灭菌和加湿设备以及恒温箱的制作方法

灭菌和加湿设备以及恒温箱的制作方法
【专利摘要】一种灭菌和加湿设备包括加热室、过滤器和加湿室。加热室加热气体以便对气体进行灭菌。加湿室适于使得已经被过滤器过滤的液体蒸发到经过灭菌的气体中，从而使得灭菌气体冷却，并且输出期望温度的加湿气体。设备可以包括为气体提供通道以绕过加湿室的旁室。具体地，设备可以适于用在恒温箱中。
【专利说明】灭菌和加湿设备以及恒温箱

【技术领域】
[0001]本发明涉及灭菌和加湿设备，具体但不完全涉及包括灭菌和加湿设备的恒温箱。

【背景技术】
[0002]通常在恒温箱中照管早产和生病的婴儿，恒温箱被设计为让婴儿保暖，保持具有合适的湿度并且尽可能免受污染物的环境。
[0003]现有的恒温箱可以包括被设计为将清洁的空气引入到恒温箱的主室中的系统。这样的空气最好应尽可能地免受微粒和微生物污染物。在一些医院的环境中，(由于例如空气调节系统)周围的空气已经足够清洁使得恒温箱不一定需要专门的空气处理设备。然而，在其它医院的环境中-尤其在发展中国家-周围的空气已经经历了极小的调节，并且因此，在恒温箱中需要专门的空气处理是很重要的。
[0004]除了清洁的空气，现有的恒温箱包括被设计成在恒温箱的主室内部提供适当湿润的环境的系统。在加湿系统中使用的水最好应尽可能地免受微粒和微生物污染物。在一些医院中-尤其在发展中国家-通常不具备清洁的水源，并且因此，在恒温箱中需要专门的水处理是很重要的。
[0005]当前的恒温箱遇到了许多问题。恒温箱往往由昂贵的材料制成并且需要定期维护。这致使成本增加并且使得更负担不起使用恒温箱。这尤其是发展中国家的情况。
[0006]现有的恒温箱的维护也很昂贵。在发展中国家，通常没有人具有即使执行日常维护任务所需要的专业知识。这导致由于常规的故障以及缺乏有计划的预防性维护，昂贵的恒温箱不可使用。
[0007]如上所述，具有试图保持灭菌环境的系统，但是这样的系统通常是昂贵、笨重的，并且需要定期的维修或更换。
[0008]本发明的目的在于提供一种改进的灭菌和加湿设备和/或一种改进的恒温箱或者至少为公众提供有用的选择。


【发明内容】

[0009]根据一个示例性实施例，提供了一种灭菌和加湿设备，其包括:加热室，其用于将气体加热到第一温度以便对气体进行灭菌；第一过滤器，其用于过滤液体；以及加湿和冷却室，其适于使所述过滤的液体蒸发进入到所述经过灭菌的气体中，从而使得所述经过灭菌的气体冷却，并且输出理想温度的加湿气体。
[0010]根据另一个示例性实施例，提供了一种恒温箱，其包括:根据上述任一项权利要求所述的灭菌和加湿设备；以及占用室(occupancy chamber);其中所述恒温箱适于使所述加湿气体流入到所述占用室中。
[0011]根据又一个示例性实施例，提供了一种恒温箱，其包括:占用室；第一入口，其用于接收输入气体；第二入口，其用于接收输入液体；以及多孔陶瓷过滤器，其用于过滤所述输入液体；其中，所述恒温箱被构造成在所述输入液体已经经过所述多孔陶瓷过滤器后，将所述输入液体蒸发到所述输入气体中，从而生成加湿气体，所述加湿气体被使得流入到所述占用室中。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]现在将参照附图仅以示例的方式描述本发明，其中:
[0013]图1是根据本发明的灭菌和加湿设备的框图；
[0014]图2是组装的灭菌和加湿设备的立体图；
[0015]图3是气体过滤器的截面图；
[0016]图4是流动装置的立体图；
[0017]图5是图2的灭菌和加湿设备的加热室的分解图；
[0018]图6a是图2的灭菌和加湿设备的液体源和液体过滤器的截面图；
[0019]图6b是图2的灭菌和加湿设备的液体源和液体过滤器的立体图；
[0020]图7是图2的灭菌和加湿设备的储存器、吸液元件以及加湿和冷却室的分解图；
[0021]图8是根据另一个实施例的组装的灭菌和加湿设备的立体图；
[0022]图9是图8的灭菌和加湿设备的一部分的立体图；
[0023]图1Oa和1b是图8的灭菌和加湿设备的加湿和冷却室以及旁室的截面图；
[0024]图11是图8的灭菌和加湿设备的一部分的分解图；
[0025]图12是控制器的框图；
[0026]图13是恒温箱的立体图；以及
[0027]图14是恒温箱的分解图。

【具体实施方式】
[0028]图1是根据一个实施例的灭菌和加湿设备I的框图。一般地，灭菌和加湿设备可以包括气体源(下文被称为“空气源”)2、气体过滤器(下文被称为“空气过滤器”)3、流动装置4 (例如，风扇)、加热室5、加湿和冷却室6、液体源(下文被称为“水源”)7、液体过滤器(下文被称为“水过滤器”)8、储存器9、吸液元件10和控制器11。在一些实施例中，力口湿室6可以作为加湿和冷却室。
[0029]图2示出根据一个实施例的组装的灭菌和加湿设备I。该图示出流动装置4、加热室5、加湿室6、储存器9和水源7。灭菌和加湿设备的其它部件被遮挡。按照对下述每个步骤和组成部分的描述，气体和液体流经灭菌和加湿设备I。
[0030]本领域的技术人员将会理解，在一些示例中，需要依次执行或以特定的顺序执行步骤，并且在其它示例中，步骤的顺序不是关键的。如从说明书中将变得清楚，灭菌和加湿设备的工作使得输出加湿气体12 (图1)，组成的气体和液体已经均被过滤和/或灭菌。在一些实施例中，灭菌和加湿设备还可以包括旁室49和混合室52，使得输出混合的加湿气体54，如下所述。
[0031]灭菌和加湿设备I连接到气体源2。在优选的实施例中，气体为空气。能够将空气引入到设备中的合适的方法有很多。通过示例的方式，来自周围环境的空气可以通过基本的入口进入灭菌和加湿设备；或者压缩的气体源可以通过合适的导管被连接到灭菌和加湿设备。任意合适的风扇及类似物可以用于引入空气。
[0032]灭菌和加湿设备I还可以连接到液体源7。在优选的实施例中，液体为水。能够将水引入到设备中的合适的方法有很多。通过示例的方式，水源可以是人工填充或更换的水箱，该水箱可以通过合适的导管被连接到灭菌和加湿设备；或者水源可以是加压水源(例如，水管)，该加压水源可以通过合适的导管被连接到灭菌和加湿设备。
[0033]图3示出空气过滤器3。在进入灭菌和加湿设备之后，空气流经空气过滤器，如箭头所示。空气过滤器用于从空气中去除颗粒污染物。将会理解，空气过滤器最好应设置成使得它打断经过灭菌和加湿设备的空气的整体流动。在一个实施例中，空气过滤器由沿空气的流动依次排列的过滤介质13、14、15组成。在一个实施例中，主过滤器14为具有用于
0.3-0.5微米颗粒的95-99.7%的颗粒阻挡的高效颗粒阻挡(HEPA)过滤器。
[0034]空气过滤器3可以包括设置在空气过滤器的上游侧的易更换的预过滤器13。预过滤器可以易于移除、清洗以及更换。这样的预过滤器用于延长空气过滤器14、15的其它部件的使用寿命。预过滤器可以由聚丙烯或其它合适的材料制成。
[0035]空气过滤器3还可以包括在该空气过滤器的下游侧的过滤材料15，该过滤材料浸有纳米银。这有助于防止微生物污染物在HEPA过滤器14的下游侧上传播(即，有助于对空气的灭菌)。
[0036]图4示出根据一个实施例的流动装置4。流动装置可以包括风扇(未示出)，该风扇沿一个方向16吸入空气，并且沿另一个方向17排出空气。这样的流动装置被构造成使得确保空气以期望的速度和压力流经灭菌和加湿设备。如将在下文所述，流动装置可以连接到控制流动装置的工作(包括风扇的速度)的控制器。流动装置可以是空气过滤器3的上游或下游。在另一个实施例中，流动装置可以是泵。
[0037]图5示出根据本发明的一个实施例的加热室的分解图。加热室包括壳体18、加热元件19和导电块状材料20，该导电块状材料在图5中被示为径向嵌在圆筒形基体构件22中的一系列翼片21。加热元件和导电块状材料适于使导电块状材料散发来自加热元件的热量。圆筒形基体构件可以包括空芯23，该空芯在该空芯内部容纳加热元件。
[0038]加热元件19可以是能够连接到电源(未示出)并且产生热量的任意合适的装置。在优选的实施例中，基体构件22和翼片21主要由导电材料制成，使得当加热元件被接通时，热量从加热元件传导到基体构件，并且传递到翼片。空气通过与流动装置相邻的入口(未示出)进入加热室。然后，空气在翼片和壳体18的内部之间的加热室的外部区域中邻近或靠近翼片的径向端部流动(到图5所示的左方)。空气围绕块状材料20的端部进入到基体构件22和翼片之间的内部区域中。然后，在通过出口(未示出)离开加热室之前，空气沿块状材料20的长度方向流动(到图5中所示的右方)。
[0039]本领域的技术人员将会理解，加热元件19和导电块状材料22的布置为使得当空气流经加热室5时，使空气最大程度地暴露到导电块状材料。这增强对加热室的空气进行加热的效果。通常，这可以通过构造带空气流动(即空气必须流动的过程)的加热室来实现，该加热室增强空气暴露到热量中并且延长入口和出口之间的通道。除了导电块状材料，加热室还可以包括合适的突出部，以便当空气经过加热室时引导空气的流动。
[0040]因此，当空气经过加热室5时，空气的温度将会增加。温度应该足以对空气进行灭菌。在优选的实施例中，空气被加热到180-200摄氏度。如将在下文所述的，加热室可以包括温度传感器，以确保空气被加热到足够高的温度。加热元件19可以被连接到用于控制加热功率的控制器。
[0041]图6a示出水源7和水过滤器8的截面图，以及图6b示出水源7的外部的立体图。水源为能够通过开口 24人工填充的水箱。圆筒形水过滤器8设置在水箱的内部。水过滤器的顶部关闭使得水最先进入水箱空间24’。水从水箱进入到水过滤器，并且流出出口 25。优选地，水过滤器为具有多孔陶瓷体结构的陶瓷过滤器。多孔陶瓷的最大孔径优选为0.1-0.2微米，并且最好为0.2微米。以这种方式，流出水过滤器并且流入到灭菌和加湿设备的其余部分的水为经过过滤的水。
[0042]在又一个实施例中，水过滤器8的多孔陶瓷浸有纳米银。纳米银具有抗菌特性，并且因此，当水经过水过滤器时，水也会被灭菌。除了或替换纳米银，水过滤器可以被构造有填充有镀银石英片的空芯。片在直径上的尺寸为2-5_。此外，镀银石英片对邻近或靠近它的水具有抗菌效果，并且这使得水被灭菌。
[0043]图7示出灭菌和加湿设备I的一部分的分解图。储存器9被遮挡-在虚线29下方的区域。图7还示出共同被构造为单个单元的吸液元件10 (其中的三个被指出)、加湿和冷却室6、以及盖29a。图7还示出图5中的壳体18的一部分。
[0044]储存器9包括适于被连接到来自水源7/水过滤器8的出口 25的入口 26。储存器9被构造为使得储存具有连续供应的水。在此示例中，上述水源7以使得保持水箱足够满的方式高于储存器放置，储存器中的水量总是充足的。
[0045]加湿和冷却室6包括被连接到加热室的出口的入口 27。通过此入口，来自加热室的受热空气进入加湿和冷却室。如将在下文更详细地描述的，当受热空气经过加湿和冷却室时，受热空气被加湿并冷却。加湿和冷却室还包括出口 28，加湿空气通过该出口离开灭菌和加湿设备。
[0046]在储存器以及加湿和冷却室之间，存在搁板(如虚线29所示)，通过该搁板放置吸液元件10。搁板和吸液元件被布置为使得在储存器9中的水和加湿和冷却室6中的空气之间没有直接接触。吸液元件构造为使得每个吸液元件的一部分总是与储存器中的水接触，并且每个吸液元件的一部分总是与加湿和冷却设备中的空气接触。
[0047]每个吸液元件10适于通过毛细作用从储存器9吸收水，并且因此，水能够穿过储存器以及加湿和冷却室6之间的搁板29。吸液元件可以被设置成与底部的储存器垂直布置，并且因此毛细作用抵抗重力。
[0048]在一个实施例中，吸液元件10由多孔陶瓷制成并且除了作为吸液器之外还作为过滤器。多孔陶瓷的最大孔径优选为0.1-0.2微米，并且最好为0.2微米。以这种方式，从储存器流到加湿和冷却室的水被过滤。
[0049]在又一个实施例中，吸液元件10的多孔陶瓷浸有纳米银。当水经过吸液元件时，水还会被灭菌。
[0050]吸液元件10与受热空气接触的一部分作为蒸发表面，水通过该表面蒸发到受热空气中。吸液元件在加湿和冷却室6中的定位使得增强受热空气暴露到吸液元件的蒸发表面。在一个实施例中，吸液元件限定在加湿和冷却室中的曲折路径的边界，受热空气流经该路径。盖29a(以及容纳吸液元件10的顶部的造型区域29b)有助于将吸液元件保持在恰当的位置并且还密封加湿和冷却室的顶部。
[0051]水一旦已经流到蒸发表面，然后它蒸发到受热空气中。当水蒸发到受热空气中时，受热空气变得潮湿。此外，当受热空气由于将水的相位从液体改变到气体(即，蒸汽或水汽)所需的汽化潜热而失去能量时，受热空气冷却。
[0052]在下文将描述的替代实施例中，经过加湿和冷却室的受热空气的比例可被调节以控制离开加湿和冷却室的加湿空气的温度和湿度。如还会在下文所述，调节加热室的温度和流动装置的速度也可以允许控制加湿空气的温度和湿度。
[0053]图8示出灭菌和加湿设备I’的另一个实施例。在该实施例中，能够控制经过加湿和冷却室的受热空气的比例，这反过来允许控制加湿空气的温度和湿度。
[0054]如同上述相对于图2-7的实施例，图8的灭菌和加湿设备I’包括空气过滤器3’、流动装置4’、加热室5’、加湿和冷却室6’、水源7’、水过滤器8’、储存器9’和吸液元件10’ (吸液元件中的两个已被指出)。加湿和冷却室可以包括透明顶窗47以使得易于观察。流动装置使得空气流经空气过滤器以过滤污染物。然后在空气流入到加湿和冷却室之前，空气流经加热室，以加热到足以对空气进行灭菌的温度。在收集到储存器中之前，对来自水源的水进行过滤和/或灭菌。吸液元件使得将水从储存器向上吸到加湿和冷却室中。吸液元件可以对水进行过滤和/或灭菌。受热空气使水从吸液元件中蒸发；对受热空气的这种加湿和冷却生成加湿空气，然后该加湿空气从加湿和冷却室出口 48离开加湿和冷却室。本领域的技术人员将会理解，如何可以修改相对于图2-7的设备所述的各种特征以便应用到图8和9的设备。
[0055]然而，与图2-7的设备不同，图8的灭菌和加湿设备还包括旁室49、分配室50、分配调节机构51和混合室52，如图8所示以及图9中该设备的局部视图所示。将会理解，因为已经移除设备中的一部分以便更清楚的示出内部，在图9中未将分配室和混合室示为封闭的箱体。
[0056]旁室49为流出加热室的一部分受热空气提供了替代流路。一些受热空气可以流经旁室，而不是流经加湿和冷却室6’。在旁室中，受热空气没有暴露到任何水中，并且因此，受热空气通过旁室出口 53离开旁室时具有与当受热空气进入旁室时大致相同的温度和湿度。然后，通过旁路出口离开的受热空气与通过加湿和冷却室出口 48离开的加湿空气在混合室52中混合。然后，混合的加湿空气(即，加湿和受热空气、以及受热空气)通过设备出口(图8中的28’)离开设备。
[0057]分配室50将加热装置5’连接到加湿和冷却室6’以及旁室49。通过调节合适的分配调节机构51，可以控制受热空气流入到加热和冷却室中的比例，以及受热空气流入到旁室中的比例。将会理解，通过增加流入到旁室中的受热空气的比例，混合的加湿空气将会有更高的温度和更低的湿度。相反，通过减少流入到旁室中的受热空气的比例，混合的加湿空气将会具有更低的温度和更高的湿度。因此，通过调节分配调节机构，可以调节混合的加湿空气的温度和湿度。在一个实施例中，当装置在设定的空气速度和加热速率下工作后，可以通过调节分配调节机构对加湿空气的温度和湿度进一步地进行调节。
[0058]在图9中，分配调节机构51被示为连接到合适的驱动机构56的入口滑阀55。入口滑阀被构造为在完全密封加湿和冷却室入口 27’的第一位置和完全密封旁室入口 57的第二位置之间滑动；并且在第一位置和第二位置之间、两个入口部分打开的一系列位置之间滑动。从而，入口滑动阀能够完全或部分阻挡受热空气进入到以及经过加湿和冷却室6’和旁室49的一者中的通道。当入口滑阀在第一位置时，所有的受热空气流经旁室，并且当滑阀在第二位置时，所有的受热空气流经加湿和冷却室。
[0059]在一个实施例中，分配调节机构51可以包括又一个出口滑阀58 (未示出)，该出口滑阀被构造成在完全密封加湿和冷却室出口 48的第一位置和完全密封旁室出口 53的第二位置之间滑动；并且在第一位置和第二位置之间、两个出口部分打开的一系列位置之间滑动。在优选的实施例中，入口滑阀和出口滑阀55可以在它们的第一位置和第二位置之间一致地滑动。滑阀可以被连接到相同的驱动机构56。
[0060]通过考虑只具有入口滑阀的装置(如图1Oa的截面图所示)，更好地示出既具有入口阀55又具有出口阀58的装置的优点。如果入口滑阀在第一位置，全部受热空气流经旁室49。当受热空气经过混合室52时，文丘里效应致使一些受热空气通过加湿和冷却出口48流入到并流出加湿和冷却室6’。这将导致一些加湿空气与受热空气混合。相反，如果还具有出口滑阀58(如图1Ob的截面图所示)，文丘里效应没有机会发生，并且因此湿度不会不希望地增加。这允许输出更小湿度并且更暖的空气。将会理解，上述理由还能够怎样应用到滑阀处于第二位置的情况，该位置允许输出更潮湿并且更凉的空气。因此，具有两个滑阀允许空气具有更大范围的输出湿度和温度以及具有更大的精确度。
[0061]驱动机构56可以为螺旋驱动步进电机或合适的人工可调节的机械驱动机构。驱动机构可以被连接到控制器。控制器可以基于来自传感器的数据自动地控制驱动机构，以便混合的加湿空气具有期望的温度和湿度。机构可以包括架有安装到滑阀的固定螺母60的旋转螺纹轴59。
[0062]图11示出图8的灭菌和加湿设备I’的一部分的分解图。该图示出加热室5’、吸液元件10’ (吸液元件中的两个已被指出)、加湿和冷却室6’、旁室49’、具有透明窗口 47的盖29’、以及入口滑阀55。该图示出定位在搁板29’中的吸液元件，该搁板防止储存器9’和加湿和冷却室之间直接交界。
[0063]图11还示出储存器9’、储存器盖61’和浮子62。储存器在加湿和冷却室6’下面延伸，以便吸液元件10’在搁板29’下方的一部分暴露在储存器中的水中。浮子适于确保储存器中的水位充足。当水位下降时(由于在加湿和冷却室内水的蒸发)，浮子会更低。这将打开将储存器连接到水源7’的阀63。水将从水源流入到储存器中，以便水位上升直到浮子处于足以使阀关闭的液位。
[0064]图12示出根据本发明的实施例的控制器11的框图。控制器适于(通过驱动机构56)控制流动装置4、加热元件19、和分配调节机构。控制器还连接到传感器30，用于检测灭菌和加湿设备的各种工作状态。控制器包括中央处理单元31。在一个实施例中，控制器为数字可编程逻辑控制器。
[0065]控制器11可以控制流动装置4。控制器可以控制流动装置开启和关闭循环或流动装置的速度(即，其中，流动装置可以实现可变的流动速度)。控制器可以控制输入到流动装置中的功率或流动装置本身的一些其它的工作特性。
[0066]类似地，控制器11可以控制加热元件19 (并且因此加热室)。控制器可以控制加热元件开启和关闭循环或加热元件的功率或温度(即，其中，电热器元件可以实现可变加热)。控制器可以控制输入到加热元件中的功率或加热元件本身的一些其它的工作特性。
[0067]控制器11可以控制驱动机构56 (并且因此分配调节机构51)。其中，驱动机构为连接到一个(或多个)滑阀的步进电机，控制器可以控制步进电机的位置，或者可以在适当的方向开启步进电机，以便控制一个(或多个)滑阀的位置。
[0068]在灭菌和加湿设备中，可以定位一个或多个传感器30以便在适当的点处采集各种参数的读数。这些传感器可以是适于测量特定参数的任意合适的传感器，并且本发明不局限于此方面。测量可以包括:
[0069]水源的温度；
[0070]空气源的温度；
[0071]在加热室内各点处空气的温度；
[0072]加热元件的温度；
[0073]块状导电材料的温度；
[0074]在加湿和冷却室内各点处的空气的温度；
[0075]当空气离开加湿和冷却室时空气的温度；
[0076]在旁室内各点处空气的温度；
[0077]当空气离开旁室时空气的温度；
[0078]空气源的湿度；
[0079]在加热室内的各点处空气的湿度；
[0080]在加湿和冷却室内各点处空气的湿度；
[0081]当空气离开加湿和冷却室时空气的湿度；以及
[0082]在整个灭菌和加湿设备中空气流动的速度。
[0083]来自这些传感器的读数作为输入提供到控制器中，并且由控制器用来为流动装置、加热元件和驱动机构确定适当的工作参数。控制器可以调节工作参数，以便离开灭菌和加湿设备的加湿空气具有期望的温度和期望的湿度。在一个实施例中，这些优选在25-38摄氏度和30-80%相对湿度之间。
[0084]控制器还可以控制灭菌和加湿设备的其它工作参数。控制器可以根据需要接收来自其它传感器31的输入，并且可以根据需要控制与灭菌和加湿设备相关的其它部件32。例如，这些可以包括:
[0085]用于记录相关的恒温箱的运行时间的时钟；以及
[0086]用于警示温度和/或湿度落入期望范围之外；传感器失效；以及水箱或水储存器中缺水的警报器。
[0087]可以提供一个或多个用户输入装置33，以允许用户设定控制参数或以其他方式与控制器进行交互。控制参数可以被存储在控制器内的存储器中或与控制器相连的存储器中。
[0088]因此，将看出灭菌和加湿设备适于生成具有期望和湿度的加湿空气。此外，现有的空气过滤和灭菌以及现有的水的过滤和灭菌确保加湿空气还能被过滤和灭菌。这样的灭菌和加湿的空气可以适用于许多应用中，尤其适于用在恒温箱中。
[0089]图13示出根据本发明的实施例的恒温箱。恒温箱34包括占用室35和底部36。占用室包括顶壁37，该顶壁可以被铰接或可移除，使得能够进入占用室的内部。在图13中，示出顶壁在打开位置。
[0090]在本发明的一个实施例中，占用室35被构造为容纳占用人(occupant)，通常为人类婴儿。需要恒温箱的婴儿通常是新生婴儿和/或早产婴儿。顶壁37可以是透明的以使得恒温箱的占用人是可见的。为了为恒温箱的占用人保持健康的环境，有必要提供连续供应的新鲜空气。如果空气连续再循环或允许停滞，恒温箱内(由于尿排泄物)二氧化然和氨气可能增加到毒性水平。
[0091]图14示出如图13所示的相同恒温箱34的分解图。恒温箱包括占用室35、底部36和顶壁37。
[0092]底部36包括根据图2-7的上述描述的灭菌和加湿设备I。恒温箱34被构造为使得灭菌和加湿设备的出口 28通过合适的导管被连接到占用室35。本领域的技术人员将会理解，可以替代地使用图8和9的灭菌和加湿设备。
[0093]然后，由灭菌和加湿装置生成的加湿空气(或混合的加湿空气)通过入口 38进入到占用室35中。在本发明的一个实施例中，此入口包括可被设计成产生层流效果的格栅39。加湿空气经过占用室并且通过合适的出口 40被排放到周围的环境中。入口和出口的位置可以被构造为促进占用室中的加湿空气的流动和循环。此外，占用室的几何形状可以被布置成促进加湿空气流动通过占用室。
[0094]在本发明的一个实施例中，当顶壁37打开时，加湿空气的层流将继续越过占用人的头部和躯干，用作“空气盾”。
[0095]恒温箱34可以包括控制器(未示出)。在优选的实施例中，该控制器包括或是与以上就灭菌和加湿设备描述的控制器11同一个控制器。因此，除了控制灭菌和加湿设备I的工作，控制器更为一般地可以控制恒温箱的工作。
[0096]再次参考图12，控制器11可以被连接到与恒温箱相关的又一些传感器41。这些传感器41可以包括用于测量占用人的温度的传感器；占用室内部的空气的温度；以及占用室内部的空气的湿度。来自这些传感器的读数作为输入提供到控制器中，并且由控制器用于为流动装置4、加热元件19和驱动机构56确定适当的工作参数。在优选的实施例中，控制器控制灭菌和加湿设备以便确保占用室内的温度和湿度在期望的范围内，因为这样将更好地控制占用人的直接环境。在一个实施例中，这些优选在25-38摄氏度和30-80%相对湿度之间。
[0097]控制器11可以记录来自各种监测装置42的测量值。这些监测装置可以包括用于监测占用人的温度、脉搏或呼吸率的装置。监测装置可以是硬接线或无线。
[0098]恒温箱可以包括被构造用于连接一个或多个外部装置43的一个或多个通信端口。可以通过任意合适的通信链路(例如，RS-232、USB或无线链路)将信息从控制器传送到外部装置。测量值可以包括恒温箱内的温度、恒温箱内的湿度、恒温箱占有人的体温、和/或任意其它期望的测量值。
[0099]还可以提供一个或多个显示装置44，用于显示工作参数、警报、监视信息、占有人状态信息(例如，温度、湿度、脉搏率读数等)或任意其它所需的信息。显示装置被安装到恒温箱的侧面。
[0100]在一个实施例中，由用户设定占用室的温度，用户能够在温度控制器上设定所需的温度或温度范围。
[0101]再次参考图13，占用室35可以包括形成为单独的、便携的基底单元45。占用人可以被放置在基底单元上。这允许独立于恒温箱34的其它部分移除基底单元和基底单元的占用人。基底单元可以设置有手提把手46。基底单元可以配备有合适的垫子47。垫子可以为可移除的可洗型垫，并且可以由合成纤维和羊毛混纺制成。垫子可以浸有可以提供抗微生物性能的纳米银和/或金。
[0102]基底单元45允许在不过度打扰婴儿的情况下进行测量或试验(例如，为婴儿称体重)。未占用的基底单元的重量是已知的，并且可以从基底单元和占用人的重量中减去。在不从便携式基底单元取出婴儿的情况下，也可以进行其它的测量、试验和程序(例如，X射线，光疗)。
[0103]占用室35可以具有允许连接必需的设备(例如，呼吸器、IV注入系统、监测仪器和废物系统)的合适的开口。
[0104]在本发明的一个实施例中，恒温箱34和/或它的组成部分由可成型为期望的部件的轻的、耐用的材料制成。虽然可以利用许多合适的材料，包括聚乙烯、有机玻璃、聚碳酸酯、玻璃纤维、玻璃、增强塑料、碳纤维、铝和不锈钢，但是优选材料为聚丙烯。
[0105]在一个实施例中，恒温箱34的至少一个内表面，优选占用室35的内壁涂覆或浸有纳米银。因为此形式的银具有反微生物性能，所以这有助于保持相对无菌室。
[0106]虽然参照灭菌和加湿设备进行了描述，在一个实施例中，恒温箱可以包括具有或不具有加热室5的加湿装置或加湿室6。
[0107]虽然在恒温箱的上下文中进行了描述， 申请人:的灭菌和加湿设备具有更广泛的应用，尤其在医药领域。灭菌和加湿设备可以用在呼吸加湿器和/或通风器中或用在用于医药器械及其类似物的灭菌系统中。
[0108]虽然已经通过描述本发明的实施例对本发明进行了说明，并且虽然已经详细描述了实施例，但是 申请人:的目的不是用来约束或以任何方式将所附权利要求的范围限制到这样的细节。本领域的技术人员熟知附加的优点和修改。因此，本发明在其更广的方面不限于特定的细节，代表性的装置和方法，以及所示和所述的说明性实施例。因此，在不脱离 申请人:的总的发明构思的精神和范围情况下，可以偏离这些细节。
【权利要求】
1.一种灭菌和加湿设备，其包括: i.加热室，其用于将气体加热到第一温度以对所述气体进行灭菌； ?.第一过滤器，其用于过滤液体；以及 ii1.加湿室，其适于使所述过滤液体蒸发到所述灭菌气体中，从而使得所述灭菌气体冷却，并且输出期望温度的加湿气体。
2.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，所述加湿室是加湿和冷却室。
3.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，所述加湿室包括蒸发表面，所述蒸发表面使所述过滤液体与所述灭菌气体接触。
4.如权利要求3所述的灭菌和加湿设备，其中，所述蒸发表面为吸液元件的暴露表面，所述吸液元件适于借助毛细作用将所述过滤液体从源头吸取到所述加湿室。
5.如权利要求4所述的灭菌和加湿设备，其中，所述吸液元件是所述第一过滤器或形成所述第一过滤器的一部分。
6.如权利要求5所述的灭菌和加湿设备，其中，所述吸液元件是过滤所述液体的多孔材料。
7.如权利要求6所述的灭菌和加湿设备，其中，所述吸液元件的所述多孔材料为具有0.2微米的最大孔径的多孔陶瓷。
8.如权利要求4所述的灭菌和加湿设备，其中，所述吸液元件适于对所述液体进行灭菌。
9.如权利要求6所述的灭菌和加湿设备，其中，所述吸液元件浸有纳米银。
10.如权利要求4所述的灭菌和加湿设备，其中，所述灭菌和加湿装置包括用于在所述液体进入到所述吸液元件中之前过滤所述液体的源过滤器。
11.如权利要求10所述的灭菌和加湿设备，其中，所述源过滤器是所述第一过滤器或形成所述第一过滤器的一部分。
12.如权利要求11所述的灭菌和加湿设备，其中，所述源过滤器是过滤所述液体的多孔材料。
13.如权利要求12所述的灭菌和加湿设备，其中，所述源过滤器的所述多孔材料是具有0.2微米的最大孔径的多孔陶瓷。
14.如权利要求10所述的灭菌和加湿设备，其中，所述源过滤器适于对所述液体进行灭菌。
15.如权利要求14所述的灭菌和加湿设备，其中，所述源过滤器浸有纳米银。
16.如权利要求14所述的灭菌和加湿设备，其中，所述源过滤器包括镀银的石英片。
17.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，所述灭菌和加湿装置包括用于过滤所述气体的第二过滤器。
18.如权利要求17所述的灭菌和加湿设备，其中，所述第二过滤器包括沿所述气体的流动依次设置的两个过滤介质，其中，第一过滤介质为: i.沿气体的流动设置得比第二过滤介质更上游；并且 ?.是易于更换的过滤介质。
19.如权利要求18所述的灭菌和加湿设备，其中，所述易于更换的过滤介质是可清洗过滤器。
20.如权利要求18所述的灭菌和加湿设备，其中，所述易于更换的过滤介质是聚丙烯过滤器。
21.如权利要求18所述的灭菌和加湿设备，其中，所述第二过滤器沿气体的流动设置得比所述加热室更上游。
22.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，通过所述灭菌和加湿设备的所述气体的流动是连续的。
23.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，通过所述灭菌和加湿设备的所述液体的流动是连续的。
24.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，所述第一温度在180-200摄氏度之间。
25.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，所述加热室包括加热元件，所述加热元件安装在导电块状材料中，使得由于电力供应到所述加热元件的结果而产生的热量被传递到所述块状材料。
26.如权利要求25所述的灭菌和加湿设备，其中，所述块状材料构造有增强所述气体暴露到所述块状材料的多个翼片。
27.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，所述气体为空气。
28.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，所述液体为水。
29.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，包括被构造成使得所述气体流经所述灭菌和加湿设备的流动装置。
30.如权利要求29所述的灭菌和加湿设备，其中，所述流动装置为风扇或泵。
31.如权利要求29所述的灭菌和加湿设备，其中，所述灭菌和加湿设备包括用于控制所述流动装置的控制器。
32.如权利要求31所述的灭菌和加湿设备，其中，所述流动装置为风扇并且所述控制器控制所述风扇的速度。
33.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，所述灭菌和加湿设备包括用于控制所述加热室的温度的控制器。
34.如权利要求25所述的灭菌和加湿设备，其中，所述灭菌和加湿设备包括用于控制所述加热室的温度的控制器。
35.如权利要求34所述的灭菌和加湿设备，其中，所述控制器控制所述加热元件的功率。
36.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，所述设备包括旁室，所述旁室为所述灭菌气体提供通道以便绕过所述加湿室。
37.如权利要求36所述的灭菌和加湿设备，其中，所述设备包括分配调节机构，所述分配调节机构适于调节经过所述加湿室的所述灭菌气体的比例和经过所述旁室的所述灭菌气体的比例。
38.如权利要37所述的灭菌和加湿设备，其中，所述分配调节机构包括入口阀，所述入口阀被构造成全部和/或部分阻挡所述加湿室的入口和/或所述旁室的入口。
39.如权利要求37或38所述的灭菌和加湿设备，其中，所述分配调节机构包括出口阀，所述出口阀被构造成全部和/或部分阻挡所述加湿室的出口和/或所述旁室的出口。
40.如权利要求38所述的灭菌和加湿设备，其中，所述分配调节机构包括出口阀，所述出口阀被构造成全部和或部分阻挡所述加湿室的出口和或所述旁室的出口，并且其中，所述入口阀和所述出口阀协调一致地工作。
41.如上述任一项权利要求所述的灭菌和加湿设备，其中，所述灭菌和加湿设备包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于检测以下中的一个或多个: i.所述加热室中气体的温度； ?.加热元件的温度； ii1.所述加湿气体的湿度；以及 iv.所述加湿气体的温度。
42.如权利要求41所述的灭菌和加湿设备，其中，所述控制器接收来自所述传感器的输入，并且控制所述流动装置和/或所述加热室以调节所述加湿气体的温度和湿度。
43.如权利要求41所述的灭菌和加湿设备，当从属于权利要求37时，其中，所述控制器接收来自所述传感器的输入，并且控制所述分配调节机构以调节所述加湿气体的温度和湿度。
44.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备，其中，所述加湿气体在25-38摄氏度之间。
45.如权利要求1所述的灭菌和加湿设备,所述加湿气体在30-85%相对湿度之间。
46.一种恒温箱,其包括: i.如上述任一项权利要求所述的灭菌和加湿设备；以及 ?.占用室； 其中，所述恒温箱适于使得所述加湿气体流入到所述占用室中。
47.如权利要求46所述的恒温箱，包括或被构造成连接到一个或多个监测装置。
48.如权利要求47所述的恒温箱，其中，所述监测装置为接有电线的或无线的。
49.如权利要求47所述的恒温箱，其中，所述监测装置包括以下中的一个或多个: i.占用室温度传感器； ?.占用人温度传感器；以及 ii1.脉搏传感器。
50.如权利要求47-49任一项所述的恒温箱，其中，所述控制器被构造为按照来自所述监测装置的读数控制所述灭菌和加湿设备。
51.如权利要求46所述的恒温箱，包括被构造用于连接一个或多个外部装置的一个或多个通信端口。
52.如权利要求46所述的恒温箱，其中，所述占用室包括入口流动开口，用于允许所述加湿气体从所述灭菌和加湿设备流入到所述占用室中。
53.如权利要求52所述的恒温箱，其中，所述占用室包括出口流动开口，用于允许所述占用室内的所述液体流出所述占用室。
54.如权利要求53所述的恒温箱，其中，所述占用室包括弯曲内表面，所述弯曲内表面被构造为促进液体从所述入口流动开口流动到所述出口流动开口。
55.如权利要求46所述的恒温箱，其中，所述恒温箱被构造为被人类婴儿占用。
56.如权利要求55所述的恒温箱，其中，所述人类婴儿为新生儿和/或早产儿。
57.如权利要求46所述的恒温箱，其中，所述恒温箱主要由以下的一个或多个制成--聚乙烯；有机玻璃；聚碳酸酯；玻璃纤维；玻璃；增强塑料；碳纤维；铝；和不锈钢。
58.如权利要求46所述的恒温箱，包括外部显示器，所述外部显示器被构造成显示关于所述恒温箱的工作或所述恒温箱的占用人的状态的信息。
59.—种恒温箱,其包括: i.占用室； ?.第一入口，其用于接收输入气体； ii1.第二入口，其用于接收输入液体；以及 iv.多孔陶瓷过滤器，其用于过滤所述输入液体； 其中，所述恒温箱被构造为在所述输入液体已经经过所述多孔陶瓷过滤器后，将所述输入液体蒸发到所述输入气体中，从而生成加湿气体，所述加湿气体被使得进入到所述占用室中。
60.如权利要求59所述的恒温箱，其中，所述多孔陶瓷过滤器包括蒸发表面，所述输入液体从所述蒸发表面蒸发到所述输入气体中。
61.一种用于输出加湿气体的加湿设备，所述加湿设备包括: i.加湿室，其适于使液体蒸发到输入气体中；以及 ?.旁室，其为所述输入气体提供通道以绕过所述加湿室， 其中，分配调节机构适于调节经过所述加湿室的所述输入气体的比例和经过所述旁室的所述输入气体的比例。
62.如权利要求61所述的加湿设备，其中，所述分配调节机构包括入口阀，所述入口阀被构造成全部和/或部分阻挡所述加湿室的入口和/或所述旁室的入口。
63.如权利要求61或62所述的加湿设备，其中，所述分配调节机构包括出口阀，所述出口阀被构造为全部和/或部分阻挡所述加湿室的出口和/或所述旁室的出口。
64.如权利要求62所述的灭菌和加湿设备，其中，所述分配调节机构包括出口阀，所述出口阀被构造为全部和/或部分阻挡所述加湿室的出口和/或所述旁室的出口，并且其中，所述入口阀和所述出口阀协调一致地工作。
【文档编号】A61M16/16GK104302340SQ201380013330
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年3月1日 优先权日:2012年3月6日
【发明者】雷蒙德·约翰·艾弗里 申请人:世界科技有限公司