KR100455450B1 - one way air flow valve to minimize respiratory impedance - Google Patents
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Abstract
낮은 호흡압력에서 개폐되도록 단 방향 기류 밸브를 개발함으로써 공기 흐름의 유선을 왜곡시키지 않게 되어 호흡 방해 효과를 최소화 하기 위한 단 방향 기류 밸브관이 개시된다. 본 발명은 피검자의 입과 연결되는 마우스피스가 결합되는 마우스피스연결부가 중앙부에 형성되는 제 1 연결부; 제 1 연결부와 결합되며 각각의 내부에는 판형의 밸브판이 회전축을 중심으로 회전하여 공기를 유통시키고, 닫힘턱에 의해 회전하지 않으므로 공기의 유통이 차단되도록 형성되며, 입구측 방향이 서로 반대가 되도록 병렬 연결되는 호식밸브체 및 흡식밸브체; 그리고, 호식밸브체 및 흡식 밸브체의 입구측 및 출구측 각각에 연결되며 흡식 및 호식공기를 분리하여 임상 폐기능 검사를 수행하는 각종 기기와 연결되기 위한 제 2연결부를 포함하는 단방향 기류 밸브관을 포함하는 것이다.By developing a unidirectional airflow valve to open and close at low breathing pressure, a unidirectional airflow valve tube is disclosed to minimize the respiratory disturbance effect by not distorting the streamline of the air stream. The present invention comprises a first connecting portion formed in the center of the mouthpiece connecting portion is coupled to the mouthpiece connected to the subject's mouth; It is coupled to the first connection portion and each plate inside the valve valve is rotated about the rotation axis to distribute the air, it does not rotate by the closing jaw is formed so as to block the flow of air, the inlet side parallel to each other Arc valve body and suction valve body connected; And a unidirectional air flow valve tube connected to each of the inlet side and the outlet side of the arc valve body and the suction valve body, and including a second connection portion for separating suction and arc air to be connected to various devices for performing clinical lung function tests. It is to include.
Description
본 발명은 호흡방해효과를 최소화한 단 방향 기류 밸브관에 관한 것으로, 특히 낮은 호흡압력에서 개폐되도록 단 방향 기류 밸브를 개발함으로써 공기 흐름의 유선을 왜곡시키지 않게 되어 호흡 방해 효과를 최소화 하기 위한 단 방향 기류 밸브관에 관한 것이다.The present invention relates to a unidirectional air flow valve tube with minimal respiratory disturbance effect, and in particular, by developing a unidirectional air flow valve to open and close at a low respiratory pressure, so as not to distort the streamline of air flow, to minimize the respiratory interference effect. It relates to an air flow valve tube.
일반적으로, 단 방향 기류 밸브관은 인체가 입을 통하여 호흡할 때, 흡식(inspiration)하는 공기와 호식(expiration)하는 공기를 분리함으로써, 각종 임상검사를 수행하기 위한 목적으로 사용하는 기구이다. 즉, 단방향 기류 밸브관은 특정 조성 예를 들어, 100%산소의 공기를 흡식한 후 폐내에서 생리적인 기체교환의 결과로 조성된 호식공기를 수집하여 농도 분석 예를 들어 산소, 이산화탄소, 질소 농도를 측정하는 임상 폐기능 검사에 필수적으로 사용되는 의료용구인 것이다.In general, the unidirectional air flow valve tube is a device that is used for the purpose of performing various clinical tests by separating the inspirational air and the expiration air when the human body breathes through the mouth. That is, the unidirectional air flow valve tube absorbs air of a specific composition, for example, 100% oxygen, collects the expansive air formed as a result of physiological gas exchange in the lung, and analyzes the concentration, for example, oxygen, carbon dioxide, and nitrogen concentration. It is an essential medical device for the clinical lung function test to be measured.
이러한 단방향 기류 밸브관을 이용하여 수행되는 임상 폐기능 검사들은closing volume을 측정하는 single breath N2test, functional residual capacity를 측정하는 multiple breath N2test, metabolic rate를 측정하는 exercise pulmonary function test등이 있다.Clinical pulmonary function tests performed using these unidirectional air flow valves include single breath N 2 test to measure closing volume, multiple breath N 2 test to measure functional residual capacity, and exercise pulmonary function test to measure metabolic rate. .
종래의 단 방향 기류 밸브관은 도 1에서 보는 바와 같이, 통상 T자 형태의 관으로 이루어진 본체(10)를 가지며, 본체(10)의 양측으로는 호흡하기 위한 공기가 인입되는 흡식구(12) 및 호흡이 종료된 공기가 배출되는 호식구(14)가 각각 형성되며, 본체(10)의 중앙부에는 피검자의 입과 연결되는 마우스피스부(11)가 형성된다. 여기서, 흡식구(12) 및 호식구(14)의 내측으로는 일 방향으로만 공기 흐름을 허용하는 공기밸브(16)(18)가 각각 형성된다.As shown in FIG. 1, a conventional unidirectional air flow valve tube has a main body 10 made of a T-shaped tube, and a suction port 12 into which air for breathing is introduced into both sides of the main body 10. And a ventilator 14 through which air after the breathing is discharged is formed, and a mouthpiece part 11 connected to the mouth of the examinee is formed at the center of the main body 10. Here, air valves 16 and 18 are respectively formed inside the suction port 12 and the arc mouth port 14 to allow air flow in only one direction.
도 1에 도시된 단 방향 기류 밸브관의 동작원리는 피검자가 마우스피스부(11)에 입을 접촉하고 흡식 노력을 시작하면 본체(10)의 중앙부 내에 음압이 형성됨으로써, 흡식구(12)측의 밸브(16)는 개방되고 호식구(14)측의 밸브(18)는 폐쇄된다. 본체(10)내에 형성된 밸브는 일 방향 밸브로써 각각 인가되는 압력에 따라 개,폐 상태가 결정되는 기능을 가진다. 피검자는 개방된 밸브(16)를 통하여 공급되는 특정 조성의 흡식 공기를 들이쉬고 호식이 시작되면 중앙관 내에 양압이 형성되어 흡식구(12)측의 밸브(16)는 닫히고 호식구(14)측의 밸브(18)은 개방된다.The operation principle of the unidirectional air flow valve tube shown in FIG. 1 is that a negative pressure is formed in the central portion of the main body 10 when the subject touches the mouthpiece portion 11 and starts suction efforts, thereby providing a suction port 12 side. The valve 16 is opened and the valve 18 on the archole 14 side is closed. The valve formed in the main body 10 has a function of determining the opening and closing states according to the pressures applied as the one-way valves, respectively. The subject inhales the suction air of a specific composition supplied through the open valve 16, and when the fasting starts, positive pressure is formed in the central tube, so that the valve 16 on the suction port 12 side is closed and the discharge port 14 side is closed. The valve 18 is open.
따라서 호식공기는 개방된 밸브(18)를 통해 일측관으로 빠져나가게 되며, 일측관을 통해 나오는 호식공기를 수집하여 농도분석을 행함으로써 임상 폐기능 검사를 수행하는 것이다.Therefore, the palpable air exits to the one side pipe through the open valve 18, and collects the palpable air from the one side pipe and performs the concentration analysis to perform the clinical pulmonary function test.
이와 같은 원리로 동작하는 종래의 단방향 기류 밸브관으로는 미합중국 한스루돌프(Hans Rudolph)주식회사의 모델 2700B의 Two-way non-rebreathing valve가 시판되고 있는 데, 이 제품은 도 2에서 보는 바와 같이 T자 형태의 관으로 이루어진 본체(10)의 중앙부에 피검자의 입과 연결되는 마우스피스부(11)가 형성되고, 본체(10)의 양측면으로 흡식구(12) 및 호식구(14)가 각각 형성된다.As a conventional one-way air flow valve tube operating on the same principle, a two-way non-rebreathing valve of Model 2700B of Hans Rudolph Co., Ltd., USA, is commercially available. A mouthpiece portion 11 is formed at a central portion of the main body 10 formed of a tube in the shape of a tube, and suction holes 12 and arc mouths 14 are formed on both sides of the main body 10, respectively. .
흡식구(12) 및 호식구(14)의 내측에 형성되는 일 방향 밸브(16)(18)는 도 3에서 보는 바와 같이 개폐가능한 실리콘 판(S1)으로 제작되는데, 흡식구(12) 및 호식구(14)의 내측과 결합되며 결합구(S3)의 외측에 실리콘 선(S2)를 일정간격으로 비스듬히 형성하고, 이 실리콘 선(S2)에 원형 실리콘판(S1)을 결합하여 형성된다.The one-way valve 16 and 18 formed inside the suction port 12 and the arc mouth 14 are made of a silicone plate S1 that can be opened and closed as shown in FIG. 3, and the suction port 12 and the arc It is coupled to the inside of the family member 14 and formed at an interval of the silicon wire (S2) at an interval on the outside of the coupling sphere (S3), it is formed by coupling the circular silicon plate (S1) to the silicon wire (S2).
이와 같이 형성된 일 방향 밸브(16)(18)는 도 4에서 보는 바와 같이 밸브 양단(P0,P1)의 압력이 동일할 때에는 원형 실리콘판(S1)이 실리콘 선(S2)의 탄성에 의해 닫혀 있다가 좌측의 압력이 우측보다 높아져(P1>P0)실리콘 선(S2)의 탄성을 능가하면 실리콘 선(S2)이 수직으로 벌어지게 되고, 벌어진 실리콘 선(S2)사이에는 평행사변형의 공간(H)들이 형성되므로, 공기가 이 공간(H)을 통과하게 되는 것이다. 이와 같은 원리의 일방향 밸브(16)(18)가 각각 흡식구(12) 및 호식구(14)의 내측에 형성되므로 흡식할 때는 흡식구측 밸브(16)가 개방되며, 호식할 때는 호식구측 밸브(18)가 개방되는 것이다.As shown in FIG. 4, when the pressures at both ends P0 and P1 of the valves are the same, the circular silicon plate S1 is closed by the elasticity of the silicon wire S2. When the pressure on the left side is higher than the right side (P1> P0) and surpasses the elasticity of the silicon line S2, the silicon line S2 opens vertically, and the space H of parallelogram is formed between the open silicon lines S2. Are formed, the air passes through this space (H). Since the one-way valves 16 and 18 of the same principle are formed inside the suction port 12 and the arc mouth 14, respectively, the suction port side valve 16 is opened at the time of suction, and the mouth port side at the time of fasting. The valve 18 is open.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 단방향 기류 밸브관은 밸브를 구성하는 실리콘 재질의 탄성에 의해 개폐가 이루어져야 하므로 실리콘 선들이 정확하게 맞물려 있어야 하고 제조가 용이하지 않아 제조 단가가 상승되며, 여러번 사용하면 실리콘의 탄성이 저하되어 닫힌 상태를 유지할 수 없으므로, 일회용으로만 사용이 가능하며 사용 비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.However, the conventional unidirectional air flow valve tube configured as described above needs to be opened and closed by the elasticity of the silicone material constituting the valve, so the silicone wires must be accurately engaged and the manufacturing cost is increased because it is not easy to manufacture. Since it is not possible to maintain the closed state is reduced, there is a problem that can be used only for one-time use and the use cost increases.
단방향 기류 밸브관을 사용한 임상 폐기능 검사가 종료된 후에는 호흡관 전체를 세척해야 하므로 관 내에 내장되는 밸브만 일회용으로 사용하는 것은 감염방지의 차원에서도 의미가 없는 것이다.After the clinical pulmonary function test using the unidirectional air flow valve tube is finished, the entire respiratory tube must be cleaned, so the use of only the valve contained in the tube for single use is meaningless in terms of infection prevention.
그리고, 습식 및 호식 동작시에 도 4에서 보는 바와 같이 공기가 밸브의 옆면 공간을 통해 빠져나와야 하므로 공기 흐름이 왜곡되고, 개방된 옆면공간의 면적에는 한계가 있으므로 공기 유통 면적이 제한됨으로써 피검자의 호흡을 방해하는 문제점이 있었다.In the wet and arc operation, air flows out through the side space of the valve as shown in FIG. 4, so that the air flow is distorted, and the area of the open side space is limited. There was a problem interfering.
이를 다시 설명하면 호흡관이 T자형으로 이루어지고 중앙부의 마우스 피스관을 통해 호흡하므로 흡식 및 호식 공기 모두 90도 각도로 꺾이며 진행하는 구조로 유선 왜곡이 발생하고 왜곡된 유선을 따라 공기가 유통해야 하므로 호흡 방해를 유발하게되는 것이다. 호흡 임피이던스가 클 수 밖에 없는 밸브 및 관의 구조에 기인한 호흡 방해 효과를 정량화하기 위하여 정상 성인이 중앙부에 형성된 마우스 피스관을 통해 평상 호흡하는 동안 관내의 압력 변화를 측정한 결과는 도 5에서 보는 바와 같이 압력신호의 RMS(root-mean-square)값이 약 0.35cmH20으로 나타났다.이러한 결과는 본체의 중앙부에 형성된 마우스피스관내 호흡압력의 평균치가 적어도 0.35cmH20는 되어야 단 방향 공기밸브의 개,폐가 가능하며, 이는 피검자의 호흡에 미치는 방해 효과인 호흡 임피이던스를 반영하는 것이다.In other words, because the respiratory tract is T-shaped and breathes through the central mouthpiece tube, both the aspirating and arcing air are bent at an angle of 90 degrees, so that wired distortion occurs and air must flow along the distorted streamline. So will cause respiratory disturbances. In order to quantify the respiratory disturbance effect due to the structure of the valve and the tube having a large respiratory impedance, the result of measuring the pressure change in the tube during normal breathing through the mouthpiece tube formed in the center is shown in FIG. The root-mean-square (RMS) value of the pressure signal was approximately 0.35 cmH 2 0. This result indicates that the mean value of the respiratory pressure in the mouthpiece tube formed at the center of the body should be at least 0.35 cmH 2 0. It is possible to open and close the lungs, which reflects the respiratory impedance, which is an interference effect on the subject's breathing.
결국, 종래의 단방향 기류 밸브관은 그 구조에 기인하여 필연적으로 피검자의 호흡을 방해하는 호흡 임피이던스를 초래하고, 이 호흡 임피이던스가 커질수록 단방향 기류 밸브관을 이용한 제반 임상 검사 결과의 신뢰도가 하락하는 결과를 초래하는 문제점이 있었다.As a result, the conventional unidirectional airflow valve tube inevitably causes respiratory impedance that obstructs the subject's breathing due to its structure, and as the respiration impedance increases, the reliability of the results of clinical tests using the unidirectional airflow valve tube decreases. There was a problem that caused.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 공기 흐름의 유선을 왜곡시키지 않는 호흡관 구조를 가지며, 낮은 호흡압력에서 개폐되는 단방향 기류 밸브를 개발하여 호흡방해 즉, 호흡 임피이던스 효과를 최소화하며, 제조비용 및 유지비용이 극히 저렴한 단방향 기류 밸브관을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, has a respiratory tract structure that does not distort the streamline of the air flow, and develops a unidirectional air flow valve that opens and closes at a low respiratory pressure to minimize the respiratory interference, that is, the respiratory impedance effect The aim is to provide a unidirectional air flow valve tube with extremely low manufacturing and maintenance costs.
도 1은 종래의 단방향 기류 밸브관의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the conventional unidirectional air flow valve tube.
도 2는 종래의 단방향 기류 밸브관의 사시도이다.2 is a perspective view of a conventional unidirectional air flow valve tube.
도 3은 종래의 단방향 기류 밸브관의 구조를 보여주기 위한 분해사시도이다.3 is an exploded perspective view showing the structure of a conventional unidirectional air flow valve tube.
도 4는 종래의 단방향 기류 밸브관에 사용되는 실리콘밸브의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.4 is a schematic view for explaining the operation of the silicon valve used in the conventional one-way air flow valve tube.
도 5는 도4의 실리콘 밸브의 호흡방해효과를 정형화한 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating a respiratory disturbance effect of the silicon valve of FIG. 4.
도 6은 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the unidirectional airflow valve tube which concerns on this invention.
도 7은 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관의 사시도이다.7 is a perspective view of a unidirectional air flow valve tube according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관의 공기흐름을 보여주기 위한 모식도이다.8 is a schematic diagram showing the air flow of the unidirectional air flow valve tube according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관의 구조를 설명하기 위한 사시도이다.9 is a perspective view for explaining the structure of the unidirectional air flow valve tube according to the present invention.
도 10은 도9의 단방향 기류 밸브관의 호흡방해효과를 정형화한 그래프이다.도 11은 본 발명에 따른 단방향 기류 벨브관에서 폐기능 검사가 이루어지는 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a graph illustrating a respiratory disturbance effect of the unidirectional airflow valve tube of FIG. 9. FIG. 11 is a view for explaining the operation of the lung function test in the unidirectional airflow valve tube according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 호식 밸브체 120 : 회전축100: arc valve body 120: rotating shaft
130 : 밸브판 140 : 닫힘턱130: valve plate 140: closing jaw
200 : 흡식 밸브체 220 : 회전축200: suction valve body 220: rotating shaft
230 : 밸브판 240 : 닫힘턱230: valve plate 240: closing jaw
300 : 제1 연결부 310 : 마우스피스연결관300: first connection portion 310: mouthpiece connector
320 : 마우스피스 400 : 제 2 연결부500 : 농도계측시스템 510 : 바늘520 : 관 530 : 기체 분석기320: mouthpiece 400: second connection portion 500: concentration measurement system 510: needle 520: tube 530: gas analyzer
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving such an object,
피검자의 입과 연결되는 마우스피스가 결합되는 마우스피스연결부가 중앙부에 형성되는 제 1 연결부;A first connection part formed at a central portion of a mouthpiece connection part to which a mouthpiece connected to the mouth of the examinee is coupled;
제 1 연결부와 결합되며 각각의 내부에는 판형의 밸브판이 회전축을 중심으로 회전하여 공기를 유통시키고, 닫힘턱에 의해 회전하지 않으므로 공기의 유통이 차단되도록 형성되며, 입구측 방향이 서로 반대가 되도록 병렬 연결되는 호식밸브체 및 흡식밸브체; 그리고,It is coupled to the first connection portion and each plate inside the valve valve is rotated about the rotation axis to distribute the air, it does not rotate by the closing jaw is formed so as to block the flow of air, the inlet side parallel to each other Arc valve body and suction valve body connected; And,
호식밸브체 및 흡식 밸브체의 입구측 및 출구측 각각에 연결되며 흡식 및 호식공기를 분리하여 임상 폐기능 검사를 수행하는 각종 기기와 연결되기 위한 제 2연결부를 포함하는 단방향 기류 밸브관을 포함하는 것이다.And a unidirectional air flow valve tube connected to each of the inlet and outlet sides of the arc valve body and the suction valve body and including a second connection portion for disconnecting the suction and arc air to be connected to various devices for performing a clinical lung function test. will be.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 호식밸브체 및 흡식밸브체는 내부에 공간부가 형성된 사각관형의 본체; 본체의 상부에 수평방향으로 회전할 수 있도록 형성된 회전축; 회전축에 연결되어 회전함으로써 본체의 내부에 유통되는 공기의 흐름을 개방 및 폐쇄하기 위한 일정 두께의 판으로 형성된 밸브판; 및 본체의 하부에 형성되어 회전축과 연결된 밸브판이 본체의 입구측 하부면을 기준으로 60도 각도를 이루도록 지지하기 위하여 상부로 돌출된 닫힘턱을 포함하는 것이다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the arc valve body and the suction valve body has a rectangular tubular body having a space therein; A rotating shaft formed to rotate in a horizontal direction on an upper portion of the main body; A valve plate formed of a plate having a predetermined thickness for opening and closing a flow of air circulated in the body by rotating connected to the rotating shaft; And a closing jaw formed at a lower portion of the main body and protruding upward to support the valve plate connected to the rotating shaft at an angle of 60 degrees with respect to the lower surface of the inlet side of the main body.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도면중 도 6은 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관의 동작을 설명하기 위한 모식도이고, 도 7은 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브의 사시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관의 공기흐름을 보여주기 위한 모식도이다.6 is a schematic view for explaining the operation of the unidirectional air flow valve tube according to the present invention, Figure 7 is a perspective view of the unidirectional air flow valve according to the present invention, Figure 8 is a unidirectional air flow valve tube of the present invention Schematic for showing air flow.
또한, 도 9는 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관의 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 10은 도9의 단방향 기류 밸브관의 호흡방해효과를 정형화한 그래프이며, 도 11은 본 발명에 따른 단방향 기류 벨브관에서 폐기능 검사가 이루어지는 동작을 설명하기 위한 도면이다.9 is a perspective view illustrating the structure of the unidirectional airflow valve tube according to the present invention, and FIG. 10 is a graph illustrating a respiratory disturbance effect of the unidirectional airflow valve tube of FIG. 9, and FIG. 11 is a unidirectional direction according to the present invention. It is a figure for demonstrating the operation | movement which a pulmonary function test is performed in an air flow valve tube.
본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관은 도 8에서 보는 바와 같이 각각 사각면체를 갖는 호식밸브체(100) 및 흡식 밸브체(200)가 병렬로 연결되고, 병렬 연결된 호식밸브체(100) 및 흡식 밸브체(200)의 일측에는 고무 재질로 이루어지고, 그 중앙부에는 종이 재질의 마우스피스(320)가 삽입되는 관 형상의 마우스피스연결부(310)가 형성된 사각뿔형상의 제 1 연결부(300)가 형성된다.In the unidirectional air flow valve tube according to the present invention, as shown in FIG. 8, the arc valve body 100 and the suction valve body 200 each having a rectangular parallelepiped are connected in parallel, and the arc valve body 100 and the suction valve connected in parallel. One side of the sieve 200 is made of a rubber material, the center portion is formed with a square pyramid-shaped first connection portion 300 is formed with a tubular mouthpiece connecting portion 310 is inserted into the mouthpiece 320 of the paper material. .
호식밸브체(100) 및 흡식 밸브체(200)의 타측 즉, 제 1 연결부(300)의 반대측에는 호식밸브체(100) 및 흡식 밸브체(200)의 출구측 및 입구측에 별도로 형성되며, 고무 재질의 사각관으로 이루어져 흡식 및 호식공기를 분리하여 임상 폐기능 검사를 수행하는 각종 기기와 연결되는 제 2연결부(400)가 형성된다,The other side of the arc valve body 100 and the suction valve body 200, that is, the opposite side of the first connecting portion 300 is formed separately on the outlet side and the inlet side of the arc valve body 100 and the suction valve body 200, The second connection part 400 is formed of a rubber-shaped square tube to be connected to various devices for separating the suction and the breathing air to perform a clinical pulmonary function test.
여기서, 호식밸브체(100) 및 흡식 밸브체(200)는 도 6에서 보는 바와 같이, 내부에 공간부(110)가 형성된 사각면체의 본체(100)의 상부에 수평방향으로 회전할 수 있는 회전축(120)이 형성된다. 회전축(120)에는 일정 두께를 지닌 밸브판(130)을 연결하여 밸브판(130)이 회전축(120)을 중심으로 회전할 수 있도록 형성된다. 본체(100)의 하부에는 회전축(120)과 연결된 밸브판(130)이 본체(100)의 입구측 하부면을 기준으로 60도 각도를 이루도록 지지하기 위하여 상부로 돌출된 닫힘턱(140)이 형성된다.Here, the arc valve body 100 and the suction valve body 200, as shown in Figure 6, a rotating shaft that can rotate in the horizontal direction on the upper portion of the main body 100 of the rectangular body having a space 110 formed therein 120 is formed. Rotating shaft 120 is connected to the valve plate 130 having a predetermined thickness is formed so that the valve plate 130 can rotate around the rotating shaft 120. A closing jaw 140 protruding upward is formed in the lower portion of the main body 100 to support the valve plate 130 connected to the rotating shaft 120 at an angle of 60 degrees with respect to the lower surface of the inlet side of the main body 100. do.
즉, 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관은 일정 두께를 지닌 평면의 밸브판(130)이 본체의 입구측 하부면에 형성된 닫힘턱(140)에 의하여 하부면을 기준으로 60도 각도를 이루도록 형성되며, 공기의 흐름이 존재하는 경우에는 회전핀의 회전에 의해 개방되고 공기의 흐름이 없을 때에는 밸브판(130)의 무게에 의하여 자연적으로 닫혀지는 구조를 가진다. 그러므로. 종래의 단방향 기류 밸브관과는 달리 별도의 밸브를 호흡관에 삽입하여 조립하지 않고 밸브소자가 관의 일부 구조를 이루게 된다.That is, the unidirectional air flow valve tube according to the present invention is formed such that a flat valve plate 130 having a predetermined thickness forms an angle of 60 degrees with respect to the bottom surface by a closing jaw 140 formed on the bottom surface of the inlet side of the main body. , If there is a flow of air is opened by the rotation of the rotary pin, when there is no air flow has a structure that is naturally closed by the weight of the valve plate (130). therefore. Unlike a conventional unidirectional air flow valve tube, the valve element forms a part of the tube without inserting a separate valve into the breathing tube.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 단 방향 밸브는 사각뿔형상의 제 1 연결부(300)의 중앙부에 형성된 마우스피스연결부(310)에 종이 재질의마우스피스(320)를 끼운다음 피검자가 흡식 노력을 행하면 도 9에서 보는 바와 같이 제 1 연결부(300)내에 음압이 형성되어 흡식밸브체(200)의 밸브판(230)이 회전축(220)을 중심으로 상승하게 되어 공기가 유통되고, 호식밸브체(100)의 밸브판(130)은 하부에 형성된 닫힘턱에 의해 회전하지 않으므로 공기유통이 차단된다.When the one-way valve according to the present invention configured as described above inserts the mouthpiece 320 made of paper into the mouthpiece connecting portion 310 formed at the center of the first connection portion 300 having a quadrangular pyramid shape, and then the subject makes a suctioning effort, FIG. 9. As shown in FIG. 1, negative pressure is formed in the first connection part 300 so that the valve plate 230 of the suction valve body 200 rises around the rotation shaft 220 so that air is circulated. Since the valve plate 130 does not rotate by the closing jaw formed at the bottom, the air flow is blocked.
호식노력을 행하면 양압이 형성되어 흡식밸브체(200)의 밸브판(230)은 제 2 연결부(400)방향으로 밀리게 되어 하부에 형성된 닫힘턱(240)에 의해 회전하지 않으므로 공기유통이 차단되고, 호식밸브체(100)의 밸브판(130)은 회전축을 중심으로 제 2 연결부(400)측 방향으로 상승하게 되어 개방 상태가 되고 공기는 출구로 빠져나간다.이때, 도 11에서 보는 바와 같이 외부로 방출되는 호식공기의 출구측에 바늘(510)을 삽입하고, 바늘(510)의 출구측에는 관(520)을 결합시키며, 관(520)을 통하여 호식 공기를 기체 분석기(530)로 유입받도록 하기 위한 농도계측시스템(500)을 연결하면, 피검자의 호식시에 호식밸브체(100)의 밸브판(130)은 회전축을 중심으로 제 2 연결부(400)측 방향으로 상승되므로 개방 상태가 되어 호식기체가 출구측에 삽입된 바늘(510) 및 관(520)을 통하여 기체 분석기(530)로 유입되어 호식기체의 연속적인 농도 계측이 가능해지고 이를 통해 폐기능 검사가 이루어지게 된다.Positive pressure is formed when the arcing effort is made so that the valve plate 230 of the suction valve body 200 is pushed in the direction of the second connection part 400 and is not rotated by the closing jaw 240 formed at the bottom thereof, thereby preventing the air flow. In addition, the valve plate 130 of the arc valve body 100 rises in the direction of the second connection part 400 around the rotational shaft to be in an open state, and air escapes to the outlet. Insert the needle 510 into the outlet side of the arc air discharged to the outlet, the tube 520 is coupled to the outlet side of the needle 510, so that the arc air is introduced into the gas analyzer 530 through the tube 520. When the concentration measuring system 500 is connected, the valve plate 130 of the arc valve body 100 is raised toward the second connection part 400 side about the rotational axis when the subject is breathing, and thus becomes an open state. Through the needle 510 and the tube 520 inserted into the outlet side Is introduced to the analyzer 530 becomes a pulmonary function test can be made a continuous measurement of the concentration of gas becoming hosik through it.
즉, 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관은 각각의 밸브체(100,200)를 서로 방향이 반대가 되도록 평행하게 위치시키고 이들의 입,출구쪽에 고무 재질의 연결관(300, 400)을 부착하여 구성된다. 사각뿔형상의 제 1 연결부(300)의 중앙부에 형성된 마우스피스연결부(310)에 종이 재질의 마우스피스(320)를 끼우고 피검자의 입으로 호흡을 하면 상기한 동작에 의하여 호식 및 흡식공기가 분리되며 흡식 및 호식 밸브체(100,200)에 각각 연결된 제 2 연결관(400)은 분리된 호식 및 흡식공기를 각각 임상 폐기능 검사장치에 전달하는 역할을 수행한다.That is, the unidirectional air flow valve tube according to the present invention is configured by placing the valve bodies 100 and 200 in parallel so that their directions are opposite to each other and attaching the connecting tubes 300 and 400 made of rubber to their inlet and outlet sides. . Insert the mouthpiece 320 of the paper material into the mouthpiece connecting portion 310 formed in the center portion of the first connection portion 300 of the square pyramid and breathe through the mouth of the subject to separate the breathing and suction air by the above operation. The second connection pipe 400 connected to the suction and arc valve bodies 100 and 200 respectively serves to deliver the separated arc and suction air to the clinical pulmonary function test apparatus, respectively.
본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관은 유선이 서로 평행하며 피검자의 입과 동일한 방향을 유지하므로 유선 왜곡이 거의 없이 흡식 및 호식공기를 분리시킬 수 있어서, 호흡 방해 효과가 최소화된다.In the unidirectional airflow valve tube according to the present invention, since the streamlines are parallel to each other and maintain the same direction as the mouth of the subject, the suction and the breathing air can be separated with almost no streamline distortion, thereby minimizing the respiratory disturbance effect.
즉, 종래의 기류 밸브관이 도 4에서 보는 바와 같이 기류 방향과 수직으로 형성되는 밸브의 옆면 공간을 통해 공기가 흘러 나온 후 다시 기류 방향으로 공기가 유통해야 하며 옆면 공간면적의 한계 때문에 호흡방해 즉, 호흡 임피이던스가 증가한 반면에, 본 발명은 밸브판이 위로 회전하며 밸브가 열리게 되고 열리는 공간은 관의 단면적과 최대한 같아지기 때문에 공기 흐름의 방향이 일관성 있게 유지되는 동시에 통과면적의 한계가 없다. 그러므로, 호흡을 방해하는 임피이던스 효과가 최소화되는 것이다.That is, in the conventional air flow valve tube as shown in FIG. 4, after air flows out through the side space of the valve formed perpendicular to the air flow direction, air must flow again in the air flow direction. In the present invention, while the respiratory impedance is increased, the valve plate rotates upward, the valve is opened and the opening space is as large as the cross-sectional area of the pipe, so that the direction of the air flow is kept consistent and there is no limit of the passage area. Therefore, the impedance effect that interferes with breathing is minimized.
호흡방해 즉, 호흡 임피이던스 최소화 효과를 확인하기 위하여 종래의 제품의 호흡압력 측정실험에 참여한 동일한 정상 성인이 평상 호흡하는 동안 본 발명에 따른 밸브관의 압력 변화를 측정한 결과는 도 10에서 보는 바와 같이 압력신호의 RMS(root-mean-square)값이 약 0.067cmH20으로 나타났다. 이는 종래의 약 19%에 불과한 수치로 호흡방해 효과가 약 20%이하로 최소화된다는 것을 의미하며, 호흡 임피이던스 효과가 약 5배 이상으로 개선되므로 검사의 신뢰도를 최대한 확보할 수 있다.도 10에서 도시된 PRMS는 압력값들을 제곱 평균한 후 루트(1/2 승)를 취한 값으로 압력(P)신호의 변동폭을 나타내는 하나의 지수이다. 첨부된 도5와 도10를 참조하면, 모두 압력(P)신호의 변동이 0을 중심으로 거의 대칭적이므로 흡식과 호식을 구분하여 RMS 값을 계산할 필요가 없으므로, 본 발명에서는 흡식, 호식시 나타나는 P 값들을 통합한 RMS 값을 제시하였는 데, 이는 압력(P)신호가 대칭적이므로 흡식 또는 호식신호만 고려하여도 거의 같은 값으로 산출되기 때문이다. 도 10에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관은 도 5에서 보는 바와 같은 종래의 호릅관에 비하여 PRMS가 현저하게 작아짐을 알 수 있는 데, 이는 본 발명에 따른 단방향 기류 밸브관이 전술한 바와 같이 종래의 호흡관에 비해 호흡방해효과가 매우 작아 졌다는 것을 의미한다.As a result of measuring the pressure change of the valve tube according to the present invention during normal breathing of the same normal adult who participated in the respiratory pressure measurement experiment of the conventional product to confirm the respiratory interference, that is, the respiratory impedance minimization effect, as shown in FIG. The root-mean-square (RMS) value of the pressure signal was about 0.067 cmH 2 0. This means that the respiratory disturbance effect is minimized to about 20% or less, which is only about 19% of the conventional value, and the respiratory impedance effect is improved to about 5 times or more, so that the reliability of the test can be secured to the maximum. The calculated P RMS is a value obtained by taking the root (1/2 power) after the squared average of the pressure values, and is an index representing the variation of the pressure (P) signal. 5 and 10, since the fluctuation of the pressure (P) signal is almost symmetrical around 0, it is not necessary to calculate the RMS value by dividing the suction and the arc type. The RMS value is presented by integrating the values because the pressure (P) signal is symmetric and is calculated to be almost the same value only considering the suction or arc signal. According to the invention as shown in 10, a one-way flow valve tube is compared with the conventional arc reupgwan as shown in Figure 5 to which P RMS may significantly understood reduced, which is a one-way flow valve tube according to the present invention described above As described above, it means that the respiratory interference effect is much smaller than that of the conventional respiratory tract.
이러한 결과는 종래의 호흡관은 T자형이므로 피검자와 연결될 때 90도의 유선 왜곡(stream line distortion)이 필연적으로 발생하며, 전술한 대로 단 방향 밸브에서도 유선이 180도로 굴절되며 공기가 흘러가야 하므로 극심한 유선 왜곡이 발생할 수 밖에 없는 구조에 기인하는 것으로, 유선 왜곡은 와류(turbulence)를 발생시키므로 호흡 임피이던스 증가의 한 요인일 뿐 아니라, 공기 흐름을 방해하므로 기류가 원활하게 흐르지 못하고 한 곳에 일부 공기가 정체해 있는 현상이 발생한다. 따라서 호흡방해와 공기 흐름방해 효과가 커지고 이는 검사 신뢰도 하락의 원인으로 작용하는 것이다.These results indicate that the conventional respiratory tract has a T-shape, so that a 90-degree streamline distortion is inevitably generated when connected to the subject, and as described above, even in a unidirectional valve, the streamline is deflected by 180 degrees and the air must flow. This is due to the structure in which distortion is inevitable. Streamline distortion causes turbulence, which is not only a factor in the increase of respiration impedance, but also impedes air flow, which prevents the airflow from flowing smoothly. Phenomenon occurs. Therefore, the effects of respiratory and air flow disturbances are increased, which causes a decrease in test reliability.
반면에, 본 발명에 따른 호흡관은 유선이 극단적으로 꺾이는 지점이 없으므로 원활한 유선을 일관성 있게 유지할 수 있는 바, 이로 인한 검사 신뢰도 하락을 방지할 수 있고, 종래의 호흡관이 도 3에서 보는 바와 같이 실리콘 밸브를 T자형 호흡관 양 측에 잘 위치시키기 위하여 9개의 부품들이 복잡하고 정교하게 조립되는 구조로 되어 있고, 밸브 자체의 구조도 상당히 정교해야 하므로, 고가의 제조 비용이 소요되는 데 비하여 본 발명은 밸브 자체가 호흡관을 형성하고, 밸브는 단순히 밸브판 한 모서리의 회전핀에 부착되어 있는 구조이므로 그 구조가 단순하고 동작원리 역시 회전핀의 회전만 원활하면 되므로 부품들의 정밀도가 상대적으로 낮아도 무관하다. 따라서 제조원가가 휠씬 저렴해지는 장점이 있다.On the other hand, the respiratory tract according to the present invention can maintain a smooth mammary gland consistently since there is no point where the mammary gland is extremely bent, thereby preventing a decrease in test reliability, and the conventional respiratory tract as shown in FIG. 3. In order to position the silicon valve well on both sides of the T-shaped breathing tube, nine parts are complicated and elaborately assembled, and the structure of the valve itself must also be very sophisticated, which requires expensive manufacturing cost. Since the valve itself forms a breathing tube, and the valve is simply attached to the rotary pin at one corner of the valve plate, its structure is simple and its operation principle is also required to smoothly rotate the rotary pin, so even if the precision of the components is relatively low, Do. Therefore, the manufacturing cost is much cheaper.
또한, 종래의 단방향 밸브는 실리콘 재질로써 자체 물질탄성에 의해 닫는 힘을 얻으므로 여러번 사용하면 탄성력이 저하되어 완전히 닫히지 않게 되어 단방향 밸브를 매번 일회용으로 교체해야 하며 동시에 피검자간 감염을 방지하기 위하여 검사 후 호흡관을 분해, 세척, 조립해야 한다. 이때 소요되는 비용은 일회용 밸브의 교체비와 분해, 세척, 조립비인데 매번 밸브를 교체해야할 뿐 아니라 조립구조가 복잡하므로 이 비용도 증가하게 되는 데 비하여 본 발명에 따른 밸브관은 밸브판의 무게에 의해 회전핀이 회전하며 자연스럽게 닫히므로 특별히 무리한 힘이 가해지지 않는 한 영구 사용이 가능하고, 부품구성과 조립방법이 단순하므로 분해,세척,조립비용이 최소화되는 장점이 있다.In addition, the conventional one-way valve is a silicone material to obtain a closing force by its own material elasticity, so the elastic force is lowered so that it does not close completely when used several times, and the one-way valve must be replaced every single time, and at the same time, after inspection to prevent infection between subjects. The respiratory tract must be disassembled, cleaned and assembled. In this case, the cost of disposing, disassembling, cleaning, and assembling cost of the disposable valve is not only to replace the valve every time, but also to increase the cost because the assembly structure is complicated, whereas the valve tube according to the present invention rotates by the weight of the valve plate. As the pin rotates and closes naturally, it can be used permanently unless special force is applied, and since the component composition and assembly method are simple, disassembly, washing and assembly costs are minimized.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브관은 공기 흐름의 유선을 왜곡시키지 않는 호흡관 구조를 가지며, 낮은 호흡압력에서 개폐되는 단방향 기류 밸브를 개발하여 호흡방해 즉, 호흡 임피이던스 효과를 최소화하고, 저렴한 제작비용 및 유지비용을 갖는 효과가 있다.As described above, the valve tube according to the present invention has a respiratory tube structure that does not distort the streamline of the air flow, and develops a unidirectional air flow valve that opens and closes at a low respiratory pressure, thereby minimizing respiratory interference, that is, the respiratory impedance effect, and inexpensive. There is an effect having a manufacturing cost and a maintenance cost.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당업자에 의해 그 개량이나 변형이 가능하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited thereto and may be improved or modified by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.
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