KR102357201B1 - 기침유발장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온습도 제어가 가능한 기침유발장치로서, 수용부 및 공기가 유출입되는 출입단을 구비하는 하우징 본체; 상기 수용부에 착탈 가능하게 결합되며 물을 저장하는 수조용기; 상기 하우징 본체에 구비되며, 일단이 출입단에 연결되는 메인배관; 상기 하우징 본체에 구비되며, 상기 메인배관의 타단에 연결되어, 상기 메인배관에 공기를 공급하거나 또는 회수하는 공기압 발생유닛; 상기 하우징 본체에 구비되며, 상기 수조용기에 저장된 물을 기화시켜 수증기를 생성하는 기화유닛; 일단이 상기 메인배관의 중간지점에 연결되고, 타단이 상기 수조용기에 연결되고, 상기 수조용기 내부에서 기화된 수증기를 상기 메인배관에 제공하는 수증기 공급배관; 상기 수증기 공급배관에 구비되어, 상기 수증기 공급배관 내 수증기의 흐름을 제어하는 밸브유닛; 및 상기 하우징 본체에 구비되며, 상기 공기압 발생유닛, 상기 밸브유닛, 상기 기화유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

기침유발장치{COUGH TRIGGERING APPARATUS}
본 발명은 기침유발장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환자에 불편함을 야기하지 않고 기침을 유발할 수 있는 기침유발장치에 관한 것이다.
기침은 우리 몸의 중요한 방어작용의 하나이며, 가스, 세균 등의 해로운 물질이나 다양한 이물질이 기도 안으로 들어오는 것을 막아준다. 또한 흡입된 이물질이나 기도의 분비물이 기도 밖으로 배출되도록 하여 항상 기도를 깨끗하게 유지시키는 작용을 한다.
한편, 호흡계 근육의 마비를 동반한 신경근 환자나 제한성 폐질환자와 같이 기침 기능이 저하된 경우 이물질에 의해 폐렴이 발병하거나 분비물이 기도를 막아 호흡곤란 현상을 일으키게 된다. 이러한 환자를 보호하기 위해서, 기침을 유발시킬 수 있는 기침보조장치가 개발되어 이용되고 있다.
대한민국 등록특허 10-1038262호에 제시된 종래의 기침 보조장치는, 공기압 흡입구를 통해 공기를 흡입하고, 공기압 배출구를 통해 공기를 배출하는 공기압 발생유닛과, 공기압 발생유닛에서 발생되는 공기압을 호흡기관으로 공급하거나 호흡기관으로부터 공기를 흡입하는 방향을 전환하는 방향전환 밸브유닛과, 이들 간에 공기가 이동할 수 있는 경로를 포함한다.
이와 같이 구성된 종래의 기침보조장치는 공기압 발생유닛에서 공급받는 공기를 방향전환 밸브유닛 및 연결함을 통해 환자에게 최적의 공기압으로 공기를 공급 또는 배출하도록 형성함으로써, 안전한 사용을 가능하게 한다.
하지만 종래의 기침보조장치로부터 환자에게 공급되는 공기는 온도 및 습도조절이 되지 않은 외부 공기로서 체온보다 낮고 건조하다. 온도 및 습도조절이 되지 않은 공기가 환자의 폐로 공급되는 경우, 환자에 불편함을 야기할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 온도 및 습도가 제어된 공기를 환자에게 제공할 있는 기침유발장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기침유발장치는, 수용부 및 공기가 유출입되는 출입단을 구비하는 하우징 본체; 상기 수용부에 착탈 가능하게 결합되며 물을 저장하는 수조용기; 상기 하우징 본체에 구비되며, 일단이 출입단에 연결되는 메인배관; 상기 하우징 본체에 구비되며, 상기 메인배관의 타단에 연결되어, 상기 메인배관에 공기를 공급하거나 또는 회수하는 공기압 발생유닛; 상기 하우징 본체에 구비되며, 상기 수조용기에 저장된 물을 기화시켜 수증기를 생성하는 기화유닛; 일단이 상기 메인배관의 중간지점에 연결되고, 타단이 상기 수조용기에 연결되고, 상기 수조용기 내부에서 기화된 수증기를 상기 메인배관에 제공하는 수증기 공급배관; 및 상기 하우징 본체에 구비되며, 상기 공기압 발생유닛, 상기 밸브유닛, 상기 기화유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한 실시예에 있어서, 상기 기화유닛은 가열방식으로 수증기를 생성한다.
또한 실시예에 있어서, 상기 밸브유닛은, 상기 공기압 발생유닛이 상기 메인배관 내 공기를 회수할 때, 상기 수증기 공급배관 내 수증기의 흐름을 차단한다.
또한 실시예에 있어서, 상기 메인배관 내 온습도를 측정하는 온습도 측정부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 측정된 온습도에 기반하여, 상기 밸브유닛 및 상기 기화유닛을 제어한다.
본 발명에 따르면, 기침유발장치는 수조용기와 기화유닛을 이용하여 공기가 유출입되는 메인배관 내 수증기를 공급함으로써, 기침을 유발 시 환자가 불편함을 느끼지 않게 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기침유발장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 환자 흡기 시, 도 1에 도시된 기침유발장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 환자 호기 시, 도 1에 도시된 기침유발장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기침유발장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 환자 흡기 시, 도 1에 도시된 기침유발장치의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 환자 호기 시, 도 1에 도시된 기침유발장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하 호기모드 및 흡기모드는 환자를 기준으로 구분된다. 흡기모드는, 환자의 흡기 시 즉, 기침유발장치가 환자의 폐로 공기를 공급하는 모드이다. 그리고 호기모드는, 환자의 호기 시, 즉, 기침유발장치가 환자의 폐로부터 공기를 회수하는 모드이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 기침유발장치(10)는, 하우징 본체(100), 수조용기(200), 출입단(110), 필터부(120), 메인배관(130), 공기압 발생유닛(140), 기화유닛(150), 수증기 공급배관(160), 밸브유닛(170), 제어부(180), 가열챔버(190)를 포함한다.
하우징 본체(100)는 기침유발장치(10)의 외관을 형성하며, 내부에 구비되는 부품들을 보호한다.
하우징 본체(100)에는 수조용기(200)에 대응되는 홈 형상으로 구비되는 수용부(미도시)가 구비된다. 수용부(미도시)에는 수조용기(200)가 탈착 가능하게 결합된다.
수조용기(200)는 하우징 본체(100)의 수용부(미도시)에 결합되며, 물을 저장한다. 수조용기(200) 내 물은 기화유닛(150)에 의해 기화되어 메인배관(130)으로 공급될 수 있다. 이때 수조용기(200) 내에 저장되는 물은 사용자의 안전을 위해 멸균증류수가 이용됨이 바람직하다.
한편 물 공급을 용이하게 하고 수조용기(200)의 세척을 용이하게 하기 위해, 수조용기(200)는 하우징 본체(100)에 일체로 형성되지 않고, 착탈될 수 있도록 분리 형성된다.
하우징 본체(100)에는, 출입단(110), 필터부(120), 메인배관(130), 공기압 발생유닛(140), 기화유닛(150), 수증기 공급배관(160), 밸브유닛(170), 제어부(180), 가열챔버(190)가 구비된다.
출입단(110)의 일단은 환자의 마스크에 연결되는 튜브(미도시)와 체결되고, 타단은 메인배관(130)과 연결된다. 기침유발장치(10)는, 메인배관(130), 출입단(110) 및 튜브(미도시)를 거쳐 환자의 마스크(미도시)에 공기를 공급하거나 또는 공기를 회수한다.
메인배관(130)은, 공기압 발생유닛(140)에서 공급되는 공기를 수증기와 함께 출입단(110)으로 제공하기 위한 경로를 제공한다. 또한 메인배관(130)은, 출입단(110)에서 공기압 발생유닛(140)으로 공기를 회수하기 위한 경로를 제공한다.
구체적으로, 메인배관(130)의 일단은 환자가 착용하는 마스크에 연결되는 튜브와 연결되는 출입단(110)에 연결되며, 메인배관(130)의 타단은 공기압 발생유닛(140)과 연결된다. 그리고 메인배관(130)의 중간지점에는 메인배관(130) 내 수증기 공급을 위한 수증기 공급배관(160)이 연결된다.
메인배관(130)에서 출입단(110)과 가까운 부분을 메인배관(130)의 하류측 부분이라고 하고, 메인배관(130)에서 수증기 공기압 발생유닛(140)과 가까운 부분을 메인배관(130)의 상류측 부분이라고 할 때, 수증기 공급배관(130)은 메인배관(130)의 상류측 부분과 하류측 부분 사이의 중간지점에 “T자” 형태로 연결된다.
도 2와 같이, 공기압 발생유닛(140)이 메인배관(130) 내로 공기를 공급할 때, 수증기 공급배관(160)에서 제공되는 수증기가 메인배관(130) 내로 빨려 들어가서 공기와 함께 출입단(110)을 통해 튜브로 제공된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 수증기가 수증기 공급배관(160)에서 메인배관(130) 내로 빨려 들어가게 될 때, 메인배관(130) 내 공기가 수증기 공급배관(160) 내로 유입되는 것을 방지하기 위한 역류방지부(미도시)가 수증기공급배관(160) 내 구비될 수 있다.
이때 메인배관(130)의 하류측 부분에는 수증기와 공기의 혼합을 더욱 용이하게 하는 혼합챔버(112)가 더 구비될 수 있다. 혼합챔버(112)는 출입단(110) 부근의 메인배관(130) 상에 구비되며, 혼합챔버(112)는 내부에 수증기와 공기를 수용할 수 있는 수용공간을 구비한다. 혼합챔버(112)는 메인배관(130)을 통해 수용공간 내부로 유입된 수증가와 공기를 혼합한다. 혼합챔버(112)에서 혼합된 공기는 출입단(110)을 통해 튜브로 제공된다.
메인배관(130)에는 온습도 측정을 위한 온습도 측정부(111)가 구비된다. 구체적으로 온습도 측정부(111)는 출입단(110)과 가까운 메인배관(130)의 하류측 부분에 구비될 수 있다. 이외에도 온습도 측정부(111)는 혼합챔버(112)에 구비되거나, 수증기 공급배관(160)에 구비될 수도 있다.
공기압 발생유닛(140)은 하우징 본체(100)에 구비되며, 메인배관(130)에 공기를 공급하거나 또는 메인배관(130)으로부터 공기를 회수한다. 공기압 발생유닛(140)은 제어부(180)에 의해 제어된다.
공기압 발생유닛(140)은 공기압 생성부(143), 경로 변환부(144)를 포함한다. 그리고 공기압 발생유닛(140)에는 메인배관(130), 공기유입배관(141)과 공기배출배관(142)이 연결된다.
공기유입배관(141)은 공기압 발생유닛(140)과 공기유입홀(113) 사이를 연결한다. 공기유입배관(141)은 필터(120)를 거친 외부 공기를 공기압 발생유닛(140)에 제공된다. 한편, 필터(120)는 공기유입홀(113)을 통해 유입되는 공기를 필터링한다.
공기유입배관(141) 상에는 가열챔버(190)가 구비될 수 있다. 가열챔버(190)는 공기의 온도조절을 위해 공기를 가열하는 가열수단을 포함한다. 가열챔버(190)는 가열수단이 내장된 챔버로 구비될 수 있다. 가열챔버(190)는 가열수단에 의해 가열되는 내부통로의 표면적을 최대로 넓히기 위해, 달팽이관과 같은 내부통로를 갖도록 형성될 수도 있다. 가열챔버(190)의 가열수단의 출력은 제어부(180)에 의해 제어된다.
공기배출배관(142)는 공기압 발생유닛(140)과 공기배출홀(114) 사이를 연결한다. 공기배출배관(142)은 공기압 발생유닛(140)에 의해 메인배관(130)으로부터 회수된 공기를 배출하기 위한 경로를 제공한다.
공기압 생성부(143)는 모터의 회전력을 이용하여 팬을 구동하여 공기를 흡입 또는 배출시킨다. 공기압 생성부(143)는 제어부(180)의 제어 하에 모터의 회전속도를 조정하여 공기압의 세기를 조정할 수 있다.
경로 변환부(144)는 공기압 생성부(143)가 공기를 공급할 때의 경로와 공기압 생성부(143)가 공기를 회수할 때의 경로를 다르게 변환시킨다. 경로 변환부(220)는 내부 경로가 형성된 회전체와 회전체의 각을 변화시켜 내부 경로를 변환시키는 모터로 구성될 수 있다.
도 2의 흡기모드인 경우, 필터(120), 가열챔버(190), 공기유입배관(141), 공기압 발생유닛(140), 메인배관(130), 혼합챔버(112), 출입단(110)을 통해 공기가 환자에 공급된다.
도 3의 호기모드인 경우, 환자가 내쉬는 공기는 출입단(110), 혼합챔버(112), 메인배관(130), 공기압 발생유닛(140), 공기배출배관(142)를 통해 외부로 배출된다.
기화유닛(150)은 하우징 본체(100)의 수용부 바닥면에 구비되며, 가열수단을 구비한다. 기화유닛(150)은 가열방식으로 수조용기(200)에 저장된 물을 가열하여 수증기를 생성한다. 가열방식에 의해 생성되는 수증기는 초음파 방식에 의해 생성되는 미스트보다 환자의 체온과 적정한 온도로 제공될 있다는 장점이 있다. 기화유닛(150)에 의해 생성되는 수조용기(200) 내에 형성되는 수증기는 수조용기(200)에 체결된 수증기 공급배관(160)을 통해 메인배관(130)으로 제공된다. 기화유닛(150)은 제어부(180)에 의해 제어된다.
밸브유닛(170)은 수증기 공급배관(160) 상에 구비되어, 수증기 공급배관(160) 내 수증기 흐름을 제어한다. 밸브유닛(170)은 제어부(180)에 의해 제어된다.
도 3과 같이 호기모드인 경우, 밸브유닛(170)은, 공기압 발생유닛(140)이 메인배관(130) 내 공기를 회수할 때, 수증기 공급배관(160) 내 수증기의 흐름을 차단한다. 즉 호기모드일때, 밸브유닛(170)은 환자로부터 빨아들여 회수되는 공기가 수증기 공급배관(160)으로 유입되는 것을 차단시켜 수증기 공급배관(160)의 오염을 방지할 수 있다.
한편 도 2와 같이 흡기모드인 경우, 밸브유닛(170)은, 공기압 발생유닛(140)이 메인배관(130) 내 공기를 공급할 때, 수증기 공급배관(160) 내 수증기의 흐름을 제어한다. 즉 환자가 공기를 빨아들이는 흡기모드일 때 밸브유닛(170)은 열리게 되며, 수증기는 메인배관(130) 내로 유입되어 메인배관(130) 내에서 공기와 섞여 출입단(110)을 통해 환자에 제공된다. 이때 제공되는 수증기는 가열방식에 의해 가열된 따뜻한 수증기이므로, 공기와 혼합되면서 공기의 온도 및 공기 내 습도도 상승시킬 수 있다.
구체적으로, 흡기모드일 때, 밸브유닛(170)은, 온습도 측정부(111)에 의해 측정된 메인배관 내 온습도를 기반으로, 제어부(180)의 제어 하에, 밸브유닛(170)의 개폐정도를 제어한다.
즉, 밸브유닛(170)은, 온습도 측정부(111)에 의해 측정된 온도 또는 습도가 기준치 이상일 때, 수증기 공급배관(160) 내 수증기의 흐름을 적게 조절한다. 그리고 밸브유닛(170)은, 온습도 측정부(111)에 의해 측정된 온도 또는 습도가 기준치 이하일 때, 수증기 공급배관(160) 내 수증기의 흐름을 크게 조절한다. 여기서 온도 기준치는, 튜브를 통과하면서 빌생하는 열손실을 고려하여 설정될 수 있다.
밸브유닛(170)은 메인배관(130) 내로 유입되는 따뜻한 수증기의 양을 조절함으로써, 출입단(110)을 통해 환자에게 제공되는 공기의 온도 및 습도를 제어할 수 있다.
제어부(180)는 공기압 발생유닛(140), 기화유닛(150), 밸브유닛(170), 가열챔버(190)를 제어한다.
제어부(180)는 온습도 측정부(111)에 의해 측정된 온습도를 기반으로, 기화유닛(150), 밸브유닛(170), 가열챔버(190)을 제어한다.
측정된 온도 및 습도가 높은 경우, 제어부(180)는 밸브유닛(170)으로 하여금 수증기 공급배관(160) 내 수증기 흐름을 적게 하거나, 기화유닛(150)으로 하여금 적은 양의 수증기를 생성하도록 제어할 수 있다. 이와는 반대로, 측정된 온습도가 낮은 경우, 제어부(180)는 밸브유닛(170)으로 하여금 수증기 공급배관(160) 내 수증기 흐름을 많게 하거나, 기화유닛(150)으로 하여금 많은 양의 수증기를 생성하도록 제어할 수 있다.
측정된 습도가 높은 경우, 제어부(180)는 밸브유닛(170)으로 하여금 수증기 공급배관(160) 내 수증기 흐름을 적게 하거나, 기화유닛(150)으로 하여금 적은 양의 수증기를 생성하도록 제어할 수 있다. 이와는 반대로, 측정된 습도가 낮은 경우, 제어부(180)는 밸브유닛(170)으로 하여금 수증기 공급배관(160) 내 수증기 흐름을 많게 하거나, 기화유닛(150)으로 하여금 많은 양의 수증기를 생성하도록 제어할 수 있다.
측정된 온도가 낮은 경우, 제어부(180)는 가열챔버(190)에 구비되는 가열수단의 출력을 향상시켜 공기압 발생유닛(140)으로 유입되는 공기의 온도를 상승시킬 수 있다. 이와는 반대로 측정된 온도가 높은 경우, 제어부(180)는 가열챔버(190)에 구비되는 가열수단의 출력을 낮춰 공기압 발생유닛(140)으로 유입되는 공기의 온도를 현재상태보다 낮출수 있다.
제어부(180)는 메인배관(130)의 길이에 따른 열손실을 고려하여 기화유닛 및 밸브유닛(170)을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 온습도 측정부(111)에 의해 측정된 60도 내지 70도이고 메인배관(130) 및 튜브를 통해 환자에게 직접 제공되는 공기의 온도가 36도 내지 38도인 경우, 제어부(180)는 메인배관(130)의 길이에 따른 열손실을 고려하여 온습도 측정부(111)에 의해 측정된 온도가 항상 60도 내지 70도 사이를 유지할 수 있도록 기화유닛(150) 및 밸브유닛(170)을 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기침유발장치는 수조용기와 기화유닛을 이용하여 공기가 유출입되는 메인배관 내 수증기를 공급함으로써, 기침을 유발 시 환자가 불편함을 느끼지 않게 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명한 것이나, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는 다양한 변형 및 다른 실시예가 가능하다는 점이 이해될 것이다.
10: 기침유발장치 100: 하우징 본체
110: 출입단 111: 온습도 측정부
112: 혼합챔버 120: 필터
130: 메인배관 140: 공기압 발생유닛
141: 공기유입배관 142: 공기배출배관
143: 공기압 생성부 144: 경로 변환부
150: 기화유닛 160: 수증기 공급배관
170: 밸브유닛 180: 제어부
190: 가열챔버 200: 수조용기

Claims (4)

  1. 수용부 및 공기가 유출입되는 출입단을 구비하는 하우징 본체;
    상기 수용부에 착탈 가능하게 결합되며 물을 저장하는 수조용기;
    상기 하우징 본체에 구비되며, 일단이 상기 출입단에 연결되는 메인배관;
    상기 하우징 본체에 구비되며, 상기 메인배관의 타단에 연결되어, 상기 메인배관에 공기를 공급하거나 또는 회수하는 공기압 발생유닛;
    상기 하우징 본체에 구비되며, 상기 수조용기에 저장된 물을 기화시켜 수증기를 생성하는 기화유닛;
    일단이 상기 메인배관의 중간지점에 연결되고, 타단이 상기 수조용기에 연결되고, 상기 수조용기 내부에서 기화된 수증기를 상기 메인배관에 제공하는 수증기 공급배관;
    상기 출입단과 수증기 공급배관 사이의 메인배관상에 구비되며, 내부로 유입된 수증기와 공기를 혼합하여 혼합된 공기를 출입단을 통해 튜브로 제공하는 혼합챔버;
    상기 수증기 공급배관에 구비되어, 상기 수증기 공급배관 내 수증기의 흐름을 제어하는 밸브유닛;
    상기 공기압 발생유닛에 연결되어 외부의 공기를 유입시키는 공기유입배관;
    상기 공기유입배관상에 구비되고, 달팽이관과 같은 내부통로가 형성되어 공기를 가열하는 가열챔버; 및
    상기 하우징 본체에 구비되며, 상기 공기압 발생유닛, 상기 밸브유닛, 상기 기화유닛 및 상기 가열챔버를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되며,
    상기 제어부는 호기모드인 경우 상기 밸브유닛을 제어하여 상기 공기압 발생유닛이 상기 메인배관 내 공기를 회수할 때, 상기 수증기 공급배관 내 수증기의 흐름을 차단시키고, 흡기모드인 경우 상기 밸브유닛을 열리게 하여 수증기를 메인배관 내로 유입시키는 기침유발장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기화유닛은 가열방식으로 수증기를 생성하는 것을 특징으로 하는 기침유발장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인배관 내 온습도를 측정하는 온습도 측정부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 온습도에 기반하여, 상기 밸브유닛 및 상기 기화유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 기침유발장치.
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