如權(quán)利要求109所述的加濕器，其中所述水位傳感器包括陰極探針。
111、 如權(quán)利要求109所述的加濕器，其中所述水位傳感器包括熱梯度儀。
112、 如權(quán)利要求54至111中的任意一項所述的加濕器，其中所述加熱器包括分區(qū)。
113、 如權(quán)利要求112所述的加濕器，其中一些分區(qū)被配置為加熱所述槽中容納的水，而一些分區(qū)被配置為加熱所述槽中的空氣。
114、 如權(quán)利要求112或113所述的加濕器，其中每個分區(qū)包括溫度傳感器、濕度傳感器、水位傳感器、熱熔絲和/或轉(zhuǎn)換控制元件。
115、 如權(quán)利要求114所述的加濕器，其中所述加熱器被配置為僅加熱與所述槽中容納的水的表面對應(yīng)的分區(qū)。
116、 如權(quán)利要求55至115中的任意一項所述的加濕器，其中所述包覆成型材料被配置為使所述導(dǎo)電油墨和/或所述第二聚合物膜中的部分隔離，以使得在第一水位處，在至少一些被隔離的部分之間形成導(dǎo)電通路，而在第二水位處，在任何被隔離的部分之間均未形成導(dǎo)電通路。
117、 如權(quán)利要求55至115中的任意一項所述的加濕器，其中所述包覆成型材料包括配置為對溫度傳感器、熔絲或第二加熱器三者中的至少一個進行支撐的至少一部分，以使得在第一水位處，所述溫度傳感器、所述熔絲和/或所述第二加熱器被水覆蓋，而在第二水位處，所述溫度傳感器、所述熔絲和/或所述第二加熱器未被水覆蓋。
118、 一種用于將可呼吸氣流輸送給患者的呼吸設(shè)備，包括如權(quán)利要求54-117中的任意一項所述的加濕器。
119、 一種對加壓可呼吸氣流進行加濕的方法，包括使所述加壓可呼吸氣流通過槽中容納的供水，其中所述槽由模制樹脂形成并且將加熱器至少部分地模制在所述樹脂內(nèi)，所述加熱^包括在第一表面上具有導(dǎo)電電路的第一聚合物膜。
120、 一種模制對象物，包括加熱元件，所述加熱元件包括在一表面上具有導(dǎo)電電路的第一聚合物膜，其中所述第一聚合物膜被模制在所述模制對象物的至少一個表面中；及控制系統(tǒng)，其被配置為控制所述加熱元件的溫度。
121、 如權(quán)利要求120所述的模制對象物，其中所述控制系統(tǒng)包括與所述導(dǎo)電油墨串聯(lián)的正導(dǎo)熱系數(shù)的熱敏電阻。
122、 如權(quán)利要求121所述的模制對象物，其中所述熱敏電阻設(shè)置在所述第一聚合物膜上。
123、 如權(quán)利要求121或122所述的模制對象物，其中所述熱敏電阻被模制在所述模制對象物的所述至少一個表面中。
124、 如權(quán)利要求120至123中的任意一項所述的模制對象物，其中所述控制系統(tǒng)包括結(jié)合在所述導(dǎo)電電路內(nèi)的熔絲。
125、 如權(quán)利要求120至124中的任意一項所述的模制對象物，其中所述模制對象物是配置為容納供水的槽。
126、 如權(quán)利要求125所述的模制對象物，其中所述控制系統(tǒng)包括模制在所述槽的至少一個表面中的溫度傳感器。
127、 如權(quán)利要求120至126中的任意一項所述的模制對象物，還包括模制在所述模制對象物的至少一個表面中的濕度傳感器。
全文摘要
一種加熱元件(41)，包括具有導(dǎo)電電路的第一聚合物膜(42)。所述電路可以包括導(dǎo)電油墨(44)、第二聚合物膜(43)和/或電阻性或?qū)щ娦园渤尚筒牧?57)。第一聚合物膜(42)被模制到模制對象物(46，50，51，150，250，350)的至少一個表面中。模制對象物可以是加濕器(51)或者加濕器的部件(50，150，250，350)。一種制造模內(nèi)加熱元件(41)的方法，包括將導(dǎo)電電路設(shè)置在第一聚合物膜(42)的表面上；將包括導(dǎo)電電路的第一聚合物膜放置在模具中使得聚合物膜的非印刷表面鄰近模具；以及插入模制樹脂(46)以形成預(yù)定的模制造型，使得第一聚合物膜(42)被結(jié)合在模制造型的至少一個表面內(nèi)。一種對加壓可呼吸氣流進行加濕的方法，包括使加壓可呼吸氣流通過槽(50，150，250，350)中容納的供水(W)。槽由模制樹脂形成并且加熱器被至少部分地模制在樹脂內(nèi)，其中所述加熱器包括具有導(dǎo)電油墨層(44)的聚合物膜(42)、模壓式電阻性或?qū)щ娦阅?43)和/或第一表面上的電阻性或?qū)щ娦园渤尚筒牧?57)。
文檔編號A61M16/16GK101690385SQ200880019079
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月5日
發(fā)明者亞歷山大·維爾, 羅納多·詹姆士·胡貝, 那珊·約翰·榮 申請人:雷斯梅德有限公司