KR20230111826A - 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치 - Google Patents
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Abstract
충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치가 개시된다. 본 발명에 따른 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치는, 구강으로부터 호기가 유입되는 마우스피스; 상기 마우스피스와 접선방향으로 연통되어 상기 마우스피스를 통해 유입된 호기를 선회시키는 원판형의 내부공간이 구비된 하우징; 상기 마우스피스에 대향된 위치에서 상기 내부공간과 접선방향으로 연통되어 선회 중인 호기를 외부로 배출하는 배기관로; 및 상기 내부공간으로 유입된 호기에 의해 회전하면서 반복적으로 호기의 유입을 간섭하는 과정에서 상기 마우스피스로 충격파를 발생시키는 복수의 날개판이 구비된 회전체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 별도의 동력장치 없이도 호흡기에 대한 자극이 효과적으로 이루어지게 되어 객담과 같은 점액질의 배출이 촉진될 수 있으며, 마우스피스 및 배기관로와 결합되는 하우징과 하우징의 내부공간에 손쉽게 탈착교체되는 회전체의 최소화된 구조로 인해 제작비용이 절감될 수 있고, 사용에 따른 유지관리 및 사용의 편의성이 모두 도모될 수 있게 된다.
Description
본 발명은, 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 사용자의 호기에 대응하여 회전하는 회전체에 의해 생성된 충격파를 호흡기에 전달되도록 한 호흡기 자극장치에 관한 것이다.
지속적으로 산업화되고 있는 현대사회에서 흡연의 증가, 대기 중 오염물질과 미세먼지의 증가, 지구 환경의 급격한 변화, 누적되는 고령화 문제 등으로 인해 폐질환의 발병률과 사망률은 급속도로 증가하고 있다.
최근 세계보건기구(WHO)의 보고서에 따르면, 만성 폐쇄성 폐질환은 세계 사망 원인의 주요한 질환이고, 지출되는 연간 의료비용도 꾸준히 증가하고 있음을 알 수 있다.
이렇게 지속적으로 증가 추세에 있는 만성 폐쇄성 폐질환(Chronic Obstructive Pulmonary Disease; COPD)이란, 회복될 수 없는 기도 폐색으로 인해 폐기능이 서서히 저하되며 호흡이 어려워지는 호흡계통의 질환이다.
이러한 만성 폐쇄성 폐질환은, 병증의 진행에 따라 기관지를 점점 좁아지게 만들어 호기(呼氣,날숨)시 폐속 공기의 원활한 배출을 방해하고, 환자의 호흡 곤란을 유발시킨다는 점에서 이를 해소하거나 개선하기 위한 치료와 관리차원의 다양한 호흡 훈련법과 훈련장치들이 제안되고 있다.
다양한 호흡 훈련법 중 마스크나 특별한 압력시스템을 이용한 양압호흡법(positive pressure breathing)은, 호흡시 강제로 호흡기 내에 양압을 가하여 폐쇄된 기도와 축소된 폐포를 열어 혈중의 산소분압을 상승시키는 호흡 내지 치료법으로, PEEP(positive end-expiratory pressure breathing 호기종말양압호흡)이나 CPAP(continuous positive airway pressure breathing 지속양압호흡) 등으로 구분될 수 있다.
그러나 양압호흡법은, 일반적으로 병원이나 일정한 공간에 설치된 압력시스템을 이용하여 이루어지기 때문에 장소적인 제약이 커서 상시적인 훈련이나 치료용도로 활용되기 어려운 문제가 있었다.
다만, 근래에는, 휴대가 가능한 소형의 호흡 훈련장치 또는 개선장치 등에 대한 연구개발이 이루어지면서, 대한민국등록특허 제10-1907093호(공고일: 2018년 10월11일)의 휴대용 객담 배출기기와 같은 다양한 상용제품들이 출시되고 있다.
이러한 선행기술은, 호기시 진동을 조절하며 체내에 전달하여 기관지 등의 체내에 부착된 객담을 효율적으로 체외로 배출시키는 장점이 있는 반면에 구조적으로 복잡하기 때문에 상황에 맞는 정확한 사용법의 숙지가 어려워 사용상 편의성이 떨어지고, 사용에 따른 유지관리가 어려우며 단순한 구조에 비해 제조비용이 상승하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 최소화된 단순한 작동 구조로 유지관리는 물론, 사용상 편의성이 있고, 무동력으로 다양한 사용자의 호기에 대응한 충격파를 호흡기에 효과적으로 전달할 수 있는 호흡기 자극장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 구강으로부터 호기가 유입되는 마우스피스; 상기 마우스피스와 접선방향으로 연통되어 상기 마우스피스를 통해 유입된 호기를 선회시키는 원판형의 내부공간이 구비된 하우징; 상기 마우스피스에 대향된 위치에서 상기 내부공간과 접선방향으로 연통되어 선회 중인 호기를 외부로 배출하는 배기관로; 및 상기 내부공간으로 유입된 호기에 의해 회전하면서 반복적으로 호기의 유입을 간섭하는 과정에서 상기 마우스피스로 충격파를 발생시키는 복수의 날개판이 구비된 회전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치에 의해 달성된다.
상기 회전체는, 상기 하우징의 내측 중앙부에 형성된 축봉에 의해 관통되도록 형성된 축공을 기준으로 회전하는 몸체; 복수 개가 상기 몸체의 둘레를 따라 이격배치되어 호기의 유입에 저항하며 상기 몸체의 회전을 유도하는 호형상의 상기 날개판; 및 일부의 상기 날개판 사이로 유입된 호기가 압축되어 상기 마우스피스를 향한 충격파로 변환되도록 상기 날개판과 함께 소정의 압축공간을 형성하는 차폐판을 포함할 수 있다.
상기 회전체는, 충격파의 주기 또는 강도를 사용자의 증상이나 상황에 맞춰 자유롭게 선택할 수 있도록, 상기 날개판의 개수, 상기 차폐판의 배치, 내부 형상 또는 두께를 서로 다르게 형성한 복수의 세트로 이루어질 수 있다.
상기 회전체는, 상기 축공의 내주면을 따라 이격되며 상기 축봉을 향하여 돌출형성된 복수의 돌기베어링; 및 상기 몸체의 양단면에서 상기 축공의 둘레를 따라 이격배치되며 상기 하우징의 내측면을 향해 돌출형성된 복수의 볼베어링을 더 포함할 수 있다.
상기 축봉의 외주면과 상기 돌기베어링 또는 상기 하우징의 내측면과 상기 볼베어링은, 서로 간의 접촉마찰을 저감하기 위해, 서로 척력이 작용하는 자성체로 이루어질 수 있다.
호흡기 자극장치는, 호기의 세기 또는 호흡량이 다른 사용자에 대응하여 호기의 배출 정도가 자유롭게 조절되도록 하기 위해, 상기 배기관로에 설치되는 배기조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 배기조절부는, 상기 내부공간으로 갈수록 직경이 작아지는 중공을 통해 호기가 배출되도록 상기 배기관로에 장착되는 깔때기관; 상기 중공을 폐쇄하도록 상기 깔때기관의 내측에 구비되어 상기 중공을 통한 호기의 배출압에 따라 상기 중공을 개방하도록 작동하는 개폐작동볼; 및 상기 개폐작동볼과 깔때기관을 덮도록 상기 배기관로에 결합되어 다수의 배기공을 통해 호기를 외부로 배출하는 배기캡을 포함할 수 있다.
상기 배기조절부는, 상기 배기캡의 내측에 구비되어 상기 중공을 폐쇄하도록 상기 개폐작동볼을 소정의 탄성력으로 가압하는 탄성체를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 구강으로부터 마우스피스를 통해 하우징의 내부공간으로 유입된 호기에 의해 회전하는 복수의 날개판이 구비된 회전체가 반복적으로 호기의 유입을 간섭하여 마우스피스로 충격파를 발생시킴에 따라 별도의 동력장치 없이도 호흡기에 대한 자극이 효과적으로 이루어지게 되어 객담과 같은 점액질의 배출이 촉진될 수 있으며, 마우스피스 및 배기관로와 결합되는 하우징과 하우징의 내부공간에 손쉽게 탈착교체되는 회전체의 최소화된 구조로 인해 제작비용이 절감될 수 있고, 사용에 따른 유지관리 및 사용의 편의성이 모두 도모될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 회전체 등의 내부 구조를 구체적으로 보여주기 위한 단면도 사이도와 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 도 2에 도시된 회전체에 의해 충격파가 발생되는 과정을 순서대로 보여주는 작동상태도이다.
도 2는 도 1의 분해도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 회전체 등의 내부 구조를 구체적으로 보여주기 위한 단면도 사이도와 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 도 2에 도시된 회전체에 의해 충격파가 발생되는 과정을 순서대로 보여주는 작동상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해도이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 회전체 등의 내부 구조를 구체적으로 보여주기 위한 단면도 사이도와 단면도이고, 도 5 내지 도 7은 도 2에 도시된 회전체에 의해 충격파가 발생되는 과정을 순서대로 보여주는 작동상태도이다.
발명의 설명 및 청구범위 등에서 방향을 지칭하는 상(위쪽), 하(아래쪽), 좌우(옆쪽 또는 측방), 전(정,앞쪽), 후(배,뒤쪽) 등은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 도면 및 구성 간의 상대적 위치를 기준으로 정한 것으로, 3개의 축은 서로 대응되게 회전하여 바뀔 수 있으며, 특별히 다르게 한정하는 경우 외에는 이에 따른다.
본 발명에 따른 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치(100)는, 별도의 동력장치 없이 최소화된 작동 구성으로 호흡기에 전달되는 충격파(SW)를 사용자의 호흡작용에 대응하여 손쉽게 발생시키는 한편, 저렴한 제작비용, 유지관리와 사용의 편의성 등을 동시에 도모하기 위해 안출된 발명이다.
상술한 바와 같은 기능 내지 작용을 구체적으로 구현하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치(100)는, 도 2 등에 도시된 바와 같이 마우스피스(110), 하우징(120), 배기관로(130), 회전체(140a 내지 140c) 및 배기조절부(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 위에서 언급한 각 구성들에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 마우스피스(110)는, 사용자의 입에 삽입되는 일단부를 통해 호기가 유입(EXin)되는 관체형상의 구성요소로, 일단부는 입모양에 대응하는 납작한 형상의 유입구가 형성되고, 타단부는 후술할 하우징(120)에 탈착가능하게 결합되는 결합단이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마우스피스(110)는, 유입된 호기가 후술할 하우징(120)의 내측에 구비된 원판형의 내부공간(S)을 따라 자연스럽게 선회(EXD)할 수 있도록, 원판형의 내부공간(S)과 접선방향으로 연통되는 구조로 하우징(120)에 결합될 수 있다.
이러한 마우스피스(110)는, 사용자의 구강과 접촉이 이루어지고, 주기적인 세척이 필요한 특성상 의료용의 실리콘 또는 플라스틱 등으로 제작될 수 있다.
하우징(120)은, 사용자의 호기에 따라 유입된 공기가 일정하게 선회(EXD)하고, 압축 및 압축해제되고, 후술할 회전체(140a 내지 140c)가 내측에 회전가능하게 구비될 수 있도록 소정의 내부공간(S)이 형성된 구성요소이다.
본 발명의 실시예에 따른 하우징(120)은, 상술한 마우스피스(110) 및 후술할 배기관로(130)와 연통되는 부분을 제외하고 밀폐된 구조로 내측에 원판형의 내부공간(S)이 형성되고, 후술할 회전체(140a 내지 140c)가 회전할 수 있도록 축결합되는 축봉(122)이 내측 중앙부에 형성될 수 있다.
이때, 원판형의 내부공간(S)은, 마우스피스(110)와 접선방향으로 연통되도록 형성되는데, 이는 상술한 마우스피스(110)를 통해 유입된 호기가 내부공간(S)의 가장자리를 따라 원활히 선회(EXD)될 수 있도록 하기 위함이다.
이러한 구조로 인해, 하우징(120)의 내부공간(S)에서는, 마우스피스(110)를 통해 유입된 호기의 선회(EXD), 압축, 압축해제 및 후술할 회전체(140a 내지 140c)의 회전 작동 등이 함께 발생하게 된다.
배기관로(130)는, 상술한 마우스피스(110)를 통해 유입되어 하우징(120)의 내부공간(S)을 선회(EXD)하는 호기가 일정압력 이상으로 압축된 후 외부로 배출되도록 하기 위해 마련된 관체형상의 구성요소이다.
이러한 배기관로(130)는, 상술한 바와 같이 내부공간(S)에 호기가 일정압력 이상으로 압축될 수 있도록 하기 위해, 호기가 유입(EXin)되는 마우스피스(110)보다 작은 직경의 관체 구조이면 충분하므로, 구체적인 형상 등은 특별히 제한되지 않는다.
다만, 본 발명의 실시예에 따른 배기관로(130)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 마우스피스(110)의 대향된 위치에서 호기의 유입방향(EXin)에 대하여 대략 직각을 이루며 상술한 내부공간(S)과 접선방향으로 연통되도록 형성하게 된다.
이때, 위와 같은 배기관로(130)의 위치와 방향은, 후술하는 바와 같이 호기의 배출(EXout) 정도를 조절하는 배기조절부(150)의 작동과 구조를 고려하여 결정된 것으로, 배기조절부(150)에 대한 아래의 설명에서 구체적으로 설명하기로 한다.
회전체(140a 내지 140c)는, 내부공간(S)으로 유입된 호기에 의해 회전하면서 반복적으로 호기의 유입(EXin)을 간섭하는 과정에서 마우스피스(110)로 충격파(SW)를 발생시키는 복수의 날개판(142)이 구비된 구성요소이다.
이러한 회전체(140a 내지 140c)는, 마우스피스(110)를 따라 유입된 호기에 의해 원활하게 회전하면서 상술한 바와 같이 유입되는 호기와의 반복적인 간섭을 통해 소정의 충격파(SW)를 유발할 수 있도록 구성된 것이라면, 전체적인 형상, 날개판(142)의 형태 또는 배치 등은 특별하게 제한되지 않는다.
다만, 상술한 바와 같은 회전과 호기에 대한 반복적인 간섭을 구체적으로 구현하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 회전체(140a 내지 140c)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체(144), 날개판(142), 차폐판(146), 돌기베어링(148) 및 볼베어링(149) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 몸체(144)는, 하우징(120)의 내측 중앙부에 형성된 상술한 축봉(122)에 의해 관통되도록 형성된 축공(144a)을 기준으로 회전하는 원통 형상의 구성요소로서, 후술할 날개판(142)과 일체로 형성될 수 있다.
날개판(142)은, 상술한 몸체(144)의 둘레를 따라 복수 개가 이격배치되어 호기의 유입(EXin)에 저항하며 몸체(144)의 회전을 유도하는 판형상의 구성요소로서, 몸체(144)의 외주면에서 축공(144a)의 관통방향과 나란하게 날개면이 형성되며 호형으로 휘어진 판부재로 이루어질 수 있다.
물론, 유입된 호기에 저항하는 날개판(142)의 평평한 날개면은, 상술한 바와 같이 축공(144a)의 관통방향과 나란하게 형성될 수 있고, 소정의 경사로 비틀어진 상태로 형성될 수도 있다.
이러한 날개판(142)의 개수는, 요구되는 회전력 크기와 충격파(SW)의 발생 주기 또는 강도를 고려하여 적절하게 증감될 수 있는데, 일례로 날개판(142)의 개수가 증가하게 되면, 회전력이 커지는 한편, 충격파(SW)의 주기가 짧아질 수 있다.
상술한 바와 같이 유입된 호기에 대하여 저항하는 날개면의 반력에 의해 회전하는 날개판(142)은, 회전시 마찰 감소, 원심력의 증대 및 관성에 의한 회전 유지를 위해, 세라믹, 금속 또는 고윤활성의 엔지니어링 플라스틱 등의 중량물을 소재로 상술한 몸체(144)와 일체로 제작될 수 있다.
여기서 고윤활성의 엔지니어링 플라스틱은, 내충격성, 내열내한성, 고강도 및 내후성이 우수한 POLYCABONATE(폴리카보네이트), 내구성이 금속의 7배에 달하고, 내식성, 절연성, 충격흡수성 및 자기윤활성이 우수한 M/C NYLON(엠씨 나일론), 내수성, 내약품성, 내열성 및 자기 윤활성이 우수한 TEFLON(테프론) 등일 수 있다.
차폐판(146)은, 일부의 날개판(142) 사이로 유입된 호기가 압축된 후 마우스피스(110)를 향한 충격파(SW)로 변환되도록 하기 위해, 날개판(142)과 함께 소정의 압축공간(CS)을 형성하는 판형상의 구성요소이다.
이러한 차폐판(146)은, 유입된 호기가 날개판(142)의 주변 틈새 공간으로 유출되지 않고 일시적으로 축적되며 압축되도록 마우스피스(110)를 향한 방향만이 개구된 소정의 압축공간(CS) 즉, 밀폐공간을 형성할 수 있는 구조라면, 전체적 형상이나 배치 등은 특별하게 제한되지 않는다.
여기서 압축공간(CS)에 의해 발생하게 되는 본 발명에 따른 충격파(SW)는, 날개판(142)에 의해 구획되는 압축공간(CS) 내부의 갑작스럽고 주기적인 큰 압력변화에 따라 고압상태인 압축공간(CS)에서 상대적으로 저압상태인 마우스피스(110)로 반복 발생되는 미세진동, 파동, 충격 등을 모두 포괄하는 개념으로, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같은 일련의 과정을 통해 발생하게 되는데, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사용자의 호기는, 도 5에 도시된 바와 같이, 마우스피스(110)를 통해 차폐판(146)이 없는 날개판(142) 사이로 유입되면, 날개판(142)과의 저항에 따라 회전체(140a 내지 140c)를 회전시키며 내부공간(S)을 선회(EXD)하게 된다.
이때, 내부공간(S)을 선회(EXD)하는 호기는, 후술하는 바와 같이 배기조절부(150)에 의한 호기의 배출(EXout) 제한에 따라 내부공간(S)에서 소정의 압력으로 압축된 상태를 유지하게 된다.
다음으로, 마우스피스(110)를 통해 연속적으로 유입되는 호기는, 도 6에 도시된 바와 같이, 회전체(140a 내지 140c)의 회전에 따라 차폐판(146)으로 구획된 밀폐된 압축공간(CS)을 마주하게 되는 순간(①) 소정의 압력으로 압축된 상태보다 더 압축되어 고압의 상태가 된다.
다음으로, 압축공간(CS)에서 고압의 상태로 압축된 호기는, 압축공간(CS)의 제한된 크기 인해 상대적으로 저압 상태인 마우스피스(110)를 향하여 즉시 압축해제됨으로써 반대방향의 유동인 충격파(SW)로 변환되게 된다.
마지막으로, 연이어 마우스피스(110)를 통해 유입되는 호기는, 도 7에 도시된 바와 같이, 회전체(140a 내지 140c)의 회전에 따라 인접한 압축공간(CS)을 다시 마주하게 되는 순간(③) 소정의 압력으로 압축된 상태보다 더 압축되어 고압의 상태가 되고, 압축공간(CS)의 제한된 크기 인해 상대적으로 저압 상태인 마우스피스(110)를 향하여 다시 즉시 압축해제됨으로써 반대방향의 유동인 충격파(SW)로 변환(④)되게 된다.
위와 같은 압축공간(CS)에서의 일련의 압축 및 압축해제 작동이, 도 5 내지 도 7에서 도시하고 있는 바와 같이, 회전하는 회전체(140a 내지 140c)의 일부 영역에서 반복적으로 이루어지기 때문에, 사용자는 별도의 동력장치 없이 호기만으로 일정한 주기의 충격파(SW)를 구강, 기관, 기관지, 폐 순으로 전달하여 호흡 기관을 효과적으로 자극할 수 있게 되고, 객담과 같은 점액질의 외부 배출(EXout)을 촉진할 수 있게 되는 것이다.
위와 같은 일련의 작용을 하는 본 발명의 실시예에 따른 차폐판(146)은, 서로 이웃하는 날개판(142)의 양측부를 각각 연결하는 한 쌍의 판부재로 이루어져, 도 2에 도시된 바와 같이 몸체(144)와 날개판(142)에 각각 결합됨으로써, 밀폐된 소정의 압축공간(CS)을 형성할 수 있다.
이때, 밀폐된 소정의 압축공간(CS)을 형성하는 차폐판(146)의 배치, 내부 형상 또는 두께 등은, 상술한 충격파(SW)의 특성(세기, 주기, 진동수 등)을 다양하게 가변시키는 인자로서 작용하게 된다.
따라서 도 2에 도시된 차폐판(146)과 같이, 차폐판(146)의 배치, 내부 형상(요철(146a)) 또는 두께, 크기 등을 서로 다른 조합으로 다양하게 변형한 회전체(140a 내지 140c)를 복수의 세트로 구성하게 되면, 사용자의 증상이나 상황에 맞춰 충격파(SW)의 주기 또는 강도 등을 자유롭게 선택 및 변경할 수 있게 된다.
돌기베어링(148)은, 회전체(140a 내지 140c)의 회전 중심인 축봉(122)과의 접촉마찰을 저감하기 위해 마련된 구성요소서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 축공(144a)의 내주면을 따라 이격되며 축봉(122)을 향하여 복수의 반원형 기둥이 돌출형성되어 이루어질 수 있다.
볼베어링(149)은, 회전체(140a 내지 140c)의 몸체(144)와 하우징(120) 간의 접촉마찰을 저감하기 위해 마련된 구성요소로서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체(144)의 양단면에서 축공(144a)의 둘레를 따라 이격배치되며 하우징(120)의 내측면을 향해 복수의 반구체가 돌출형성되어 이루어질 수 있다.
상술한 돌기베어링(148)과 볼베어링(149)은, 세라믹, 금속 또는 고윤활성의 엔지니어링 플라스틱 등을 소재로 상술한 몸체(144)와 일체로 제작될 수 있고, 별도로 제작되어 몸체(144)에 결합될 수도 있다.
한편, 축봉(122)의 외주면 일부와 돌기베어링(148)은, 서로 간의 접촉마찰을 더욱 저감하기 위해, 서로 척력이 작용하는 자성체(M)로 이루어질 수 있다.
또한, 하우징(120)의 내측면 일부와 볼베어링(149)도, 서로 간의 접촉마찰을 더욱 저감하기 위해, 서로 척력이 작용하는 자성체(M)로 이루어질 수 있다.
배기조절부(150)는, 호기의 세기 또는 호흡량이 다른 사용자에 대응하여 호기의 배출(EXout) 정도가 자유롭게 조절되도록 하기 위해 상술한 배기관로(130)에 설치되는 구성요소로서, 이로 인해 사용자의 호기시에 발생하는 내부 저항이 일정범위에서 가변될 수 있게 되므로, 사용자는 자신의 호흡량에 따라 단계별 호흡 훈련 내지 호흡 치료를 맞춤형으로 수행할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 배기조절부(150)는, 상술한 바와 같은 기능 내지 작용의 구현을 위해, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 깔때기관(152), 개폐작동볼, 배기캡(156) 및 탄성체(158) 등을 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 깔때기관(152)은, 내부공간(S)으로 갈수록 직경이 작아지는 중공(152a)을 통해 호기가 배출(EXout)되도록 배기관로(130)에 장착되는 구성요소이다.
이러한 깔때기관(152)이 구비됨으로 인해 마우스피스(110)를 통해 유입되어 하우징(120)의 내부공간(S)을 선회(EXD)하는 호기는 그대로 외부로 배출되는 것이 아니라 내부공간(S)에서 일정압력 이상으로 압축된 후 외부로 배출될 수 있게 된다.
개폐작동볼(154)은, 상술한 중공(152a)을 폐쇄하도록 깔때기관(152)의 내측에 구비되어 중공(152a)을 통한 호기의 배출압에 따라 중공(152a)을 개방하도록 작동하는 구체형상의 구성요소이다.
이러한 개폐작동볼(154)은, 사용자의 구강을 통해 마우스피스(110)로 호기가 일정하게 유입되어 내부공간(S)의 압력이 일정 수준으로 상승하게 되면, 개폐작동볼(154)은 중공(152a)을 개방하도록 상방으로 부유하는 작동을 하게 되고, 호기의 유입(EXin)에 따른 내부공간(S)의 압력이 하강하게 되면 개폐작동볼(154)은 중공(152a)을 폐쇄하도록 하방으로 낙하하는 작동을 하게 된다.
따라서 다양한 직경과 중량으로 제작된 복수의 개폐작동볼(154)을 필요에 따라 선택적으로 사용하게 되면, 사용자는 자신의 호흡량에 따라 단계별 호흡 훈련 내지 호흡 치료를 맞춤형으로 수행할 수 있게 된다.
배기캡(156)은, 개폐작동볼(154)과 깔때기관(152)을 덮도록 상기 배기관로(130)에 결합되어 상술한 개폐작동볼(154)의 이탈을 방지하고, 다수의 배기공(156a)을 통해 호기를 외부로 배출(EXout)하는 구성요소이다.
그리고 탄성체(158)는, 배기캡(156)의 내측에 구비되어 중공(152a)을 폐쇄하도록 개폐작동볼(154)을 소정의 탄성력으로 가압하는 구성요소로서, 다양한 탄성력을 갖도록 복수 개로 제작된 압축스프링일 수 있다.
이러한 복수의 탄성체(158)를 필요에 따라 선택적으로 사용하게 되면, 사용자는 자신의 호흡량에 따라 단계별 호흡 훈련 내지 호흡 치료를 맞춤형으로 수행할 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 마우스피스(110)를 통해 연속적으로 제공되는 호기의 배출(EXout)이 배기조절부(150)를 통해 제어되고, 도 5 내지 도 7에서 도시하고 있는 회전체(140a 내지 140c)에 의해 충격파(SW)가 소정의 주기와 강도로 반복될 수 있게 됨에 따라, 사용자의 호흡기에 대한 자극은 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
EXin: 호기의 유입
EXout: 호기의 배출
EXD: 호기의 선회방향 SW: 충격파
100: 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치
110: 마우스피스 120: 하우징
S: 내부공간 122: 축봉
130: 배기관로 140a 내지 140c: 회전체
142: 날개판 144: 몸체
144a: 축공 146: 차폐판
146a: 요철 CS: 압축공간
148: 돌기베어링 149: 볼베어링
M: 자성체 150: 배기조절부
152: 깔때기관 152a: 중공
154: 개폐작동볼 156: 배기캡
156a: 배기공 158: 탄성체
EXD: 호기의 선회방향 SW: 충격파
100: 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치
110: 마우스피스 120: 하우징
S: 내부공간 122: 축봉
130: 배기관로 140a 내지 140c: 회전체
142: 날개판 144: 몸체
144a: 축공 146: 차폐판
146a: 요철 CS: 압축공간
148: 돌기베어링 149: 볼베어링
M: 자성체 150: 배기조절부
152: 깔때기관 152a: 중공
154: 개폐작동볼 156: 배기캡
156a: 배기공 158: 탄성체
Claims (8)
- 구강으로부터 호기가 유입되는 마우스피스;
상기 마우스피스와 접선방향으로 연통되어 상기 마우스피스를 통해 유입된 호기를 선회시키는 원판형의 내부공간이 구비된 하우징;
상기 마우스피스에 대향된 위치에서 상기 내부공간과 접선방향으로 연통되어 선회 중인 호기를 외부로 배출하는 배기관로; 및
상기 내부공간으로 유입된 호기에 의해 회전하면서 반복적으로 호기의 유입을 간섭하는 과정에서 상기 마우스피스로 충격파를 발생시키는 복수의 날개판이 구비된 회전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치. - 제1항에 있어서,
상기 회전체는,
상기 하우징의 내측 중앙부에 형성된 축봉에 의해 관통되도록 형성된 축공을 기준으로 회전하는 몸체;
복수 개가 상기 몸체의 둘레를 따라 이격배치되어 호기의 유입에 저항하며 상기 몸체의 회전을 유도하는 호형상의 상기 날개판; 및
일부의 상기 날개판 사이로 유입된 호기가 압축되어 상기 마우스피스를 향한 충격파로 변환되도록 상기 날개판과 함께 소정의 압축공간을 형성하는 차폐판을 포함하는 것을 특징으로 하는 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치. - 제2항에 있어서,
상기 회전체는,
충격파의 주기 또는 강도를 사용자의 증상이나 상황에 맞춰 자유롭게 선택할 수 있도록, 상기 날개판의 개수, 상기 차폐판의 배치, 내부 형상 또는 두께를 서로 다르게 형성한 복수의 세트로 이루어진 것을 특징으로 하는 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치. - 제2항에 있어서,
상기 회전체는,
상기 축공의 내주면을 따라 이격되며 상기 축봉을 향하여 돌출형성된 복수의 돌기베어링; 및
상기 몸체의 양단면에서 상기 축공의 둘레를 따라 이격배치되며 상기 하우징의 내측면을 향해 돌출형성된 복수의 볼베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치. - 제4항에 있어서,
상기 축봉의 외주면과 상기 돌기베어링 또는 상기 하우징의 내측면과 상기 볼베어링은,
서로 간의 접촉마찰을 저감하기 위해, 서로 척력이 작용하는 자성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치. - 제1항에 있어서,
상기 호흡기 자극장치는,
호기의 세기 또는 호흡량이 다른 사용자에 대응하여 호기의 배출 정도가 자유롭게 조절되도록 하기 위해, 상기 배기관로에 설치되는 배기조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치. - 제6항에 있어서,
상기 배기조절부는,
상기 내부공간으로 갈수록 직경이 작아지는 중공을 통해 호기가 배출되도록 상기 배기관로에 장착되는 깔때기관;
상기 중공을 폐쇄하도록 상기 깔때기관의 내측에 구비되어 상기 중공을 통한 호기의 배출압에 따라 상기 중공을 개방하도록 작동하는 개폐작동볼; 및
상기 개폐작동볼과 깔때기관을 덮도록 상기 배기관로에 결합되어 다수의 배기공을 통해 호기를 외부로 배출하는 배기캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치. - 제7항에 있어서,
상기 배기조절부는,
상기 배기캡의 내측에 구비되어 상기 중공을 폐쇄하도록 상기 개폐작동볼을 소정의 탄성력으로 가압하는 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충격파 발생형 회전체가 구비된 호흡기 자극장치.
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|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |