KR20000068969A - Non-contact gas dispenser and apparatus for use therewith - Google Patents
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Abstract
비접촉형 가스 분배기(200)는 소망의 가스를 사용자의 코와 입 부근으로 보내는 도관(208)과, 헤드셋 장치(202)와, 가스 공급원(210)을 포함한다. 가스 공급원은 각 세팅마다 서로 다른 농도와 유속의 생성 가스를 가진 적어도 두 개의 미리 지정된 세팅 중에서 사용자가 선택할 수 있게 하는 가압 회전 흡착 장치(도 9 참조)인 것이 바람직하다.The non-contact gas distributor 200 includes a conduit 208 that delivers the desired gas to the user's nose and mouth, a headset device 202, and a gas supply 210. The gas source is preferably a pressure rotary adsorption apparatus (see FIG. 9) which allows the user to select from at least two predetermined settings with product gases of different concentrations and flow rates for each setting.
Description
일반적으로 가압 회전 흡착 장치에서 생성되는 고농축된 산소 또는 가스 캐니스터(canister)에서 공급되는 실질적으로 순수한 산소와 같은 소망의 가스는 마스크나 노즈(nose)나 구강의 캐뉼러(cannula) 혹은 산소 텐트(tent)를 통해 사용자에게 가해진다. 고농축된 산소 가스는 종종 유속이 분당 약 5 리터에 이를 때까지 상기 수단을 통해 가해진다. 유속이 더 빠른 경우에도 이 수단을 사용하면 사용자가 초조해 하며, 일반적으로는 제어된 조건 및/또는 전문적인 모니터링(monitoring)이 필요할 것이다.Generally, the desired gas, such as highly concentrated oxygen produced from a pressure rotary adsorption device or substantially pure oxygen supplied from a gas canister, may be a mask, nose, oral cannula or oxygen tent. ) To the user. Highly concentrated oxygen gas is often applied through this means until the flow rate reaches about 5 liters per minute. Even if the flow rate is faster, using this means may be frustrating for the user, and typically will require controlled conditions and / or professional monitoring.
이러한 산소 농축 가스는 대개 의학적인 목적으로 사용되므로 이러한 목적을 위해 조건을 용이하게 제어할 수 있다. 그러나, 비의학적인 목적의 사용은 모니터링되지 않거나 숙련된 전문가가 장비를 미리 조정하지 않는 경우도 있다. 이렇게 두 가지 용도로 사용할 때 효율과 편리함이 모두 요구되므로, 마스크와 캐뉼러가 바람직하지 않을 수도 있고, 산소 텐트의 사용도 상당히 제한적일 수 있다.Such oxygen-concentrated gases are usually used for medical purposes so that conditions can be easily controlled for this purpose. However, use for non-medical purposes may not be monitored or the equipment may not be pre-adjusted by a trained professional. Since both efficiency and convenience are required for these two uses, the mask and cannula may be undesirable and the use of oxygen tents may be quite limited.
비의학적인 목적에 사용되는 일례로서, 산소 가게에서는 가끔씩 찾아오는 고객에게 가압 회전 흡착 장치나 가스 캐니스터라고도 불리는 공급 탱크에서 뽑아 낸 농축 산소를 팔기 위해 개점하고 있다. 다른 고객은 에어로빅(aerobics) 또는 역도와 같은 정상적인 운동 중에 이러한 산소 강화 장치를 사용할 것이다. 확실히, 고객들은 농축 산소를 흡입하는 것이 그들의 행복에 도움이 된다고 믿고 있다. 그러나, 고객이 고농축된 산소를 모니터링하지 않고 마스크나 코의 캐뉼러를 통해 사용하면 공기가 지나가는 부위의 조직에 잠재적인 상처가 생겨 이러한 행복은 파괴될 수도 있다. 모니터링하지 않는 고농축 산소는 산소 독성을 일으킬 수도 있다. 사용자마다 콧구멍의 크기와 호흡의 강도가 다르므로 평균 흡입 농축 산소가 달라서, 캐뉼러를 사용할 경우에 공기 통로에 심각한 장애가 생길 수도 있다. 마스크나 텐트를 사용할 경우에 내쉰 공기의 방산량이 줄어들게 되므로, 내쉰 공기가 다시 흡입되어 흡입된 공기 전체의 습도가 변하게 된다. 더욱이 마스크와 코의 캐뉼러는 한 사람이 한 번만 사용하도록 설계되어 있어서, 산소 가게나 건강 시설에서 다시 사용하게 되면 바이러스나 기타 질병이 이러한 것들을 의심하지 않는 제 2 차 사용자에게 전염될 수 있다. 반면에, 코의 캐뉼러와 마스크를 한 번 사용하고 처리하는 데는 비용이 많이 들며, 환경적으로는 의료 쓰레기로 처리할 필요가 있을 것이다.As an example for non-medical purposes, the oxygen store is opening to sell concentrated oxygen extracted from supply tanks, also called pressure rotary adsorption devices or gas canisters, to occasional customers. Other customers will use these oxygen enrichment devices during normal exercise such as aerobics or weight lifting. To be sure, customers believe that inhaling concentrated oxygen helps their happiness. However, if a customer uses a mask or nose cannula without monitoring high concentrations of oxygen, this happiness can be destroyed by potential wounds in the tissue where the air passes. Unconcentrated high concentrations of oxygen may cause oxygen toxicity. Since the size of the nostrils and the intensity of breathing are different for each user, the average inhalation concentration oxygen is different, which can cause serious impairment in the air passages when using cannula. When using a mask or tent, the amount of exhaled air is reduced, so the exhaled air is sucked back and the humidity of the entire inhaled air is changed. Moreover, the mask and nasal cannula are designed for one person to use only once, so that when used again in an oxygen store or health facility, viruses or other diseases can be transmitted to a secondary user who does not suspect these. On the other hand, one-time use and disposal of the nasal cannula and mask is expensive and environmentally necessary will need to be disposed of as medical waste.
그러므로, 우리는 다양한 분야에서 재활용할 수 있으며, 주요하게는 농축 산소를 비의학적으로 사용하는 사람을 위한 비접촉형 가스 분배기를 개발했다. 또한, 우리는 기존에 알려진 의학적 용도에 사용되는 이러한 목적의 산소 농축기를 제공한다.Therefore, we have developed a non-contact gas distributor that can be recycled in a variety of fields, primarily for non-medical use of concentrated oxygen. In addition, we provide oxygen concentrators for this purpose which are used in known medical applications.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명은 헤드셋(headset) 장치를 구비한 비접촉형 가스 분배기와, 가스 공급원과, 소망의 가스를 가스 공급원으로부터 상기 헤드셋과 "흡기구역(inspirational area)"이라고 정의 되는 사용자의 코와 입 부근의 구역으로 안내하는 관을 포함한다. 상기 헤드셋 장치는 가스 공급 노즐(nozzle)과, 한 팔이 그 위에서 뻗어나가 상기 노즐을 미리 지정된 위치의 바람직한 범위 내에서 사용자의 입, 코, 기타 신체 조직에 가깝지만 직접 접촉하지는 않게 지지하는 가요성 머리밴드를 포함한다.The present invention relates to a non-contact gas distributor with a headset device, a gas source, and an area in the vicinity of the nose and mouth of the user, defined as a "inspirational area" with the headset from a gas source for the desired gas. Includes a tube to guide into. The headset device includes a gas supply nozzle and a flexible head that extends above one of the arms to support the nozzle close to, but not in direct contact with, the user's mouth, nose, or other body tissue within the desired range of a predetermined position. It includes a band.
더우기, 비의학적으로 모니터링하는 조건에서 안전한 범위 내에서 농축 산소의 유속을 제어하기 위하여 우리는 공기를 분류하고 더 고농축이지만 안전한 산소의 혼합물을 생성하게 하며, 사용자가 산소 농축 가스의 적어도 두 개의 세팅 중에서 하나를 선택할 수 있게 하는 미리 세팅된 밸브 수단을 구비한 가압 회전 흡착 장치를 제공한다. 각각의 세팅은 다른 세팅과는 상이한 농도와 유속을 갖는다.Furthermore, in order to control the flow rate of concentrated oxygen within a safe range under non-medically monitored conditions, we classify the air and allow us to produce a mixture of more concentrated but safer oxygen, and let the user select among at least two settings of Provided is a pressure rotating adsorption device having preset valve means for selecting one. Each setting has a different concentration and flow rate than the other settings.
본 발명은 일반적으로 소망의 흡입할 수 있는 가스 혼합물을 사용자의 코와 입 부근으로 보내는 비접촉형 가스 분배기와, 사용자가 각각 다른 농도와 유속으로 이 가스 혼합물을 보내는 적어도 두 개의 세팅(setting) 중 하나를 설정할 수 있는 가스 농축 장치에 관한 것이다.The present invention generally comprises a non-contact gas distributor which delivers a desired inhalable gas mixture near the user's nose and mouth, and at least two settings in which the user sends the gas mixture at different concentrations and flow rates, respectively. It relates to a gas concentrating device that can be set.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉형 가스 분배기를 사용자가 착용하고 있는 도면,1 is a view in which a user wears a non-contact gas distributor according to the present invention;
도 2는 도 1의 비접촉형 가스 분배기의 개략도,2 is a schematic view of the non-contact gas distributor of FIG. 1, FIG.
도 3은 본 발명에 따른 비접촉형 가스 분배기의 변형 실시예를 도시하는 도면,3 shows a variant embodiment of a non-contact gas distributor according to the invention,
도 4a 내지 도 4g는 분배기의 가스 공급 노즐의 다양한 실시예를 도시하는 도 2의 4-4선 확대도,4A-4G are enlarged 4-4 line views of FIG. 2 showing various embodiments of gas supply nozzles of a distributor;
도 5a 및 도 5b는 사용자가 흡입할 수 있는 흡기구역으로 의도하고 있는 곳에서의 가스 혼합물 분포를 도시하는 도면,5a and 5b show the gas mixture distribution where it is intended as a user's inhalable intake zone;
도 6a 내지 도 6e는 예상할 수 있는 노즐의 조합과 형상을 도시하는 도면,6a to 6e show the combination and shape of a nozzle that can be expected;
도 7a 내지 도 7c는 추가적인 변형 실시예를 도시하는 헤드셋 장치의 부분 확대 측면도,7A-7C are partially enlarged side views of a headset device, showing a further variant embodiment;
도 8은 본 발명에 따른 소망의 산소 농도/노즐 거리 변수를 도시하는 그래프,8 is a graph showing a desired oxygen concentration / nozzle distance parameter in accordance with the present invention;
도 9는 본 발명에 적합한 가압 회전 흡착 장치("PSA")의 개략도,9 is a schematic view of a pressure rotary adsorption device ("PSA") suitable for the present invention,
도 10은 도 9의 가압 회전 흡착 장치의 선택적인 공급을 도시하는 개략도.FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an alternative supply of the pressure rotary adsorption apparatus of FIG. 9.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉 가스 분배기[일반적으로, 참조부호(200)로 표시됨]의 실시예가 도시되어 있다. 가스 분배기(200)는 헤드셋(202)과, 가스를 생성하고 저장하는 가스 공급원(210)과, 소망의 가스를 가스 공급원(210)으로부터 헤드셋(202)으로 공급하는 도관(208)을 포함한다. 헤드셋(202)은 사용자의 머리(212)의 일측으로부터 다른 쪽으로 연장되어 도관(208)의 일단이 연결되어 있는 가스 공급 아암(206)을 지지하는 아치형의 가요성 밴드(204)를 포함한다. 도시된 바와 같이 아암(206)은 밴드(204)로부터 2점 쇄선(205)으로 표시되어 코와 입으로 흡입되는 공기를 보유하며 본 발명에서는 흡기구역이라 정의되어 있는 사용자의 입과 코쪽으로 연장되어, 소망의 가스가 도관(208)에서 코와 입 부근으로 공급되게 한다.1 shows an embodiment of a non-contact gas distributor (generally denoted by reference numeral 200) in accordance with the present invention. The gas distributor 200 includes a headset 202, a gas source 210 for generating and storing gas, and a conduit 208 for supplying the desired gas from the gas source 210 to the headset 202. The headset 202 includes an arcuate flexible band 204 that extends from one side of the user's head 212 to the other to support the gas supply arm 206 to which one end of the conduit 208 is connected. As shown, the arm 206 is indicated by a dashed-dotted line 205 from the band 204 to hold the air sucked into the nose and mouth and extends toward the mouth and nose of the user, which is defined herein as an intake zone. Desired gas is supplied from conduit 208 to the nose and mouth.
오디오 헤드셋을 제작하는데 알려진 바와 같이 밴드(204)는 플라스틱 또는 금속 재료와 같은 적절히 순응적이며 탄력 또는 탄성이 있는 재질로 제작될 수 있으며, 코팅 또는 천으로 피복되거나 그렇지 않을 수 있다. 도 1 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 밴드(204)도 필수적인 것은 아니지만 한 개 이상의 이어폰(214)을 끝단에 포함한다. 기포 또는 액체/공기로 메워 넣거나 딱 맞게 성형된 것, 또는 대체가능한 이어버드(earbud)의 어느 한 가지 형태로 된 이어폰(214)은 라디오나 오락 및/또는 바람직한 가스의 세팅, 사용 중의 동작, 사용 주기에 맞추어 사용자에게 지시 내용을 전하는 기타 음원과 같이 선택적으로 채택할 수 있는 음향 장치(218)에 공지된 수단을 통해 연결될 수도 있다. 그래서 본 발명에 따른 헤드셋은 씨디(CD) 플레이어, 전화, 텔레비젼, 테이프 카세트 레코더(tape cassette recorder)와 컴퓨터 등의 기타 여러 장비에 사용할 수 있다.As is known for making audio headsets, the band 204 may be made of a suitably compliant, elastic or elastic material, such as a plastic or metal material, and may or may not be coated or clothed. As shown in FIGS. 1 and 3, the band 204 is also not required but includes one or more earphones 214 at the end. Earphones 214, either in the form of bubbles or liquid / air, or molded to fit, or in the form of replaceable earbuds, are used for radio, entertainment and / or preferred gas setting, operation during use, use It may also be connected via known means to an acoustic device 218 that may be selectively employed, such as other sound sources that communicate instructions to the user at periodic intervals. Thus, the headset according to the present invention can be used for a CD player, a telephone, a television, a tape cassette recorder and various other equipment such as a computer.
도 1에서, 아암(206)은 작동 중에 사용자에게 접촉되지 않도록 설계되었다. 이를 위해서, 아암(206)은 소정의 거리(L) 만큼 사용자의 머리(212)에서 떨어지도록 세팅된다. 사용자의 머리(212)에서 소정의 거리(L) 만큼 떨어진 위치에서 아암(206)은 소망의 가스를 공급할 수 있으며, 이 경우 농도와 유속이 미리 세팅된 산소 농축 가스가 코 또는 목구멍을 자극하지 않고 사용자의 흡기구역(205)으로 공급된다.In FIG. 1, the arm 206 is designed not to contact the user during operation. To this end, the arm 206 is set away from the user's head 212 by a predetermined distance (L). At a position away from the user's head 212 by a predetermined distance L, the arm 206 can supply the desired gas, in which case an oxygen enriched gas with a preset concentration and flow rate does not irritate the nose or throat. Supplied to the user's intake zone 205.
도 4a 내지 도 4g에는 소망의 가스가 사용자의 코와 입으로 공급되도록 하는 다양한 실시예가 도시되어 있다. 도 4a, 도 4d 및 도 4e에서 도관(208)은 사용자의 머리에 대향하는 아암(206)의 바깥쪽 면에 연결되어 있다. 도관(208)을 통과한 가스는 도관(208)의 일단에서 도 4e에 도시된 바와 같이 하나의 구멍, 또는 도 4a 또한 도 4d에 도시된 바와 같이 관의 벽 및/또는 종단에 형성된 다수의 구멍을 포함하는 노즐(222)을 통해 사용자의 코와 입으로 공급된다. 이 실시예에서는 도관(208)은 영구적으로 아암(206)에 고정되어 있거나 도 4e에 도시된 바와 같이 관 유지용 고리(207) 등을 통해서 분리가능하게 부착된다. 다수의 구멍을 구비한 노즐(222)을 사용할 때, 도관(208)의 일단은 미끄럼 가능한 커버(209)(도 4a에 도시되어 있음)에 의해 밸브 역할을 하여 가스가 통과하는 개방된 구멍의 숫자가 조정될 수 있다.4A-4G illustrate various embodiments that allow the desired gas to be supplied to the user's nose and mouth. 4A, 4D and 4E, the conduit 208 is connected to the outer side of the arm 206 opposite the user's head. The gas passing through the conduit 208 is at one end of the conduit 208 one hole as shown in FIG. 4E, or a plurality of holes formed in the wall and / or end of the tube as shown in FIG. 4A and 4D. It is supplied to the user's nose and mouth through the nozzle 222 comprising a. In this embodiment the conduit 208 is permanently fixed to the arm 206 or detachably attached via a tube retaining ring 207 or the like as shown in FIG. 4E. When using a nozzle 222 having a plurality of holes, one end of the conduit 208 serves as a valve by a slidable cover 209 (shown in FIG. 4A), the number of open holes through which gas passes. Can be adjusted.
또 다른 실시예로서, 도 4b와 도 4f에 도시되어 있듯이 가스가 공급되는 도관(208)의 일단이 아암(206) 내에 형성될 수도 있다. 이러한 실시예에서는 가스가 공급되는 도관(208)의 일단은 아암(206)에 길이 방향으로 형성된 구멍(223)에 고정되거나 분리가능하게 유지(마찰력 등에 의해서)되어 있으며, 이를 통과하는 가스는 도관(208) 및 구멍(223)과 유체를 주고받을 수 있게 연결되어 있는 아암(206)에 한 개 이상의 입구가 형성된 노즐(222)을 통해 공급된다.As another example, one end of the conduit 208 to which gas is supplied may be formed in the arm 206, as shown in FIGS. 4B and 4F. In this embodiment, one end of the conduit 208 to which gas is supplied is held or detachably held (by frictional force, etc.) in a hole 223 formed in the longitudinal direction in the arm 206, and the gas passing through the conduit ( One or more inlets are provided through the nozzle 222, which is connected to the fluid 208, which is in fluid communication with the 208 and the holes 223.
도 4c에 도시된 본 발명의 또다른 실시예에서는 도관(208)이 밴드(204)에서 고속 해제 연결장치나 나선이 형성된 조인트 같은 분리가능한 연결장치(229)에 의해 아암(206)의 분배에 사용되지 않는 일단 가까이에 연결되어 있다. 소망의 가스는 도관(208)을 통과하여 아암(206) 내부에 있는 중앙 관로(226)로 이동하여 아암(206)의 다른쪽 끝단인 가스를 분배하는 일단에 있는 노즐 입구(222)를 통해 사용자의 코와 입으로 공급된다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 4C, a conduit 208 is used for dispensing the arm 206 by a detachable connector 229, such as a fast release connector or a spiraled joint in the band 204. It is not connected once it is close. The desired gas passes through conduit 208 to the central conduit 226 inside the arm 206 and through the nozzle inlet 222 at one end to distribute the gas, the other end of the arm 206. Is fed into the nose and mouth.
도관(208)은 산소를 공급하기에 적당한 물질인 가요성 플라스틱, 고무 튜빙(tubing), 다관절(articulated) 호스 등으로 제작하면 되는데, 분배기(200)의 작동 중에도 사용자가 움직일 수 있게 하면서 소망의 가스가 공급될 수 있게 한다.The conduit 208 may be made of flexible plastic, rubber tubing, articulated hose, etc., which is a material suitable for supplying oxygen, while allowing the user to move while the dispenser 200 is operating. Allow gas to be supplied.
또, 아암(206)은 플라스틱이나 금속 같은 영구 강성이나 반(半)강성 물질로 제작된다. 아암(206)에는 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이 라디오, 전화, 테이프 카세트 레코드 플레이어, 컴퓨터 또는 기타 음성 작동 장치 및 의학적인 센서에 사용되는 음성 전달 장치(220)가 구비되어 있다.The arm 206 is made of a permanent rigid or semi-rigid material such as plastic or metal. Arm 206 is equipped with a voice delivery device 220 for use in radios, telephones, tape cassette record players, computers or other voice actuating devices and medical sensors as shown in FIGS. 4A, 4B and 4C. .
도 5a 및 도 5b에 정상적인 가스 혼합물이, 예컨대, 지름이 약 1/8인치이고 유속은 일분당 약 5리터인 한 개의 원형 입구(222)(도 5a를 참조할 것) 또는 상기한 바와 동일한 지름과 유속의 한 쌍의 원형 입구(222)(도 5b를 참조할 것)로 표시되는 노즐에서 나올 때의 분포가 평면에 도시되어 있다. 가스 혼합물은 입구에서 산소 농도가 90%이며, 선 O1, O2및 O3는 대기와 섞여서 산소의 농도가 50%, 35% 및 25%와 같은 식으로 감소함을 나타내고 있다. 도 5a 및 도 5b 모두에서, x-x 선은 노즐이 코와 입에서 바깥쪽으로 연장된 바로 전방의 수직 평면에 위치한 경우, 그리고 y-y 선은 노즐이 수직 평면의 우측이나 좌측으로 예컨대 45°경사진 위치에 위치하지만 흡기구역(205)의 중심점을 향하고 있는 경우에 사용자의 흡기구역(205)을 나타낸다. 입과 코가 이루는 평면에서 노즐(222)이 떨어져 있는 거리는 도 1에 참조부호(L)로 표시되어 있다.5A and 5B show a normal gas mixture, for example, one circular inlet 222 (see FIG. 5A) having a diameter of about 1/8 inch and a flow rate of about 5 liters per minute or the same diameter as described above. The distribution as it exits the nozzle, represented by a pair of circular inlets 222 (see FIG. 5B) of overflow, is shown in the plane. The gas mixture has an oxygen concentration of 90% at the inlet, and lines O 1 , O 2 and O 3 mix with the atmosphere, indicating that the concentrations of oxygen are reduced such as 50%, 35% and 25%. In both FIGS. 5A and 5B, the line xx is located in the vertical plane just in front of the nozzle extending outward from the nose and mouth, and the line yy is in a position in which the nozzle is inclined at, for example, 45 ° to the right or left of the vertical plane. Location, but pointing toward the center point of the intake zone 205, the intake zone 205 of the user. The distance that the nozzle 222 is separated from the plane formed by the mouth and nose is indicated by reference numeral L in FIG. 1.
가스 혼합물의 소망의 특정 분포 패턴을 확보하기 위해서 도 6a 내지 도 6e에 도시된 바와 같이 노즐 입구(222)는 개조될 수 있다. 도 6a에서 한 쌍의 노즐 입구(222)는 수직으로 배치된다. 흡기구역(205)에서 가스 혼합물이 배(pear) 모양의 단면 패턴을 지니는 것이 바람직하다면 입구(222)중 하나는 다른 것보다 크게 해도 된다. 한편, 노즐은 둥근 모양 외에 예컨대, 도 6d에 도시된 T자형 입구(222)나 도 6e에 도시된 삼각형 입구(222) 같은 단일 입구(222)를 포함하여 분포 패턴을 변경시킨다.The nozzle inlet 222 can be retrofitted as shown in FIGS. 6A-6E to ensure the desired specific distribution pattern of the gas mixture. In FIG. 6A the pair of nozzle inlets 222 are arranged vertically. One of the inlets 222 may be larger than the other if the gas mixture in the intake zone 205 preferably has a pear-shaped cross-sectional pattern. On the other hand, the nozzle includes a single inlet 222, such as a T-shaped inlet 222 shown in FIG. 6D or a triangular inlet 222 shown in FIG. 6E, in addition to a round shape, to change the distribution pattern.
도 7a, 도 7b 및 도 7c에 도시된 또다른 실시예에서, 아암(206)과 사용자의 코와 입 사이의 거리(L)는 아암(206)의 재료나 아암(206)의 구조, 또는 재료와 구조 모두를 통해 조정될 수 있다. 예컨대, 아암(206)이 반강성의 부드러운 물질로 제작된다면 사용자는 아암을 구부려 아암(206)의 노즐쪽 일단의 위치를 조정할 수 있다. 아암(206)의 구조는 도 7a에 "닫힌" 위치로, 도 7b에 "열린" 위치로 도시된 것처럼 끼움 부위(230)를 포함하여 아암(206)의 길이를 조정한다. 유지 수단(232)은 미리 세팅한 거리(L)로 아암(206)을 유지할 수도 있고, 유지 수단 내에서 제한적인 회전과 미끄러짐을 허용하여 아암(206)의 위치를 바람직한 범위 내에서 조정할 수도 있다.In another embodiment shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, the distance L between the arm 206 and the user's nose and mouth is determined by the material of the arm 206, the structure of the arm 206, or the material. It can be adjusted through both and structure. For example, if arm 206 is made of a semi-rigid soft material, the user may bend the arm to adjust the position of one end of the nozzle side of arm 206. The structure of the arm 206 adjusts the length of the arm 206, including the fitting portion 230, as shown in the “closed” position in FIG. 7A and the “open” position in FIG. 7B. The holding means 232 may hold the arm 206 at a preset distance L, and may adjust the position of the arm 206 within the desired range by allowing limited rotation and slipping in the holding means.
거리(L)의 바람직한 범위를 설정하려면 도 8에 도시된 것과 같은 그래프를 사용해서 L=O인 노즐의 끝단에서 거리(L)까지 확산되는 산소 혼합물의 농도를 표시할 수 있는데, 거리(L)는 혼합물의 산소 농도가 대기와 충분히 유사한 21%에 이를 때까지 센티미터(㎝) 단위로 측정된다. 만약 바람직한 산소 농도가 약 32%라면, 이것은 일분당 5리터[5lpm(litres per minute)]로 산소 혼합물이 공급되며 가스 공급원의 산소 농도가 90%일때 2㎝ 떨어진 위치가 바람직함을 알 수 있다. 한편, 25% 정도의 저농도를 원한다면, 가스 공급원의 산소의 농도를 50%로 바꾸어 노즐의 위치를 조정하지 않고도 25%의 농도를 얻을 수 있다. 또, 농도와 유속을 고정시킬 수도 있는데, 노즐을 도 7a에 개시된 바와 같이 흡기구역에서 약 5㎝ 정도 떨어진 가까운 위치로 옮긴다면 농도와 유속은 일정하게 유지할 수 있다. 우리는 본 발명에 따르는 비접촉형 가스 분배기 장치에서 L은 약 2㎝ 내지 8㎝이고, 유속은 약 3 lpm 내지 15 lpm이며, 가스 공급원의 가스의 압력은 약 7psig 내지 9psig이고, 원래 공급되는 가스의 산소 농도는 약 50% 내지 95%를 바람직한 범위로 결정해서 흡기구역에서 산소 농도의 바람직한 범위가 약 25% 내지 40%가 되도록 했다.To set the preferred range of distance L, a graph such as that shown in FIG. 8 can be used to indicate the concentration of oxygen mixture diffused from the end of the nozzle with L = O to distance L, where distance L is Is measured in centimeters (cm) until the oxygen concentration of the mixture reaches 21% sufficiently similar to the atmosphere. If the desired oxygen concentration is about 32%, it can be seen that the oxygen mixture is supplied at 5 liters (litres per minute) per minute and 2 cm away when the oxygen concentration of the gas source is 90%. On the other hand, if a low concentration of about 25% is desired, the concentration of oxygen in the gas supply source can be changed to 50% to obtain a concentration of 25% without adjusting the position of the nozzle. In addition, the concentration and the flow rate can be fixed, but the concentration and the flow rate can be kept constant if the nozzle is moved to a close position about 5 cm away from the intake zone as shown in FIG. 7A. We see that in the non-contact gas distributor device according to the invention, L is about 2 cm to 8 cm, the flow rate is about 3 lpm to 15 lpm, the pressure of the gas from the gas source is about 7 psig to 9 psig, The oxygen concentration was determined to be about 50% to 95% in the preferred range so that the preferred range of oxygen concentration in the intake zone was about 25% to 40%.
가스 공급원(210)은 바람직한 가스를 공급할 수 있는 장치라면 어떤 장치라도 무방하다. 그러한 가스 공급원(210)은 압축 가스를 담고 있는 캐니스터나 공급 탱크이면 되며, 산소 농축 가스의 농도는 미리 지정되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 가스 공급원(210)은 도 10에 도시된 가압 회전 흡착 장치("PSA")를 포함해도 된다. 이러한 장치는 가압 회전 흡착에 의해 가스 혼합물로부터 적어도 하나의 요소 또는 성분을 분류하도록 설계되어 있는데, 이는 미국 특허 제 4,802,899 호, 미국 특허 제 5,531,807 호 및 노만 알 맥콤에 의해 1997년 6월 16일자로 출원된 미국 특허출원 제 08/876,749 호에 개시되어 있으며, 상기 미국 특허 제 4,802,899 호, 미국 특허 제 5,531,807 호 및 미국 특허출원 제 08/876,749 호는 본 출원인에게 양도되었으며, 이의 개시내용은 본원에서 참조로 인용된다.The gas source 210 may be any device as long as the device can supply a desired gas. The gas supply source 210 may be a canister or a supply tank containing a compressed gas, and the concentration of the oxygen enriched gas is preferably specified in advance. The gas supply 210 according to the present invention may include the pressure rotary adsorption apparatus ("PSA") shown in FIG. 10. Such devices are designed to classify at least one element or component from a gas mixture by pressure rotary adsorption, filed June 16, 1997 by US Pat. No. 4,802,899, US Pat. No. 5,531,807 and Norman Al McCom. US Patent Application No. 08 / 876,749, which discloses US Patent No. 4,802,899, US Patent No. 5,531,807 and US Patent Application No. 08 / 876,749 to the present applicant, the disclosures of which are incorporated herein by reference. Is cited.
도 9를 참조하면, 미국 특허출원 제 08/876,749 호에 더욱 자세히 설명되어 있는 바와 같이 대기는 작동부(30)를 거쳐서 공급원(210)으로 공급된다. 작동부(30)는 초기에는 대기의 흐름을 받아들일 때 발생하는 소음을 감소시키는 흡입 공진기(resonator)(58)의 입구(22)에서 가스(대기)의 흐름을 받아들인다. 그 흐름은 공진기 출구(23)를 통해 이어져, 펌프나 압축기 조립체(24)에 의해 관(106, 107)을 통해 이동되어 밸브 블록(64)에 이르거나, 각각 이송 밸브(116, 118)와, 관(128, 130)을 거쳐 이차 흡착기(62, 60)에 이르게 된다.With reference to FIG. 9, as described in more detail in US patent application Ser. No. 08 / 876,749, atmospheric air is supplied to supply 210 via actuating unit 30. The actuator 30 initially receives the flow of gas (atmosphere) at the inlet 22 of the suction resonator 58 which reduces the noise generated when receiving the flow of the atmosphere. The flow continues through the resonator outlet 23 and is moved through the pipes 106 and 107 by the pump or compressor assembly 24 to the valve block 64, or the transfer valves 116 and 118, respectively, The tubes 128 and 130 lead to the secondary adsorbers 62 and 60.
또한, 공급 흐름이 흡착기(62, 60)의 입구(82a, 82b)를 공통의 흐름 방향으로 교대로 들어가면, 각 흡착기는 소망의 가스의 농도가 되도록 흐름을 분류하며, 분류된 가스는 각 흡착기(62, 60)의 출구(84a, 84b)를 통해서 배출된다.In addition, when the feed flow alternately enters the inlets 82a and 82b of the adsorbers 62 and 60 in a common flow direction, each adsorber classifies the flow so as to have a desired concentration of gas, and the classified gas is classified into each adsorber ( Discharge through the outlets 84a and 84b of 62 and 60;
한편, 배기 다기관(66)에서는 생성 가스를 세 방향으로 선택해서 보낼 수 있다. 제 1 방향은 T자형 이음부 (140 또는 142), 및 관(138)을 통과하여 생성 평형 밸브(136)로 가는 것이다. 제 2 방향은 T자형 이음부(140 또는 142), 그리고 관(148)을 통과하여 적용 가능한 퍼지 오리피스(purge orifice)(144, 146)로 가는 것이다. 제 3 방향은 T자형 이음부(140, 160 또는 142, 162), 그리고 제 2 퍼지 루프(loop)(156)의 관(158)을 통과하고, 다시 농축 밸브(93)를 통과하는 것이다. 퍼지 오리피스(144 또는 146)가 개방되어 있고 농축 밸브(93)가 폐쇄되어 있다면, 생성된 가스의 농도는 높을 것이다. 퍼지 오리피스(144, 146) 및 농축 밸브(93)가 둘 다 개방되어 있으면, 오리피스와 밸브(93)는 생성 가스를 독립적으로 조정할 수 있다.On the other hand, in the exhaust manifold 66, product gas can be selected and sent in three directions. The first direction is through the T-shaped joint 140 or 142 and the tube 138 to the product balance valve 136. The second direction is through the T-shaped joints 140 or 142 and through the tube 148 to the applicable purge orifices 144 and 146. The third direction is through the T-shaped joints 140, 160 or 142, 162, and the pipe 158 of the second purge loop 156, and then through the concentrating valve 93. If the purge orifice 144 or 146 is open and the concentration valve 93 is closed, the concentration of gas produced will be high. If both the purge orifices 144 and 146 and the concentrating valve 93 are open, the orifice and valve 93 can adjust the product gas independently.
퍼지 오리피스와 밸브(93)는 흡착기(60, 62)의 물 영역 및 대량 전달 영역과, 생성 가스의 농축 범위를 조정한다. 생성 가스의 일부는 퍼지 오리피스(144, 146)와, T자형 이음부(150, 142)를 통해서 이동하고, 밸브(93) 및 T자형 이음부(162, 142)를 통해서 이동하는 생성 가스는 출구(84a, 84b)로부터 흐름의 방향과는 반대로 이동해서 다른 흡착기(60, 62)의 입구(82a, 80b)에 이르러 흡착된 가스를 퍼지하게 된다. 반대 방향으로 흐르는 생성 가스와 퍼지된 가스는 관(130 또는 128)을 통과하여 밸브 블록(64), 상세하게 설명하면 배출 밸브(122 또는 120) 및 배출 소음기(silencer)(126)에 이른다. 퍼지 오리피스(144, 146)를 통과하여 이동하는 생성 가스의 평형부(생성 가스 중에서 사용 가능한 부분)는 T자형 이음부(150)를 통과해서 흐름 제어 조립체(68)로 이동한다.The purge orifice and valve 93 adjust the water and mass transfer zones of the adsorbers 60 and 62 and the concentration range of the product gas. Part of the product gas moves through the purge orifices 144 and 146 and the T-shaped joints 150 and 142, and the product gas traveling through the valve 93 and the T-shaped joints 162 and 142 exits. It moves from 84a and 84b to the opposite direction of the flow to reach the inlets 82a and 80b of the other adsorbers 60 and 62 to purge the adsorbed gas. Product gases and purged gases flowing in the opposite direction pass through the tubes 130 or 128 to the valve block 64, specifically the outlet valve 122 or 120 and the silencer 126. The equilibrium portion (usable portion of the product gas) of the product gas moving through the purge orifices 144, 146 passes through the T-shaped joint 150 to the flow control assembly 68.
흐름 제어 조립체(68) 내에는 혼합 탱크(tank)(154), 테스트 블록 요소(test block component)(169), 압력 조정기(170), 통상적인 흐름 제어 밸브(92), 체크 밸브(190a), (190b), 통상적인 박테리아 필터(bacteria filter)(198) 및 배출 커넥터(100)가 들어 있다. 혼합 탱크(154)는 생성 가스를 관(152)과 T자형 이음부(150)를 통해 받아들여 원하는 농도로 평준화시킨다. 혼합 탱크(154)를 거친 이후에는 생성 가스는 관(167)을 통해 밀려가며 흐름 제어 밸브(92)에 이를 때까지 압력 조정기(170)에 의해 모니터링 된다. 생성 가스의 속도는 흐름 제어 밸브(92)에 의해 독립적으로 제어되어 관(172)과 여러 체크 밸브(190)로 진행하여 배출 커넥터(100)에 이르게 된다.Within the flow control assembly 68 is a mixing tank 154, a test block component 169, a pressure regulator 170, a conventional flow control valve 92, a check valve 190a, 190b, a conventional bacterial filter 198 and outlet connector 100 are included. The mixing tank 154 receives the product gas through the tube 152 and the T-shaped joint 150 to level the desired concentration. After passing through the mixing tank 154, the product gas is pushed through the tube 167 and monitored by the pressure regulator 170 until it reaches the flow control valve 92. The velocity of the product gas is independently controlled by the flow control valve 92 to proceed to the tube 172 and the various check valve 190 to reach the discharge connector 100.
가스가 동일한 방향으로 통과하는 흡착기(60, 62)가 포화되면, 진행 방향이 역전되어 생성 가스를 반대 방향으로 내보내고 흘러 들어오던 가스가 다른 흡착기에 동일한 방향으로 보내져 흡착기가 퍼지된다. 위에 설명한 공정과, 산소의 소망의 농도와 생성 가스의 유속은 미국 특허출원 제 08/876,749 호에 더욱 자세히 설명되어 있다.When the adsorbers 60, 62 through which the gas passes in the same direction are saturated, the advancing direction is reversed, the product gas is discharged in the opposite direction, and the flowing gas is sent to the other adsorber in the same direction to purge the adsorber. The process described above, the desired concentration of oxygen and the flow rate of the product gas are described in more detail in US patent application Ser. No. 08 / 876,749.
위에서 동일하다고 간주한 PSA 각각은 기술자가 최소한 두 개 이상의 밸브 및/또는 스위치로 리세팅(resetting)하여 조정하는 농도와 유속을 갖추게 된다. 상술하겠지만 본 발명에서는 원래 의도한 용도를 위해 미리 지정된 서로 다른 농도와 유속을 가지며, 그 숫자가 제한되어 있기는 하지만 적어도 두 가지 이상의 생성 가스의 세팅을 비숙련자가 변경시킬 수 있도록 더 향상된 새로운 PSA를 제공한다.Each of the PSAs considered identical above will have a concentration and flow rate that the technician will reset and adjust with at least two valves and / or switches. As described above, the present invention provides a new PSA that has different concentrations and flow rates previously specified for its intended use, and which is limited in number but which allows a non-skilled person to change the settings of at least two product gases. to provide.
이러한 목적을 위해 관(172)의 출구쪽 끝단에 세팅 밸브(199)를 제공한다. 그래서, 미리 설정한 유속과 농도를 가진 체크 밸브(190)에서 나온 생성 가스는 사용자가 생성 가스용의 적어도 두 개 이상의 세팅에서 하나를 설정할 수 있게 하는 구조의 세팅 밸브(199)로 향한다. 각 세팅에서 생성 가스의 농도와 유속이 서로 다르다. 원하는 세팅을 얻기 위해서 세팅 밸브(199)는 각 세팅마다 서로 다른 배출구를 가지거나 배출구의 크기가 서로 다른 다수의 배출구 밸브를 포함할 수도 있다.For this purpose there is provided a setting valve 199 at the outlet end of the tube 172. Thus, the product gas from the check valve 190 having a preset flow rate and concentration is directed to a setting valve 199 of the structure that allows the user to set one at least two or more settings for the product gas. The concentration and flow rate of the product gases are different at each setting. The setting valve 199 may include a plurality of outlet valves having different outlets or different outlet sizes for each setting to achieve a desired setting.
배출구의 크기가 여러 가지여서 사용자는 생성 가스의 세팅을 다른 밸브나 장비를 조작하지 않고도 미리 설정한 농도와 유속으로 신속히 변경시킬 수 있다. 세팅 밸브(199)는 생성 가스를 예컨대, 분당 5리터에서 분당 10리터로 유속을 변화시키는 3방향의 수동 또는 솔레노이드(solenoid) 밸브여도 된다. 생성 가스의 유속의 범위는 약 분당 4리터에서 분당 15리터까지이다.The size of the outlet allows the user to quickly change the setting of the product gas to a preset concentration and flow rate without operating other valves or equipment. The setting valve 199 may be a three-way manual or solenoid valve that changes the flow rate of the product gas, for example, from 5 liters per minute to 10 liters per minute. The flow rate of the product gas ranges from about 4 liters per minute to 15 liters per minute.
미국 특허출원 제 08/876,749 호에 개시된 대량 전달 구역의 안정성을 유지하기 위해 세팅 밸브(199)가 일반적인 수단에 의해 기계적인 방법 또는 전자적인 방법으로 농축 밸브(93)에 연결되어 있어서, 세팅 밸브(199)가 리셋될 때 밸브(93)를 동시에 조정하는 것이 바람직하다. 그리고, 밸브(199)는 예컨대, 사용자의 힘이 계속 달라지는 운동 과정에 맞추어 컴퓨터의 제어 기능에 의해 리세팅 될 수 있을 것이다.In order to maintain the stability of the mass transfer zone disclosed in US patent application Ser. No. 08 / 876,749, the setting valve 199 is connected to the concentration valve 93 by mechanical means or electronic means by conventional means, so that the setting valve ( It is desirable to adjust the valve 93 simultaneously when 199 is reset. In addition, the valve 199 may be reset by a control function of a computer, for example, in response to a movement process in which a user's force is continuously changed.
그 다음에 생성 가스는 세팅 밸브(199)에서 나와서 선택된 세팅에서 사용자에게 도관(208)을 통해 생성 가스를 분배하는 배출 커넥터(100)로 전달된다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 배출 커넥터(100)는 단일한 배출구이거나, 도 10에 도시된 바와 같이 각 세팅에 대하여 별도의 배출구(100a, 100b)를 포함할 수도 있다.The product gas then exits the setting valve 199 and is delivered to the outlet connector 100 which distributes the product gas through the conduit 208 to the user at the selected setting. In the first embodiment of the present invention, the outlet connector 100 may be a single outlet or may include separate outlets 100a and 100b for each setting as shown in FIG.
본 발명이 비록 대기로부터 바람직한 농도의 산소 생성 가스를 생성하는 것에 관해서 표현되었을지라도, 당업자라면 이 분배 장치와 가압 회전 흡착 장치를 다른 가스에 대해서도 사용할 수 있음이 명백하다.Although the present invention has been expressed in terms of producing an oxygen generating gas of a desired concentration from the atmosphere, it is apparent to one skilled in the art that this distribution device and the pressure rotary adsorption device can be used for other gases as well.
본 발명의 사상을 벗어나지 않고도 이미 개시된 실시예에 대하여 다양한 변형 및 실시예가 이루어질 수 있음을 이해할 수 있다.It is to be understood that various modifications and embodiments may be made to the disclosed embodiments without departing from the spirit of the invention.
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