特許第5986077号(P5986077)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5986077
(24)【登録日】2016年8月12日
(45)【発行日】2016年9月6日
(54)【発明の名称】使用者保持システム、装置、および方法
(51)【国際特許分類】
   A61G 7/015 20060101AFI20160823BHJP
   A61G 7/05 20060101ALI20160823BHJP
   A47C 20/04 20060101ALI20160823BHJP
【ＦＩ】
   A61G7/015
   A61G7/05
   A47C20/04 Z
【請求項の数】8
【全頁数】32
(21)【出願番号】特願2013-518864(P2013-518864)
(86)(22)【出願日】2011年7月8日
(65)【公表番号】特表2013-533041(P2013-533041A)
(43)【公表日】2013年8月22日
(86)【国際出願番号】US2011043392
(87)【国際公開番号】WO2012006545
(87)【国際公開日】20120112
【審査請求日】2014年6月23日
(31)【優先権主張番号】12/833,321
(32)【優先日】2010年7月9日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/369,152
(32)【優先日】2010年7月30日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/369,499
(32)【優先日】2010年7月30日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】12/847,337
(32)【優先日】2010年7月30日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】12/836,606
(32)【優先日】2010年7月15日
(33)【優先権主張国】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】503278256
【氏名又は名称】ヒル−ロム サービシズ，インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】一色国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】ターナー，ジョナサン，ディー．
(72)【発明者】
【氏名】ラインケ，クリスチャン，エイチ．
(72)【発明者】
【氏名】ラッヘンブルク，チャールズ，エー．
(72)【発明者】
【氏名】シング，ジャック，バーニー
(72)【発明者】
【氏名】フロンドルフ，マイケル，エム．
(72)【発明者】
【氏名】ハイムブロック，リチャード，ヘンリー
(72)【発明者】
【氏名】ウィギンズ，ブライアン，ティー．
【審査官】 大谷 謙仁
(56)【参考文献】
【文献】 特表２００３−５３４０９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】 特開２００５−０８７６５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｇ ７／０１５
Ａ６１Ｇ ７／０５
Ａ４７Ｃ ２０／０４
Ａ４７Ｃ １７／１６５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベッド構造であって、
フレームと、
前記フレームに移動可能なように接続されたデッキ枠組みと、
前記デッキ枠組みに移動可能なように接続されたパネルと、
前記デッキ枠組みと前記フレームの間の相対的平行移動に応じて、前記デッキ枠組みに対して前記パネルを移動するための移動コンバータと、
を備え、
前記移動コンバータが、
前記フレームに取り付けられたラックと、
前記ラックと噛み合い、前記パネルに動作可能なように接続された一次歯車と、
前記一次歯車によって駆動されるパネル回転駆動要素と、
前記パネルに接続され、前記パネル回転駆動要素と連動するパネル移動可能な駆動要素と、
を備え、
前記パネル回転駆動要素がパネル駆動スプロケットであり、前記パネル移動可能な駆動要素がチェーンであるベッド構造。
【請求項2】
前記ベッド構造が、
前記デッキ枠組みに回転可能なように取り付けられたアイドラーと、前記アイドラーおよび前記パネル駆動スプロケットと連動するチェーンと、
前記パネルおよび前記チェーンに接続されたスライダーとを備える、請求項１のベッド構造。
【請求項3】
前記デッキ枠組みと機械的接地の間に延長するアクチュエータを備える、請求項１のベッド構造。
【請求項4】
前記フレームが機械的接地としての役割を果たす、請求項３のベッド構造。
【請求項5】
前記フレームおよび前記デッキ枠組みに旋回可能なように接続された圧縮リンクを備える、請求項１のベッド構造。
【請求項6】
前記圧縮リンクが前記フレームに移動可能でないように接続された、請求項５のベッド構造。
【請求項7】
ベッド構造であって、
フレームと、
前記フレームに移動可能なように接続されたデッキ枠組みと、
前記デッキ枠組みに移動可能なように接続されたパネルと、
前記デッキ枠組みと前記フレームの間の相対的平行移動に応じて、前記デッキ枠組みに対して前記パネルを移動するための移動コンバータと、
を備え、
前記移動コンバータが、
ａ）前記フレームに固定されたラックと、
ｂ）前記デッキ枠組みに回転可能なように取り付けられ、前記ラックと噛み合う一次歯車と、
ｃ）前記一次歯車と同軸に前記デッキ枠組み上に回転可能なように取り付けられたパネル駆動スプロケットと、
ｄ）前記パネル駆動スプロケットから離れて前記デッキ枠組み上に回転可能なように取り付けられたアイドラースプロケットと、
ｅ）前記パネルに接続されたスライダーと、
ｆ）前記パネル駆動スプロケットおよび前記アイドラーと連動し、前記スライダーに接続されたチェーンとを備えるベッド構造。
【請求項8】
フレーム、前記フレームに対して回転可能および移動可能なように取り付けられたデッキ枠組み、前記枠組みに対して移動可能なパネル、前記フレームに取り付けられたラックと、前記ラックと噛み合い、前記パネルに動作可能なように接続された一次歯車と、前記一次歯車によって駆動されるパネル駆動スプロケットと、前記パネルに接続され、前記パネル駆動スプロケットと連動するパネル移動可能なチェーンと、を含む移動コンバータを持つベッドにおいて、前記パネルの平行移動運動を統制する方法であって、前記移動コンバータが、
前記デッキ枠組みと前記フレームの間の相対的平行移動を、前記パネル駆動スプロケットの回転運動に変換することと、
前記チェーンにより、前記パネル駆動スプロケットの前記回転運動を平行移動運動に変換することと、
前記平行移動運動を前記パネルに伝えることを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願への相互参照
本出願は、米国出願番号１２／８３３，３２１号（２０１０年７月９日出願）、１２／８３６，６０６号（２０１０年７月１５日出願）、１２／８４７，３３７号（２０１０年７月３０日出願）、６１／３６９，４９９号（２０１０年７月３０日出願）、および６１／３６９，１５２号（２０１０年７月３０日出願）の優先権を主張し、これらは参照により、その全体を本明細書に組み込む。
【0002】
パートＡ
本明細書に記述の主題は、病院ベッドなどの関節接合可能な保持器、特にデッキ枠組み、枠組みに接続されたデッキパネル、およびパネルの並進運動を枠組みの回転および／または縦方向移動に合わせる移動コンバータを持つ保持器に関する。
【0003】
パートＢ
本明細書に記述された主題は、微気候管理機能を持つ病院ベッドマットレスなどの使用者保持表面、ならびに保持表面の蒸発性能および熱回収性能を制御するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【0004】
パートＡ
「人体測定学的に統制される使用者保持器」と題する２００９年１１月１３日出願の係属中米国特許出願１２／６１８，２５６号は、病院ベッドなどの関節接合可能な保持器を記述し、この関節接合は、人体測定学に少なくとも部分的に依存する。出願１２／６１８，２５６号の内容を参照により本明細書に組み込む。本出願は、ベッド上半身セクションの回転が上半身部分の縦方向移動および上半身デッキパネルの「平行移動」を伴う、動作モードを開示している。本出願では、平行移動を、上半身セクションの既存の角度方向と平行な方向へのデッキパネルの移動と定義する。
【0005】
パートＢ
病院ベッドは、微気候管理（ＭＣＭ）機能を持つ保持表面を備えうる。ＭＣＭ機能とは、ベッド使用者のすぐ近くの場所の環境、特に温度および湿度に影響を与える機能を指す。ＭＣＭ可能な保持表面は、マットレス上に設置されたトッパーであるか、またはマットレスそのものでありうる。効果的な微気候管理は、皮膚組織破壊の影響に抵抗するかまたはその影響を軽減することによって、ベッド使用者に利益を与えうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
パートＡ
以前の出願の教示は、上半身セクションの動きを制御するための３つのアクチュエータを持つベッドとの関連で提示されている。これらのアクチュエータの一つが平行移動を制御する。他の２つは、上半身セクションを回転すると同時にそれを縦方向に移動するか、縦方向移動を与えることなく上半身セクションを回転するか、または回転を与えることなく上半身セクションを縦方向に移動するように操作される。このようなシステムは、試験または開発中に関節接合の最大柔軟性を可能にするために、プロトタイプまたは実験的ベッドで望ましいことがあるが、商業販売用に生産されるベッドは、上半身セクションに含まれるアクチュエータがより少ないことが想像される。従って、本出願は、単一の上半身セクションアクチュエータおよび二重ラックアンドピニオンを持つ、簡易化された運動学的構成のベッドも記述する。動作中、アクチュエータは延長または格納して、上半身セクションを縦方向に移動する一方でその角度方向を変える。同時に、二重ラックアンドピニオンは、上半身セクションの移動および配向に応じて、上半身デッキパネルの望ましい平行移動を生じさせる。
以前の出願で記述された簡易化運動学および二重ラックアンドピニオンの利点にもかかわらず、出願者は、性能の向上、信頼性の向上およびコストの低減につながりうる更なる革新を引き続き追求する。
【0007】
パートＢ
典型的なＭＣＭ可能な保持表面は、気流の受け入れおよび放出を提供する。使用者がその上で休む保持表面の少なくともその部分は、蒸気透過性である。作動中、気流は保持表面の内部を通って流れる。空気が使用者の皮膚より冷たいことを条件として、内部気流は使用者の皮膚を冷たく保つためのヒートシンクの役割を果たし、それによって、皮膚組織の代謝的要求を減少させ、結果として、使用者が褥瘡（床ずれ）を発症する可能性を低くする。熱伝達のこのモードは、使用者の皮膚と気流の間の温度勾配に比例し（ｄｑＤＲＹ／ｄｔ＝ｋ１ΔＴ）、以下これを「乾流束」ＤＦと呼ぶ。
【0008】
さらに、使用者の皮膚からの熱伝達によって、保持表面と使用者の皮膚の間の接触面に存在する汗の分子が液体汗から自由になる（すなわち、蒸発する）ために十分なエネルギーを取得しうる。自由になった分子は、使用者保持器の蒸気透過性部分を通って移動し、内部気流で運び去られる。皮膚が過剰に乾燥していないとすると、乾燥した皮膚は湿った皮膚よりも組織破壊の損傷を受けにくいので、皮膚／表面の接触面における付随湿度の低減は有益である。さらに、蒸発は使用者からの熱伝達の結果であるため、使用者は、上述の乾流束に加えて蒸発冷却効果を体験する。熱伝達のこの蒸発モードは、使用者の皮膚における（すなわち、使用者／表面の接触面における）水蒸気（汗）の分圧であるＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮと、気流中の水蒸気の分圧であるＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭの間の差に比例し（ｄｑＷＥＴ／ｄｔ＝ｋ２ΔＰＨ２Ｏ）、本明細書では「湿流束」ＷＦと呼ばれる。熱伝達の湿流束要素は、使用者が発汗しており、皮膚／表面の接触面に液相汗を堆積しているときのみ現れる。
【0009】
典型的には、ＭＣＭ可能な表面を通る気流は周囲空気（例えば、病室からの空気）であり、病院の暖房、換気および空調（ＨＶＡＣ）システムによって加えられる調節の他に、空気に温度および／または湿度調節が加えられていないという意味で無調節である。結果として、ＭＣＭ可能な保持表面の有効性は、室内空気の特性によって制約される。必要なことは、改良された微気候特性・性能を選択的に達成し、改良の程度を統制することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
パートＡ
ベッド構造は、フレーム、フレームに移動可能なように接続されたデッキ枠組み、デッキ枠組みに移動可能なように接続されたパネル、および移動コンバータを含む。移動コンバータは、a）デッキ枠組みとフレームの間の相対的平行移動、およびb）デッキ枠組みとフレームの相対的回転の一方または両方に応じて、デッキ枠組みに対してパネルを移動させる。一つの詳細な実施形態では、移動コンバータは、フレームに固定されたラック、ラックと噛み合う一次歯車、一次歯車と同軸にデッキ枠組み上に回転できるように取り付けられたパネル駆動スプロケット、パネル駆動スプロケットから離れてデッキ枠組み上に回転可能なように取り付けられたアイドラースプロケット、パネルに接続されたスライダー、ならびにパネル駆動スプロケットおよびアイドラーと連動し、スライダーに接続されたチェーンを含む。
本明細書に記載した使用者保持器の前述の機能とその他の機能は、下記の詳細な説明および付属の図面でより明らかとなる。
【0011】
パートＢ
表面の少なくとも一部に沿って気流をガイドする流路を持つＭＣＭ可能な保持表面の性能を制御する方法は、無調節の周囲空気で達成可能な蒸発性能よりも優れた望ましい蒸発性能を特定すること、１００％相対湿度を達成するのに必要な温度と少なくとも同じほど低い温度に無調節の周囲空気を冷却し、それによって空気を除湿すること、および冷却・除湿された空気を流路に供給することを含む。本方法は、冷却・除湿された空気を流路に供給するステップの前に、それを加熱するステップも含みうる。
本明細書に記載した保持表面の微気候性能を改良・制御するシステムおよび方法の多様な実施形態の前述の機能とその他の機能は、下記の詳細な説明および付属の図面でより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】病院および他の医療施設で使用されるタイプのベッドの概略側面図である。
【図2A】フレームおよび上半身デッキセクションを持ち、デッキセクションがフレームに対して水平角度方向で示されている、本明細書に記述のベッド構造の斜視図である。
【図3A】図２Ａと類似しているが、デッキセクションがフレームに対して約６５度の角度方向にある図である。
【図4A】特に、歯車ラック、歯車ラックの一端に位置付けられた割歯車ハウジング、およびデッキセクションの脚を示し、またデッキセクションレールを切り欠いてチェーンおよびレール内のチェーンハウジングを見せている、図３Ａの一部の拡大図である。
【図5A】図４Ａに示す歯車ラックの図であるが、歯車ラックのスライドレール構成要素を切り欠いて、歯車ハウジングが歯車ラックのもう一方の端にあり、デッキセクションなどの特定の要素および割歯車ハウジングの一つの側面を取り外してある。
【図6A】図２Ａの６−−６の方向の断面図である。
【図7A】ベッド構造の構成要素を示す分解図である。
【図8A】ベッド構造の構成要素を示す分解図である。
【図9A】選択された構成要素を取り除くか切り欠いて、スプロケット、駆動チェーンおよびスライダーなどの構成要素を示した斜視図である。
【図10A】選択された構成要素を取り除くか切り欠いて、スプロケット、駆動チェーンおよびスライダーなどの構成要素を示した斜視図である。
【図11A】上半身デッキセクションのレール部分、チェーンハウジングおよびデッキパネル駆動ラグに関して図９Ａ〜１０Ａのスライダーを示す、図１０Ａの１１−−１１の方向の断面図である。
【図12A】上半身デッキセクションのレール部分およびデッキパネル駆動ラグに関して第二のスライダーを示す、斜視図である。
【図13A】リフトチェーンの側面図である。
【図14A】圧縮リンクとベッドの上昇可能フレームの間に移動不可能なジョイントを持つベッド構造の概略側面図である。
【図15AA】圧縮リンクと上昇可能なフレームの間のジョイントが縦方向に移動可能な実施形態における、さまざまな移動のモードの結果を示す、図１４Ａと類似の図である。
【図15AB】圧縮リンクと上昇可能なフレームの間のジョイントが縦方向に移動可能な実施形態における、さまざまな移動のモードの結果を示す、図１４Ａと類似の図である。
【図15AC】圧縮リンクと上昇可能なフレームの間のジョイントが縦方向に移動可能な実施形態における、さまざまな移動のモードの結果を示す、図１４Ａと類似の図である。
【図15AD】圧縮リンクと上昇可能なフレームの間のジョイントが縦方向に移動可能な実施形態における、さまざまな移動のモードの結果を示す、図１４Ａと類似の図である。
【図1B】ＭＣＭ可能な保持表面を持つベッドの概略側面図である。
【図2B】図１Ｂの方向２−−２での図である。
【図3B】本明細書に開示されたように、チラーおよび水収集システムを含む、微気候管理システムの概略図である。
【図4B】図３Ｂのものと類似しているが、ヒーターも含む、微気候管理システムの概略図である。
【図5BA】保持表面の蒸発容量を制御するためのアルゴリズムのブロック図である。
【図5BB】保持表面の蒸発容量を制御するためのアルゴリズムのブロック図である。
【図6B】温度の関数として水の蒸気圧を示し、明細書に記述の数字の例に対応するデータ記号を含むグラフである。
【図7B】多くの垂直に配向された繊維を含む核生成装置を示した、図２Ｂの方向７−−７での図である。
【図8BA】介護者が微気候管理システムの望ましい性能を指定することを可能にする２つの方法を示した、ユーザーインターフェースの図である。
【図8BB】介護者が微気候管理システムの望ましい性能を指定することを可能にする２つの方法を示した、ユーザーインターフェースの図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
パートＡ：
図１Ａ〜３Ａは、縦方向に頭側端部１２から足側端部１４に延び、横方向に左側１６から右側１８に延びる病院ベッド１０を示す。図１Ａ〜２Ａは、縦方向に延長する中心線２２も示す。ベッド構造は、ベースフレーム２６、および折り畳みリンク３０でベースフレームに接続された上昇可能フレーム２８を含む。ベッドは、すべてが上昇可能フレームに接続された、４つのデッキセクション（上半身セクション３４、シートセクション３６、大腿セクション３８およびふくらはぎセクション４０）も含む。上半身デッキセクション３４は、上部梁５６および下部梁５８で互いに接合された左右の中空レール５２、５４を備える枠組み５０を含む。第一および第二のレールスロット６０、６２は各レールの上端を貫通し、それに沿って途中まで延長する。各レールの下端は、両面取付金具６４も含む。枠組みが上昇可能フレームに対して縦方向に移動し、旋回軸７０の周りにも回転可能なように、枠組み５０は上昇可能フレーム２８に移動可能なように接続される。デッキセクション３４は、枠組み５０に移動可能なように接続されたデッキパネル７２（破線で表示）も含む。特に、パネル７２は枠組みに対して、枠組みの角度方向αに平行な方向Ｐ１、Ｐ２に移動可能である。この移動は、本出願の「背景技術」セクションに要約された出願で言及されている平行移動である。
【0014】
ベッドは、フレームジョイント７８において上昇可能フレームに旋回可能なように接続されたフレーム端７６、およびデッキジョイント８４においてデッキ枠組みに旋回可能なように接続されたデッキ端８２をそれぞれが持つ、一対の圧縮リンク７４も含む。図１Ａ〜３Ａに示された実施形態において、フレームジョイント７８は、フレームに対して移動可能ではないが、別の実施形態（図１５Ａ）では、ジョイント７８はフレームに対して縦方向に移動可能である。
【0015】
ベッドは、上半身デッキ枠組み５０に接続されたデッキ端９２、および上昇可能フレーム２８などの適切な機械的接地に接続された接地端９４を持つアクチュエータ９０を含む駆動システムも含む。駆動システムは、ａ）デッキ枠組みとフレームの間の相対的平行移動、およびｂ）デッキ枠組みとフレームの軸７０の周りの相対的回転の少なくとも一つに応じて、パネル７２をデッキ枠組みに対して移動するための、移動コンバータ（概して参照番号１００で示される）も含む。図で示した実施形態は、右と左の両方の移動コンバータユニット１００Ｌ、１００Ｒを含む。ユニットは互いの鏡像であるため、ユニットの一つのみをさらに詳細に記述することで十分であろう。
【0016】
図４Ａ〜８Ａは、移動コンバータの一つの構成要素および構造をさらに詳細に示す。移動コンバータは、上昇可能フレーム２８に装着された歯車ラック１０２を含む。または、歯車ラックは上昇可能フレームの一部と考えられうる。図で示したラックは、フレームにねじ止めされた単体スライドレール１０４、およびスライドレールの各端において台座１０８にねじ止めされたラックプレート１０６を備える。スロット１１０は、台座の間をスライドレールに沿って延長する。スライドレールは、それぞれが肩部１１６を有する、横方向の内側面および外側面１１２、１１４を持つ。ラックプレートは、歯車の歯を受け入れるための開口部１２０を含む。開口部は、歯車の歯の形状に適合する形状を持つ。
【0017】
移動コンバータは、ラックプレートと噛み合う一次歯車１２４も含む。歯車は、ベッド中心線２２から横方向に延長するスタブシャフト１２６を持つ。一対のラグ１２８はシャフトから横方向に突き出ている。割歯車ハウジング１３０は、その基部１３４を通って延長する長方形の形状の開口部１３２、基部の内側の空洞１３６および基部から突き出ている尾部１３８を持つ。尾部はスライドレールスロット１１０にぴったりはまり、開口部１３２はラックプレート１０６の周りを取り囲み、ぴったりと適合する。内部プレート１４０は空洞内にある。ねじ１４２は、ベアリングプレート１４４およびバッキングプレート１４６を通って内部プレート１４０の中に延長し、レール肩部１１６に隣接するベアリングプレートによってハウジングをスライドレールにスライド式に固定する。一次歯車は、内側および外側歯車ブッシュ１５４、１５６および横方向に延長する旋回軸１５８によって、歯車ハウジング１３０の内側に回転可能なように取り付けられる。旋回軸も、穴１６２を通ってレール取付金具６４に延長し、一次歯車をデッキ枠組みに接続する。ベアリング１６４は穴１６２にはまり、旋回軸１５８を取り囲む。
【0018】
図９Ａ〜１１Ａをさらに参照すると、移動コンバータは、パネル駆動スプロケット１７０などのデッキパネル回転駆動要素も含む。スプロケットは、歯車ハウジング１３０に隣接し、その外側に配置されたチェーンハウジング１７２の内側に存在する。スプロケットは、外側歯車ブッシュ１５６によって、旋回軸１５８上に回転可能なように取り付けられる。スプロケットは、ベッド中心線２２に向かって横方向に延長するスタブシャフト１７４を持つ。スタブシャフトの内側先端にあるノッチ１７６は、一次歯車スタブシャフト上でラグ１２８と結合し、スプロケットを一次歯車に回転可能なように接続する。スプロケットと一次歯車は、従って同軸であり、相互に同速で回転できる。図で示した実施形態では、一次歯車およびスプロケットのピッチ円直径は、それぞれ３７．０ｍｍおよび４２．６ｍｍである。従って、一次歯車とスプロケットは非単一性駆動比を示し、具体的には、駆動比は約１．１５である。
【0019】
チェーンハウジング１７２は、枠組みの中空内部に（すなわち、レール５２の中に）延長する。チェーンハウジングは、内部トラックまたは突起１８２、肩部１８４、および枠組みレールの第一のスロット６０と一致する細長いスロット１８６を含む。アイドラースプロケット１９２は、その遠位端１９４で、チェーンハウジングの内部に回転可能なように取り付けられる。チェーンハウジングはデッキ枠組み５０に対して不動なため、アイドラーは枠組み上に取り付けられていると考えられる。
【0020】
スライダー２００は、ハウジング内部トラック１８２上に移動可能なように保持されているスライドリンク２０２、およびスライドリンクにボルト締めされているスライドブロック２０４を含む。スライドリンクは、チェーンハウジング肩部１８４に隣接する突起２０６を持ち、スライドリンクをチェーンハウジング１７２内に閉じ込める。スライドブロックは、第一のレールスロット６０の両側の枠組みレール５０上部の上に横たわる頭部分２０８、およびレールスロットを通って突き出しスライドリンクまで延長する首部分２１０を含む。スライダーは、スライドブロックから突き出している駆動ラグ２１８も含む。駆動ラグは、デッキパネル７２に接続され、それによってスライダーをパネルに接続している。
【0021】
図１２Ａを参照すると、第二のスライダー２１２は、頭部分２２６と首部分２２８を持つ第二のスライドブロック２１４を備える。第二のスライダーは、押さえ板２３０も含む。スライダーブロック２１４の頭部分２２６は、第二のレールスロット６２の両側の枠組みレール５２上部の上に横たわる。首部分２２８はレールスロット６２を通って突き出ており、押さえ板まで延長する。押さえ板の側面が、第二のレールスロット６２の両側の枠組みレール５２の内部の下に存在し、スライダーがスロットの長さに沿って縦方向にスライドできるように、スライドブロックおよび押さえ板は一緒にボルト締めされる。駆動ラグ２１８はデッキパネル７２に接続され、それによってスライダーをパネルに接続している。
【0022】
ローラーチェーン２２０、各スプロケットの周りのループ１７０、１９２は、スプロケットの歯と噛み合う。チェーンの端部は、スライドリンク２０２の反対側端部に接続され、それによってチェーンをデッキパネル７２にも接続している。スプロケットの間に直線的に延長するチェーンの部分が駆動システムの動作中にＰ１またはＰ２の方向に移動する限り、チェーンは線形または移動可能な駆動要素である。他の運動学的に同等の装置を、ローラーチェーン２２０の代わりに使用してもよい。例えば、図１３Ａに見られる一例であるリフトチェーンが、移動可能な駆動要素としての役割を果たしうる。
【0023】
スプロケット１７０、１９２、チェーン２２０およびスライダー２００によって、一次歯車はデッキパネル７２に動作可能なように接続される。
【0024】
動作中、アクチュエータ９０は延長し、枠部材の梁５８をベッドの頭側端部１２に向かって縦方向に押す。圧縮リンク７４は、時計回りに回転して、上半身デッキ枠組みの角度方向αを変化させる。図５Ａ、８Ａ、９Ａおよび１０Ａに見られるように、上昇可能フレームに対する枠組みの縦方向の移動は、一次歯車１２４を時計回りに回転させる。一次歯車は、パネル駆動スプロケット１７０を同じ回転方向に駆動する。スプロケットは、スライダー２００に作用するチェーンを駆動して、デッキパネル７２をデッキ枠組み５０に対してＰ１の方向に移動させる。アクチュエータの格納は、上述の動きを逆転し、デッキパネルをＰ２の方向に移動させる。
【0025】
動作中、歯車ラック１０２と一次歯車１２４の間の運動学的相互作用は、デッキ枠組みと上昇可能フレームの間の相対的平行移動および／または回転を、一次歯車１２４の回転運動に変換する手段としての役割を果たす。スプロケット１７０とチェーン２２０の間の運動学的相互作用は、回転運動を平行移動運動に変換する手段としての役割を果たす。スライダー２００およびラグ２１８は、チェーンの平行移動運動をパネルに伝える手段としての役割を果たす。
【0026】
図１４Ａは、上述のベッド構造のアクチュエータ９０、上昇可能フレーム２８、デッキ枠組み５０および圧縮リンク７４の運動学的相互作用を示す、簡易概略図である。前述したように、ジョイント７８はフレーム２８に対して不動である。図１４Ａに示されるように、アクチュエータ９０の動作によって、デッキパネル７２は、上昇可能フレームに対して距離Ｄだけ縦方向に移動し、上昇可能フレームに対して角度βほど回転する。図１５Ａに見られる別の実施形態では、ジョイント７８は、第二のアクチュエータ２２２の動きによってフレームに対して縦方向に移動可能である。アクチュエータ９０および２２２の動きがどのように調整されるかにより、いかなる移動（図１５ＡＣ）または第一の実施形態（図１５ＡＤ）にあるように回転や移動もされることなく、上昇可能フレームに対して回転される枠組み（図１５ＡＢ）の回転なしで、デッキフレーム５０は上昇可能フレーム２８に対して縦方向に移動することができる。第二のアクチュエータ２２２を含めると複雑性が増すが、柔軟性も増加し、これは望ましい可能性がある。本明細書に記述の移動コンバータは、フレームとデッキ枠組みの間の相対運動に反応し、その相対運動が平行移動、回転、またはその組み合わせであるかどうかには関係ないため、図１４Ａおよび１５Ａの両方の実施形態に同じように適用できる。
【0027】
移動コンバータのさまざまな構成要素の運動学的同等物を、図で示した構成要素の代わりに使用できることが理解される。例えば、チェーン２２０およびスプロケット１７０、１９２の代わりにベルトおよび滑車を使用することができ、ノッチ付きまたは歯付きベルトおよび噛み合い歯車をチェーンおよびスプロケットの代用とすることもでき、ローラーおよび高摩擦係数のトラック（ローラーの滑りを防ぐため）を歯車１２４およびラック１０２の代用とすることもできる。
【0028】
パートＢ
図１Ｂ〜２Ｂを参照すると、ベッド２０は、微気候管理（ＭＣＭ）機能を持つ保持表面２２を持つ。ＭＣＭ可能な保持表面は、ＭＣＭが可能でないマットレスの上に設置されたトッパーとして示されているが、代わりにマットレスそのものでもよい。保持表面は使用者２４を保持する。保持表面は、内部流体流路３０と境を接し、それを少なくとも部分的に画定する材料層２６を含む。保持表面の一部３２は、使用者がその上で休む部分で、蒸気透過性である。保持表面は、空気取り込み口３６および空気排気口３８を含む。作動中、気流４０は流路を通って流れ、熱および水蒸気のためのシンクの役割を果たす。ベッドは、微気候管理システムの動作に関するユーザー指示を受け入れるためのユーザーインターフェース４２も含む（図３Ｂ、４Ｂ）。図で示されたユーザーインターフェースは、ユーザーの指示を受け入れるためのキーパッド４４および情報をユーザーに伝えるための表示パネル４６を含む。ベッドは、微気候管理システムを制御するために、ユーザーの指示に応答する制御装置５０も含む。図３Ｂ〜４Ｂを参照すると、微気候管理システムは、チラー６０、水収集システム６２、および一実施形態ではヒーター６４を含む。
【0029】
改良された微気候管理のための方法およびシステムをさらに説明する前に、特定の定義およびコンセプトを確立することが有益であろう。
【0030】
熱伝達の２つの主な機序が微気候に影響を与える。一つの機序では、乾熱伝達は温度差に比例し、使用者／表面の接触面における液相汗の有無とは無関係である。保持表面が、所定の温度差で乾熱伝達に影響を与える潜在力は、その乾流束容量ＤＦＣと呼ばれる。本明細書に記述のシステムの作動中に実際に実現される乾熱伝達が、実際の乾流束ＤＦである。乾熱伝達は使用者／表面の接触面に液相汗が存在するかどうかには無関係なため、実際の乾流束ＤＦは乾流束容量ＤＦＣに等しい：
DF = DFC = (1/RDRY) (TSKIN - TSTREAM) (1)
【0031】
ここでＲＤＲＹは、気流４０の状態（例えば、温度および流速）および使用者の皮膚への気流の近さと組み合わせた、ＭＣＭ可能な表面２２（特に保持表面の部分３２）の特性である。具体的には、ＲＤＲＹは、保持表面および気流の乾熱の流れに対する抵抗を特徴付けるシステム定数である。逆数１／ＲＤＲＹは、例えば、ワット／メートル２／℃など、電力／単位面積／温度の単位を持つ。低い値のＲＤＲＹは、高い熱伝達に対応し、高い値のＲＤＲＹは、低い熱伝達に対応する。下に示す例では、ＲＤＲＹは０．３００（ｍ２℃）／ワットの値を持つ。
【0032】
ＴＳＫＩＮは、使用者／表面の接触面における使用者の皮膚の温度である。ＴＳＫＩＮは、摂氏温度（℃）などの温度単位を持ち、
ＴＳＴＲＥＡＭは、気流４０の温度である。本開示および付随する数字の例の目的で、また多くの実際的な応用では、ＴＳＴＲＥＡＭは、部屋の周囲室温ＴＡＭＢＩＥＮＴに等しいものとして概算できる。周囲空気に与えられる温度変化の影響はトッパーを通して伝わるので、このような概算は温度変化の影響を無視する。これらの温度変化は、トッパーを通して流れるようにするため部屋の周囲空気を加圧することに関連する温度変化、近隣の電子部品による熱遮断から生じる熱伝達、および使用者から気流に伝達される熱など、多くの要因に起因しうる。ＴＳＴＲＥＡＭは、摂氏温度（℃）などの温度単位を持つ。
【0033】
乾流束容量ＤＦＣおよび乾流束ＤＦは、例えば、ワット／メートル２などの、単位面積あたりの電力の単位を持つ。
【0034】
所定のシステムに対するＲＤＲＹの値は、「ドライプレートテスト」で実験的に決定できる。３６℃の試験温度（広範な測定値に基づいた合理的な「標準的な」ヒトの皮膚温度）まで加熱したドライテストプレートを、表面上に配置する。３６℃より低い既知の温度の気流は、表面の反対側に沿って流れるようになる。テスト気流の冷却効果にもかかわらず、プレートの温度を３６℃に維持するのに十分な割合でエネルギーがプレートに供給される。これらの数値は、方程式（１）に使用される（３６°はＴＳＫＩＮの値として使用され、テスト気流の温度はＴＳＴＲＥＡＭとして使用され、テストプレートを一定の温度３６°に保つために供給されるテストプレートの単位面積あたりの電力は、乾流束ＤＦの値として使用される）。次に方程式（１）をＲＤＲＹについて解くことができる。
【0035】
熱伝達の第二の機序である湿熱伝達は、使用者の皮膚における水蒸気（汗）の分圧と気流４０の水蒸気の分圧の差に比例する。保持表面が湿熱伝達に影響を与える潜在能力は、その湿流束容量ＷＦＣである。本明細書に記述のシステムの作動中に実際に実現される湿熱伝達が、実際の湿流束ＷＦである。皮膚／表面の接触面における蒸発に対して汗が利用できる時に、湿流束容量ＷＦＣは、実際の湿流束ＷＦとして実現される。潜在的および実際の湿熱伝達率は、それぞれ湿流束容量ＷＦＣおよび湿流束ＷＦと呼ばれ、次のように表すことができる。
WFC = (1/RWET) (PH2O,SKIN - PH2O,STREAM) (2A)
WF = (1/RWET) (PH2O,SKIN - PH2O,STREAM) (2B)
【0036】
ここでＲＷＥＴは、気流４０の状態（例えば、温度および流速）と使用者の皮膚への気流の近さを組み合わせた、ＭＣＭ可能な保持表面２２（特に保持表面の部分３２）の特性である。具体的には、ＲＷＥＴは、保持表面および気流の蒸発冷却に対する抵抗を特徴付けるシステム定数である。その逆数、１／ＲＷＥＴは、例えばワット／メートル２／パスカルなど、電力／単位面積／単位圧力の単位を持つ。ＲＷＥＴの低い値は高蒸発熱伝達に対応し、ＲＷＥＴの高い値は低い蒸発熱伝達に対応する。下に示す例では、ＲＷＥＴは２５０（ｍ２Ｐａ）／ワットの値を持つ。
【0037】
ＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮは、使用者の皮膚（すなわち、使用者／表面の接触面）における水蒸気の分圧であり、ＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮはパスカル（Ｐａ）などの圧力の単位を持ち、
ＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭは、気流４０中の水蒸気の分圧である。ＴＳＴＲＥＡＭは、ＴＡＭＢＩＥＮＴに等しいと概算された場合、ＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭは部屋の周囲室温での水蒸気の分圧に等しいものと概算できる。ＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭは、パスカル（Ｐａ）などの圧力の単位を持つ。
【0038】
方程式２Ａおよび２Ｂの右側は形式が同一であるが、方程式２Ａは、システムの潜在能力または容量を記述するので、制限なしに適用される。方程式２Ｂの適用性は、液体汗が蒸発のために利用可能な時のみに実現する実際の湿熱伝達を説明するので、液体汗が使用者／表面の接触面に堆積される時の条件に制限される。
【0039】
湿流束容量ＷＦＣおよび湿流束ＷＦは、例えば、ワット／メートル２などの、電力／単位面積の単位を持つ。
【0040】
所定のシステムに対するＲＷＥＴの値は、「ウェットプレートテスト」で実験的に決定できる。まず、ドライプレートテストを上述のように行なう。次に、テストプレート全体がテストの間中濡れたままであることを確実にするために、プレートに方向付けられた水を供給しながら、テストを繰り返す。乾熱伝達およびテスト気流に起因する蒸発冷却の組み合わせ効果にもかかわらず、プレートの温度を３６℃に維持するのに十分な割合で、エネルギーがプレートに供給される。次に、テストから得られた適切な数値を方程式（２Ａまたは２Ｂ）に代入する。ＷＦ（またはＷＦＣ）に使用される値は、テストの湿相の間にテストプレートに供給された電力と、テストの乾相の間に供給された電力の差である。テスト中、液体水分がプレート／表面の接触面に存在するので、ＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮに使用される値は５９４６Ｐａであり、これは３６℃および１００％相対湿度（すなわち飽和圧力）での水蒸気の分圧である。ＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭは、部屋の周囲空気の測定相対湿度に、支配的な室温での水蒸気の飽和圧力を掛けて決定される。次に方程式（２）をＲＷＥＴについて解くことができる。
【0041】
前述から明らかなように、ＲＤＲＹおよびＲＷＥＴは、システムに固有の定数であり、すなわち、それらは表面、または少なくとも対象の表面部分３２を作るために使用される材料の特性、保持表面を通過する気流４０の状態の特性、および使用者の皮膚への気流の近さの特性である。ＴＳＴＲＥＡＭ、ＴＳＫＩＮ、ＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭおよびＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮといった因子は、その値が部屋の空気の温度と湿度、および使用者の皮膚において一般的な条件に依存するため、環境に関連する因子である。
【0042】
合計熱回収（抜熱）容量ＴＨＷＣは、乾流束容量ＤＦＣと湿流束容量ＷＦＣの和である。実際の合計熱回収ＴＨＷは、乾流束ＤＦと湿流束ＷＦの和である。
THWC = DFC + WFC (3A)
THW = DF + WF (3B)
【0043】
本出願では、エネルギー／単位時間／単位面積の単位を持つ湿流束容量および湿流束を、（水の）質量／単位時間／単位面積の単位を持つ蒸発容量ＥＣおよび蒸発率ＥＲとして示すことが有効である。約３６℃での水の蒸発熱は、約２４２０ジュール／グラムである。すなわち、１グラムの水を蒸発させるためには、約２４２０ジュール（２４２０ワット秒または０．６７２ワット時）のエネルギーが必要である。従って、１ワット／ｍ２の湿流束容量は、１．４８９ｇ／時間／ｍ２の蒸発容量に対応し、１ワット／ｍ２の実際の湿流束は、１．４８９ｇ／時間／ｍ２の実際の蒸発率に対応する。
EC = 1.489 WFC (4A)
ER = 1.489 WF (4B)
ここでＥＣおよびＥＲはグラム／時間／平方メートルで表される蒸発容量および蒸発率であり、１．４８９はグラム／ジュールで表される３６℃の水の蒸発熱の逆数であり、ＷＦＣおよびＷＦはグラム／ワット時で表される湿流束容量および実際の湿流束である。
【0044】
方程式（１）、（２Ａ）および（２Ｂ）を使用して、方程式（３Ａ）および（３Ｂ）を次のように書き直すことができる：
THWC =(1/RDRY)(TSKIN - TSTREAM) + (1/RWET)(PH2O,SKIN - PH2O,STREAM)(5A)
THW =(1/RDRY)(TSKIN - TSTREAM) + (1/RWET)(PH2O,SKIN - PH2O,STREAM)(5B)
または別の方法としては、
THWC =(1/RDRY)(TSKIN - TSTREAM) + EC/1.489 (6A)
THW =(1/RDRY)(TSKIN - TSTREAM) + ER/1.489 (6B)
ここで
EC = 1.489 WFC = (1.489/RWET)(PH2O,SKIN - PH2O,STREAM) (7A)
ER = 1.489 WF = (1.489/RWET)(PH2O,SKIN - PH2O,STREAM) (7B)
【0045】
システムの潜在能力または容量を示す方程式（方程式５Ａ、６Ａ、７Ａ）は、液体汗が使用者／表面の接触面に堆積されているかどうかにかかわらず適用され、実際の性能を示す方程式（方程式５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ）は、液体汗が使用者／表面の接触面に堆積されている時にのみ適用されるという条件が与えられる。
【0046】
システム定数ＲＤＲＹおよびＲＷＥＴの値、および環境パラメータＴＳＫＩＮ、ＴＳＴＲＥＡＭ、ＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮ、ＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭの値が既知の場合、方程式（５Ａ）、（６Ａ）および（７Ａ）を使用して、潜在的合計熱回収ＴＨＷＣおよびベッド使用者を冷却するために利用可能な蒸発容量ＥＣを決定できる。同様に、方程式（５Ｂ）、（６Ｂ）および（７Ｂ）を使用して、実際の合計熱回収ＴＨＷおよびベッド使用者に適用された蒸発率を決定できるが、これは、これらの方程式を使用する条件（使用者／表面の接触面での蒸発に利用可能な汗の存在）が満たされていることを条件とする。ＴＳＫＩＮは、実際の皮膚温度の測定値から決定するか、または３６℃などの標準値で表すことができる。ＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮは、使用者／表面の接触面において支配的な相対湿度での、ＴＳＫＩＮにおける水蒸気の分圧として表すことができる。使用者／表面の接触面に、蒸発のために利用可能な液相汗がある時、相対湿度は１００％である。３６℃の標準値がＴＳＫＩＮの値として使用された場合、相対湿度１００％でのＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮは５９４６Ｐａとして表すことができる。
【0047】
または、望ましい蒸発率ＥＲＤＥＳＩＲＥＤが指定された場合、パラメータＲＷＥＴ、ＲＤＲＹ、ＴＳＫＩＮ、ＰＨ２０，ＳＫＩＮ、部屋の周囲空気温度のＴＡＭＢＩＥＮＴ、および部屋の相対湿度のＲＨＡＭＢＩＥＮＴを使用して、指定された蒸発率および結果得られる合計熱回収を達成するために必要な流れの条件、ＴＳＴＲＥＡＭ，ＲＥＱＵＩＲＥＤおよびＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭ，ＲＥＱＵＩＲＥＤを計算できる。蒸発率がユーザー指定のパラメータであるのに対して、ＴＳＴＲＥＡＭ、ＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭ、およびＴＨＷは従属パラメータであることを反映するために、方程式５、６および７が、方程式５Ｃ、６Ｃおよび７Ｃとして下記に書き換えられている。方程式５Ｃ〜７Ｃは、皮膚／保持表面の接触面で蒸発するべき汗の存在を前提としている。
WFREQUIRED = ERDESIRED/1.489 =
(1/RWET)(PH2O,SKIN - PH2O,STREAM,REQUIRED) (7C)
THW =(1/RDRY)(TSKIN - TSTREAM,REQUIRED) +
(1/RWET)(PH2O,SKIN - PH2O,STREAM,REQUIRED) (5C)
または別の方法としては
THW =(1/RDRY)(TSKIN - TSTREAM, REQUIRED) + ERDESIRED/1.489 (6C)
【0048】
別の代替法としては、望ましい合計熱回収ＴＨＷＤＥＳＩＲＥＤが指定され、既存の合計熱回収を超える場合、乾流束を増加させるだけで望ましい合計熱回収が得られるか、または湿流束の増加と乾流束の増加の組み合わせが必要でありうるが、所定のＴＨＷＤＥＳＩＲＥＤに対して乾流束と湿流束の配分を独立して指定することはできない。実際、合計熱回収の一部の指定は、望まれるよりも大きな湿流束（蒸発冷却）を必要としうる。ＴＨＷがユーザー指定のパラメータであるのに対して、流れ条件のＴＳＴＲＥＡＭ、ＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭ、およびＥＣは従属パラメータであることを反映するために、方程式５、６および７が、方程式５Ｄ、６Ｄおよび７Ｄとして下記に書き換えられている。方程式５Ｄ〜７Ｄは、皮膚／保持表面の接触面で蒸発するべき汗の存在を前提としている。
THWDESIRED =(1/RDRY)(TSKIN - TSTREAM,REQUIRED) +
(1/RWET)(PH2O,SKIN - PH2O,STREAM,REQUIRED) (5D)
または別の方法としては
THWDESIRED =(1/RDRY)(TSKIN - TSTREAM, REQUIRED) +
ERREQUIRED/1.489 (6D)
ここで
ERREQUIRED = 1.489 WFREQUIRED =
(1.489/RWET)(PH2O,SKIN - PH2O,STREAM,REQUIRED) (7D)
【0049】
上記のように、方程式５Ｃ〜７Ｃおよび５Ｄ〜７Ｄによる、必要な流れ条件の決定は、ＴＳＫＩＮの値として３６℃を使用し、ＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮの値として、３６℃および１００％ＲＨでの水の蒸気圧５９４６Ｐａを使用することによって、いくらか簡素化できる。
【0050】
ＭＣＭ可能な保持表面および図３Ｂの微気候管理システムの作動は、パスカル（Ｐａ）で表される圧力を、℃で表される温度の関数として示す図６Ｂのグラフを参照することにより理解される。線ＶＰは、水の蒸気圧を示し、飽和線または相対湿度（ＲＨ）１００％の線とも呼ばれる。丸印は、皮膚温度ＴＳＫＩＮが３６℃である、発汗しているベッド使用者を示す。使用者／保持表面の接触面での汗のために、接触面での相対湿度は１００％であり、これは３６℃では５９４６Ｐａの蒸気圧に対応する。
【0051】
四角の印は、２５．６℃の温度および７５％の相対湿度を持つ部屋の周囲空気を示し、これは２４５１ＰａのＰＨ２Ｏ，ＡＭＢＩＥＮＴに対応する。施設のＨＶＡＣ機器で加えられる以外には、温度または湿度調節が加えられていないという意味で、部屋の周囲空気は無調節である。保持表面流路３０を通って流れる気流４０がこの無調節周囲空気を含む場合、方程式（１）〜（４）およびＲＤＲＹ＝０．３００（ｍ２℃）／ワットおよびＲＷＥＴ＝２５０（ｍ２Ｐａ）／ワットによると、使用者は以下を経験することになる：
ER= 20.8g/時間/m2、3495 Paの分圧差に対応
WF = 14.0ワット/m2
DF = 34.7ワット/m2、10.4℃の温度差に対応
THW = 48.7ワット/m2
【0052】
蒸発冷却を増やすことが望ましい場合、看護師または他の介護者などのユーザーは、キーパッド４４を使用して、例えば２４．０ｇ／時間／ｍ２（これは無調節周囲空気で達成可能な２０．８ｇ／時間／ｍ２よりも大きい）などの望ましい蒸発率ＥＲを指定するであろう。ユーザーの指示に反応して、制御装置５０は、チラー６０の作動に、周囲温度を１６．８℃（三角の印）に冷却するように命令するが、この温度は周囲空気が相対湿度１００％（楕円の印）の状態に達するのに必要な温度である２０．８℃より低い。グラフで見られるように、２５．６℃から２０．８℃への冷却は、相対湿度が１００％に上昇するまで一定の水蒸気分圧で、空気の温度を低下させる。冷却プロセスのこのセグメントは、空気の乾流束容量を増加させる（および実際の乾流束も増加させる）が、分圧の変化がないために、その湿流束容量または実際の湿流束は増加させない。２０．８℃から１６．８℃への冷却は、飽和線ＶＰに沿って進行し、水蒸気を凝縮させ、それによって、空気を除湿する（すなわち、気相Ｈ２Ｏ分子と気体空気の混合物から水分子を除去する）。冷却プロセスのこのセグメントは、湿流束容量ＷＦＣおよび実際の湿流束ＷＦ、従って（２４５１Ｐａから１９１６Ｐａへの分圧の減少のために）蒸発容量ＥＣおよび蒸発率ＥＲを増加させる意図された効果を持ち、（２０．８℃から１６．８℃へのさらなる温度低下のために）乾流束容量および乾流束をさらに増加させる。
【0053】
水除去システム６２は、液体の水を排水またはその他の方法で除去する。図示された水除去システムは、気相から液相への移行の効率を促進・強化するための核生成装置６６を含む。図７Ｂを参照すると、一例の核生成装置は、気流４０中に突き出している多くの垂直に配向された繊維６８を持つ装置である。繊維はロート７０の中に収束する。水滴が繊維上に集まる。水滴の重さが、ロート内に滴下する場所の繊維を下方に移動させ、システムから水を導出する。冷却・除湿された空気は、次に保持表面内部流路３０に供給され、ここでその強化された乾流束容量および湿流束容量が実際の熱伝達として現れる。
【0054】
下記の表１は、無調節の周囲空気（２５．６℃、７５％ ＲＨ）および上述のように冷却した空気を使用した、微気候管理システムの性能パラメータを比較している。合計熱回収の３１．４ｇ／時間／ｍ２の増加は、２．１ｇ／時間／ｍ２の湿流束および２９．３ｇ／時間／ｍ２の乾流束を含むことに注意すべきである。２９．３ｇ／時間／ｍ２の乾流束のうち、１３．３ｇ／時間／ｍ２は、２．１ｇ／時間／ｍ２の湿流束を達成するために必要な冷却によって生じる乾流束である。
【0055】
【表1】

上述の方法およびシステムは、蒸発率を増加させた結果として、望まれるより大きな合計熱回収（本明細書で「過冷却」と呼ばれる状態）を生じる。例えば、蒸発率を２０．８から２４．０ｇ／時間／ｍ２に増加させるという蒸発効果が望ましい場合があるが、合計熱回収の少なくとも一部は望ましくない場合がある。ヒーター６４を利用して、冷却・除湿された空気を流路３０に供給するステップの前に空気を加熱することによって、このような状態を緩和することができる。実際問題として、ヒーターは、冷却空気の温度が不十分に低い、または低いであろうと判断された場合のみ作動する。再び図６Ｂを参照すると、加熱により、冷却・除湿された空気の温度が１６．８℃から、例えば１９．０℃（六角形の印）などのより高い値に上昇する。加熱ステップは、気流４０中の水蒸気の分圧には影響を与えないため、蒸発率にも影響しない。しかし、温度の上昇は乾流束を（１６．８℃での乾流束と比較して）減少させる。表２は、１９．０℃に再加熱された空気と比較した、１６．８℃に冷却された空気を使用した微気候管理システムの性能パラメータの変化を要約している。表３は、２５．６℃および７５％ ＲＨの無調節の周囲空気を使用した場合の類似の比較を示している。
【0056】
【表2】
【0057】
【表3】

図６Ｂも、使用者／表面の接触面に液相汗がない一例を示している。本実施例は、接触面において９０％の相対湿度および３６℃の温度を仮定している（四半円の印）。従って、ＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮは約５３５１Ｐａである。湿流束容量ＷＦＣの計算は、９．２ワット／ｍ２の熱伝達の潜在能力を示すことになる。対応する蒸発容量の計算は、使用者／表面の接触面から約１３．７ｇ／時間／ｍ２の水分（汗）を除去する潜在能力を示すことになる。しかし、熱伝達および蒸発のこれらの値は、まず乾熱伝達が温度を約３４．１℃まで低下させた場合のみ、実現される（温度は５３５１Ｐａで相対湿度１００％に対応している）。
【0058】
図５Ｂは、ＭＣＭ可能な保持表面の蒸発容量を、無調節の周囲空気で達成できる程度を超えて増加させるためのアルゴリズムのブロック図である。ダイアグラムブロックの右の数値は上記の実施例からのもので、ＴＳＫＩＮの値として３６℃を、ＰＨ２Ｏ，ＳＫＩＮの値として３６℃および１００％ＲＨの水の蒸気圧５９４６Ｐａを使用している。ブロック１００で、アルゴリズムは、支配的な周囲条件での水蒸気の分圧ＰＨ２Ｏ，ＡＭＢＩＥＮＴを、相対湿度、および水の蒸気圧ＰＶＡＰＯＲ（これは周囲温度ＴＡＭＢの関数である）の関数として計算する：
PH2O,AMBIENT = (RH) (PVAPOR) (8)
ＰＶＡＰＯＲは、例えば、図６Ｂの飽和線ＶＰと一致する参照テーブルを使用することにより、または三次方程式（９）など、℃での温度の関数として蒸気圧をパスカルで与える方程式によるものなど、任意の便利な方法で決定されうる。方程式（９）は、約１０℃〜４０℃の間で飽和線と問題なく一致する：
PVAPOR = .0776(TAMB3) - .757(TAMB2) + 80.364(TAMB) + 413.15 (9)
ブロック１０２は、方程式（２）および（４）を使用して、周囲空気で達成可能な蒸発率ＥＲＡＭＢＩＥＮＴを計算するが、皮膚／保持表面の接触面における蒸発すべき汗の存在を条件とする。
【0059】
ブロック１０４は、キーパッド４４でのユーザーによる望ましい蒸発率値入力が、無調節周囲空気で達成可能な蒸発率を超えるかどうかを評価する。そうでなければ、ユーザーに別の望ましい値を求めるメッセージ、どの蒸発率値が許容可能かについてのガイダンスを提供するメッセージ、または周囲空気で達成可能な蒸発率が条件を満たすことを確認するようユーザーに求めるメッセージなど、一つ以上のメッセージを表示するように表示パネル４６に命令するなど、制御装置はブロック１０６で「是正措置」を取る。ユーザーが、例えば２４ｇ／時間／ｍ２などの許容可能な望ましい蒸発率を提供すると、アルゴリズムはブロック１０８に進む。
【0060】
ブロック１０８で、アルゴリズムは方程式（７Ｂ）を使用して、望ましい蒸発率を達成するために必要な水蒸気の分圧ＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭ，ＲＥＱＵＩＲＥＤを計算する。
【0061】
ブロック１１０で、アルゴリズムは再び、蒸気圧と、ブロック１０８で決定された ＰＨ２Ｏ，ＳＴＲＥＡＭ，ＲＥＱＵＩＲＥＤを達成するために必要な温度を決定するための温度ＴＳＴＲＥＡＭ，ＲＥＱＵＩＲＥＤとの間の関係を使用する。
【0062】
ブロック１１２および１１４で、アルゴリズムは、周囲温度とブロック１１０で決定された必要温度との差ΔＴを決定し、ΔＴがチラーの既知の性能ΔＴＭＡＸ以内であるかどうかを評価する。そうでなければ、ユーザーに別の望ましい蒸発率値を求めるメッセージ、またはどの蒸発率値が達成可能かについてのガイダンスを提供するメッセージなど、一つ以上のメッセージを表示するように表示パネル４６に命令するなど、制御装置は「是正措置」１１６を取る。ユーザーが許容可能な望ましい蒸発率を提供すると、アルゴリズムはブロック１０４から始まる適切なステップを反復し、ブロック１１８に進む。
【0063】
ブロック１１８で、制御装置はチラー６０を作動させて、周囲空気をブロック１１０で決定された必要温度ＴＳＴＲＥＡＭ，ＲＥＱＵＩＲＥＤに冷却する。
【0064】
ブロック１２０で、制御装置は、ブロック１１０で決定された必要温度に周囲空気を冷却することで過冷却状態が生じるかどうかを判断する。過冷却のテストは、例えば、ユーザーからの予防的または是正命令、または特定の使用者、使用者の特定クラスに対する所定の限度、または施設プロトコルで確立された限度など、さまざまな形態を取りうる。過冷却テストに問題がある場合、アルゴリズムはブロック１２２に進む。テストに問題がなければアルゴリズムはブロック１２４に進み、制御装置がヒーター６４を作動させて、冷却・除湿された空気を加熱する。アルゴリズムは次に、ブロック１２２に進む。
【0065】
ブロック１２２で、アルゴリズムは一つ以上の微気候性能パラメータを決定し、パラメータを表示パネル４６上に表示する。表４は、興味の対象となりうるパラメータの例を、上記の実施例からの数値とともに示している。
【0066】
【表4】

再び図６Ｂを参照すると、蒸発率を指定するのではなく、目標の合計熱回収を指定することにより、ユーザーがＭＣＭ可能な保持器を管理できるようにするために、本明細書に開示された原理を使用することができる。目標の合計熱回収を達成するために乾流束だけで十分な場合、チラーが作動して、望ましい目標熱回収（例えば、ひし形の印）を達成するために十分低い温度まで周囲空気（正方形の印）を冷却する。この温度は、当然ながら、相対湿度１００％に対応する温度よりも高い。
【0067】
目標合計熱回収を達成するために乾流束だけでは十分でない場合、チラーが作動して、相対湿度１００％（２０．８℃）を達成するのに必要なだけ少なくとも低く、また目標合計熱回収（例えばドーム形の印）を達成するためにも十分低い温度まで空気を冷却する。目標合計熱回収の達成には、乾流束要素に加えて湿流束要素も関与するため、熱回収によって、気流４０はベッド使用者に対する乾燥化の影響を発揮する。これが過剰な乾燥につながる場合、湿流束の一部を犠牲にすることが望ましい、または必要となりうる。グラフでは、蒸発冷却限度は限度５２で示され、これは所定の湿流束限度に比例する。限度の順守によって、チラーの動作は、くさび型の印において合計熱回収を達成するように制限される。表５は、周囲空気（カラム１）、５８ワット／ｍ２ の合計熱回収を達成するように冷却された空気（カラム２）、７７ワット／ｍ２の合計熱回収を達成するように冷却された空気（カラム３）および６７ワット／ｍ２の合計熱回収を達成するように限界線５２まで冷却された空気（カラム４）を使用して、システムの性能パラメータ例を示している。
【0068】
【表5】

前述を考慮すると、本方法およびシステムの特定の付加的態様が理解される。例えば、アルゴリズムの特定のステップの順序を変更しうる。例えば、過冷却のテストは、チラーが周囲空気を冷却した後に実行でき、または冷却前に実行しうるが、これはどの程度の冷却を過冷却として特定するかについてある程度の予見があることを条件とする。
【0069】
前述の数字の例は、介護者が蒸発率（質量／単位時間／単位面積）の望ましい数値または合計熱回収（電力／単位面積）を指定するであろうことを示唆している。または、図８Ｂに見られるように、ユーザーインターフェースが、「０」から「１０」までの離散スケール、最小蒸発率または合計熱回収から最大蒸発率または合計熱回収までの連続スケール、またはシステムの望ましい性能を指定するための他のそれほど技術的でない方法をユーザーに示すことができる。
【0070】
この開示では具体的な実施形態を記載しているが、当業者であれば、付随の請求項で規定される主題から逸脱することなく、形態や詳細に対してさまざまな変更を行うことができることが理解されるであろう。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5A】
【図5BA】
【図5BB】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8A】
【図8BA】
【図8BB】
【図8D】
【図8E】
【図9A】
【図9D】
【図9E】
【図10A】
【図10D】
【図10E】
【図11A】
【図11D】
【図11E】
【図12A】
【図12E】
【図13A】
【図13E】
【図14A】
【図14E】
【図15AA】
【図15AB】
【図15AC】
【図15AD】
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