KR102410040B1 - Oxygen supply control apparatus for multiple intensive care unit for animals - Google Patents

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Abstract

복수의 집중 치료 유닛으로의 산소 공급을 제어하는 산소 공급 제어 장치는 고순도 산소를 공급하는 산소 공급기, 상기 각각의 집중 치료 유닛으로의 산소 공급을 조절하도록 상기 각각의 집중 치료 유닛 별로 각각 구비되는 복수의 제어 모듈, 그리고 상기 복수의 제어 모듈을 각각 제어할 수 있도록 구성되는 제어 판넬을 포함한다. 상기 각각의 제어 모듈은 상기 산소 공급기에서 공급되는 상기 고순도 산소의 유량을 조절하도록 작동하는 산소 유량 조절기, 상기 산소 공급기에 의해 공급되는 상기 고순도 공급 산소의 공급 산소 농도를 측정하는 고순도 산소 농도 측정기, 상기 산소 유량 조절기를 통과한 상기 고순도 산소와 대기가 혼합된 혼합 공기를 상기 집중 치료 유닛으로 공급하는 공기 팬, 상기 집중 치료 유닛의 대기를 형성하는 상기 혼합 공기의 대기 산소 농도를 측정하는 대기 산소 농도 측정기, 그리고 상기 제어 판넬로부터 수신되는 설정 산소 농도를 기초로 상기 산소 유량 조절기 및 상기 공기 팬의 작동을 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 포함한다.An oxygen supply control device for controlling the supply of oxygen to a plurality of intensive care units includes an oxygen supplier for supplying high-purity oxygen, a plurality of intensive care units respectively provided for each of the intensive care units to control the oxygen supply to the respective intensive care units. It includes a control module, and a control panel configured to control each of the plurality of control modules. Each of the control modules includes an oxygen flow regulator operable to adjust the flow rate of the high-purity oxygen supplied from the oxygen supply, a high-purity oxygen concentration meter for measuring the supply oxygen concentration of the high-purity supply oxygen supplied by the oxygen supply, the An air fan for supplying the mixed air in which the high-purity oxygen and the atmosphere are mixed through the oxygen flow controller to the intensive care unit, an atmospheric oxygen concentration meter for measuring the atmospheric oxygen concentration of the mixed air forming the atmosphere of the intensive care unit and a controller configured to control operations of the oxygen flow regulator and the air fan based on a set oxygen concentration received from the control panel.

Description

동물용 다중 집중 치료 유닛의 산소 공급 제어 장치{Oxygen supply control apparatus for multiple intensive care unit for animals}Oxygen supply control apparatus for multiple intensive care unit for animals

본 발명은 동물용 다중 집중 치료 유닛의 산소 공급을 제어하는 산소 공급 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an oxygen supply control device for controlling the oxygen supply of multiple intensive care units for animals.

동물의 집중 치료를 위한 다중 집중 치료 유닛이 동물 병원에 많이 공급되고 있다. 동물용 집중 치료 유닛은 개, 고양이와 같은 동물의 중증 질환을 치료하거나 수술 직후 치료, 증상 호전 관리를 위해 사용된다. 많은 경우 이러한 동물을 위한 집중 치료 유닛은 복수의 환자 동물을 수용할 수 있도록 각 층에 3개 이상의 다중 집중 치료 유닛을 가지는 2층 구조를 가진다.Multiple intensive care units for intensive care of animals are widely supplied in veterinary hospitals. The intensive care unit for animals is used to treat severe diseases in animals such as dogs and cats, or to treat immediately after surgery and manage symptom improvement. In many cases, intensive care units for such animals have a two-story structure with three or more multiple intensive care units on each floor to accommodate a plurality of patient animals.

집중 치료 유닛은 동물의 산소 치료를 위해 외부에서 생성된 산소를 전달받기 위한 산소 유입 포트를 가진다. 산소 유입 포트에 연결되어 있는 유량 조절 장치를 통해 산소 유량이 조절되어 치료 유닛 내부로 공급된다. 산소 유량을 조절하기 위한 장치로 노브(knob)를 돌려 유량을 조절하는 수동 유량 조절기가 많이 사용된다. 자동 산소 유량 조절을 위해 비례 밸브(proportional valve), MFC(mass flow controller) 등을 고려할 수 있지만 상대적으로 높은 가격으로 인해 적용이 어렵다.The intensive care unit has an oxygen inlet port for receiving externally generated oxygen for oxygen treatment of animals. Oxygen flow is regulated and supplied into the treatment unit through a flow control device connected to the oxygen inlet port. A manual flow controller that adjusts the flow rate by turning a knob is widely used as a device for controlling the oxygen flow rate. A proportional valve, a mass flow controller (MFC), etc. can be considered for automatic oxygen flow control, but it is difficult to apply due to a relatively high price.

이러한 집중 치료 유닛에서 특정 유닛의 산소 유량 조절은 이미 설정되어 있는 다른 집중 치료 유닛의 산소 유량에 영향을 준다. 이는 산소 공급 장치에서 공급되는 산소의 총량이 일정하기 때문에 각 유닛의 유량 변화는 다른 유닛의 산소 공급량에도 영향을 받을 수밖에 없기 때문이다. 또한 각 집중 치료 유닛에 공급되는 산소 유량은 동물의 치료 상태, 활동량, 유닛 실내 공간, 유닛 실내 공조 등의 상태에 따라 달라진다. 이러한 조건에서 실시간으로 수동으로 산소 유량을 조절하기는 쉽지 않다. 다중 집중 치료 유닛의 각 유닛의 산소 유량을 설정하고 설정된 값을 맞추기 위한 산소 유량 조절 기술이 요구된다.In this intensive care unit, the adjustment of the oxygen flow rate of a specific unit affects the already set oxygen flow rate of other intensive care units. This is because, since the total amount of oxygen supplied from the oxygen supply device is constant, the flow rate change of each unit is inevitably affected by the oxygen supply amount of the other units. In addition, the oxygen flow rate supplied to each intensive care unit varies depending on the treatment status of the animal, the amount of activity, the unit indoor space, the unit indoor air conditioning, and the like. It is not easy to manually control the oxygen flow rate in real time under these conditions. An oxygen flow control technique is required to set the oxygen flow rate of each unit of the multi-intensive treatment unit and to match the set value.

공개특허문헌 20-2008-0003927 (공개일: 2008.09.18)Publication 20-2008-003927 (published date: 2008.09.18) 공개특허문헌 10-2012-0010479 (공개일: 2012.02.03)Laid-open Patent Document 10-2012-0010479 (published on: 2012.02.03)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다중 집중 치료 유닛의 각 유닛에 설정된 산소 농도를 맞추기 위한 유량 공급 제어가 가능한 산소 공급 제어 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide an oxygen supply control device capable of controlling the flow rate to match the oxygen concentration set in each unit of the multi-intensive treatment unit.

본 발명의 실시예에 따른 복수의 집중 치료 유닛으로의 산소 공급을 제어하는 산소 공급 제어 장치는 고순도 산소를 공급하는 산소 공급기, 상기 각각의 집중 치료 유닛으로의 산소 공급을 조절하도록 상기 각각의 집중 치료 유닛 별로 각각 구비되는 복수의 제어 모듈, 그리고 상기 복수의 제어 모듈을 각각 제어할 수 있도록 구성되는 제어 판넬을 포함한다. 상기 각각의 제어 모듈은 상기 산소 공급기에서 공급되는 상기 고순도 산소의 유량을 조절하도록 작동하는 산소 유량 조절기, 상기 산소 공급기에 의해 공급되는 상기 고순도 공급 산소의 공급 산소 농도를 측정하는 고순도 산소 농도 측정기, 상기 산소 유량 조절기를 통과한 상기 고순도 산소와 대기가 혼합된 혼합 공기를 상기 집중 치료 유닛으로 공급하는 공기 팬, 상기 집중 치료 유닛의 대기를 형성하는 상기 혼합 공기의 대기 산소 농도를 측정하는 대기 산소 농도 측정기, 그리고 상기 제어 판넬로부터 수신되는 설정 산소 농도를 기초로 상기 산소 유량 조절기 및 상기 공기 팬의 작동을 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 포함한다. 상기 대기 산소 농도 측정기는 상기 집중 치료 유닛으로부터 상기 혼합 공기의 일부를 공급받아 상기 대기 산소 농도를 측정하고, 상기 대기 산소 농도 측정기로 공급된 상기 혼합 공기는 상기 공기 팬으로 리턴되어 상기 집중 치료 유닛으로 재공급되도록 구성된다. 상기 공기 팬은 상기 산소 유량 조절기를 통과한 상기 고순도 산소를 상기 집중 치료 유닛으로 공급할 수 있도록 구성된다. 상기 고순도 산소 농도 측정기는 상기 산소 유량 조절기와 상기 공기 팬 사이에 설치된다.The oxygen supply control device for controlling the oxygen supply to a plurality of intensive care units according to an embodiment of the present invention is an oxygen supply for supplying high-purity oxygen, each of the intensive care units to adjust the oxygen supply to the intensive care unit A plurality of control modules respectively provided for each unit, and a control panel configured to control the plurality of control modules, respectively. Each of the control modules includes an oxygen flow regulator operable to adjust the flow rate of the high-purity oxygen supplied from the oxygen supply, a high-purity oxygen concentration meter for measuring the supply oxygen concentration of the high-purity supply oxygen supplied by the oxygen supply, the An air fan for supplying the mixed air in which the high-purity oxygen and the atmosphere are mixed through the oxygen flow controller to the intensive care unit, an atmospheric oxygen concentration meter for measuring the atmospheric oxygen concentration of the mixed air forming the atmosphere of the intensive care unit and a controller configured to control operations of the oxygen flow regulator and the air fan based on a set oxygen concentration received from the control panel. The atmospheric oxygen concentration meter receives a portion of the mixed air from the intensive care unit and measures the atmospheric oxygen concentration, and the mixed air supplied to the atmospheric oxygen concentration meter is returned to the air fan to the intensive care unit configured to be resupplied. The air fan is configured to supply the high-purity oxygen that has passed through the oxygen flow controller to the intensive care unit. The high purity oxygen concentration meter is installed between the oxygen flow controller and the air fan.

상기 컨트롤러는 상기 설정 산소 농도에 따라 미리 설정된 상기 산소 유량 조절기에 의한 고순도 산소 유량 및 상기 공기 팬의 회전수가 얻어지도록 상기 산소 유량 조절기 및 상기 공기 팬의 작동을 각각 제어할 수 있다.The controller may control the operation of the oxygen flow controller and the air fan to obtain a high purity oxygen flow rate and a rotation speed of the air fan preset by the oxygen flow controller according to the set oxygen concentration.

상기 산소 유량 조절기는 상기 산소 공급기에서 공급되는 상기 고순도 산소가 통과하는 탄성 변형 가능한 산소 공급 튜브, 구동력을 생성하는 액추에이터, 상기 액추에이터의 구동력에 의해 이동을 하도록 구성되는 이동 부재, 그리고 상기 이동 부재에 의해 상기 산소 공급 튜브를 향해 밀려 상기 산소 공급 튜브를 눌러 상기 산소 공급 튜브를 통과하는 상기 고순도 산소의 유량이 조절되도록 구성되는 가압 부재를 포함할 수 있다.The oxygen flow regulator is an elastically deformable oxygen supply tube through which the high-purity oxygen supplied from the oxygen supply unit passes, an actuator for generating a driving force, a moving member configured to move by the driving force of the actuator, and the moving member It may include a pressing member configured to be pushed toward the oxygen supply tube and press the oxygen supply tube to adjust the flow rate of the high-purity oxygen passing through the oxygen supply tube.

본 발명의 다른 실시예에 따른 산소 공급 제어 장치는 상기 산소 유량 조절기는 나사산이 형성된 관통공을 형성하는 지지 바디를 더 포함할 수 있다. 상기 이동 부재는 상기 나사산과 나사결합을 이루도록 상기 지지 바디에 체결되어 상기 액추에이터의 회전에 의해 선형 이동을 하도록 구성될 수 있다.Oxygen supply control device according to another embodiment of the present invention, the oxygen flow regulator may further include a support body forming a threaded through-hole. The moving member may be fastened to the support body so as to be screwed with the screw thread, and may be configured to linearly move by rotation of the actuator.

상기 액추에이터는 스텝 모터일 수 있고, 상기 이동 부재는 상기 스텝 모터의 출력축에 회전방향으로는 구속되고 길이방향으로는 상대 이동 가능하게 체결될 수 있다.The actuator may be a step motor, and the moving member may be coupled to an output shaft of the step motor in a rotation direction to be constrained in a rotational direction and to be relatively movable in a longitudinal direction.

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상기 컨트롤러는 상기 설정 산소 농도 별로 설정되어 있는 설정 고순도 산소 유량과 설정 공기 팬 회전수에 따라 상기 산소 유량 조절기와 상기 공기 팬을 각각 제어하도록 구성될 수 있고, 상기 설정 산소 농도와 상기 대기 산소 농도의 차이 값에 따라 상기 공기 팬 회전수를 보정하여 제어하도록 구성될 수 있다.The controller may be configured to respectively control the oxygen flow rate controller and the air fan according to a set high purity oxygen flow rate and a set air fan rotation speed set for each set oxygen concentration, and the set oxygen concentration and the atmospheric oxygen concentration It may be configured to correct and control the air fan rotation speed according to the difference value.

상기 컨트롤러는 상기 대기 산소 농도가 상기 설정 산소 농도보다 작은 경우 상기 공기 팬의 회전수를 상기 설정 공기 팬 회전수보다 작아지게 낮추고, 상기 대기 산소 농도가 상기 설정 산소 농도보다 큰 경우 상기 공기 팬의 회전수를 상기 설정 공기 팬 회전수보다 커지게 높이도록 구성될 수 있다.The controller lowers the rotation speed of the air fan to be smaller than the set air fan rotation speed when the atmospheric oxygen concentration is less than the set oxygen concentration, and rotates the air fan when the atmospheric oxygen concentration is greater than the set oxygen concentration It may be configured to increase the number to be greater than the set air fan rotation speed.

본 발명에 의하면, 복수의 집중 치료 유닛 별로 구비된 제어 모듈을 통한 제어를 통해 각 집중 치료 유닛이 각각 설정된 산소 농도를 가질 수 있다.According to the present invention, each intensive treatment unit may have a set oxygen concentration through control through a control module provided for each of the plurality of intensive treatment units.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산소 공급 제어 장치가 적용된 동물용 집중 치료 유닛을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 산소 공급 제어 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산소 공급 제어 장치의 산소 유량 조절기를 개략적으로 도시하는 단면도이다.1 schematically shows an intensive care unit for an animal to which an oxygen supply control device according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram schematically showing the configuration of an oxygen supply control device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing an oxygen flow regulator of the oxygen supply control apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

동물용 집중 치료 유닛(ICU, intensive care unit)은 집중 치료를 위해 동물을 수용할 수 있도록 형성되며 산소 치료를 위해 동물이 수용된 집중 치료 챔버에 고순도 산소를 공급할 수 있도록 구성된다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 산소 공급 제어 장치는 복수의 집중 치료 유닛(100)으로 각각 고순도 산소를 공급할 수 있도록 구성된다. 도 1에는 8개의 집중 치료 유닛(100)이 구비되는 경우가 예시적으로 도시되어 있으며, 산소 공급 제어 장치는 각 집중 치료 유닛(100)으로 독립적으로 고순도 산소를 공급할 수 있도록 구성된다.An intensive care unit (ICU) for an animal is configured to accommodate an animal for intensive care and is configured to supply high-purity oxygen to an intensive care chamber in which the animal is accommodated for oxygen treatment. Referring to FIG. 1 , the apparatus for controlling oxygen supply according to an embodiment of the present invention is configured to supply high-purity oxygen to a plurality of intensive treatment units 100 , respectively. In FIG. 1 , a case in which eight intensive treatment units 100 are provided is illustrated by way of example, and the oxygen supply control device is configured to independently supply high-purity oxygen to each intensive treatment unit 100 .

산소 공급 제어 장치는 산소 공급기(10), 각 집중 치료 유닛(100) 별로 설치되어 산소 공급기(10)로부터 산소를 공급받아 각 집중 치료 유닛(100)으로의 산소 공급을 조절하는 복수의 제어 모듈(20), 그리고 복수의 제어 모듈(20)을 제어하기 위한 제어 판넬(30)을 포함할 수 있다.The oxygen supply control device is an oxygen supply 10 and a plurality of control modules installed for each intensive treatment unit 100 to receive oxygen from the oxygen supply 10 and adjust the oxygen supply to each intensive treatment unit 100 ( 20), and a control panel 30 for controlling the plurality of control modules 20 may be included.

산소 공급기(10)는 고순도 산소를 공급할 수 있는 임의의 장치일 수 있으며, 예를 들어 압력 스윙 흡착(PSA, pressure swing adsorption) 방식에 의해 공기 중 질소를 제거하여 고순도 산소를 생성하는 장치일 수 있다. 산소 공급기(10)에 생성된 고순도 산소는 공급 라인(11)을 통해 각 집중 치료 유닛(100)의 제어 모듈(20)로 공급될 수 있다.The oxygen supply 10 may be any device capable of supplying high-purity oxygen, for example, a device for generating high-purity oxygen by removing nitrogen from the air by a pressure swing adsorption (PSA) method. . The high-purity oxygen generated in the oxygen supply unit 10 may be supplied to the control module 20 of each intensive care unit 100 through the supply line 11 .

제어 모듈(20)은 각 집중 치료 유닛(100) 별로 설치되며 산소 공급기(10)로부터 고순도 산소를 공급받고 공급된 고순도 산소의 유량을 조절하여 해당 집중 치료 유닛(100)의 집중 치료 챔버로 공급할 수 있도록 구성된다.The control module 20 is installed for each intensive care unit 100, receives high-purity oxygen from the oxygen supplier 10, adjusts the flow rate of the supplied high-purity oxygen, and supplies it to the intensive care chamber of the intensive care unit 100. is configured to

제어 판넬(30)은 각 제어 모듈(20)을 제어하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있도록 각 제어 모듈(20)에 연결되며, 사용자의 조작 명령 입력을 위한 입력 인터페이스 및 필요한 정보를 출력하기 위한 출력 인터페이스를 구비할 수 있다. 이러한 구성에 의해 사용자는 제어 판넬(30)을 통해 각 집중 치료 유닛(100)의 산소 농도를 독립적으로 선택할 수 있으며, 사용자의 작동 입력에 대응하여 제어 판넬(30)는 해당하는 신호를 각 제어 모듈(20)로 전송하고 각 제어 모듈(20)은 수신된 제어 신호에 따라 해당 집중 치료 유닛(100)으로의 산소 공급을 제어한다.The control panel 30 is connected to each control module 20 so as to transmit a control signal for controlling each control module 20, and an input interface for inputting a user's operation command and an output interface for outputting necessary information can be provided. With this configuration, the user can independently select the oxygen concentration of each intensive care unit 100 through the control panel 30 , and in response to the user's operation input, the control panel 30 sends a corresponding signal to each control module 20 and each control module 20 controls the oxygen supply to the corresponding intensive care unit 100 according to the received control signal.

각 집중 치료 유닛(100) 별로 설치된 제어 모듈(20)은 해당 집중 치료 유닛(100)의 치료 챔버로 고순도 산소를 공급하고 집중 치료 유닛(100) 내의 산소 농도가 설정된 산소 농도가 되도록 제어하는 기능을 한다.The control module 20 installed for each intensive care unit 100 supplies high-purity oxygen to the treatment chamber of the intensive care unit 100 and controls the oxygen concentration in the intensive care unit 100 to be the set oxygen concentration. do.

제어 모듈(20)은 산소 유량 조절기(21), 고순도 산소 농도 측정기(22), 공기 팬(fan)(23), 대기 산소 농도 측정기(24) 및 컨트롤러(25)를 포함할 수 있다. 도 2에는 이러한 제어 모듈(20)의 구성 요소, 산소 공급기(10) 및 제어 판넬(30)의 상호 연결관계 및 기능을 설명하기 위한 블록도가 예시적으로 도시되어 있다.The control module 20 may include an oxygen flow controller 21 , a high purity oxygen concentration meter 22 , an air fan 23 , an atmospheric oxygen concentration meter 24 , and a controller 25 . FIG. 2 is an exemplary block diagram for explaining the interconnection relationship and functions of the components of the control module 20 , the oxygen supply 10 and the control panel 30 .

산소 유량 조절기(21)는 산소 공급기(10)에서 공급되는 고순도 산소의 유량을 조절하도록 작동한다. 산소 유량 조절기(21)에 의해 유량이 조절된 고순도 산소는 공기 팬(23)에 의해 유동되어 집중 치료 유닛(100)으로 공급된다. 상세히 도시되지는 않았으나, 고순도 산소는 집중 치료 유닛(100)의 집중 치료 챔버 내로 공급될 수 있다. 산소 유량 조절기(21)는 컨트롤러(25)의 유량 제어 신호에 의해 공급되는 고순도 산소의 유량을 조절하도록 작동할 수 있으며, 유량 조절 구조에 대해서는 뒤에서 다시 설명한다.The oxygen flow controller 21 operates to adjust the flow rate of high-purity oxygen supplied from the oxygen supply 10 . The high-purity oxygen whose flow rate is controlled by the oxygen flow controller 21 flows by the air fan 23 and is supplied to the intensive care unit 100 . Although not shown in detail, high-purity oxygen may be supplied into the intensive care chamber of the intensive care unit 100 . The oxygen flow controller 21 may operate to adjust the flow rate of high-purity oxygen supplied by the flow control signal of the controller 25 , and the flow control structure will be described later.

고순도 산소 농도 측정기(22)는 산소 공급기(10)에 의해 공급되는 고순도 공급 산소의 농도(이하 '공급 산소 농도'라고 함)를 측정하고 해당하는 신호를 출력하는 센서일 수 있다. 예를 들어, 고순도 산소 농도 측정기(22)는 산소 유량 조절기(21)와 공기 팬(23)을 연결하는 산소 공급 관에 설치될 수 있다. 다른 실시예에서는 고순도 산소 농도 측정기(22)는 산소 유량 조절기(21)의 상류측에 설치될 수도 있다. 고순도 산소 농도 측정기(22)에 의해 측정된 공급 산소 농도는 컨트롤러(25)로 전송될 수 있으며, 컨트롤러(25)는 전송된 공급 산소 농도를 제어 판넬(30)로 전송할 수 있다. 제어 판넬(30)은 사용자가 식별할 수 있도록 공급 산소 농도를 표시할 수 있다.The high-purity oxygen concentration meter 22 may be a sensor that measures the concentration of high-purity supply oxygen (hereinafter referred to as 'supply oxygen concentration') supplied by the oxygen supplier 10 and outputs a corresponding signal. For example, the high-purity oxygen concentration meter 22 may be installed in an oxygen supply pipe connecting the oxygen flow controller 21 and the air fan 23 . In another embodiment, the high-purity oxygen concentration meter 22 may be installed on the upstream side of the oxygen flow controller 21 . The feed oxygen concentration measured by the high purity oxygen concentration meter 22 may be transmitted to the controller 25 , and the controller 25 may transmit the transmitted oxygen concentration to the control panel 30 . Control panel 30 may display the feed oxygen concentration for user identification.

공기 팬(23)은 산소 유량 조절기(21)를 통과한 고순도 산소와 대기가 혼합된 혼합 공기의 유동을 유발하여 집중 치료 유닛(100)으로 공급한다. 공기 팬(23)은 컨트롤러(25)의 회전수(RPM) 제어 신호에 의해 작동할 수 있으며, 공기 팬(23)의 회전수에 따른 산소 농도를 가지는 혼합 공기가 집중 치료 유닛(100)으로 공급될 수 있다.The air fan 23 induces the flow of the mixed air in which the high-purity oxygen and the atmosphere are mixed through the oxygen flow controller 21 and supplies it to the intensive care unit 100 . The air fan 23 may be operated by a rotation speed (RPM) control signal of the controller 25 , and mixed air having an oxygen concentration according to the rotation speed of the air fan 23 is supplied to the intensive care unit 100 . can be

대기 산소 농도 측정기(24)는 집중 치료 유닛(100) 내의 대기 산소 농도, 즉 집중 치료 챔버 내의 대기(즉 고순도 산소와 외부 대기가 혼합된 혼합 공기)의 산소 농도(이하 '대기 산소 농도'라고 함)를 측정한다. 대기 산소 농도 측정기(24)는 측정된 대기 산소 농도에 해당하는 신호를 컨트롤러(25)로 전송할 수 있다. 이때, 집중 치료 유닛(100) 내의 대기의 산소 농도를 측정하기 위해 대기 산소 농도 측정기(24)는 집중 치료 유닛(100) 내의 혼합 공기의 미세 유량을 공급받고 공급된 혼합 공기는 공기 팬(23)으로 리턴된다. 이에 의해 집중 치료 유닛(100) 내의 산소 농도를 측정하기 위해 사용되는 혼합 공기가 외부로 버려지지 않고 재순환되어 사용될 수 있다.The atmospheric oxygen concentration meter 24 is the atmospheric oxygen concentration in the intensive care unit 100, that is, the oxygen concentration of the atmosphere in the intensive care chamber (that is, mixed air in which high purity oxygen and external atmosphere are mixed) (hereinafter referred to as 'atmospheric oxygen concentration') ) is measured. The atmospheric oxygen concentration meter 24 may transmit a signal corresponding to the measured atmospheric oxygen concentration to the controller 25 . At this time, in order to measure the oxygen concentration of the atmosphere in the intensive care unit 100 , the atmospheric oxygen concentration meter 24 is supplied with a micro flow rate of the mixed air in the intensive care unit 100 , and the supplied mixed air is the air fan 23 . is returned as Accordingly, the mixed air used to measure the oxygen concentration in the intensive care unit 100 may be recycled and used without being thrown out.

대기 산소 농도 측정기(24)에 의해 측정된 대기 산소 농도를 나타내는 신호는 컨트롤러(25)로 전송될 수 있으며, 컨트롤러(25)는 해당 신호를 제어 판넬(30)로 전송할 수 있다. 제어 판넬(30)은 측정된 대기 산소 농도를 사용자가 인식할 수 있도록 표시할 수 있다.A signal representing the atmospheric oxygen concentration measured by the atmospheric oxygen concentration meter 24 may be transmitted to the controller 25 , and the controller 25 may transmit a corresponding signal to the control panel 30 . The control panel 30 may display the measured atmospheric oxygen concentration so that the user can recognize it.

컨트롤러(25)는 제어 판넬(30)로부터 수신된 설정 산소 농도에 따라 미리 설정된 산소 유량 조절기(21)에 의한 고순도 산소 유량 및 공기 팬(23)의 회전수가 얻어지도록 산소 유량 조절기(21) 및 공기 팬(23)의 작동을 각각 제어할 수 있다. 각각의 설정 산소 농도가 얻어지는 고순도 산소 유량 및 공기 팬 회전수를 사전에 실험을 통해 결정하고, 컨트롤러(25)는 각 설정 산소 농도에 따라 설정된 고순도 산소 유량 및 공기 팬 회전수를 저장하는 룩업 테이블(lookup table)을 이용하여 사용자가 제어 판넬(30)을 통해 입력한 설정 산소 농도에 해당하는 설정 고순도 산소 유량과 공기 팬의 설정 회전수를 결정하고, 그에 따라 산소 유량 조절기(21)와 공기 팬(23)의 작동을 제어한다.The controller 25 controls the oxygen flow rate controller 21 and the air so that the high purity oxygen flow rate and the rotation speed of the air fan 23 are obtained by the preset oxygen flow rate controller 21 according to the set oxygen concentration received from the control panel 30 . Each operation of the fan 23 can be controlled. The high-purity oxygen flow rate and air fan rotation speed at which each set oxygen concentration is obtained are determined through an experiment in advance, and the controller 25 provides a look-up table ( lookup table) to determine the set high-purity oxygen flow rate corresponding to the set oxygen concentration input by the user through the control panel 30 and the set rotation speed of the air fan, and accordingly the oxygen flow controller 21 and the air fan ( 23) to control the operation.

한편, 산소 유량 조절기(21)와 공기 팬(23)이 설정 산소 농도를 얻을 수 있도록 작동하도록 제어된 경우에도, 실제 작동 조건에 따라 집중 치료 유닛(100) 내의 혼합 공기의 산소 농도, 즉 실제 대기 산소 농도가 설정된 산소 농도와 차이가 있을 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 차이를 보정할 수 있도록, 컨트롤러(25)가 대기 산소 농도 측정기(24)를 이용하여 집중 치료 유닛(100)의 내의 대기 산소 농도를 검출하고 검출된 대기 산소 농도와 설정 산소 농도의 차이 값에 따라 공기 팬(23)의 회전수를 보정하는 실시간 보정 제어를 수행한다. 구체적으로, 컨트롤러(25)는 측정된 대기 산소 농도가 설정 산소 농도보다 작은 경우 공기 팬(23)의 회전수를 설정 회전수보다 작아지게 낮추고, 측정된 대기 산소 농도가 설정 산소 농도보다 큰 경우 공기 팬(23)의 회전수를 설정된 공기 팬의 회전수보다 커지게 높이도록 제어할 수 있다. 즉 실제 대기 산소 농도가 설정 산소 농도보다 작은 경우에는 집중 치료 유닛(100)으로 공급되는 공기의 양을 줄이고 반대의 경우에는 집중 치료 유닛(100)으로 공급되는 공기의 양을 늘임으로써, 집중 치료 유닛(100) 내의 대기의 산소 농도가 설정된 산소 농도에 근접할 수 있도록 제어하는 것이다.On the other hand, even when the oxygen flow controller 21 and the air fan 23 are controlled to operate so as to obtain the set oxygen concentration, the oxygen concentration of the mixed air in the intensive care unit 100 according to the actual operating conditions, that is, the actual atmosphere The oxygen concentration may be different from the set oxygen concentration. In the embodiment of the present invention, so that this difference can be corrected, the controller 25 detects the atmospheric oxygen concentration in the intensive care unit 100 using the atmospheric oxygen concentration meter 24 and sets the detected atmospheric oxygen concentration and Real-time correction control for correcting the rotation speed of the air fan 23 according to the difference in oxygen concentration is performed. Specifically, the controller 25 lowers the rotation speed of the air fan 23 to be smaller than the set rotation speed when the measured atmospheric oxygen concentration is less than the set oxygen concentration, and when the measured atmospheric oxygen concentration is greater than the set oxygen concentration, the air It is possible to control the rotation speed of the fan 23 to be higher than the set rotation speed of the air fan. That is, when the actual atmospheric oxygen concentration is smaller than the set oxygen concentration, the amount of air supplied to the intensive care unit 100 is reduced, and in the opposite case, the amount of air supplied to the intensive care unit 100 is increased. (100) is to control the oxygen concentration in the atmosphere to be close to the set oxygen concentration.

도 3을 참조하여 산소 유량 조절기(21)에 대해 설명한다. 산소 유량 조절기(21)는 산소 공급 튜브(211), 액추에이터(212), 이동 부재(213) 그리고 가압 부재(214)를 포함한다. 액추에이터(212)의 구동력에 의해 이동 부재(213)가 이동하여 가압 부재(214)의 이동을 유발하며, 가압 부재(214)의 이동에 의해 산소 공급 튜브(211)가 가압되어 형상이 변함으로써 산소 공급 튜브(211) 내부를 흐르는 고순도 산소의 유량이 변경된다.The oxygen flow controller 21 will be described with reference to FIG. 3 . The oxygen flow regulator 21 includes an oxygen supply tube 211 , an actuator 212 , a moving member 213 , and a pressing member 214 . The moving member 213 is moved by the driving force of the actuator 212 to cause the pressing member 214 to move, and the oxygen supply tube 211 is pressurized by the movement of the pressing member 214 to change the shape of oxygen. The flow rate of high-purity oxygen flowing inside the supply tube 211 is changed.

산소 공급 튜브(211)는 산소 공급기(10)에서 공급되는 고순도 산소가 통과하며 탄성 변형이 가능한 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어 산소 공급 튜브(211)는 외력에 의해 형상이 변형될 수 있고 외력이 제거되는 경우 탄성 복원력에 의해 형상이 복원될 수 있는 합성수지 재질로 형성될 수 있다.The oxygen supply tube 211 may be formed of a material capable of elastic deformation through which high-purity oxygen supplied from the oxygen supply unit 10 passes. For example, the oxygen supply tube 211 may be formed of a synthetic resin material whose shape may be deformed by an external force, and whose shape may be restored by an elastic restoring force when the external force is removed.

액추에이터(212)는 산소 유량 조절을 위한 구동력을 생성하며 예를 들어 스텝 모터(step motor)일 수 있다. 스텝 모터(212)는 출력축(2121)을 구비할 수 있으며, 이동 부재(213)가 출력축(2121)에 체결될 수 있다. 이때 이동 부재(213)는 지지 바디(215)의 관통 홀(2151) 내에 선형 이동 가능하게 배치될 수 있다. 이동 부재(213)는 외주면에 나사산(2131)을 구비할 수 있으며, 이동 부재(213)의 나사산(2131)은 지지 바디(215)의 관통 홀(2151)에 형성된 나사산(2152)에 나사 결합될 수 있다. 이동 부재(213)는 스텝 모터(212)의 출력축(2121)에 회전 방향으로는 구속되고 길이방향으로 상대 이동 가능하게 체결된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 스텝 모터(212)의 출력축(2121)이 이동 부재(213)의 삽입 홀(2132)에 함께 회전하고 성대 이동 가능하게 삽입될 수 있다. 이러한 구조에 의해, 스텝 모터(212)의 출력축(2121)이 회전하며 이에 체결된 이동 부재(213)가 지지 바디(215)와의 나사 결합에 의해 회전하면서 도 3에서 아래 방향으로 선형 이동하며, 그에 따라 가압 부재(214)는 이동 부재(213)에 의해 밀려 이동하면서 산소 공급 튜브(211)를 가압한다. 이동 부재(213)의 이동에 의해 산소 공급 튜브(211)가 도 3의 (a)에 도시된 상태에서 (b)에 도시된 상태로 변형되면, 산소 공급 튜브(211) 내부를 흐르는 고순도 산소의 유량이 감소된다. 반면, 도 3의 (b)에서 스텝 모터(212)가 반대 방향으로 회전하면 이동 부재(213)가 위로 이동하고 그에 의해 산소 공급 튜브(211)의 탄성 복원력에 의해 도 3의 (a)의 상태로 전환된다. 이러한 방식으로 스텝 모터(212)의 회전 방향 및 회전 크기에 따라 산소 공급 튜브(211)를 흐르는 고순도 산소의 유량이 조절될 수 있으며, 컨트롤러(25)가 스텝 모터(212)의 작동을 제어함으로써 고순도 산소의 유량을 조절할 수 있다.The actuator 212 generates a driving force for adjusting the oxygen flow rate and may be, for example, a step motor. The step motor 212 may include an output shaft 2121 , and the moving member 213 may be coupled to the output shaft 2121 . In this case, the movable member 213 may be disposed to be linearly movable in the through hole 2151 of the support body 215 . The moving member 213 may have a screw thread 2131 on its outer circumferential surface, and the screw thread 2131 of the moving member 213 is to be screwed to the screw thread 2152 formed in the through hole 2151 of the support body 215 . can The moving member 213 is constrained to the output shaft 2121 of the step motor 212 in the rotational direction and is coupled to be relatively movable in the longitudinal direction. For example, as shown in FIG. 3 , the output shaft 2121 of the step motor 212 may be rotated and inserted into the insertion hole 2132 of the moving member 213 to move the vocal cords. With this structure, the output shaft 2121 of the step motor 212 rotates and the moving member 213 coupled thereto rotates by screwing with the support body 215 while linearly moving downward in FIG. Accordingly, the pressing member 214 presses the oxygen supply tube 211 while being pushed and moved by the moving member 213 . When the oxygen supply tube 211 is deformed from the state shown in (a) of FIG. 3 to the state shown in (b) by the movement of the moving member 213 , the oxygen supply tube 211 flows inside the high purity oxygen flow is reduced. On the other hand, when the step motor 212 rotates in the opposite direction in (b) of FIG. 3 , the moving member 213 moves upward, thereby showing the state of FIG. 3 (a) by the elastic restoring force of the oxygen supply tube 211 is converted to In this way, the flow rate of high-purity oxygen flowing through the oxygen supply tube 211 can be adjusted according to the rotational direction and the rotational size of the stepper motor 212 , and the controller 25 controls the operation of the stepper motor 212 to achieve high-purity The flow rate of oxygen can be adjusted.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and it is easily changed from the embodiment of the present invention by a person skilled in the art to which the present invention belongs and recognized as equivalent. including all changes and modifications to the scope of

100: 집중 치료 유닛
10: 산소 공급기
11: 산소 공급 라인
20: 제어 모듈
30: 제어 판넬
21: 산소 유량 조절기
22: 고순도 산소 농도 측정기
23: 공기 팬
24: 대기 산소 농도 측정기
25: 컨트롤러
211: 산소 공급 튜브
212: 액추에이터
213: 이동 부재
214: 가압 부재100: intensive care unit
10: oxygen supply
11: oxygen supply line
20: control module
30: control panel
21: oxygen flow regulator
22: high purity oxygen concentration meter
23: air fan
24: atmospheric oxygen concentration meter
25: controller
211: oxygen supply tube
212: actuator
213: moving member
214: pressure member

Claims (8)

복수의 집중 치료 유닛으로의 산소 공급을 제어하는 산소 공급 제어 장치로서,
고순도 산소를 공급하는 산소 공급기,
상기 각각의 집중 치료 유닛으로의 산소 공급을 조절하도록 상기 각각의 집중 치료 유닛 별로 각각 구비되는 복수의 제어 모듈, 그리고
상기 복수의 제어 모듈을 각각 제어할 수 있도록 구성되는 제어 판넬
을 포함하며,
상기 각각의 제어 모듈은
상기 산소 공급기에서 공급되는 상기 고순도 산소의 유량을 조절하도록 작동하는 산소 유량 조절기,
상기 산소 공급기에 의해 공급되는 상기 고순도 산소의 공급 산소 농도를 측정하는 고순도 산소 농도 측정기,
상기 산소 유량 조절기를 통과한 상기 고순도 산소와 대기가 혼합된 혼합 공기를 상기 집중 치료 유닛으로 공급하는 공기 팬,
상기 집중 치료 유닛의 대기를 형성하는 상기 혼합 공기의 대기 산소 농도를 측정하는 대기 산소 농도 측정기, 그리고
상기 제어 판넬로부터 수신되는 설정 산소 농도를 기초로 상기 산소 유량 조절기 및 상기 공기 팬의 작동을 제어하도록 구성되는 컨트롤러
를 포함하고,
상기 대기 산소 농도 측정기는 상기 집중 치료 유닛으로부터 상기 혼합 공기의 일부를 공급받아 상기 대기 산소 농도를 측정하고,
상기 대기 산소 농도 측정기로 공급된 상기 혼합 공기는 상기 공기 팬으로 리턴되어 상기 집중 치료 유닛으로 재공급되도록 구성되고,
상기 공기 팬은 상기 산소 유량 조절기를 통과한 상기 고순도 산소를 상기 집중 치료 유닛으로 공급할 수 있도록 구성되고,
상기 고순도 산소 농도 측정기는 상기 산소 유량 조절기와 상기 공기 팬 사이에 설치되는
산소 공급 제어 장치.An oxygen supply control device for controlling oxygen supply to a plurality of intensive care units, comprising:
an oxygen supply that supplies high-purity oxygen;
a plurality of control modules respectively provided for each intensive care unit to regulate oxygen supply to each of the intensive care units; and
A control panel configured to control each of the plurality of control modules
includes,
Each of the control modules
an oxygen flow regulator operable to regulate a flow rate of the high purity oxygen supplied from the oxygen supply;
A high-purity oxygen concentration meter for measuring a supply oxygen concentration of the high-purity oxygen supplied by the oxygen supplier;
an air fan for supplying the mixed air in which the high-purity oxygen and the atmosphere are mixed through the oxygen flow controller to the intensive care unit;
an atmospheric oxygen concentration meter for measuring the atmospheric oxygen concentration of the mixed air forming the atmosphere of the intensive care unit; and
a controller configured to control operation of the oxygen flow regulator and the air fan based on a set oxygen concentration received from the control panel
including,
The atmospheric oxygen concentration meter receives a portion of the mixed air from the intensive care unit and measures the atmospheric oxygen concentration,
wherein the mixed air supplied to the atmospheric oximeter is returned to the air fan and configured to be re-supplied to the intensive care unit;
The air fan is configured to supply the high-purity oxygen that has passed through the oxygen flow controller to the intensive care unit,
The high-purity oxygen concentration meter is installed between the oxygen flow controller and the air fan.
Oxygen supply control device. 제1항에서,
상기 컨트롤러는 상기 설정 산소 농도에 따라 미리 설정된 상기 산소 유량 조절기에 의한 고순도 산소 유량 및 상기 공기 팬의 회전수가 얻어지도록 상기 산소 유량 조절기 및 상기 공기 팬의 작동을 각각 제어하는 산소 공급 제어 장치.In claim 1,
The controller is an oxygen supply control device for controlling the operations of the oxygen flow controller and the air fan, respectively, to obtain a high purity oxygen flow rate and a rotation speed of the air fan preset by the oxygen flow controller according to the set oxygen concentration. 제1항에서,
상기 산소 유량 조절기는
상기 산소 공급기에서 공급되는 상기 고순도 산소가 통과하는 탄성 변형 가능한 산소 공급 튜브,
구동력을 생성하는 액추에이터,
상기 액추에이터의 구동력에 의해 이동을 하도록 구성되는 이동 부재, 그리고
상기 이동 부재에 의해 상기 산소 공급 튜브를 향해 밀려 상기 산소 공급 튜브를 눌러 상기 산소 공급 튜브를 통과하는 상기 고순도 산소의 유량이 조절되도록 구성되는 가압 부재
를 포함하는 산소 공급 제어 장치.In claim 1,
The oxygen flow regulator is
An elastically deformable oxygen supply tube through which the high-purity oxygen supplied from the oxygen supplier passes;
an actuator that generates a driving force,
a moving member configured to move by the driving force of the actuator; and
a pressing member configured to be pushed toward the oxygen supply tube by the moving member and press the oxygen supply tube to adjust the flow rate of the high-purity oxygen passing through the oxygen supply tube
Oxygen supply control device comprising a. 제3항에서,
상기 산소 유량 조절기는 나사산이 형성된 관통공을 형성하는 지지 바디를 더 포함하며,
상기 이동 부재는 상기 나사산과 나사결합을 이루도록 상기 지지 바디에 체결되어 상기 액추에이터의 회전에 의해 선형 이동을 하도록 구성되는
산소 공급 제어 장치.In claim 3,
The oxygen flow regulator further comprises a support body forming a threaded through hole,
wherein the moving member is fastened to the support body to form a screw thread with the screw thread and is configured to linearly move by rotation of the actuator
Oxygen supply control device. 제4항에서,
상기 액추에이터는 스텝 모터이고,
상기 이동 부재는 상기 스텝 모터의 출력축에 회전방향으로는 구속되고 길이방향으로는 상대 이동 가능하게 체결되는
산소 공급 제어 장치.In claim 4,
the actuator is a step motor;
The moving member is constrained in the rotational direction to the output shaft of the step motor and is coupled to be relatively movable in the longitudinal direction.
Oxygen supply control device. 삭제delete 제1항에서,
상기 컨트롤러는 상기 설정 산소 농도 별로 설정되어 있는 설정 고순도 산소 유량과 설정 공기 팬 회전수에 따라 상기 산소 유량 조절기와 상기 공기 팬을 각각 제어하도록 구성되고, 상기 설정 산소 농도와 상기 대기 산소 농도의 차이 값에 따라 상기 공기 팬 회전수를 보정하여 제어하도록 구성되는 산소 공급 제어 장치.In claim 1,
The controller is configured to respectively control the oxygen flow rate controller and the air fan according to a set high purity oxygen flow rate and a set air fan rotation speed set for each set oxygen concentration, and a difference value between the set oxygen concentration and the atmospheric oxygen concentration Oxygen supply control device configured to correct and control the air fan rotation speed according to. 제7항에서,
상기 컨트롤러는 상기 대기 산소 농도가 상기 설정 산소 농도보다 작은 경우 상기 공기 팬의 회전수를 상기 설정 공기 팬 회전수보다 작아지게 낮추고, 상기 대기 산소 농도가 상기 설정 산소 농도보다 큰 경우 상기 공기 팬의 회전수를 상기 설정 공기 팬 회전수보다 커지게 높이도록 구성되는 산소 공급 제어 장치.
In claim 7,
The controller lowers the rotation speed of the air fan to be smaller than the set air fan rotation speed when the atmospheric oxygen concentration is less than the set oxygen concentration, and rotates the air fan when the atmospheric oxygen concentration is greater than the set oxygen concentration An oxygen supply control device configured to increase the number to be greater than the set air fan rotation speed.
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