KR101138958B1 - Air flow direction controlling apparatus for ventilator - Google Patents

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Abstract

본 발명에서 블로우형 (또는 터빈형)인공호흡기에서, 환자로 공급되는 유량의 흡배기의 응답속도를 높여 환자 적용범위 확대할 수 있도록 한 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치는, 블로우를 이용한 인공 호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치에 있어서, 상기 블로우를 통해 배출되는 토출공기의 유속 방향과 대향되도록 설치되고, 환자의 흡기 및 배기 시 유속과 압력을 토대로 상기 토출공기를 외부로 배출 제어하는 바이패스 밸브가 장착된 공압 제어 장치를 포함하며, 상기 공압 제어 장치는 블로우와 대향하는 위치에 설치되어 환자의 흡기 시 유속을 증가시키기 위한 바이패스 밸브 및 유속센서 및 압력센서의 검출 결과를 기반으로 환자의 흡기 상태를 인지하여 바이패스 밸브의 개폐를 전환하여 블로우의 공기 유속을 가속화시키는 제어부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 단순한 구조의 블로우형으로이동이 가능한 인공 호흡기를 제공하여 압력 유지가 대량의 유량으로만 가능하고, 흡기 응답이 늦으며, 산소농도를 정밀제어하기 어려운 중환자에게 공기 유속의 대응하는 산소 농도가 가능하고, 정밀하게 이루어짐에 따라, 산소 치료 기능을 제공할 뿐만 아니라, 산소 농도 제어로 인해 불필요한 산소 소모량을 줄일 수 있으며, 안정적 농도가 유지 가능한 효과가 있다..The present invention discloses an apparatus for controlling the air flow direction of a ventilator in which a blower type (or turbine type) ventilator can increase the response speed of the intake and exhaust of the flow rate supplied to the patient, thereby expanding the patient coverage. The air flow rate direction control apparatus of the ventilator according to the present invention, in the air flow rate direction control apparatus of the ventilator using a blow, is installed to face the flow rate direction of the discharged air discharged through the blow, the intake and exhaust of the patient It includes a pneumatic control device equipped with a bypass valve for controlling the discharge of the discharged air to the outside based on the flow rate and pressure, wherein the pneumatic control device is installed in a position facing the blow to increase the flow rate during intake of the patient It includes a control unit for recognizing the intake state of the patient based on the detection result of the bypass valve and the flow rate sensor and the pressure sensor to switch the opening and closing of the bypass valve to accelerate the air flow rate of the blow. Accordingly, the present invention provides a ventilator capable of moving to a blow-type of simple structure, which allows the pressure to be maintained only at a large flow rate, the intake response is slow, and the air flow rate is required for the critical patient who is difficult to precisely control the oxygen concentration. As the oxygen concentration is possible and made precisely, not only the oxygen treatment function is provided, but also unnecessary oxygen consumption can be reduced due to the oxygen concentration control, and stable concentration can be maintained.

Description

인공 호흡기의 유속 방향 조절 장치{AIR FLOW DIRECTION CONTROLLING APPARATUS FOR VENTILATOR} AIR FLOW DIRECTION CONTROLLING APPARATUS FOR VENTILATOR}

본 발명은 블로우형 (또는 터빈형) 인공호흡기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환자로 제공되는 공기의 흡기 및 배기에 대한 응답 속도를 높이고, 환자로 공급되는 공기 유속에 대응하는 산소농도를 공급할 수 있어 중환자 및 삽관형 적용이 가능한 인공 호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a blower (or turbine) ventilator, and more particularly, to increase the response speed to the intake and exhaust of the air provided to the patient, and to supply an oxygen concentration corresponding to the air flow rate supplied to the patient. The present invention relates to a device for controlling the direction of air flow rate of a ventilator capable of intensive care and intubation.

일반적으로, 인공호흡은 가사(假死), 인사 불성 상태인 사람의 흉곽을 확장, 수축시켜 호흡 작용을 다시 일으키고, 심장의 기능을 회복시켜 소생하게 하는 것을 말하며, 인공호흡기는 주지한 바와 같은 기능을 인공적으로 수행해 주는 기기를 말한다.In general, ventilation refers to the expansion and contraction of a person's chest, a person who is in a state of incompetence, to resuscitation, to resuscitating the function of the heart, and to resuscitation. Refers to a device that performs artificially.

전형적인 인공 호흡기는 미리 정해진 조건 및 가스 조성, 압력, 및 유동 패턴의 작동기 입력 스케쥴 하에서, 압력이 가해진 가스를 폐로 밀어넣거나(양압(positive-pressure) 인공호흡기에서와 같이), 환자의 가슴 공간을 확장시키는 것(음압(negative-pressure) 인공호흡기에서와 같이) 중의 어느 하나에 의하여 작동한다.
A typical ventilator pushes a pressurized gas into the lungs (as in a positive-pressure ventilator) or expands the patient's chest space under predetermined conditions and operator input schedules of gas composition, pressure, and flow patterns. Actuated by any one of them (as in a negative-pressure ventilator).

인공호흡장치는 집중치료용으로 사용되며, 외부의 압력공기 및 압력산소를 필요로하는 중환자용과, 이동을 목적으로 하나, 가능한 치료범위를 축소하여 개발된 블로우(또는 터빈)형 인공호흡장치가 주류를 이루고 있다.The ventilator is used for intensive care, and it is mainly used for the intensive care system requiring external pressure air and pressure oxygen, and the blow (or turbine) type ventilator developed by narrowing the range of treatment possible. To achieve.

현재 사용되고 있는 이동형 블로우(또는 터빈)형 단순 구조의 호흡기 즉, 이동이 가능한 호흡기 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 블로우 팬에 의해 외부 공기를 흡입 배출시키는 블로우(101)와, 상기 블로우(101)의 토출구에 체결되어 유량의 방향 및 흐름을 안정화시키는 첵바디(103)와, 상기 첵바디(103)의 토출구에 체결되어 관로의 길이를 연장하는 연결호스(109)와, 상기 연결호스(109)의 출구에 접속되어 환자의 폐로 공기를 유입시키는 흡입부(111)로 이루어진다. 또한, 상기 첵바디(103)의 일단에는 공기의 유속을 검출하는 유속센서(105)와, 공기의 압력을 검출하는 압력센서(107)가 장착되고, 상기 유속센서(105) 및 압력센서(107)의 검출 신호를 인가받아 상기 블로우(101)의 회전속도를 결정하는 제어보드(115)로 이루어진다. Currently, a mobile blower (or turbine) type respirator having a simple structure, that is, a movable respirator structure includes a blow 101 that sucks and discharges outside air by a blow fan, as shown in FIG. 첵 body 103 to be fastened to the discharge port of the () to stabilize the direction and flow of the flow rate, a connection hose 109 is fastened to the discharge port of the 첵 body 103 to extend the length of the pipe, and the connection hose 109 It is connected to the outlet of the) consists of a suction unit 111 for introducing air into the lungs of the patient. In addition, a flow rate sensor 105 for detecting the flow rate of air and a pressure sensor 107 for detecting the pressure of the air are mounted at one end of the shock body 103, and the flow rate sensor 105 and the pressure sensor 107 are provided. The control board 115 is configured to determine the rotational speed of the blow 101 by receiving a detection signal of the).

이와 같이 이루어진 종래의 인공호흡기는 상기 제어보드(115)에 의해 상기 블로우(101)에서 발생하는 유속을 제어하여 환자에게 공급하는 유량을 제어한다. 상기 제어보드(115)는 유속센서(105) 및 압력센서(107)로부터 유속 및 압력 상태를 검출하여 블로우(101)로부터 공급되는 유량을 결정하는 것이다. 이러한 유량은 환자의 흡기 시 폐로 인가되는 공기량으로, 환자의 배기 시에는 블로우(101)의 회전 속도를 줄임으로써 환자의 흡배기가 원활이 이루어지도록 하고 있다.The conventional respirator made as described above controls the flow rate generated by the blow 101 by the control board 115 to control the flow rate supplied to the patient. The control board 115 detects the flow rate and the pressure state from the flow rate sensor 105 and the pressure sensor 107 to determine the flow rate supplied from the blow 101. This flow rate is the amount of air applied to the lungs when the patient inhales, and when the patient is exhausted, the intake and exhaust of the patient is made smooth by reducing the rotational speed of the blow 101.

또한, 종래 인공호흡기는 공기저항보다 큰 유량을 공급하여 환자에게 흡기가 이루어지도록 제어하는 기능 이외에, 환자의 흡입부(111:Proximal)에 밸브를 설치하기도 한다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이, 흡입부(111)로 피프(Peep) 밸브를 설치하고, 다수의 수동 밸브(SV1, SV2)를 병렬 설치한 후 소정 용량(소용량)의 펌프(203)를 장착하여 환자의 흡배기를 원활히 제어하게 된다.In addition, the conventional ventilator may be provided with a valve in the inlet 111 (Proximal) of the patient, in addition to the function to control the intake to the patient by supplying a flow rate greater than the air resistance. As shown in FIG. 2, a pipe valve is installed as the suction part 111, a plurality of manual valves SV1 and SV2 are installed in parallel, and then a pump 203 having a predetermined capacity (small capacity) is mounted. By controlling the intake and exhaust of the patient smoothly.

그러나, 전술된 종래 인공 호흡기는 블로우의 속도 제어를 기반으로 환자의 흡배기를 제어하기 때문에, 환자의 흡기 및 배기의 응답속도가 저하되는 문제와 환자 의 호흡을 위한 압력이 유량으로 제어되는 만큼, 적절한 습기를 공급하기에 부적절하여 삽관등이 필요한 중환자에게는 적용 불가하다. 즉, 인체로 공급하는 흡입기체는 100%, 36.5도의 온 습도가 유지되는 것이 중요한데, 계속 건조한 공기가 유입되는 경우 환자의 폐가 메말라 감염이 우려가 있다. 동시에,빠른 가감속이 불가능하며, 호흡수가 빠르고, 적은 호흡량을 필요로하는 환자에게 적절한 기능을 제공하지 못하는 것이다.However, since the above-described conventional ventilator controls the intake and exhaust of the patient based on the control of the speed of the blow, the problem that the response speed of the intake and exhaust of the patient is lowered and the pressure for the breathing of the patient are controlled as the flow rate is appropriate. Not applicable to critically ill patients who are inadequate to supply moisture and require intubation. In other words, it is important that the inhalation gas supplied to the human body is maintained at 100% and 36.5 degrees of temperature humidity, but if dry air is continuously introduced, the lungs of the patient may be infected with dry skin. At the same time, rapid acceleration and deceleration are not possible, and the respiratory rate is fast and does not provide adequate function to patients requiring low volume.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 블로우의 적절한 속도 제어와 더불어, 환자의 흡기 및 배기의 응답속도를 높여 중환자에게도 적용 가능한 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for controlling the direction of air flow rate of a ventilator that can be applied to a critical patient by increasing the response speed of intake and exhaust of a patient as well as proper speed control of a blow. In providing.

본 발명의 다른 목적은, 환자에게 필요한 유속으로 공기 공급함으로써, 온도 및 습도를 유지가 가능해지므로, 삽관이 이루어지는 중환자 관리 및 비삽관 방식(마스크 호흡) 환자에게 적용할 수 있는 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to maintain the temperature and humidity by supplying the air at the flow rate required by the patient, the air flow direction of the ventilator that can be applied to the patient care and non-intubation (mask breathing) patients with intubation In providing a control device.

본 발명의 또 다른 목적은, 환자에 공급되는 유속에 대응하여 산소농도를 유지하여 정확한 치료의 산소치료(O2 Therapy)가 가능할 뿐만 아니라, 불필요한 산소 소모량을 줄여 시스템 운영의 효율성과 안정성을 높일 수 있는 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치를 제공함에 있다. Another object of the present invention, by maintaining the oxygen concentration in response to the flow rate to the patient is not only possible to oxygen treatment of correct treatment (O2 Therapy), but also to reduce the unnecessary oxygen consumption to increase the efficiency and stability of the system operation An object of the present invention is to provide an air flow direction control apparatus for a ventilator.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어장치는, 블로우를 이용한 인공 호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치에 있어서, 상기 블로우를 통해 배출되는 토출공기의 유속 방향과 대향되도록 설치되고, 환자의 흡기 및 배기 시 유속과 압력을 토대로 상기 토출공기를 외부로 배출 제어하는 바이패스 밸브가 장착된 공압 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Apparatus for controlling the air flow rate of the ventilator according to the aspect of the present invention for achieving the above object, in the air flow direction control apparatus of the ventilator using the blow, so as to face the flow rate direction of the discharged air discharged through the blow It is installed, and characterized in that it comprises a pneumatic control device equipped with a bypass valve for controlling the discharge of the discharge air to the outside based on the flow rate and pressure during intake and exhaust of the patient.

구체적으로 상기 공압 제어 장치는, 블로우 팬 모터의 회전에 의해 공기량을 공급하는 블로우; 상기 블로우의 공기 토출 방향과 수직으로 형성되고, 체크 밸브를 내장하여 공기의 토출 방향을 설정하며, 공기의 유속 및 압력을 검출하기 위한 유속센서 및 압력센서를 포함하는 유량 공급바디; 상기 유량 공급바디의 토출구에 체결되어 환자의 폐로 공기를 공급하는 흡입부; 상기 흡입부와 유량 공급바디를 연결하는 흡기호스; 상기 흡입부에서 분기되어 환자의 배기 시 공기 유속을 배출하는 피프 밸브(Peep Valve); 상기 피프 밸브와 흡입부를 연결하여 배기 공기의 유출을 안내하는 배기호스; 상기 유량 공급바디 상으로 상기 블로우와 대향하는 위치에 설치되어 환자의 흡기 시 유속을 증가시키기 위한 바이패스 밸브; 및 상기 유속센서 및 압력센서의 검출 결과를 기반으로 환자의 흡기 상태를 인지하고, 상기 흡기 상태에서 상기 압력센서의 결과 값에 대응하는 블로우의 회전 속도를 제어하며, 상기 바이패스 밸브의 개폐를 전환하여 블로우의 공기 유속을 가속화시키는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.Specifically, the pneumatic control device, the blow for supplying the air amount by the rotation of the blow fan motor; A flow rate supply body which is formed perpendicular to the air discharge direction of the blow, includes a check valve to set the discharge direction of air, and includes a flow rate sensor and a pressure sensor for detecting the flow rate and pressure of the air; A suction unit which is fastened to the discharge port of the flow rate supply body and supplies air to the lungs of the patient; An intake hose connecting the suction part and the flow supply body; A pipe valve branched from the suction unit to discharge an air flow rate when the patient is exhausted; An exhaust hose which connects the pipe valve and the suction unit to guide the outflow of exhaust air; A bypass valve installed at a position opposite to the blow on the flow supply body to increase a flow rate at the intake of the patient; And recognizing the intake state of the patient based on the detection result of the flow rate sensor and the pressure sensor, controlling the rotation speed of the blow corresponding to the result value of the pressure sensor in the intake state, and switching the opening and closing of the bypass valve. It characterized by consisting of a control unit to accelerate the air flow rate of the blow.

본 발명에 따른 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어장치는, 단순 구조로서 이동이 가능한 인공 호흡기를 제공하고, 환자에게로 필요한 유속만 공급하며, 흡배기 속도를 높여 중환자에 적용할 수 있는 효과가 있다. 또한, 환자 공급 공기 유속의 대응하는 산소 농도가 정밀하게 이루어짐에 따라, 산소 치료 기능을 제공할 수 있으며, 산소 농도 제어로 인해 불필요한 산소 소모량을 줄여 장치의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.The air flow direction control apparatus of the ventilator according to the present invention has a simple structure, which provides a ventilator that is movable, supplies only the required flow rate to the patient, and increases the intake and exhaust velocity, thereby being applicable to the intensive care unit. In addition, as the corresponding oxygen concentration of the patient supply air flow rate is precisely made, it is possible to provide an oxygen treatment function and to reduce the unnecessary oxygen consumption due to the oxygen concentration control to secure the stability of the device.

도 1 및 도 2는 종래 인공 호흡기를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 인공 호흡기를 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3으로 피프(Peep) 장치가 부가된 구성도이다.1 and 2 is a configuration diagram showing a conventional ventilator.
3 is a block diagram showing a respirator according to the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram in which a pipe device is added to FIG. 3.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시 예로 나타낸 블로우형 인공 호흡기 구조이다. 도시된 바와 같이, 블로우 팬 모터의 회전에 의해 공기량을 공급하는 블로우(301), 상기 블로우(301)의 공기 토출 방향과 수직으로 형성되고, 체크 밸브를 내장하여 공기의 토출 방향을 설정하며, 공기의 유속 및 압력을 검출하기 위한 유속센서(305) 및 압력센서(307)를 포함하는 유량 공급바디(303), 상기 유량 공급바디(303)의 토출구에 체결되어 환자의 폐로 공기를 공급하는 흡입부(315), 상기 흡입부(315)와 유량 공급바디(303)를 연결하는 흡기호스(309), 상기 흡입부(315)에서 분기되어 환자의 배기 시 공기 유속을 배출하는 피프 밸브(Peep Valve:317), 상기 피프 밸브(317)와 흡입부(315)를 연결하여 배기 공기의 유출을 안내하는 배기호스(311), 상기 유량 공급바디(303) 상으로 상기 블로우(301)와 대향하는 위치에 설치되어 환자의 흡기 시 유속을 증가시키기 위한 바이패스 밸브(319), 상기 유속센서(305) 및 압력센서(307)의 검출 결과를 기반으로 상기 압력센서(307)의 결과 값에 대응하는 블로우(301)의 회전 속도를 제어하며, 상기 바이패스 밸브(319)의 개폐를 전환하여 블로우(301)의 공기 유속을 가속화시키는 제어부(321)로 이루어진다.3 is a blow-type ventilator structure shown in an embodiment of the present invention. As shown, a blow 301 for supplying the air amount by the rotation of the blow fan motor, is formed perpendicular to the air discharge direction of the blow 301, built-in check valve to set the air discharge direction, Flow rate supply body 303 including a flow rate sensor 305 and a pressure sensor 307 for detecting the flow rate and pressure of the suction, the suction unit is coupled to the discharge port of the flow rate supply body 303 to supply air to the lungs of the patient 315, an intake hose 309 connecting the intake unit 315 and the flow rate supply body 303, and a pipe valve branched from the intake unit 315 to discharge the air flow rate when exhausting the patient. 317, an exhaust hose 311 connecting the pipe valve 317 and the inlet 315 to guide the outflow of the exhaust air, and a position opposite to the blow 301 on the flow rate supply body 303. Bypass installed to increase the flow rate of the patient's inspiration On the basis of the detection results of the valve 319, the flow rate sensor 305 and the pressure sensor 307 to control the rotational speed of the blow 301 corresponding to the result value of the pressure sensor 307, the bypass valve The control unit 321 for switching the opening and closing of the 319 to accelerate the air flow rate of the blow 301.

여기서, 상기 바이패스 밸브(319)는 환자의 흡기 시 밸브의 클로우즈 동작을 수행하고, 환자의 배기 시 밸브의 오픈 동작을 수행한다. 즉, 환자의 배기 시에는 바이패스 밸브(319)가 오픈되어, 블로우(301)의 토출 공기가 바이패스 밸브(319)를 통해 외부로 배출된다. 이때, 환자의 흡기 시 바이패스 밸브(319)가 클로우즈 되어 블로우(301)의 토출 공기가 급속하게 흡입부(315)로 공급된다. 따라서, 환자의 배기 과정에서 흡입부(315)에서 발생하는 대량의 유속을 억제하는 것이다.Here, the bypass valve 319 performs a closing operation of the valve at the inhalation of the patient, and performs an opening operation of the valve at the exhaust of the patient. That is, when the patient is exhausted, the bypass valve 319 is opened, and the discharge air of the blow 301 is discharged to the outside through the bypass valve 319. At this time, the bypass valve 319 is closed when the patient inhales, and the discharge air of the blow 301 is rapidly supplied to the suction unit 315. Therefore, it is to suppress a large flow rate generated in the suction unit 315 during the exhaust process of the patient.

그러면, 본 발명에 따른 블로우형 인공 호흡기의 동작을 설명하면 다음과 같다.Then, the operation of the blow-type ventilator according to the present invention will be described.

먼저 상기 블로우(301)는 유량 공급바디(303)와 수직된 방향으로 설치되며, 상기 바이패스 밸브(319)는 상기 블로우(301)와 대향되는 방향에 고정 설치된다. 또한, 상기 유량 공급바디(303)의 일측으로 유속센서(305) 및 압력센서(307)가 장착된다. 이와 같이, 상기 유량 공급바디(303)는 공기 토출구에 흡기호스(309)와 연결되고, 흡기호스(309)는 흡입부(315)와 체결된다.First, the blow 301 is installed in a direction perpendicular to the flow rate supply body 303, and the bypass valve 319 is fixedly installed in a direction opposite to the blow 301. In addition, a flow rate sensor 305 and a pressure sensor 307 is mounted to one side of the flow rate supply body 303. In this way, the flow rate supply body 303 is connected to the intake hose 309 to the air discharge port, the intake hose 309 is fastened to the inlet 315.

따라서, 상기 블로우(301)에서 공급되는 공기는 유량 공급바디(303)의 내부로 인가되되, 상기 바이패스 밸브(319)의 설치 방향으로 토출되는 구조이다. 상기 제어부(321)의 지시 명령에 따라 상기 블로우(301)가 동작되면, 블로우(301)는 설정된 회전수를 갖고 소정 용량의 공기를 유량 공급바디(303)로 인가한다. 만약, 환자의 배기 과정이라면, 상기 압력센서(307)의 압력 결과 값을 기반으로 상기 제어부(321)는 바이패스 밸브(319)를 오픈시켜 상기 블로우(301)의 토출 공기가 바이패스 밸브(319)를 통해 일부 배출된다. 그리고, 상기 제어부(321)는 피프 밸브(317)를 오픈 제어함으로써, 흡입부(315)를 통해 배기되는 공기를 외부로 유출시킨다. 결국, 상기 블로우(301)에서 공급되는 공기량은 바이패스 밸브(319)를 통해 유출되어, 상기 흡기 호스(309) 및 흡입부(315)로 적재된 공기를 배출시켜 환자의 배기 시 공기 유속을 급속하게 차단된다.Accordingly, the air supplied from the blow 301 is applied to the inside of the flow rate supply body 303 and is discharged in the installation direction of the bypass valve 319. When the blow 301 is operated according to an instruction command of the controller 321, the blow 301 has a predetermined rotational speed and applies air of a predetermined capacity to the flow rate supply body 303. If the patient is evacuating, the controller 321 opens the bypass valve 319 based on the pressure result value of the pressure sensor 307 so that the discharge air of the blow 301 is bypass valve 319. Is partly discharged through). In addition, the controller 321 opens the pipe valve 317 to open the air exhausted through the suction unit 315 to the outside. As a result, the amount of air supplied from the blow 301 flows out through the bypass valve 319 to discharge the air loaded into the intake hose 309 and the inlet 315 to rapidly increase the air flow rate when the patient is exhausted. Is blocked.

　한편, 환자의 흡기 과정에서 상기 제어부(321)는 유속센서(305) 및 압력센서(307)의 검출 결과에 기초하여 환자의 흡기 상태를 인지한다. 즉, 환자가 흡기할 경우, 공기 유속의 변화 및 압력 변화를 감지함으로써 판단한다. 상기 제어부(321)는 이러한 흡기 상태를 인지한 후, 상기 바이패스 밸브(319)를 클로우즈 시킨다. 따라서, 상기 블로우(301)에서 토출되는 공기는 바이패스 밸브(319)에 의해 차단되어 유량 공급바디(303) 내부로 인가된다.In the meantime, the controller 321 recognizes the inhalation state of the patient based on the detection result of the flow rate sensor 305 and the pressure sensor 307. That is, when the patient inhales, it is determined by detecting a change in air flow rate and a change in pressure. After the controller 321 recognizes the intake state, the controller 321 closes the bypass valve 319. Therefore, the air discharged from the blow 301 is blocked by the bypass valve 319 is applied into the flow rate supply body 303.

여기서, 상기 블로우(301)가 기 설정된 공기 토출 용량으로 공기를 토출시키는 과정에서 바이패스 밸브(319)의 클로우즈 동작에 의해 공기의 흐름이 유량 공급바디(303) 내부로 급속하게 전환된다. 물론, 제어부(321)는 블로우(301)의 회전수를 제어하여 공기 토출량을 가변시킬 수 있음에 따라, 흡기 시의 유입 공기량을 제어할 수 있어 다량의 공기량을 급속하게 요구하는 중환자에게도 충분히 적용할 수 있는 것이다.Here, the flow of air is rapidly switched into the flow rate supply body 303 by the closing operation of the bypass valve 319 while the blow 301 discharges the air at a predetermined air discharge capacity. Of course, the controller 321 may control the number of air discharges by controlling the rotation speed of the blow 301, thereby controlling the amount of intake air during intake, so that the control unit 321 may be sufficiently applied to a critical patient who rapidly requires a large amount of air. It can be.

또한, 본 발명에서는 산소 공급회로(350)가 장착될 수 있는데, 이는 도 3에 도시된 바와 같이, 유량 공급바디(303)의 일측면으로 산소 공급관(351)이 체결되고, 상기 산소 공급관(351)의 종단부로 산소 공급량을 일정하게 유지하기 위한 레귤레이터(359)가 장착된다. 그리고, 상기 레귤레이터(359)와 유량 공급바디(303) 사이로 유속 조정밸브(357) 및 솔레노이드밸브 (SV1)가 설치된다. 상기 유속 조정밸브(357)는 상황에 따라 관리자에 의해 조절되거나, 비례제어 밸브등에 의해 전자식으로 조절되어 산소 농도를 조절할 수 있다., 상기 레귤레이터(359)는 산소 공급 압력에 따라 초기 설정된다.In addition, the present invention may be equipped with an oxygen supply circuit 350, which is, as shown in Figure 3, the oxygen supply pipe 351 is fastened to one side of the flow rate supply body 303, the oxygen supply pipe 351 A regulator 359 is mounted at the terminal of the head) to keep the oxygen supply constant constant. A flow rate adjusting valve 357 and a solenoid valve SV1 are installed between the regulator 359 and the flow rate supply body 303. The flow rate adjusting valve 357 may be adjusted by an administrator according to a situation, or may be electronically adjusted by a proportional control valve or the like to adjust the oxygen concentration, and the regulator 359 is initially set according to the oxygen supply pressure.

이와 같이 구성되는 산소 공급회로(350)는 유속 조정밸브(357) 및 솔레노이드밸브(SV1) 조작에 기반하여 공급 산소의 농도를 조절하며, 상기 레귤레이터(359)를 이용하여 불필요한 산소 소모량을 줄이게 된다. 따라서, 상기 제어부(321)는 유속 조정밸브(357)와 솔레노이드 밸브(SV1)에 의해 제공되는 유속정보와, 제어부(321)로부터 카운트되는 시간 정보를 토대로 환자에 전달되는 유량을 제어하며, 이와 더불어 산소의 농도를 산출한다.The oxygen supply circuit 350 configured as described above adjusts the concentration of supply oxygen based on the operation of the flow rate control valve 357 and the solenoid valve SV1, and reduces unnecessary oxygen consumption by using the regulator 359. Therefore, the control unit 321 controls the flow rate delivered to the patient based on the flow rate information provided by the flow rate control valve 357 and the solenoid valve SV1, and the time information counted from the control unit 321, Calculate the concentration of oxygen.

즉, 산소 유량은 산소 유속과 시간의 곱에 의해 산출됨에 따라 아래의 수학식 1에 근거하여;That is, the oxygen flow rate is calculated based on the product of the oxygen flow rate and time, based on Equation 1 below;

[수학식 1][Equation 1]

O2 유량 = O2 유속 × 시간O 2 flow rate = O 2 flow rate × time

와 같이 산출된다.Is calculated as

또한, 산소 농도는 아래의 수학식 2에 근거하여;In addition, the oxygen concentration is based on Equation 2 below;

[수학식 2][Equation 2]

O2 농도 = (O2 유량 + (총 흡기 유량 - O2 유량) × 21%) / 총 흡기 유량O 2 concentration = (O 2 flow rate + (total intake flow rate-O 2 flow rate) × 21%) / total intake flow rate

와 같이 산출된다.Is calculated as

따라서, 상기 레귤레이터(359), 유속 조정밸브(357) 및 솔레노이드 밸브(SV1)에 의해 흡기 시간에 필요한 흡기 산소량이 공급된 후, 상기 제어부(321)는 전술된 수학식 1 및 수학식 2에 기초하여 산소 농도를 측정한다. 그리고, 측정된 산소 농도 결과 값에 따라 상기 유속 조정밸브(357) 및 솔레노이드 밸브(SV1)를 조절하여 산소 농도를 유지하는 것이다.Therefore, after the intake oxygen amount necessary for the intake time is supplied by the regulator 359, the flow rate control valve 357, and the solenoid valve SV1, the controller 321 is based on the above-described Equations 1 and 2 above. The oxygen concentration is measured. Then, the flow rate adjusting valve 357 and the solenoid valve SV1 are adjusted according to the measured oxygen concentration result value to maintain the oxygen concentration.

한편, 본 발명에서 적용되는 피프 밸브(317)는 제어부(321)에 의해 환자의 배기 과정을 제어하는 것으로, 배기 동작의 정확성을 위해 별도의 압력 센서 및 유속 센서를 장착할 수 있을 것이다. 이는 도 4에 도시된 바와 같이, 배기 호스(311)와 피프 밸브(317) 사이로 설치되어, 상기 배기 호스(311)의 배기 유속을 검출하는 제2 유속센서(403)와, 상기 배기 호스(311)의 배기 압력을 검출하는 제2 압력센서(401)와, 상기 흡입부(315)로 설치되어 환자의 배기 과정에서 유속을 검출하는 제3 유속센서(405)가 장착된다. 또한, 상기 제어부(321)는 제2 유속센서(403), 제3 유속센서(405) 및 제2 압력센서(401)의 검출 값에 기초하여 상기 피프 밸브(317)의 개폐를 제어하기 위한 알고리즘을 포함한다.On the other hand, the pipe valve 317 to be applied in the present invention is to control the exhaust process of the patient by the control unit 321, may be equipped with a separate pressure sensor and flow rate sensor for the accuracy of the exhaust operation. As shown in FIG. 4, a second flow rate sensor 403 is installed between the exhaust hose 311 and the pipe valve 317 to detect the exhaust flow rate of the exhaust hose 311, and the exhaust hose 311. A second pressure sensor 401 for detecting the exhaust pressure of the) and the third flow rate sensor 405 is installed to the suction unit 315 to detect the flow rate in the exhaust process of the patient. In addition, the controller 321 is an algorithm for controlling the opening and closing of the pipe valve 317 based on the detection values of the second flow rate sensor 403, the third flow rate sensor 405, and the second pressure sensor 401. It includes.

본 발명의 실시 예에서는 블로우형 인공 호흡기를 일 례로 설정하였으나, 터빈 형 인공 호흡기에서 적용 가능함은 당업자에 의해 용이하다 할 것이다.
In the embodiment of the present invention, but the blow-type ventilator is set as an example, it is easy for those skilled in the art to be applicable to the turbine-type ventilator.

이와 같이, 본 발명은 블로우형(또는 터빈형) 인공호흡장치에서, 소수 개의 밸브를 이용하여 환자의 흡기 및 배기를 신속하게 수행할 수 있고, 또한 환자에게 필요한 유량만을 공급하여, 습기유지가 가능하며, 산소 공급을 정확하게 제어할 수 있는 저가형 인공 호흡기를 제시하고 있다. 또한, 본 발명은 휴대용 인공 호흡기이지만, 동시에 삽관 방식, 비삽관 방식 즉, 마스크 호흡(Non invasive ventilation) 방식의 장치에도 적용하여 블로우형 인공호흡장치의 중환자 영역의 적용이 가능하게 수 있게 되는 것이다.As described above, the present invention can quickly perform the intake and exhaust of the patient by using a few valves in the blow type (or turbine type) ventilator, and supply moisture only to the patient so that the moisture can be maintained. In addition, a low-cost ventilator capable of accurately controlling the oxygen supply is proposed. In addition, the present invention is a portable ventilator, but at the same time can be applied to the device of the intubation method, non-intubation method, that is, non invasive ventilation method it is possible to apply the intensive care area of the blow-type ventilator.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 블로우형(또는 터빈형)인공호흡기의 공기방향제어 장치는, As described above, the air direction control apparatus of the blower (or turbine type) ventilator according to the present invention,

이동형 인공호흡장치로, 환자 공급 유량의 급속제어 및 산소농도를 정확히 제공함으로써, 중환자 영역까지 확대 시킬수 있으므로, 경제성과 혁신성으로 관련 의료기 산업 발전에 이바지 할것으로 판단된다.The mobile ventilator can be expanded to the critically ill area by providing rapid control of the flow rate and accurate oxygen supply to patients, thus contributing to the development of the medical device industry with economics and innovation.

301 : 블로우　　　　　　　　　　　　　　　　　 303 : 유량 공급바디
305 : 유속센서　　　　　　　　　　　　　　　 307 : 압력센서
309 : 흡기호스　　　　　　　　　　　　　　　 311 : 배기호스
315 : 흡입부　　　　　　　　　　　　　　　　　 317 : 피프(Peep) 밸브
319 : 바이패스 밸브　　　　　　　　　　 321 : 제어부
350 : 산소 공급회로　　　　　　　　　　 351 : 산소 공급관
357 : 유속 조정밸브　　　　　　　　　　 359 : 레귤레이터
401 : 제2 압력센서　　　　　　　　　　　 403 : 제2 유속센서
405 : 제3 유속센서301: blow 303: flow supply body
305: flow rate sensor 307: pressure sensor
309: intake hose 311: exhaust hose
315: suction part 317: Peep valve
319: bypass valve 321: control unit
350: oxygen supply circuit 351: oxygen supply pipe
357: flow rate control valve 359: regulator
401: second pressure sensor 403: second flow rate sensor
405: third flow rate sensor

Claims (9)

블로우를 이용한 인공 호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치에 있어서,
상기 블로우를 통해 배출되는 토출공기의 유속 방향과 대향되도록 설치되고, 환자의 흡기 및 배기 시 유속과 압력을 토대로 상기 토출공기를 외부로 배출 제어하는 바이패스 밸브(319)가 장착된 공압 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치.In the air flow direction control device of the ventilator using the blow,
Pneumatic control device is installed to face the flow direction of the discharged air discharged through the blow, and equipped with a bypass valve 319 for controlling the discharged air to the outside based on the flow rate and pressure during intake and exhaust of the patient Air flow rate direction control apparatus of the ventilator comprising a. 제 1 항에 있어서 상기 공압 제어 장치는,
삽관 방식 또는 비삽관 방식의 인공 호흡기로 적용되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 공기 유속 방향 조절 장치.The pneumatic control device of claim 1,
Apparatus for adjusting the air flow rate of the ventilator, characterized in that applied to the intubation type or non-intubation type ventilator. 제 1 항에 있어서 상기 공압 제어 장치는,
이동식 인공 호흡기로 적용되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치. The pneumatic control device of claim 1,
Apparatus for controlling the air flow rate of a ventilator, characterized in that applied to the mobile ventilator. 제 3 항에 있어서 상기 공압 제어 장치는,
블로우 팬 모터의 회전에 의해 공기량을 공급하는 블로우(301);
상기 블로우(301)의 공기 토출 방향과 수직으로 형성되고, 체크 밸브를 내장하여 공기의 토출 방향을 설정하며, 공기의 유속 및 압력을 검출하기 위한 유속센서(305) 및 압력센서(307)를 포함하는 유량 공급바디(303);
상기 유량 공급바디(303)의 토출구에 체결되어 환자의 폐로 공기를 공급하는 흡입부(315);
상기 흡입부(315)와 유량 공급바디(303)를 연결하는 흡기호스(309);
상기 흡입부(315)에서 분기되어 환자의 배기 시 공기 유속을 배출하는 피프 밸브(Peep Valve:317);
상기 피프 밸브(317)와 흡입부(315)를 연결하여 배기 공기의 유출을 안내하는 배기호스(311);
상기 유량 공급바디(303) 상으로 상기 블로우(301)와 대향하는 위치에 설치되어 환자의 흡기 시 유속을 증가시키기 위한 바이패스 밸브(319); 및
상기 유속센서(305) 및 압력센서(307)의 검출 결과를 기반으로 환자의 흡기 상태를 인지하고, 상기 흡기 상태에서 상기 압력센서(307)의 결과 값에 대응하는 블로우(301)의 회전 속도를 제어하며, 상기 바이패스 밸브(319)의 개폐를 전환하여 블로우(301)의 공기 유속을 가속화시키는 제어부(321)로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치. The pneumatic control device of claim 3,
A blow 301 for supplying an air amount by the rotation of the blow fan motor;
It is formed perpendicular to the air discharge direction of the blow 301, and built-in check valve to set the discharge direction of the air, and includes a flow rate sensor 305 and pressure sensor 307 for detecting the flow rate and pressure of the air Flow rate supply body 303 to be;
A suction part 315 which is fastened to the discharge port of the flow rate supply body 303 and supplies air to the lungs of the patient;
An intake hose 309 connecting the suction part 315 and the flow rate supply body 303;
A pipe valve branched from the suction unit 315 to discharge the air flow rate when the patient is exhausted;
An exhaust hose 311 connecting the pipe valve 317 and the suction part 315 to guide the outflow of the exhaust air;
A bypass valve 319 installed on the flow rate supply body 303 in a position opposite to the blow 301 to increase the flow rate of the patient's intake; And
Based on the detection results of the flow rate sensor 305 and the pressure sensor 307, the intake state of the patient is recognized, and the rotational speed of the blow 301 corresponding to the result value of the pressure sensor 307 in the intake state is determined. The air flow direction direction control apparatus of the ventilator, characterized in that for controlling, by switching the opening and closing of the bypass valve 319 to accelerate the air flow rate of the blow (301). 제 4 항에 있어서 상기 공압 제어 장치는,
상기 블로우(301)의 토출 공기량에 대응하여 산소 압력을 일정하게 공급 제어는 산소 공급회로(350)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치.The pneumatic control device of claim 4,
The supply control of the air flow rate of the ventilator, characterized in that the supply control to the oxygen pressure constant supply corresponding to the discharged air amount of the blower (301) further comprises. 제 5 항에 있어서 상기 산소 공급회로(350)는,
상기 유량 공급바디(303)의 일측면으로 산소 공급관(351)이 체결되고, 상기 산소 공급관(351)의 종단부로 산소 농도를 일정하게 유지하기 위한 레귤레이터(359)가 장착되며, 상기 레귤레이터(359)와 유량 공급바디(303) 사이로 유속 조정밸브(357) 및 솔레노이드 밸브(SV1)가 설치되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치. The method of claim 5 wherein the oxygen supply circuit 350,
An oxygen supply pipe 351 is fastened to one side of the flow rate supply body 303, and a regulator 359 is mounted to an end of the oxygen supply pipe 351 to maintain a constant oxygen concentration, and the regulator 359. And a flow rate control valve 357 and a solenoid valve SV1 are installed between the flow rate supply body 303 and the flow rate supply body 303. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 제어부(321)는 유속 조정밸브(357)와 솔레노이드 밸브(SV1)에 의해 제공되는 산소 유속정보와, 환자공급 유속을 토대로 산소농도를 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치.
The method according to claim 5 or 6,
The control unit 321 controls the air flow direction of the ventilator, characterized in that it is provided to control the oxygen concentration based on the oxygen flow rate information provided by the flow rate control valve 357 and the solenoid valve SV1 and the patient supply flow rate. Device.
제 4 항에 있어서,
환자의 배기 과정에서 상기 배기호스(311) 및 흡입부(315)에 적재된 공기 압력 및 유속을 배출시키기 위한 피프(Peep) 장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치.The method of claim 4, wherein
And a pipe (Peep) device for discharging the air pressure and the flow rate mounted on the exhaust hose 311 and the suction unit 315 during the exhaust of the patient. 제 8 항에 있어서 상기 피프 장치는,
상기 피프 밸브(Peep Valve:317)와 배기호스(311) 사이로 설치되어 상기 배기 호스(311)의 배기 유속을 검출하는 제2 유속센서(403);
상기 배기 호스(311)의 배기 압력을 검출하는 제2 압력센서(401);
상기 흡입부(315)로 설치되어 환자의 배기 과정에서 유속을 검출하는 제3 유속센서(405)를 포함하며;
상기 제어부(321)는 상기 제2 유속센서(403), 제3 유속센서(405) 및 제2 압력센서(401)의 검출 값에 기초하여 상기 피프 밸브(317)의 개폐를 제어하기 위한 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 공기 유속 방향 제어 장치.The method of claim 8, wherein the pipe device,
A second flow rate sensor 403 installed between the pipe valve 317 and the exhaust hose 311 to detect an exhaust flow rate of the exhaust hose 311;
A second pressure sensor 401 for detecting exhaust pressure of the exhaust hose 311;
A third flow rate sensor 405 installed at the suction part 315 and detecting a flow rate in the exhaust process of the patient;
The controller 321 performs an algorithm for controlling the opening and closing of the pipe valve 317 based on the detection values of the second flow rate sensor 403, the third flow rate sensor 405, and the second pressure sensor 401. Air flow rate direction control apparatus of the ventilator comprising a.
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