WO2023048389A1 - 호흡 보조 장치 - Google Patents

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WO2023048389A1
WO2023048389A1 PCT/KR2022/011294 KR2022011294W WO2023048389A1 WO 2023048389 A1 WO2023048389 A1 WO 2023048389A1 KR 2022011294 W KR2022011294 W KR 2022011294W WO 2023048389 A1 WO2023048389 A1 WO 2023048389A1
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heating module
air passage
air
housing
temperature
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PCT/KR2022/011294
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김진모
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주식회사 뉴마핏
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    • A61M16/14—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different fluids, one of them being in a liquid phase
    • A61M16/16—Devices to humidify the respiration air

Definitions

  • the present invention relates to a respiratory assist device that heats and humidifies external air and delivers it to the oral cavity of a user. More specifically, it relates to a breathing aid that provides warm and humid air to a user by supplying heat and moisture to air introduced from the outside using a heating module and a hygroscopic member.
  • the temperature or humidity of the air inhaled by the user when breathing is closely related to the health of the user's respiratory system and cardiopulmonary organs. Specifically, when excessively exposed to cold and dry air, various diseases may be induced in the user's respiratory organs such as airways or bronchi and cardiopulmonary organs such as lungs.
  • One object of the present invention is to moisten cold air introduced from the outside and discharge it as warm air.
  • a device for assisting user breathing in a low-temperature environment a housing including a first sub-housing defining a first air passage and a second sub-housing defining a second air passage - wherein the The first sub-housing includes a first inlet designed to allow external air to flow into the housing, and the second sub-housing includes an outlet designed to allow internal air to flow out of the housing, wherein the first air passage and the second sub-housing include an outlet designed to allow internal air to flow out of the housing.
  • An air passage is fluidically connected between the first inlet and the outlet; Mouthpiece including a connection part, a biting part and an air outlet - At this time, the mouthpiece is detachably connected to the outlet through the connection part so that air flowing out through the outlet passes, and the mouthpiece allows the user to supplying the air flowing out through the outlet to the user through the air outlet in a supply direction different from the direction of the second air passage when the device is operated; a heating module detachably connected to the housing, wherein, when the heating module is connected to the housing, a part of the heating module is disposed inside the first air passage and supplies heat to the first air passage; and a hygroscopic member detachably contacting the heating module, wherein the hygroscopic member is disposed in the first air passage so as to be supplied with heat by the heating module; Including, the hygroscopic member in a wet state may be provided with a breathing assistance device for supplying heated water molecules to the first air passage.
  • a respiratory assist device for humidifying cold air introduced from the outside and discharging it as warm air may be provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a respiratory assist device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a view for explaining a detailed configuration of a body part according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a detailed configuration of a heating unit according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a view for explaining a connection relationship between a body part and a heating part according to an exemplary embodiment.
  • Figure 5 is an enlarged view of the portion P of Figure 4 to explain the electrical connection state between each component of the breathing assistance device when the heating unit is mounted according to an embodiment.
  • Figure 6 is a view showing a cross-section of an air passage defined inside the respiratory assist device according to an embodiment.
  • FIG. 7 is an experimental result showing a difference in temperature and pressure between an inlet and an air outlet according to a change in thickness of an air layer.
  • FIG. 8 is a view for explaining a temperature control system of a respiratory assist device according to an embodiment.
  • a device for assisting user breathing in a low-temperature environment a housing including a first sub-housing defining a first air passage and a second sub-housing defining a second air passage - wherein the The first sub-housing includes a first inlet designed to allow external air to flow into the housing, and the second sub-housing includes an outlet designed to allow internal air to flow out of the housing, wherein the first air passage and the second sub-housing include an outlet designed to allow internal air to flow out of the housing.
  • An air passage is fluidically connected between the first inlet and the outlet; Mouthpiece including a connection part, a biting part and an air outlet - At this time, the mouthpiece is detachably connected to the outlet through the connection part so that air flowing out through the outlet passes, and the mouthpiece allows the user to supplying the air flowing out through the outlet to the user through the air outlet in a supply direction different from the direction of the second air passage when the device is operated; a heating module detachably connected to the housing, wherein, when the heating module is connected to the housing, a part of the heating module is disposed inside the first air passage and supplies heat to the first air passage; and a hygroscopic member detachably contacting the heating module, wherein the hygroscopic member is disposed in the first air passage so as to be supplied with heat by the heating module; Including, the hygroscopic member in a wet state may be provided with a breathing assistance device for supplying heated water molecules to the first air passage.
  • the angle between the direction of the first air passage and the direction of the second air passage may be 90 degrees or less.
  • the housing includes a third sub-housing defining a third air passage
  • the third sub-housing includes a second inlet designed to allow outside air to flow into the housing, and the third air passage and the The second air passage may be fluidically connected between the second inlet and the outlet.
  • an angle between the direction of the third air passage and the direction of the second air passage may be 90 degrees or less.
  • the heating module may be disposed inside the first air passage and inside the third air passage when connected to the housing, and supply heat to the first air passage and the third air passage.
  • the heating module includes a first heating module and a second heating module, the first heating module is disposed inside the first air passage, and the second heating module is disposed inside the third air passage ,
  • the first heating module may supply heat to the first air passage, and the second heating module may supply heat to the third air passage.
  • the heating module may further include an accommodating part into which the first region of the heating module is inserted and fixed, and a temperature sensor disposed in at least a portion of the accommodating part to sense the temperature of the surface of the heating module.
  • the temperature sensor may be mounted on at least a portion of the accommodating portion to overlap at least a portion of the first region of the heating module.
  • a power supply unit supplying power to the heating module may further include.
  • the power unit may be disposed outside the housing, and the heating module may be electrically connected to the power unit.
  • a controller electrically connected to the power supply and the temperature sensor to control the power supply may further include.
  • control unit may control the power supply unit so that the temperature of the surface of the heating module is constant.
  • control unit may control the power unit so that the surface temperature of the heating module is maintained within a predetermined range at a predetermined temperature.
  • control unit may be disposed inside the second sub-housing and adjust the power of the power supply unit based on the temperature sensed by the temperature sensor.
  • the heating module further includes a receiving portion into which one end of the heating module is inserted and fixed, wherein the heating module includes a first region inserted into the receiving portion and a second region not inserted into the receiving portion, and the hygroscopic member It may be disposed to surround the second region of the heating module.
  • the hygroscopic member in a wet state may supply the heated water molecules in a vapor state to the first air passage.
  • the hygroscopic member may be made of PVA material.
  • the distance between the housing and the hygroscopic member is the difference between the air temperature at the first inlet and the air temperature at the air outlet, and the air pressure at the first inlet and the air pressure at the air outlet. It can be designed in consideration of at least one of the differences in
  • the distance between the housing and the hygroscopic member may be 1.5 mm.
  • the present specification proposes a respiratory assist device for achieving the above object.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a respiratory assist device according to an embodiment.
  • a breathing assistance device 1000 may include various configurations for heating and humidifying air flowing through the breathing assistance device.
  • the breathing assistance device may include a body part 1100, a heating part 1200, a power supply part 1300, a sensing part 1400, and a controller 1500, but is not limited thereto.
  • the body part 1100 may regulate the flow of air in the breathing assistance device 1000.
  • the body portion 1100 may have an internal space defined by an inner wall formed inside the body portion 1100, and the internal space may serve as a passage through which air moves.
  • the body part 1100 may include an air inlet and an air outlet.
  • air inside the body part 1100 may move due to a difference between a pressure of the air inlet and a pressure of the air outlet.
  • the outside air introduced through the air inlet passes along the body portion 1100 to the user's body. It may flow into the respiratory tract, but is not limited thereto.
  • the heating unit 1200 may supply heat to the inside of the respiratory assist device 1000.
  • the heating part 1200 may supply heat to the air passage inside the body part 1100 .
  • the heating unit 1200 may be disposed in an air passage defined inside the body part 1100 to supply heat to the passage, thereby heating air flowing inside the passage, Not limited to this.
  • the heating unit 1200 may supply moisture to the inside of the respiratory assist device 1000.
  • the heating part 1200 may supply moisture to the air passage inside the body part 1100 .
  • the heating part 1200 may be disposed in an air passage defined inside the body part 1100 to supply moisture to the passage, thereby humidifying the air flowing inside the passage, Not limited to this.
  • the introduced external air is heated and humidified by the heating unit 1200 to provide a It may flow into the respiratory tract, but is not limited thereto.
  • the power supply unit 1300 may supply power to the respiratory assist device 1000.
  • the power supply unit 1300 may supply power to the heating unit 1200 .
  • the power supply unit 1300 may be electrically connected to the heating unit 1200 to supply power to the heating unit 1200 .
  • the heating unit 1200 may supply heat based on the power supplied from the power supply unit 1300 .
  • the sensing unit 1400 may sense temperature. Specifically, the sensing unit 1400 may sense the temperature of a portion of the heating unit 1200 .
  • the sensing unit 1400 may include a temperature sensor attached to a portion of the heating unit 1200 to sense the temperature of the heating unit 1200 .
  • the sensing unit 1400 may generate sensing data based on the sensed temperature.
  • the sensing unit 1400 may sense the temperature of the heating unit 1200 and generate sensing data based on the sensed temperature, but is not limited thereto.
  • the sensing unit 1400 may transmit the sensing data to a controller 1500 to be described later.
  • control unit 1500 may control the operation of the breathing assistance device 1000.
  • control unit 1500 may control the operation of the power supply unit 1300 .
  • control unit 1500 may control power output from the power supply unit 1300 .
  • control unit 1500 may adjust the size of power output from the power supply unit 1300, but is not limited thereto.
  • control unit 1500 may control the power unit 1300 based on sensing data received from the sensing unit 1400 . Specifically, the control unit 1500 may receive sensing data reflecting the temperature of the heating unit 1200 and adjust the amount of power output from the power supply unit 1300 based on this.
  • control unit 1500 may control power of the power supply unit 1300 so that the temperature of the heating unit 1200 is maintained at a predetermined temperature value. Specifically, the control unit 1500 may control the power of the power supply unit 1300 so that the temperature of the heating unit 1200 is maintained at 75 degrees, but is not limited thereto, and is maintained at a predetermined temperature according to embodiments. Power of the power supply unit 1300 may be controlled. In this case, the control unit 1500 may increase the power of the power supply unit 1300 when the temperature of the heating unit 1200 is less than 75 degrees, and when the temperature of the heating unit 1200 is 75 degrees or more, Power of the power supply unit 1300 may be reduced.
  • control unit 1500 may control power of the power supply unit 1300 so that the temperature of the heating unit 1200 is maintained within a predetermined range, but is not limited thereto.
  • FIG. 2 is a view for explaining a detailed configuration of a body part according to an exemplary embodiment.
  • the body portion 1100 may include various configurations for defining air passages through which air flows.
  • the body part 1100 may include a housing 1110 and a mouthpiece 1160, but is not limited thereto.
  • the housing 1110 may include at least one inlet and at least one outlet.
  • external air may flow into the housing 1110 through the at least one inlet and flow out of the housing 1110 through the at least one outlet.
  • the housing 1110 may include two inlets and one outlet at different positions, but is not limited thereto, and may include one inlet and one outlet, or three or more inlets and one outlet. May contain outlets.
  • the housing 1110 includes a first inlet 1120, a second inlet 1130 positioned symmetrically to the first inlet 1120, and the first inlet 1120 and the second inlet 1130. It may include an outlet 1140 located between, but is not limited thereto.
  • the at least one outlet may be fluidically connected to a mouthpiece 1160 to be described below.
  • the housing 1110 may define an air passage.
  • the inner space defined by the inner wall of the housing 1110 may serve as an air passage through which air flows.
  • air may flow through an air passage between at least one inlet of the housing 1110 and the at least one outlet, but is not limited thereto.
  • the housing 1110 may define at least one air passage based on a direction in which air flows.
  • the housing 1110 includes a first air passage 1112 formed in a first direction, a second air passage 1114 formed in a second direction, and a third air passage 1116 formed in a third direction. It can, but is not limited to this.
  • the air introduced from the first inlet 1120 and flowing along the first air passage 1112 and the air introduced from the second inlet 1130 and flowing along the third air passage 1116 are Air may flow to the outlet 1140 through the second air passage 1114, but is not limited thereto.
  • the housing 1110 may include at least one sub-housing defining each of the at least one air passage.
  • the housing 1110 includes a first sub-housing 1111 defining the first air passage 1112, a second sub-housing 1113 defining the second air passage 1114, and the first sub-housing 1111 defining the second air passage 1114. It may include, but is not limited to, a third sub-housing 1115 defining three air passages 1116.
  • the first sub-housing 1111 may include the first inlet 1120 and define a first air passage 1112 formed in the first direction from the first inlet 1120. .
  • first inlet 1120 may be formed at one end of the first sub-housing 1111, and the other end of the first sub-housing 1111 may be connected to the second sub-housing 1113.
  • the second sub-housing 1113 may include the outlet 1140 and define a second air passage 1114 formed toward the outlet 1140 in the second direction.
  • the third sub-housing 1115 may include the second inlet 1130 and may include a third air passage 1116 formed from the second inlet 1130 in the third direction.
  • the second inlet 1130 may be formed at one end of the third sub-housing 1115, and the other end of the third sub-housing 1115 may be connected to the second sub-housing 1113.
  • first air passage 1112 and the second air passage 1114 may be fluidically connected so that air introduced from the outside from the first inlet 1120 is directed toward the outlet 1140 .
  • third air passage 1116 and the second air passage 1114 may be fluidically connected so that air introduced from the outside from the second inlet 1130 is directed toward the outlet 1140 .
  • first sub-housing 1111 and the third sub-housing 1115 may be symmetrically disposed with the second sub-housing 1113 interposed therebetween.
  • the first air passage 1112 and the third air passage 1116 may be symmetrically formed.
  • an angle between the first direction in which the first air passage 1112 is formed and the second direction in which the second air passage 1114 is formed may be 90 degrees or less. More specifically, the angle between an imaginary line from the first inlet 1120 to the center of the second sub-housing 1113 and an imaginary line from the second sub-housing 1113 to the outlet 1140 is It may be less than 90 degrees.
  • external air passing through the body part 1110 may be heated and humidified by a heating unit to be described below, and then directed to a mouthpiece to be described below through the outlet 1140 .
  • the respiratory assist device may include a mouthpiece 1160.
  • the mouthpiece 1160 may be configured to deliver the heated and humidified air to the user.
  • the mouthpiece 1160 may be detachably connected to the housing 1110 .
  • the mouthpiece 1160 when using the breathing assistance device, the mouthpiece 1160 may be connected to the housing 1110, and when not using the breathing assistance device, the housing for cleaning the mouthpiece 1160. (1110).
  • the mouthpiece 1160 may be integrally formed with the housing 1110 according to embodiments.
  • the mouthpiece 1160 may include various components for delivering the heated and humidified air to the user.
  • the mouthpiece 1160 may include a biting part 1161, a connecting part 1163, and an air outlet 1165, but is not limited thereto.
  • the biting unit 1161 may be a configuration designed for the user to bite in order to wear the respiratory assistance device.
  • the user can wear the respiratory assist device by fixing the biting part 1161 in the oral cavity.
  • connection part 1163 may be configured to be connected to the housing 1110 .
  • connection part 1163 may be detachably mounted in an area where the outlet 1140 is formed in the housing 1110 .
  • the air outlet 1165 may discharge air flowing through the air passage inside the housing 1110 .
  • the air discharged through the outlet 1140 may flow into the mouthpiece 1160 and exit through the air outlet 1165 .
  • external air introduced from at least one of the first inlet 1120 and the second inlet 1130 may be heated and humidified and discharged through the air outlet 1165, but is not limited thereto.
  • the air outlet 1165 may be designed to discharge air in a predetermined supply direction 1166 .
  • the supply direction 1166 may be different from the direction of the air discharged from the housing 1110 .
  • the supply direction 1166 may be different from the second direction 1114 in which the second air passage 1113 is formed.
  • the supply direction 1166 may be perpendicular to the second direction 1114 in which the second air passage 1113 is formed, but is not limited thereto.
  • air discharged from the air outlet 1165 may be designed to direct the user's tongue.
  • the supply direction 1166 may be a direction toward the ground.
  • This may be to prevent air from flowing directly into the respiratory tract of the user using the respiratory assistance device.
  • time for air to stay in the user's oral cavity may be secured to achieve additional heating and humidifying effects.
  • the design of the air outlet 1165 is not limited to the above description, and according to embodiments, the air outlet 1165 has a supply direction 1166 formed in the same direction as the second direction 1114. It may be designed to be
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a detailed configuration of a heating unit according to an exemplary embodiment.
  • the heating unit 1200 of the respiratory assist device may include various components for supplying heat and moisture to an air passage defined by the body unit.
  • the heating unit 1200 may include a heating module 1210, a receiving unit 1220, a cover 1230, a hygroscopic member 1240, and a fixing member 1250, but is not limited thereto. .
  • the heating module 1210 may be configured to generate heat based on power. Specifically, the heating module 1210 generates heat by receiving power from a power supply unit to heat the air passage in the breathing assistance device. can supply
  • the heating module 1210 may be a ceramic heater, but is not limited thereto.
  • the heating module 1210 may be designed in various shapes.
  • the heating module 1210 may have a rectangular shape, but is not limited thereto, and may have a rectangular shape with curved corners or an elliptical shape.
  • one end of the heating module 1210 may be connected to the receiving part 1220.
  • the accommodating part 1220 may include a predetermined inner space 1225, and one end of the heating module 1210 may be inserted into and fixed to the predetermined inner space 1225.
  • the accommodating part 1220 may be configured to fix the heating module 1210. Specifically, the accommodating portion 1220 may contact one end of the heating module 1210 and both side surfaces of the heating module 1210 to fix the heating module 1210 .
  • the accommodating part 1220 may include an injection structure 1221 surrounding both side surfaces of the heating module 1210 .
  • the injection structure 1221 may be thicker than the heating module 1211 .
  • the injection structure 1221 may include a protrusion for mounting the heating unit 1200 to the housing 1110 as shown in FIG. 4 .
  • the heating unit 1200 may be mounted on the housing 1110 in a sliding manner through the protrusion, but is not limited thereto.
  • first region 1211 of the heating module 1210 may be inserted into a predetermined inner space 1225 of the accommodating part 1220, and the second region 1212 of the heating module 1210 It may not be inserted into the inner space 1225.
  • the heating unit 1200 when the heating unit 1200 is mounted on the housing 1110 as shown in FIG. 4 , the first area 1211 of the heating module 1210 will not come into contact with the air flowing inside the housing 1110. and the second region 1212 of the heating module 1210 may come into contact with air flowing inside the housing 1110. However, preferably, since the hygroscopic member 1240 is attached to the surface of the second area 1212 of the heating module 1210, the first area 1211 and the second area 1212 are the housing 1110 ) may not come into contact with the air flowing through it.
  • a temperature sensor 1410 may be disposed in a predetermined inner space 1225 of the accommodating part 1220 .
  • a PCB on which the temperature sensor 1410 is disposed may be embedded in the accommodating part 1220 .
  • the temperature sensor 1410 may be configured to measure the temperature of the heating module 1210. Specifically, the temperature sensor 1410 may measure the temperature of the first area 1211 of the heating module 1210 inserted into the predetermined inner space 1225 . For example, the temperature sensor 1410 may measure the temperature of the heating module 1210 by contacting the first region 1211 of the heating module 1210 or by being spaced apart by a predetermined distance.
  • the temperature sensor 1410 may be attached to the surface of the heating module 1210.
  • a PCB on which a temperature sensor 1410 is disposed may be attached to at least one part of the heating module 1210 .
  • the temperature sensor 1410 may sense the temperature of the heating module 1210.
  • the temperature sensor 1410 may be attached to the first region 1211 of the heating module 1210 to sense the temperature of the heating module 1210, but is not limited thereto.
  • the other end of the heating module 1210 may be connected to the cover part 1230.
  • the cover part 1230 may be configured to protect the accommodating part 1220 or the heating module 1210 .
  • the cover part 1230 may include at least one hole through which air is introduced from the outside.
  • the cover part 1230 may include at least one hole through which external air flows into the passage of the body part.
  • the cover part 1230 may include four oval-shaped curved holes, but is not limited thereto, and the number and shape of the at least one hole may be designed in various ways according to embodiments.
  • the heating module 1210 may contact the hygroscopic member 1240 .
  • the hygroscopic member 1240 may be attached to at least a portion of an outer surface of the heating module 1210 that generates heat.
  • the second region 1212 of the heating module 1210 that is not inserted into the accommodating part 1220 may contact the hygroscopic member 1240, but is not limited thereto.
  • the hygroscopic member 1240 may be attached to the heating module 1210 in a form surrounding the heating module 1210 .
  • the hygroscopic member 1240 may be configured to supply moisture.
  • the hygroscopic member 1240 may be made of a material capable of storing liquid. Specifically, the hygroscopic member 1240 may be in a wet or dry state.
  • the hygroscopic member 1240 may be a sponge made of a PVA material capable of holding a liquid, but is not limited thereto, and may also be a hydrogel.
  • a sponge made of PVA may be preferably used as the hygroscopic member 1240.
  • the pore size of the hygroscopic member 1240 may be about 100 to 120 micrometers, but is not limited thereto.
  • the hygroscopic member 1240 may be configured to supply moisture to an air passage inside the body part.
  • the hygroscopic member 1240 may emit water molecules by receiving heat generated by the heating module 1220, but is not limited thereto.
  • the hygroscopic member 1240 may emit droplets or vapor in a gaseous state.
  • the hygroscopic member 1240 may be detachably connected to the heating module 1210 . Specifically, the hygroscopic member 1240 may be attached to or detached from at least a portion of the heating module 1210 . For example, the hygroscopic member 1240 may be attached to or detached from the second region 1212 of the heating module 1210, but is not limited thereto.
  • the hygroscopic member 1240 may have a shape corresponding to that of the heating module 1210 . Specifically, the hygroscopic member 1240 may have a shape corresponding to the second region ( ) of the heating module 1210 . For example, the hygroscopic member 1240 may have a square shape, but is not limited thereto, and may have a square shape with rounded corners or an oval shape.
  • the fixing member 1250 may be configured to assist in fixing the hygroscopic member 1240 when the hygroscopic member 1240 is attached to the heating module 1210 .
  • the fixing member 1250 may have a size corresponding to an area where the hygroscopic member 1240 is mounted in the heating module 1210 .
  • the fixing member 1250 may have a honeycomb structure. Specifically, the fixing member 1250 may have a honeycomb structure so that water molecules can be released from the hygroscopic member 1240 .
  • FIG. 4 is a view for explaining a connection relationship between a body part and a heating part according to an exemplary embodiment.
  • the respiratory assist device 1000 may be configured by connecting a body part 1100 and at least one heating part 1201 or 1202 .
  • the at least one heating unit 1201 and 1202 may be detachably connected to at least a portion of the housing 1110 .
  • the at least one heating part 1201 or 1202 may be disposed inside the housing 1110 .
  • the first use state may mean a state for the user to use the respiratory assist device 1000.
  • the heating module of the at least one heating part and the hygroscopic member may supply heat and moisture to the inside of the air passage defined by the housing.
  • the at least one heating unit 1201 or 1202 may be separated from the housing.
  • the second use state may mean a state in which the user separates or combines the heating module and the hygroscopic member of the heating unit, or a state in which the breathing assistance device 1000 is not used.
  • the user may store water in the hygroscopic member by wetting the hygroscopic member in water.
  • the at least one heating unit 1201 and 1202 may be completely separated from the housing 1110, but is not limited thereto, and may not be completely separated because at least a portion thereof is fastened to the housing 1110.
  • the present invention is not limited thereto, and the at least one heating part 1201 or 1202 may be configured separately from the housing 1110 or may be integrally formed.
  • the at least one heating part 1201 and 1202 may be mounted to the housing 1110 through at least one inlet 1120 and 1130 included in the housing 1110, but is not limited thereto.
  • the first heating unit 1201 may be mounted to the housing 1110 through the first inlet 1120 formed at one end of the first sub-housing 1111, and the second heating unit 1202 It may be inserted into the body part 1100 through the second inlet 1130 formed at one end of the third sub-housing 1115 and disposed, but is not limited thereto.
  • one end of the first sub-housing 1111 may be connected to the first heating part 1201, and the other end of the first sub-housing 1111 may be connected to the second sub-housing 1113.
  • one end of the third sub-housing 1115 may be connected to the second heating unit 1202, and the other end of the third sub-housing 1115 may be connected to the second sub-housing 1113.
  • the heating module of the first heating unit may be disposed inside the first air passage defined inside the first sub-housing 1111, and the heating module of the second heating unit may be disposed in the third sub-housing ( 1115) may be disposed inside the third air passage defined therein, but is not limited thereto.
  • the heating module of the first heating unit may supply heat to the inside of the first air passage
  • the heating module of the second heating unit may supply heat to the inside of the third air passage
  • cover part of the first heating part may correspond to the diameter of the first inlet 1120
  • cover part of the second heating part may correspond to the diameter of the second inlet 1130, but is not limited thereto.
  • the diameter of the heating module of the first heating unit may be smaller than the diameter of the first inlet 1120, and the diameter of the heating module of the second heating unit may be smaller than the diameter of the second inlet 1130, Not limited to this.
  • a respiratory assist device may include one heating unit.
  • the heating unit may be connected to a side opposite to the side of the housing connected to the mouthpiece.
  • the heating module of the heating unit may be disposed inside the first air passage defined by the first sub-housing 1111 and inside the third air passage defined by the third sub-housing 1115.
  • the heating module of the heating unit may be disposed inside the first air passage defined by the first sub-housing 1111 and inside the third air passage defined by the third sub-housing 1115.
  • the heating module of the heating unit may supply heat to the first air passage and the third air passage.
  • Figure 5 is an enlarged view of the portion P of Figure 4 to explain the electrical connection state between each component of the breathing assistance device when the heating unit is mounted according to an embodiment.
  • the respiratory support device may include a controller 1500.
  • the PCB of the control unit 1500 may be disposed inside the housing (see 1110 in FIG. 4 ).
  • the PCB of the controller 1500 may be disposed inside the second sub-housing (see 1113 in FIG. 4 ).
  • the PCB of the control unit 1500 is disposed between the first heating unit 1201 and the second heating unit 1202 when the at least one heating unit 1201 or 1202 is mounted in a housing. It may be, but is not limited thereto.
  • control unit 1500 may be electrically connected to the at least one heating unit 1201 or 1202 .
  • control unit 1500 and at least one heating unit 1201 or 1202 may be electrically connected through pogo pins 50 or 60.
  • the first heating unit 1201 may include first pogo pins 50
  • the controller 1500 may use second pogo pins 60 corresponding to the first pogo pins 50.
  • the first pogo pins 50 of the first heating unit 1201 contact the second pogo pins 60 of the control unit 1500, so that the control unit 1500 and the first heating unit ( 1201) may be electrically connected.
  • the first heating part 1201 and the control part 1500 may be electrically connected through an electric wire.
  • control unit 1500 is electrically connected to a temperature sensor (see 1410 in FIG. 3 ) disposed inside the at least one heating unit 1201 and 1202, and measures the temperature of the heating module from the temperature sensor. Sensing data may be received.
  • a temperature sensor see 1410 in FIG. 3
  • the breathing assistance device may include a power supply.
  • the power unit may be disposed outside the housing.
  • the power unit may be disposed separately from the housing, and may be attached to a user's body part (eg, arm) when used by the user, but is not limited thereto.
  • the power supply unit may be electrically connected to the at least one heating unit 1201 or 1202 .
  • the power supply unit may be electrically connected to the heating module of the at least one heating unit 1201 or 1202 to supply power to the heating module.
  • the power supply unit may be connected to the second pogo pins 60 of the control unit 1500 through an electric line. Also, in this case, the power supply unit may be electrically connected to the heating module through an electrical connection between pogo pins.
  • the respiratory assist device may include a case in the form of a necklace that can be worn around the user's neck.
  • an electric wire connected from the power supply unit may be disposed inside the case.
  • a connector may be disposed at one end of the electric line, and may be connected to the control unit 1500 through the connector.
  • it may be electrically connected to the heating module 1210 through the pogo pins 60 disposed in the controller 1500.
  • the power unit may be electrically connected to the control unit 1500 .
  • the power unit may receive an electrical signal from the controller 1500 and supply power to the heating module based on the electrical signal.
  • a temperature control method through the power supply unit, control unit, temperature sensor, and heating module will be described in detail below.
  • Figure 6 is a view showing a cross-section of an air passage defined inside the respiratory assist device according to an embodiment.
  • Figure 6 (a) is a cross-sectional view of the breathing assistance device 1000 according to an embodiment along line A-A ⁇ .
  • Figure 6 (b) is a cross-sectional view of the breathing assistance device 1000 according to an embodiment along line B-B ⁇ .
  • Figure 6 (c) is a cross-sectional view of the breathing assistance device 1000 according to an embodiment along the line C-C ⁇ .
  • an inlet through which external air is introduced may be defined based on at least one hole 1235 of the cover part 1230 .
  • external air may be introduced into the housing through at least one hole 1235 formed in the cover part 1230 of the heating unit.
  • a gap may be defined between the inner wall of the housing and the outer surface of the heating unit, .
  • An air layer 100 for air to flow into the respiratory assist device through the gap may be formed.
  • the air layer 100 may refer to a space between the inner wall of the housing 1110 and the heating part 1203 .
  • an air layer 100 through which external air flows is formed in a space between the inner wall of the housing 1110 and the hygroscopic member. may, but is not limited thereto.
  • heated water molecules from the hygroscopic member attached to the heating module may be released into the air layer 100 .
  • the heated water molecules may be mixed with the outside air passing through the air layer 100 , the outside air may be heated and humidified.
  • the thickness of the air layer 100 may be constant within a predetermined error range according to the internal position of the respiratory assistance device 1000.
  • the thickness of the air layer 100 may be the distance between the inner wall of the housing 1110 and the heating unit 1203.
  • the cross-sectional area of the air layer 100 can be kept uniform by designing a constant thickness of the air layer 100 inside the respiratory assistance device 1000.
  • the thickness of the air layer 100 at C-C ⁇ of may be uniform, but is not limited thereto.
  • the thickness of the air layer 100 may be designed in consideration of the temperature and pressure difference between the inlet and the air outlet of the respiratory assist device 1000.
  • FIG. 7 is an experimental result showing a difference in temperature and pressure between an inlet and an air outlet according to a change in thickness of an air layer.
  • the temperature difference of the air between the inlet and the air outlet may be an indicator representing the cold weather performance of the respiratory assistance device.
  • a large difference in air temperature between the inlet and the air outlet means that cold air is introduced and warm air is discharged, so it may mean that the winterization performance is good.
  • the temperature of the air entering the user's mouth decreases linearly from about 20 degrees Celsius to 1 degree Celsius.
  • the heating performance of the respiratory assist device may be improved.
  • the difference in air pressure between the inlet and the air outlet may be an indicator of breathing convenience of the user of the respiratory assistance device.
  • the large air pressure difference between the inlet and the air outlet may mean that the user's suction strength required to inhale a certain amount of air is large, resulting in poor convenience.
  • the pressure difference between the inlet and the air outlet decreases exponentially from about 825 Pa to 23 Pa. This may be because the user must breathe with a very strong suction force in order to secure a sufficient breathing volume when the thickness of the air layer is thin.
  • the thickness of the air layer of the respiratory assist device may be about 1.5 mm, but is not limited thereto.
  • the respiratory assist device may maintain a constant intake temperature of the user by controlling the temperature of the heating module for heating the external air within a predetermined range. Specifically, by maintaining the temperature of the heating module at a constant temperature, the amount of humidification discharged to the air passage may be adjusted according to the temperature difference between the temperature of the outside air and the temperature of the heating module.
  • FIG. 8 is a view for explaining a temperature control system of a respiratory assist device according to an embodiment.
  • a respiratory assist device may include a temperature control system 1600 .
  • the respiratory assist device may control the temperature of the heating module 1215 based on the feedback algorithm of the temperature control system 1600.
  • the heating module 1215 may receive power from the power supply unit 1300 and supply heat to the air passage inside the body unit 1100 .
  • the power supplied to the heating module 1215 may be determined based on the temperature of the heating module 1215.
  • the temperature sensor 1450 included in the sensing unit of the breathing assist device may measure the temperature of the heating module 1215. At this time, the temperature sensor 1450 may generate sensing data corresponding to the temperature of the heating module 1215 .
  • the temperature sensor 1450 may transmit the sensing data to the controller 1500 .
  • control unit 1500 may determine power of the power supply unit 1300 based on the sensing data. Specifically, the control unit 1500 may adjust the supply power of the power supply unit 1300 based on the temperature of the heating module 1215 confirmed from the sensing data.
  • control unit 1500 may control the power unit 1300 so that the temperature of the surface of the heating module 1215 is constant.
  • the control unit 1500 may adjust the supply power of the power supply unit 1300 so that the surface temperature of the heating module 1215 is maintained at 75 degrees, but is not limited thereto.
  • control unit 1500 may determine whether to increase or decrease the power. For example, the control unit 1500 may increase the power of the power supply unit 1300 when the temperature of the surface of the heating module 1215 is less than 75 degrees, and the temperature of the surface of the heating module 1215 is 75 degrees. In this case, power of the power supply unit 1300 may be reduced.
  • control unit 1500 may control the power supply unit 1300 so that the surface temperature of the heating module 1215 is maintained within a predetermined range. Specifically, the control unit 1500 may adjust the supply power of the power supply unit 1300 so that the surface temperature of the heating module 1215 is maintained within a range of about 3 degrees from 75 degrees.
  • the power supply unit 1400 may supply power to the heating module 1215 under the control of the control unit 1500.
  • the amount of water molecules humidified into the housing may be determined according to the difference between the temperature of the outside air and the temperature of the heating module 1215 . Specifically, as the temperature difference between the outside air and the heating module 1215 increases, the amount of water discharged from the hygroscopic member may increase, and the temperature difference between the outside air and the heating module 1215 decreases. As it increases, the amount of water discharged from the hygroscopic member may decrease.
  • control unit 1500 can control the amount of water discharged by constantly controlling the temperature of the heating module 1215 .
  • a temperature difference between the outside air and the heating module 1215 may be defined according to the temperature of the outside air, and accordingly, the amount of water discharged may be determined. there is.

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Abstract

일 실시예에 따르면, 저온 환경에서의 사용자 호흡을 보조하기위한 장치로서, 제1 공기 통로를 정의하는 제1 서브하우징 및 제2 공기 통로를 정의하는 제2 서브하우징을 포함하는 하우징(1110); 연결부, 바이팅부 및 공기 배출구를 포함하는 마우스피스(1160); 상기 하우징에 탈착 가능하게 연결되는 히팅 모듈(1210) 및 상기 히팅 모듈에 탈착 가능하게 접촉하는 흡습성 부재(1240) - 이때, 상기 흡습성 부재는 상기 히팅 모듈에 의해 열을 공급받을 수 있도록 상기 제1 공기 통로 내에 배치됨 -; 을 포함하고, 젖은 상태의 상기 흡습성 부재(1240)는 상기 제1 공기 통로에 가열된 물분자들을 공급하는 호흡 보조 장치가 제공될 수 있다.

Description

호흡 보조 장치
본 발명은 외부 공기를 가열 및 가습하여 사용자의 구강에 전달하는 호흡 보조 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 히팅 모듈과 흡습성 부재를 이용하여 외부로부터 유입된 공기에 열과 수분을 공급함으로써 사용자에게 따뜻하고 습윤한 공기를 제공하는 호흡 보조 장치에 관한 것이다.
사용자가 호흡할 때 흡입하는 공기의 온도나 습도는 사용자의 호흡 기관 및 심폐 기관의 건강과 관련이 깊다. 구체적으로, 차고 건조한 공기에 과다하게 노출되는 경우, 사용자의 기도나 기관지 등의 호흡 기관 및 폐 등의 심폐 기관에 각종 질병이 유발될 수 있다.
특히, 겨울철 야외 스포츠를 즐기는 사용자의 경우, 상술한 위험에 노출되는 빈도가 훨씬 높아서, 호흡 기관 및 심폐 기관의 질병을 예방하기 위한 수단이 필요하다.
최근 이러한 문제를 해결하기 위해, 방한 성능이 뛰어난 마스크 제품이 시중에 활발히 유통되고 있다. 다만, 방한 마스크의 경우, 사용자의 호흡을 차단함으로써 찬 공기의 유입을 방지하기 때문에, 스포츠를 즐기는 사용자의 사용 편의성에 문제가 있다.
본 발명의 일 과제는 외부로부터 유입된 찬 공기를 습윤하고 따뜻한 공기로 배출하는 것이다.
일 실시예에 따르면, 저온 환경에서의 사용자 호흡을 보조하기위한 장치로서, 제1 공기 통로를 정의하는 제1 서브하우징 및 제2 공기 통로를 정의하는 제2 서브하우징을 포함하는 하우징 - 이때, 상기 제1 서브하우징은 외부 공기가 상기 하우징으로 유입되도록 설계된 제1 인렛을 포함하고, 상기 제2 서브하우징은 내부 공기가 상기 하우징으로부터 유출되도록 설계된 아웃렛을 포함하고, 상기 제1 공기 통로 및 상기 제2 공기 통로는 상기 제1 인렛 및 아웃렛 사이에 유체학적으로 연결되어 형성됨 -; 연결부, 바이팅부 및 공기 배출구를 포함하는 마우스피스 - 이때, 상기 마우스피스는 상기 아웃렛을 통해 유출되는 공기가 통하도록 상기 연결부를 통해 상기 아웃렛에 탈착 가능하게 연결되고, 상기 마우스피스는 상기 사용자가 상기 장치를 작용하는 경우 상기 아웃렛을 통해 유출되는 공기를 상기 공기 배출구를 통해 상기 제2 공기 통로의 방향과 상이한 공급 방향으로 상기 사용자에게 공급함 - ; 상기 하우징에 탈착 가능하게 연결되는 히팅 모듈 - 이때, 상기 히팅 모듈은 상기 하우징에 연결될 때 상기 히팅 모듈의 일부는 상기 제1 공기 통로 내부에 배치되어 상기 제1 공기 통로에 열을 공급함 - ; 및 상기 히팅 모듈에 탈착 가능하게 접촉하는 흡습성 부재 - 이때, 상기 흡습성 부재는 상기 히팅 모듈에 의해 열을 공급받을 수 있도록 상기 제1 공기 통로 내에 배치됨 - ; 을 포함하고, 젖은 상태의 상기 흡습성 부재는 상기 제1 공기 통로에 가열된 물분자들을 공급하는 호흡 보조 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급하지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부로부터 유입된 찬 공기를 습윤하고 따뜻한 공기로 배출하는 호흡 보조 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 효과들이 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세성 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 바디부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 가열부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 바디부와 가열부의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 가열부가 장착되는 경우의 호흡 보조 장치의 각 구성들 간의 전기적 접속 상태를 설명하기 위해 도 4의 P 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치 내부에 정의되는 공기통로의 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 공기층의 두께 변화에 따른 인렛 및 공기 배출구 사이의 온도 및 압력의 차이를 나타내는 실험 결과이다.
도 8은 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치의 온도 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부분" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 저온 환경에서의 사용자 호흡을 보조하기위한 장치로서, 제1 공기 통로를 정의하는 제1 서브하우징 및 제2 공기 통로를 정의하는 제2 서브하우징을 포함하는 하우징 - 이때, 상기 제1 서브하우징은 외부 공기가 상기 하우징으로 유입되도록 설계된 제1 인렛을 포함하고, 상기 제2 서브하우징은 내부 공기가 상기 하우징으로부터 유출되도록 설계된 아웃렛을 포함하고, 상기 제1 공기 통로 및 상기 제2 공기 통로는 상기 제1 인렛 및 아웃렛 사이에 유체학적으로 연결되어 형성됨 -; 연결부, 바이팅부 및 공기 배출구를 포함하는 마우스피스 - 이때, 상기 마우스피스는 상기 아웃렛을 통해 유출되는 공기가 통하도록 상기 연결부를 통해 상기 아웃렛에 탈착 가능하게 연결되고, 상기 마우스피스는 상기 사용자가 상기 장치를 작용하는 경우 상기 아웃렛을 통해 유출되는 공기를 상기 공기 배출구를 통해 상기 제2 공기 통로의 방향과 상이한 공급 방향으로 상기 사용자에게 공급함 - ; 상기 하우징에 탈착 가능하게 연결되는 히팅 모듈 - 이때, 상기 히팅 모듈은 상기 하우징에 연결될 때 상기 히팅 모듈의 일부는 상기 제1 공기 통로 내부에 배치되어 상기 제1 공기 통로에 열을 공급함 - ; 및 상기 히팅 모듈에 탈착 가능하게 접촉하는 흡습성 부재 - 이때, 상기 흡습성 부재는 상기 히팅 모듈에 의해 열을 공급받을 수 있도록 상기 제1 공기 통로 내에 배치됨 - ; 을 포함하고, 젖은 상태의 상기 흡습성 부재는 상기 제1 공기 통로에 가열된 물분자들을 공급하는 호흡 보조 장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 제1 공기 통로의 방향 및 상기 제2 공기 통로의 방향 사이의 각도는 90도 이하일 수 있다.
여기서, 상기 하우징은 제3 공기 통로를 정의하는 제3 서브하우징을 포함하고, 상기 제3 서브하우징은 외부 공기가 상기 하우징으로 유입되도록 설계되는 제2 인렛을 포함하고, 상기 제3 공기 통로 및 상기 제2 공기 통로는 상기 제2 인렛 및 상기 아웃렛 사이에 유체학적으로 연결되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제3 공기 통로의 방향 및 상기 제2 공기 통로의 방향 사이의 각도는 90도 이하일 수 있다.
여기서, 상기 히팅 모듈은 상기 하우징에 연결될 때, 상기 제1 공기 통로의 내부 및 상기 제3 공기 통로의 내부에 배치되고, 상기 제1 공기 통로 및 상기 제3 공기 통로에 열을 공급할 수 있다.
여기서, 상기 히팅 모듈은 제1 히팅 모듈 및 제2 히팅 모듈을 포함하고, 상기 제1 히팅 모듈은 상기 제1 공기 통로 내부에 배치되되, 상기 제2 히팅 모듈은 상기 제3 공기 통로 내부에 배치되고, 상기 제1 히팅 모듈은 상기 제1 공기 통로에 열을 공급하고, 상기 제2 히팅 모듈은 상기 제3 공기 통로에 열을 공급할 수 있다.
여기서, 상기 히팅 모듈의 제1 영역이 삽입되어 고정되는 수용부;를 더 포함하고, 상기 수용부의 적어도 일부분에 배치되어 상기 히팅 모듈의 표면의 온도를 센싱하는 온도 센서;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 온도 센서는 상기 히팅 모듈의 상기 제1 영역의 적어도 일부분과 오버랩되도록 상기 수용부의 적어도 일부분에 장착될 수 있다.
여기서, 상기 히팅 모듈에 전력을 공급하는 전원부;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전원부는 상기 하우징 외부에 배치되고, 상기 히팅 모듈은 상기 전원부에 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 전원부 및 상기 온도 센서에 전기적으로 연결되어 상기 전원부를 제어하는 제어부; 를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 히팅 모듈의 표면의 온도가 일정하도록 상기 전원부를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 히팅 모듈의 표면의 온도가 미리 정해진 온도에서 소정 범위 내외로 유지되도록 상기 전원부를 제어할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 제2 서브하우징 내부에 배치되되, 상기 온도 센서로부터 센싱된 온도를 기초로 상기 전원부의 전력을 조정할 수 있다.
여기서, 상기 히팅 모듈의 일단이 삽입되어 고정되는 수용부;를 더 포함하고, 상기 히팅 모듈은 상기 수용부로 삽입되는 제1 영역 및 상기 수용부로 삽입되지 않는 제2 영역을 포함하고, 상기 흡습성 부재는 상기 히팅 모듈의 제2 영역을 감싸도록 배치될 수 있다.
여기서, 젖은 상태의 상기 흡습성 부재는 상기 제1 공기 통로에 상기 가열된 물분자들을 증기 상태로 공급할 수 있다.
여기서, 상기 흡습성 부재는 PVA 소재로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 하우징 및 상기 흡습성 부재 사이의 거리는 상기 제1 인렛에서의 공기의 온도와 상기 공기 배출구에서의 공기의 온도의 차이 및 상기 제1 인렛에서의 공기의 압력과 상기 공기 배출구에서의 공기의 압력의 차이 중 적어도 하나를 고려하여 설계될 수 있다.
여기서, 상기 하우징 및 상기 흡습성 부재 사이의 거리는 1.5mm일 수 있다.
본 명세서는 상술한 목적을 달성하기 위한 호흡 보조 장치를 제안한다.
도 1은 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치(1000)는 호흡 보조 장치의 내부를 흐르는 공기를 가열 및 가습하기 위한 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 호흡 보조 장치는 바디부(1100), 가열부(1200), 전원부(1300), 센싱부(1400), 및 제어부(1500)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때, 상기 바디부(1100)는 상기 호흡 보조 장치(1000) 내의 공기의 흐름을 규정할 수 있다. 구체적으로, 상기 바디부(1100)는 상기 바디부(1100) 내부에는 내벽에 의해 규정되는 내부 공간이 형성될 수 있고, 상기 내부 공간이 공기가 이동하는 통로 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 바디부(1100)는 공기 유입구와 공기 배출구를 포함할 수 있다. 이때, 상기 공기 유입구의 압력과 상기 공기 배출구의 압력의 차이에 의해 상기 바디부(1100) 내부의 공기가 이동할 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치(1000)를 장착한 사용자가 상기 공기 배출구를 통해 공기를 흡입하는 경우, 공기 유입구를 통해 유입된 외부 공기가 상기 바디부(1100)를 따라 사용자의 호흡기로 흐를 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 가열부(1200)는 상기 호흡 보조 장치(1000) 내부에 열을 공급할 수 있다. 구체적으로, 상기 가열부(1200)는 상기 바디부(1100) 내부의 공기 통로에 열을 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 가열부(1200)는 상기 바디부(1100) 내부에 정의된 공기 통로에 배치되어 상기 통로로 열을 공급할 수 있고, 이에 따라, 상기 통로 내부를 흐르는 공기를 가열할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 가열부(1200)는 상기 호흡 보조 장치(1000) 내부에 습기를 공급할 수 있다. 구체적으로, 상기 가열부(1200)는 상기 바디부(1100) 내부의 공기 통로에 습기를 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 가열부(1200)는 상기 바디부(1100) 내부에 정의되는 공기 통로에 배치되어 상기 통로로 습기를 공급할 수 있고, 이에 따라, 상기 통로 내부를 흐르는 공기를 가습할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열부(1200)가 습기를 공급하는 구체적인 원리에 대해서는 하기에서 설명한다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치(1000)를 장착한 사용자가 상기 공기 배출구를 통해 공기를 흡입하는 경우, 유입된 외부 공기가 상기 가열부(1200)에 의해 가열 및 가습되어 사용자의 호흡기로 흐를 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 전원부(1300)는 상기 호흡 보조 장치(1000)에 전력을 공급할 수 있다.
구체적으로, 상기 전원부(1300)는 상기 가열부(1200)에 전력을 공급할 수 있다. 이때, 상기 전원부(1300)는 상기 가열부(1200)에 전기적으로 연결되어 상기 가열부(1200)에 전력을 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 가열부(1200)는 상기 전원부(1300)로부터 공급받은 전력을 기초로 열을 공급할 수 있다.
또한, 상기 센싱부(1400)는 온도를 센싱할 수 있다. 구체적으로, 상기 센싱부(1400)는 상기 가열부(1200)의 일부분의 온도를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱부(1400)는 상기 가열부(1200)의 일부분에 부착되어, 상기 가열부(1200)의 온도를 센싱하는 온도 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱부(1400)는 상기 센싱된 온도를 기초로 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 센싱부(1400)는 상기 가열부(1200)의 온도를 센싱할 수 있고, 상기 센싱된 온도를 기초로 센싱 데이터를 생성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 센싱부(1400)는 상기 센싱 데이터를 하술할 제어부(1500)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 제어부(1500)는 호흡 보조 장치(1000)의 동작을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(1500)는 전원부(1300)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1500)는 상기 전원부(1300)로부터 출력되는 전력을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제어부(1500)는 상기 전원부(1300)로부터 출력되는 전력의 크기를 조정할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제어부(1500)는 상기 센싱부(1400)로부터 수신한 센싱 데이터를 기초로 상기 전원부(1300)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(1500)는 상기 가열부(1200)의 온도를 반영하는 센싱 데이터를 수신하여, 이를 기초로 상기 전원부(1300)로부터 출력되는 전력의 크기를 조정할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(1500)는 상기 가열부(1200)의 온도가 미리 정해진 온도 값으로 유지되도록 상기 전원부(1300)의 전력을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(1500)는 상기 가열부(1200)의 온도가 75도로 유지되도록 상기 전원부(1300)의 전력을 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 실시예에 따라 미리 정해진 온도로 유지되도록 상기 전원부(1300)의 전력을 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(1500)는 상기 가열부(1200)의 온도가 75도 미만인 경우, 상기 전원부(1300)의 전력을 증가시킬 수 있고, 상기 가열부(1200)의 온도가 75도 이상인 경우, 상기 전원부(1300)의 전력을 감소시킬 수 있다.
또한, 이에 한정되지 않고, 상기 제어부(1500)는 상기 가열부(1200)의 온도가 소정 범위 내에서 유지되도록 상기 전원부(1300)의 전력을 제어할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 2는 일 실시예에 따른 바디부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 바디부(1100)는 공기가 흐르는 공기 통로를 규정하기 위한 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 바디부(1100)는 하우징(1110) 및 마우스피스(1160)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때, 상기 하우징(1110)은 적어도 하나의 인렛과 적어도 하나의 아웃렛을 포함할 수 있다. 이때, 외부 공기는 상기 적어도 하나의 인렛을 통해 상기 하우징(1110) 내부로 유입되어 상기 적어도 하나의 아웃렛을 통해 상기 하우징(1110)으로부터 유출될 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(1110)은 위치가 상이한 두개의 인렛과 하나의 아웃렛을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 하나의 인렛과 하나의 아웃렛을 포함할 수도 있고, 세개 이상의 인렛과 하나의 아웃렛을 포함할 수도 있다.
구체적인 예로, 상기 하우징(1110)은 제1 인렛(1120), 상기 제1 인렛(1120)에 대칭되게 위치하는 제2 인렛(1130) 및 상기 제1 인렛(1120) 및 상기 제2 인렛(1130) 사이에 위치하는 아웃렛(1140)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 적어도 하나의 아웃렛은 하술할 마우스피스(1160)에 유체학적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 하우징(1110)은 공기 통로를 규정할 수 있다. 구체적으로, 상기 하우징(1110)의 내벽에 의해 규정된 내부 공간은 공기가 흐르는 공기 통로의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(1110)의 적어도 하나의 인렛 및 상기 적어도 하나의 아웃렛 사이의 공기 통로를 통해 공기가 흐를 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 하우징(1110)은 공기가 흐르는 방향을 기초로 적어도 하나의 공기 통로를 정의할 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(1110)은 제1 방향으로 형성된 제1 공기 통로(1112), 제2 방향으로 형성된 제2 공기 통로(1114) 및 제3 방향으로 형성된 제3 공기 통로(1116)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 제1 인렛(1120)으로부터 유입되어 상기 제1 공기 통로(1112)를 따라 흐르는 공기 및 상기 제2 인렛(1130)으로부터 유입되어 상기 제3 공기 통로(1116)를 따라 흐르는 공기는 상기 제2 공기 통로(1114)를 통해 상기 아웃렛(1140)으로 흐를 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 하우징(1110)은 상기 적어도 하나의 공기 통로 각각을 규정하는 적어도 하나의 서브 하우징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(1110)은 상기 제1 공기 통로(1112)를 규정하는 제1 서브하우징(1111), 상기 제2 공기 통로(1114)를 규정하는 제2 서브하우징(1113) 및 상기 제3 공기 통로(1116)를 규정하는 제3 서브하우징(1115)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
보다 구체적으로, 상기 제1 서브하우징(1111)은 상기 제1 인렛(1120)을 포함하며, 상기 제1 인렛(1120)으로부터 상기 제1 방향으로 형성된 제1 공기 통로(1112)를 규정할 수 있다.
또한, 제1 서브 하우징(1111)의 일단에는 상기 제1 인렛(1120)이 형성될 수 있고, 상기 제1 서브 하우징(1111)의 타단은 상기 제2 서브 하우징(1113)과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2 서브하우징(1113)은 상기 아웃렛(1140)을 포함하며, 상기 제2 방향으로 상기 아웃렛(1140)을 향해 형성된 제2 공기 통로(1114)를 규정할 수 있다.
또한, 상기 제3 서브하우징(1115)은 상기 제2 인렛(1130)을 포함하며, 상기 제2 인렛(1130)으로부터 상기 제3 방향으로 형성된 제3 공기 통로(1116)를 포함할 수 있다.
또한, 제3 서브 하우징(1115)의 일단에는 상기 제2 인렛(1130)이 형성될 수 있고, 상기 제3 서브 하우징(1115)의 타단은 상기 제2 서브 하우징(1113)과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 공기 통로(1112) 및 상기 제2 공기 통로(1114)는 제1 인렛(1120)으로부터 외부로부터 유입된 공기가 상기 아웃렛(1140)을 향하도록 유체학적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제3 공기 통로(1116) 및 상기 제2 공기 통로(1114)는 제2 인렛(1130)으로부터 외부로부터 유입된 공기가 상기 아웃렛(1140)을 향하도록 유체학적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 서브하우징(1111) 및 상기 제3 서브하우징(1115)은 상기 제2 서브하우징(1113)을 사이에 두고 대칭적으로 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 공기 통로(1112) 및 상기 제3 공기 통로(1116)는 대칭적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 공기 통로(1112)가 형성된 상기 제1 방향 및 상기 제2 공기 통로(1114)가 형성된 상기 제2 방향 사이의 각도는 90도 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 인렛(1120)으로부터 상기 제2 서브하우징(1113)의 중심까지의 가상의 선과 상기 제2 서브하우징(1113)으로부터 상기 아웃렛(1140)까지의 가상의 선 사이의 각도는 90도 이하일 수 있다.
이는, 상기 호흡 보조 장치의 무게 중심을 인체에 가깝게 하기 위함일 수 있다. 구체적으로, 사용자가 상기 호흡 보조 장치를 물고 있는 경우, 상기 호흡 보조 장치의 무게 중심이 사용자에 가까울수록 착용감이 편리할 수 있다.
또한, 상기 바디부(1110)를 통과한 외부 공기는 하술할 가열부에 의해 가열 및 가습되어 상기 아웃렛(1140)을 통해 하술할 마우스피스로 향할 수 있다.
또한, 상기 호흡 보조 장치는 마우스피스(1160)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 마우스피스(1160)는 사용자에게 상기 가열 및 가습된 공기를 전달하기 위한 구성일 수 있다.
또한, 상기 마우스피스(1160)는 상기 하우징(1110)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 호흡 보조 장치를 사용하는 경우, 상기 마우스피스(1160)는 상기 하우징(1110)에 연결될 수 있고, 상기 호흡 보조 장치를 사용하지 않는 경우, 마우스피스(1160)의 세척을 위해 상기 하우징(1110)으로부터 분리될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 실시예에 따라 상기 마우스피스(1160)는 상기 하우징(1110)과 일체로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 마우스피스(1160)는 사용자에게 상기 가열 및 가습된 공기를 전달하기 위한 다양한 구성들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 마우스피스(1160)는 바이팅(biting)부(1161), 연결부(1163) 및 공기 배출구(1165)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때, 상기 바이팅부(1161)는 사용자가 호흡 보조 장치의 착용을 위해 물도록 설계된 구성일 수 있다. 다시 말해, 사용자는 상기 바이팅부(1161)를 구강내에 고정함으로써 상기 호흡 보조 장치를 착용할 수 있다.
또한, 상기 연결부(1163)는 상기 하우징(1110)에 연결되는 구성일 수 있다. 구체적으로, 상기 연결부(1163)는 상기 하우징(1110)에서 상기 아웃렛(1140)이 형성되는 영역에 탈착가능하게 장착될 수 있다.
또한, 상기 공기 배출구(1165)는 상기 하우징(1110) 내부 공기 통로를 통해 흐르는 공기를 배출할 수 있다. 구체적으로, 상기 아웃렛(1140)을 통해 유출된 공기는 상기 마우스피스(1160) 내부로 흘러들어올 수 있고, 상기 공기 배출구(1165)를 통해 빠져나갈 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 인렛(1120) 또는 상기 제2 인렛(1130) 중 적어도 하나로부터 유입된 외부공기는 가열 및 가습되어 상기 공기 배출구(1165)를 통해 유출될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 공기 배출구(1165)는 소정의 공급 방향(1166)으로 공기가 배출되도록 설계될 수 있다. 이때, 상기 공급 방향(1166)은 상기 하우징(1110)으로부터 유출된 공기의 방향과 상이할 수 있다. 구체적으로, 상기 공급 방향(1166)은 상기 제2 공기 통로(1113)가 형성된 상기 제2 방향(1114)과 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 공급 방향(1166)은 상기 제2 공기 통로(1113)가 형성된 상기 제2 방향(1114)과 수직할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 사용자가 호흡 보조 장치를 착용한 경우, 상기 공기 배출구(1165)로부터 배출된 공기가 사용자의 혀를 향하도록 설계될 수 있다. 이 경우, 상기 공급 방향(1166)은 땅을 향하는 방향일 수 있다.
이는, 상기 호흡 보조 장치를 이용하는 사용자의 기도로 직접적으로 공기가 흐르지 않도록 하기 위함일 수 있다. 또한, 이를 통해, 공기가 사용자의 구강 내에 머무르는 시간이 확보되어 추가적인 가열 및 가습 효과를 달성할 수도 있다.
다만, 상기 공기 배출구(1165)의 설계가 상술한 기재에 한정되는 것은 아니고, 실시예에 따라, 상기 공기 배출구(1165)는 상기 제2 방향(1114)과 동일한 방향으로 공급 방향(1166)이 형성되도록 설계될 수도 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 가열부의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치의 가열부(1200)는 상기 바디부에 의해 정의되는 공기 통로에 열 및 습기를 공급하기 위한 다양한 구성들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가열부(1200)는 히팅 모듈(1210), 수용부(1220), 커버(1230), 흡습성 부재(1240), 및 고정 부재(1250)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때, 상기 히팅 모듈(1210)은 전력을 기초로 열을 발생시키는 구성일 수 있다 구체적으로, 상기 히팅 모듈(1210)은 전원부로부터 전력을 공급받아 열을 발생시킴으로써 호흡 보조 장치 내의 공기 통로에 열을 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 히팅 모듈(1210)은 세라믹 히터일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 히팅 모듈(1210)은 다양한 형상으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 히팅 모듈(1210)는 사각 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 모서리가 굴곡진 사각 형상일 수 있고, 타원 형상일 수도 있다.
또한, 상기 히팅 모듈(1210)의 일단은 수용부(1220)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 수용부(1220)는 소정의 내부 공간(1225)을 포함할 수 있고, 상기 소정의 내부 공간(1225)에 상기 히팅 모듈(1210)의 일단이 삽입되어 고정될 수 있다.
이때, 상기 수용부(1220)는 상기 히팅 모듈(1210)을 고정하기 위한 구성일 수 있다. 구체적으로, 상기 수용부(1220)는 상기 히팅 모듈(1210)의 일단과 상기 히팅 모듈(1210)의 양 측면과 접촉하여 상기 히팅 모듈(1210)을 고정할 수 있다.
또한, 상기 수용부(1220)는 상기 히팅 모듈(1210)의 양 측면을 감싸는 사출 구조(1221)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 사출 구조(1221)는 상기 히팅 모듈(1211)보다 두꺼울 수 있다. 또한, 상기 사출 구조(1221)는 도 4와 같이 가열부(1200)를 하우징(1110)에 장착시키기 위한 돌출부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 가열부(1200)는 상기 돌출부를 통해 슬라이딩 방식으로 상기 하우징(1110)에 장착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 히팅 모듈(1210)의 제1 영역(1211)은 상기 수용부(1220)의 소정의 내부 공간(1225) 내에 삽입될 수 있고, 상기 히팅 모듈(1210)의 제2 영역(1212)은 상기 내부 공간(1225)에 삽입되지 않을 수 있다.
이때, 상기 가열부(1200)가 도 4와 같이 상기 하우징(1110)에 장착되는 경우, 상기 히팅 모듈(1210)의 제1 영역(1211)은 상기 하우징(1110) 내부를 흐르는 공기와 접촉하지 않을 수 있고, 상기 히팅 모듈(1210)의 제2 영역(1212)은 상기 하우징(1110) 내부를 흐르는 공기와 접촉할 수 있다. 다만 바람직하게는, 상기 히팅 모듈(1210)의 제2 영역(1212)의 표면에는 흡습성 부재(1240)가 부착되므로, 상기 제1 영역(1211) 및 상기 제2 영역(1212)은 상기 하우징(1110) 내부를 흐르는 공기와 접촉하지 않을 수 있다.
또한, 상기 수용부(1220)의 소정의 내부 공간(1225)에는 온도 센서(1410)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 수용부(1220)에는 온도 센서(1410)가 배치된 PCB가 내장되어 있을 수 있다.
이 경우, 상기 온도 센서(1410)는 상기 히팅 모듈(1210)의 온도를 측정하기 위한 구성일 수 있다. 구체적으로, 상기 온도 센서(1410)는 상기 소정의 내부 공간(1225)으로 삽입되는 기 히팅 모듈(1210)의 제1 영역(1211)의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 온도 센서(1410)는 상기 히팅 모듈(1210)의 제1 영역(1211)가 접촉하거나, 소정 거리만큼 이격되어서 상기 히팅 모듈(1210)의 온도를 측정할 수 있다.
또한, 이에 한정되지 않고, 상기 온도 센서(1410)는 상기 히팅 모듈(1210)의 표면에 부착될 수도 있다. 구체적으로, 상기 히팅 모듈(1210)의 적어도 일붑분에는 온도 센서(1410)가 배치된 PCB가 부착될 수 있다. 이 경우, 상기 온도 센서(1410)는 상기 히팅 모듈(1210)의 온도를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 상기 온도 센서(1410)는 상기 히팅 모듈(1210)의 제1 영역(1211)에 부착되어 상기 히팅 모듈(1210)의 온도를 센싱할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 히팅 모듈(1210)의 타단은 커버부(1230)에 연결될 수 있다.
이때, 상기 커버부(1230)는 상기 수용부(1220) 또는 상기 히팅 모듈(1210)을 보호하기 위한 구성일 수 있다.
또한, 상기 커버부(1230)는 외부로부터 공기가 유입되기 위한 적어도 하나의 홀을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 가열부가 상기 바디부에 장착되는 경우, 상기 커버부(1230)는 외부 공기가 바디부의 통로 내부로 유입되기 위한 적어도 하나의 홀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 커버부(1230)는 타원 형상의 굴곡진 4개의 홀들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 적어도 하나의 홀의 개수 및 형상은 실시예에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
상기 커버부(1230)가 포함하는 적어도 하나의 홀에 대한 상세한 설명은 하술하기로 한다.
또한, 상기 히팅 모듈(1210)은 흡습성 부재(1240)와 접촉할 수 있다. 구체적으로, 상기 히팅 모듈(1210)에서 열을 발생시키는 외면의 적어도 일부분에는 상기 흡습성 부재(1240)가 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 수용부(1220)에 삽입되지 않는 상기 히팅 모듈(1210)의 제2 영역(1212)은 상기 흡습성 부재(1240)와 접촉할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 흡습성 부재(1240)는 상기 히팅 모듈(1210)을 감싸는 형태로 상기 히팅 모듈(1210)에 부착될 수 있다.
이때, 상기 흡습성 부재(1240)는 수분을 공급하기 위한 구성일 수 있다.
또한, 상기 흡습성 부재(1240)는 액체를 저장할 수 있는 소재로 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 흡습성 부재(1240)는 젖은 상태이거나 마른 상태일 수 있다. 예를 들어, 상기 흡습성 부재(1240)는 액체를 머금을 수 있는 PVA 소재의 스펀지일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 하이드로겔일 수도 있다. 다만, 하이드로겔의 경우, 수분을 흡수하거나 배출하는 속도가 현저히 떨어지므로 바람직하게는 PVA 소재의 스펀지가 상기 흡습성 부재(1240)로 이용될 수 있다.
또한, 상기 흡습성 부재(1240)의 포어 사이즈는 약 100 내지 120 마이크로미터일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 흡습성 부재(1240)는 바디부 내부의 공기 통로에 수분을 공급하기 위한 구성일 수 있다. 예를 들어, 상기 흡습성 부재(1240)는 상기 히팅 모듈(1220)에 의해 발생되는 열을 공급받아 물 분자를 방출할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 구체적으로, 상기 흡습성 부재(1240)는 드랍렛(droplet)을 방출하거나, 기체 상태의 수증기를 방출할 수도 있다.
또한, 상기 흡습성 부재(1240)는 상기 히팅 모듈(1210)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 흡습성 부재(1240)는 상기 히팅 모듈(1210)의 적어도 일부분에 부착되거나 탈착될 수 있다. 예를 들어, 상기 흡습성 부재(1240)는 상기 히팅 모듈(1210)의 제2 영역(1212)에 부착되거나 탈착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 흡습성 부재(1240)는 상기 히팅 모듈(1210)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 흡습성 부재(1240)는 상기 히팅 모듈(1210)의 제2 영역()과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 흡습성 부재(1240)는 사각 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 모서리가 둥근 사각 형상 또는 타원 형상일 수도 있다.
또한, 상기 고정 부재(1250)은 상기 흡습성 부재(1240)를 상기 히팅 모듈(1210)에 부착되는 경우, 상기 흡습성 부재(1240)의 고정을 보조하기 위한 구성일 수 있다.
또한, 상기 고정 부재(1250)는 상기 히팅 모듈(1210)에서 상기 흡습성 부재(1240)가 장착되는 영역과 대응되는 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 고정 부재(1250)는 허니콤 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 고정 부재(1250)는 상기 흡습성 부재(1240)로부터 물 분자가 방출될 수 있도록 허니콤 구조를 가질 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 바디부와 가열부의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치(1000)는 바디부(1100) 및 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)가 연결되어 구성될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)는 하우징(1110)의 적어도 일부분에 탈착 가능하게 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1 이용 상태일 때, 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)는 하우징(1110) 내부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 이용 상태는 사용자가 호흡 보조 장치(1000)를 사용하기 위한 상태를 의미할 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 적어도 하나의 가열부의 히팅 모듈 및 흡습성 부재는 상기 하우징에 의해 정의된 공기 통로 내부에 열 및 습기를 공급할 수 있다.
또한, 예를 들어, 제2 이용 상태일 때, 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)는 상기 하우징으로부터 분리될 수 있다. 이때, 상기 제2 이용 상태는 사용자가 가열부의 히팅 모듈과 흡습성 부재를 분리 또는 결합하기 위한 상태이거나 상기 호흡 보조 장치(1000)를 이용하지 않는 상태를 의미할 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 사용자는 상기 흡습성 부재를 물에 적심으로써 상기 흡습성 부재에 물을 저장할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)는 상기 하우징(1110)으로부터 완전히 분리될 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 상기 하우징(1110)과 적어도 일부분이 체결되어 완전히 분리되지 않을 수도 있다.
또한, 이에 한정되지 않고, 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)는 상기 하우징(1110)과 별물로 구성될 수도 있고, 일체형으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)는 상기 하우징(1110)에 포함되는 적어도 하나의 인렛(1120, 1130)을 통해 상기 하우징(1110)에 장착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
구체적으로, 제1 가열부(1201)는 제1 서브하우징(1111)의 일단에 형성된 제1 인렛(1120)을 통해 상기 하우징(1110)에 장착될 수 있고, 상기 제2 가열부(1202)는 제3 서브하우징(1115)의 일단에 형성된 제2 인렛(1130)을 통해 상기 바디부(1100) 내부에 삽입되어 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
즉, 상기 제1 서브하우징(1111)의 일단은 상기 제1 가열부(1201)와 연결될 수 있고, 상기 제1 서브하우징(1111)의 타단은 상기 제2 서브하우징(1113)과 연결될 수 있다. 또한, 상기 제3 서브하우징(1115)의 일단은 상기 제2 가열부(1202)와 연결될 수 있고, 상기 제3 서브하우징(1115)의 타단은 상기 제2 서브하우징(1113)과 연결될 수 있다.
또한, 이 경우, 상기 제1 가열부의 히팅 모듈은 상기 제1 서브하우징(1111) 내부에 정의되는 제1 공기 통로 내부에 배치될 수 있고, 상기 제2 가열부의 히팅 모듈은 상기 제3 서브하우징(1115) 내부에 정의되는 제3 공기 통로 내부에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 가열부의 히팅 모듈은 상기 제1 공기 통로 내부에 열을 공급할 수 있고, 상기 제2 가열부의 히팅 모듈은 상기 제3 공기 통로 내부에 열을 공급할 수 있다.
또한, 상기 제1 가열부의 커버부는 상기 제1 인렛(1120)의 직경에 대응될 수 있고, 상기 제2 가열부의 커버부는 상기 제2 인렛(1130)의 직경에 대응될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 가열부의 히팅 모듈의 직경은 상기 제1 인렛(1120)의 직경보다 작을 수 있고, 상기 제2 가열부의 히팅 모듈의 직경은 상기 제2 인렛(1130)의 직경보다 작을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 도 4에는 상기 적어도 하나의 가열부(1200)가 두개인 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에 따른 호흡 보조 장치는 하나의 가열부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 하우징이 마우스피스와 연결되는 측면과 반대측면에 상기 가열부가 연결될 수 있다.
또한 이 경우, 상기 가열부의 히팅 모듈은 상기 제1 서브하우징(1111)에 의해 정의되는 제1 공기 통로의 내부 및 상기 제3 서브하우징(1115)에 의해 정의되는 제3 공기 통로 내부에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 가열부의 히팅 모듈은 상기 제1 공기 통로 및 상기 제3 공기 통로에 열을 공급할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 가열부가 장착되는 경우의 호흡 보조 장치의 각 구성들 간의 전기적 접속 상태를 설명하기 위해 도 4의 P 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 호흡 호조 장치는 제어부(1500)를 포함할 수 있다. 이떄, 상기 제어부(1500)의 PCB는 하우징(도 4의 1110 참조) 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(1500)의 PCB는 제2 서브하우징(도 4의 1113 참조) 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1500)의 PCB는 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)가 하우징에 장착되는 경우, 상기 제1 가열부(1201) 및 상기 제2 가열부(1202) 사이에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제어부(1500)는 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제어부(1500) 및 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)는 포고핀(50,60)을 통해 전기적으로 접속될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 가열부(1201)는 제1 포고핀들(50)을 포함할 수 있고, 상기 제어부(1500)는 상기 제1 포고핀들(50)에 대응되는 제2 포고핀들(60)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가열부(1201)의 제1 포고핀들(50)이 상기 제어부(1500)의 제2 포고핀들(60)과 접촉함으로써, 상기 제어부(1500) 및 상기 제1 가열부(1201)는 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제1 가열부(1201) 및 상기 제어부(1500)는 전기선을 통해 전기적으로 연결될 수도 있다.
예를 들어, 상기 제어부(1500)는 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202) 내부에 배치되는 온도 센서(도 3의 1410 참조)와 전기적으로 연결되어, 상기 온도 센서로부터 히팅 모듈의 온도에 대한 센싱 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 도 5에는 도시되어 있지 않지만, 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치는 전원부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 전원부는 상기 하우징 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 전원부는 상기 하우징과 분리되어 배치될 수 있고, 사용자가 이용하는 경우, 사용자의 신체 부위(예를 들어, 팔)에 부착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 전원부는 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 전원부는 상기 적어도 하나의 가열부(1201, 1202)의 히팅 모듈에 전기적으로 연결되어, 상기 히팅 모듈에 전력을 공급할 수 있다.
예를 들어, 상기 전원부는 전기선으로 통해 상기 제어부(1500)의 제2 포고핀들(60)에 연결될 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 전원부는 포고핀 간의 전기적 접속을 통해 상기 히팅 모듈에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치는 사용자의 목에 착용할 수 있는 목걸이 형태의 케이스를 포함할 수 있다. 이때, 상기 케이스 내부에 상기 전원부로부터 연결된 전기선이 배치될 수 있다. 또한, 상기 전기선의 일단에는 커넥터가 배치될 수 있고, 상기 커넥터를 통해 상기 제어부(1500)로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제어부(1500)에 배치된 포고핀들(60)을 통해 상기 히팅 모듈(1210)에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 전원부는 상기 제어부(1500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 전원부는 상기 제어부(1500)로부터 전기적 신호를 수신할 수 있고, 상기 전기적 신호를 기초로 히팅 모듈에 전력을 공급할 수 있다.
상기 전원부, 제어부, 온도 센서 및 히팅 모듈을 통한 온도 제어 방법은 하기에서 상세히 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치 내부에 정의되는 공기통로의 단면을 도시한 도면이다.
도 6의(a)는 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치(1000)를 A-A`선에 따른 단면도이다.
도 6의(b)는 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치(1000)를 B-B`선에 따른 단면도이다.
도 6의(c)는 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치(1000)를 C-C`선에 따른 단면도이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 커버부(1230)의 적어도 하나의 홀(1235)을 기초로 외부 공기가 유입되는 인렛이 정의될 수 있다. 구체적으로, 외부 공기는 가열부의 커버부(1230)에 형성된 적어도 하나의 홀(1235)을 통해 하우징 내부로 유입될 수 있다.
도 6의(b)를 참조하면, 하우징(1110)에 의해 정의되는 공기 통로 내부에 가열부(1203)가 배치됨에 따라 상기 하우징의 내벽 및 가열부의 외면 사이의 갭(gap)이 정의될 수 있고, 상기 갭을 통해 호흡 보조 장치 내부로 공기가 흐르기 위한 공기층(100)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 공기층(100)은 상기 하우징(1110)의 내벽괴 상기 가열부(1203) 사이 공간을 의미할 수 있다.
예를 들어, 흡습성 부재가 부착된 히팅 모듈이 상기 하우징(1110) 내부로 삽입되어 장착되는 경우, 상기 하우징(1110)의 내벽과 흡습성 부재 사이의 공간에 외부 공기가 흐르는 공기층(100)이 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때, 상기 가열부(1203)의 히팅 모듈이 열을 발생시키는 경우, 상기 히팅 모듈에 부착된 흡습성 부재로부터 가열된 물분자가 상기 공기층(100)으로 방출될 수 있다. 이 경우, 상기 가열된 물분자가 상기 공기층(100)을 통과하는 외부 공기와 혼합됨으로써 외부 공기가 가열 및 가습될 수 있다.
또한, 공기층(100)의 두께는 상기 호흡 보조 장치(1000) 내부 위치에 따라 소정의 오차범위 내에서 일정할 수 있다. 이때, 상기 공기층(100)의 두께는 하우징(1110)의 내벽과 가열부(1203) 사이의 거리일 수 있다.
이때, 상기 공기층(100) 내에서의 병목현상을 방지하기 위해, 상기 호흡 보조 장치(1000) 내부에서 공기층(100)의 두께를 일정하게 설계함으로써 공기층(100)의 단면적을 균일하게 유지할 수 있다.
예를 들어, 도 6의 (a)의 A-A`위치에서의 적어도 하나의 홀(1235)의 두께와 도 6의 (b)의 B-B`에서의 공기층(100)의 두께와 도6의 (c)의 C-C`에서의 공기층(100)의 두께는 균일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
[실험예]
공기층(100)의 두께는 호흡 보조 장치(1000)의 인렛과 공기 배출구 사이의 온도 및 압력 차이를 고려하여 설계될 수 있다.
도 7은 공기층의 두께 변화에 따른 인렛 및 공기 배출구 사이의 온도 및 압력의 차이를 나타내는 실험 결과이다.
도 7의 (a)의 실험 결과는 인렛에서의 외부공기의 온도를 영하 10도로 가정하였을 때, 공기층의 두께에 따른 공기 배출구에서의 공기의 온도 변화를 나타낸다.
이때, 인렛 및 공기 배출구 사이의 공기의 온도 차이는 호흡 보조 장치의 방한 성능을 대표하는 지표일 수 있다. 구체적으로, 인렛 및 공기 배출구 사이의 공기의 온도 차이가 크다는 것은 찬공기를 유입하여 따뜻한 공기가 배출된다는 의미이므로 방한 성능이 좋다는 의미일 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, 공기층의 두께가 0.5mm에서 3mm까지 변화함에 따라 사용자의 구강으로 들어오는 공기 온도는 섭씨 약 20도에서 1도까지 선형적으로 감소하였다.
이는, 공기층이 두꺼워짐에 따라 흡습성 부재 및 히팅 모듈과 직접적으로 접촉하지 않는 공기의 양이 늘어나기 때문일 수 있다.
따라서, 상기 공기층의 두께가 얇을수록 호흡 보조 장치의 가열 성능은 향상될 수 있다.
도 7의 (b)의 실험 결과는 외부공기의 공기층의 두께에 따른 인렛 및 아웃렛에서의 압력 차이를 나타낸다.
이때, 인렛 및 공기 배출구 사이의 공기의 압력 차이는 호흡 보조 장치의 사용자의 호흡 편의성을 나타내는 지표일 수 있다. 구체적으로, 인렛 및 공기 배출구 사이의 공기의 압력 차이가 크다는 것은 일정량의 공기를 흡입하기 위해 요구되는 사용자의 흡입 강도가 커서 편의성이 떨어진다는 의미일 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 공기층의 두께가 0.5mm에서 3mm까지 변화함에 따라 인렛 및 공기 배출구 사이의 압력차가 약 825Pa에서 23Pa까지 지수적으로 감소하였다. 이는, 공기층의 두께가 얇을 때 사용자가 충분한 호흡량을 확보하기 위해서는 사용자는 매우 강한 흡입력으로 호흡해야하기 때문일 수 있다.
따라서, 상기 공기층의 두께가 두꺼울수록 호흡 보조 장치의 편의 성능은 향상될 수 있다.
상술한 실험의 상세한 실험 설계 및 수치는 아래와 같다.
Figure PCTKR2022011294-appb-img-000001
(steps per min : 180 times, number of breaths : 45, Mean tidal volume : 2.5L, Flow rate : 0.001875m^3/s, external temperature : -10 degC, heating power : 35W)
도 7 의(a) 및 도7의 (b)를 기초로, 방한 성능을 충분히 확보하면서도 사용자의 호흡 편의성을 헤치지 않는 최적의 공기층 두께를 추출할 수 있다. 구체적으로, 호흡 보조 장치의 공기층의 두께는 약 1.5mm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
사용자가 호흡 보조 장치를 이용하는 데에 있어서, 사용자가 흡입하는 공기의 온도는 일정하게 유지될 필요가 있다. 이를 위해, 호흡 보조 장치는 외부 공기를 가열하는 히팅 모듈의 온도를 일정 범위 내로 제어함으로써 사용자의 흡입 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 히팅 모듈의 온도를 항온으로 유지함으로써, 외부 공기의 온도와 히팅 모듈의 온도 사이의 온도 차이에 따라 공기 통로로 배출되는 가습양이 조절될 수 있다.
아래에서는, 히팅 모듈의 온도를 제어하기 위한 구체적인 방법에 대해 설명한다.
도 8은 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치의 온도 제어 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치는 온도 제어 시스템(1600)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 호흡 보조 장치는 상기 온도 제어 시스템(1600)의 피드백 알고리즘을 기초로 히팅 모듈(1215)의 온도를 제어할 수 있다.
상기 히팅 모듈(1215)은 전원부(1300)로부터 전력을 공급받아 바디부(1100) 내부의 공기 통로에 열을 공급할 수 있다.
이때, 상기 히팅 모듈(1215)에 공급되는 전력은 상기 히팅 모듈(1215)의 온도를 기초로 결정될 수 있다.
구체적으로, 일 실시예에 따른 호흡 보조 장치의 센싱부에 포함되는 온도 센서(1450)는 상기 히팅 모듈(1215)의 온도를 측정할 수 있다. 이때, 상기 온도 센서(1450)는 상기 히팅 모듈(1215)의 온도에 대응되는 센싱 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 상기 온도 센서(1450)는 상기 센싱 데이터를 제어부(1500)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 제어부(1500)는 상기 센싱 데이터를 기초로 전원부(1300)의 전력을 결정할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(1500)는 상기 센싱 데이터로부터 확인된 히팅 모듈(1215)의 온도를 기초로 상기 전원부(1300)의 공급 전력을 조정할 수 있다.
또한, 상기 제어부(1500)는 상기 히팅 모듈(1215)의 표면의 온도가 일정하도록 상기 전원부(1300)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1500)는 상기 히팅 모듈(1215)의 표면의 온도가 75도로 유지되도록 상기 전원부(1300)의 공급 전력을 조정할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 이 경우, 상기 제어부(1500)는 전력을 높일지 낮출지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1500)는 상기 히팅 모듈(1215) 표면의 온도가 75도 미만인 경우, 상기 전원부(1300)의 전력을 증가시킬 수 있고, 상기 히팅모듈(1215) 표면의 온도가 75도 이상인 경우, 상기 전원부(1300)의 전력을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(1500)는 상기 히팅 모듈(1215) 표면의 온도가 소정 범위 내로 유지되도록 상기 전원부(1300)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(1500)는 상기 히팅 모듈(1215) 표면의 온도가 75도로부터 3도 내외의 범위로 유지되도록 상기 전원부(1300)의 공급 전력을 조정할 수 있다.
또한, 상기 전원부(1400)는 상기 제어부(1500)의 제어에 따라 상기 히팅 모듈(1215)에 전력을 공급할 수 있다.
또한, 외부 공기의 온도와 히팅 모듈(1215)의 온도의 차이에 따라 하우징 내부로 가습되는 물 분자의 양이 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 외부 공기와 상기 히팅 모듈(1215)의 온도의 차이가 클 수록, 흡습성 부재로부터 방출되는 물의 양이 증가할 수 있고, 상기 외부 공기와 상기 히팅 모듈(1215)의 온도의 차이가 작을수록, 흡습성 부재로부터 방출되는 물의 양이 감소할 수 있다.
또한, 상기 제어부(1500)는 상기 히팅 모듈(1215)의 온도를 일정하게 제어함으로써 상기 방출되는 물의 양을 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 히팅 모듈(1215)의 온도가 일정하게 유지됨에 따라 외부공기의 온도에 따라 외부 공기와 히팅 모듈(1215)의 온도 차이가 규정될 수 있고, 이에 따라, 방출되는 물의 양이 결정될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (19)

  1. 저온 환경에서의 사용자 호흡을 보조하기위한 장치로서,
    제1 공기 통로를 정의하는 제1 서브하우징 및 제2 공기 통로를 정의하는 제2 서브하우징을 포함하는 하우징 - 이때, 상기 제1 서브하우징은 외부 공기가 상기 하우징으로 유입되도록 설계된 제1 인렛을 포함하고, 상기 제2 서브하우징은 내부 공기가 상기 하우징으로부터 유출되도록 설계된 아웃렛을 포함하고, 상기 제1 공기 통로 및 상기 제2 공기 통로는 상기 제1 인렛 및 아웃렛 사이에 유체학적으로 연결되어 형성됨 -;
    연결부, 바이팅부 및 공기 배출구를 포함하는 마우스피스 - 이때, 상기 마우스피스는 상기 아웃렛을 통해 유출되는 공기가 통하도록 상기 연결부를 통해 상기 아웃렛에 탈착 가능하게 연결되고, 상기 마우스피스는 상기 사용자가 상기 장치를 작용하는 경우 상기 아웃렛을 통해 유출되는 공기를 상기 공기 배출구를 통해 상기 제2 공기 통로의 방향과 상이한 공급 방향으로 상기 사용자에게 공급함 - ;
    상기 하우징에 탈착 가능하게 연결되는 히팅 모듈 - 이때, 상기 히팅 모듈은 상기 하우징에 연결될 때 상기 히팅 모듈의 일부는 상기 제1 공기 통로 내부에 배치되어 상기 제1 공기 통로에 열을 공급함 - ; 및
    상기 히팅 모듈에 탈착 가능하게 접촉하는 흡습성 부재 - 이때, 상기 흡습성 부재는 상기 히팅 모듈에 의해 열을 공급받을 수 있도록 상기 제1 공기 통로 내에 배치됨 - ; 을 포함하고,
    젖은 상태의 상기 흡습성 부재는 상기 제1 공기 통로에 가열된 물분자들을 공급하는
    호흡 보조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공기 통로의 방향 및 상기 제2 공기 통로의 방향 사이의 각도는 90도 이하인
    호흡 보조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 제3 공기 통로를 정의하는 제3 서브하우징을 포함하고,
    상기 제3 서브하우징은 외부 공기가 상기 하우징으로 유입되도록 설계되는 제2 인렛을 포함하고, 상기 제3 공기 통로 및 상기 제2 공기 통로는 상기 제2 인렛 및 상기 아웃렛 사이에 유체학적으로 연결되어 형성되는
    호흡 보조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 공기 통로의 방향 및 상기 제2 공기 통로의 방향 사이의 각도는 90도 이하인
    호흡 보조 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 히팅 모듈은 상기 하우징에 연결될 때, 상기 제1 공기 통로의 내부 및 상기 제3 공기 통로의 내부에 배치되고, 상기 제1 공기 통로 및 상기 제3 공기 통로에 열을 공급하는
    호흡 보조 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 히팅 모듈은 제1 히팅 모듈 및 제2 히팅 모듈을 포함하고,
    상기 제1 히팅 모듈은 상기 제1 공기 통로 내부에 배치되되, 상기 제2 히팅 모듈은 상기 제3 공기 통로 내부에 배치되고,
    상기 제1 히팅 모듈은 상기 제1 공기 통로에 열을 공급하고, 상기 제2 히팅 모듈은 상기 제3 공기 통로에 열을 공급하는
    호흡 보조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 히팅 모듈의 제1 영역이 삽입되어 고정되는 수용부;를 더 포함하고,
    상기 수용부의 적어도 일부분에 배치되어 상기 히팅 모듈의 표면의 온도를 센싱하는 온도 센서;를 더 포함하는
    호흡 보조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 히팅 모듈의 상기 제1 영역의 적어도 일부분과 오버랩되도록 상기 수용부의 적어도 일부분에 장착되는
    호흡 보조 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 히팅 모듈에 전력을 공급하는 전원부;를 더 포함하는
    호흡 보조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전원부는 상기 하우징 외부에 배치되고,
    상기 히팅 모듈은 상기 전원부에 전기적으로 연결되는
    호흡 보조 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 전원부 및 상기 온도 센서에 전기적으로 연결되어 상기 전원부를 제어하는 제어부; 를 더 포함하는
    호흡 보조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 히팅 모듈의 표면의 온도가 일정하도록 상기 전원부를 제어하는
    호흡 보조 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 히팅 모듈의 표면의 온도가 미리 정해진 온도에서 소정 범위 내외로 유지되도록 상기 전원부를 제어하는
    호흡 보조 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제2 서브하우징 내부에 배치되되,
    상기 온도 센서로부터 센싱된 온도를 기초로 상기 전원부의 전력을 조정하는
    호흡 보조 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 히팅 모듈의 일단이 삽입되어 고정되는 수용부;를 더 포함하고,
    상기 히팅 모듈은 상기 수용부로 삽입되는 제1 영역 및 상기 수용부로 삽입되지 않는 제2 영역을 포함하고,
    상기 흡습성 부재는 상기 히팅 모듈의 제2 영역을 감싸도록 배치되는
    호흡 보조 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    젖은 상태의 상기 흡습성 부재는 상기 제1 공기 통로에 상기 가열된 물분자들을 증기 상태로 공급하는
    호흡 보조 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 흡습성 부재는 PVA 소재로 구성되는
    호흡 보조 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 및 상기 흡습성 부재 사이의 거리는 상기 제1 인렛에서의 공기의 온도와 상기 공기 배출구에서의 공기의 온도의 차이 및 상기 제1 인렛에서의 공기의 압력과 상기 공기 배출구에서의 공기의 압력의 차이 중 적어도 하나를 고려하여 설계되는
    호흡 보조 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 하우징 및 상기 흡습성 부재 사이의 거리는 1.5mm인
    호흡 보조 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100849893B1 (ko) * 2007-03-22 2008-08-04 박순세 마스크 일체형 양압 호흡기
WO2015149127A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-08 Oventus Pty Ltd Breathing assist device
JP2018504159A (ja) * 2014-12-04 2018-02-15 レスメド・リミテッドＲｅｓＭｅｄ Ｌｉｍｉｔｅｄ 空気送出用のウェラブルデバイス
KR102055522B1 (ko) * 2019-04-09 2020-01-22 주식회사 한승아이엔티 휴대용 공기정화장치
JP6890626B2 (ja) * 2013-05-07 2021-06-18 フィッシャー アンド ペイケル ヘルスケア リミテッド 呼吸装置用の患者接続器およびヘッドギア

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3763409T3 (pl) * 2013-08-09 2022-05-30 Fisher & Paykel Healthcare Limited Asymetryczne elementy podawania donosowego i łączniki dla interfejsów nosowych

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100849893B1 (ko) * 2007-03-22 2008-08-04 박순세 마스크 일체형 양압 호흡기
JP6890626B2 (ja) * 2013-05-07 2021-06-18 フィッシャー アンド ペイケル ヘルスケア リミテッド 呼吸装置用の患者接続器およびヘッドギア
WO2015149127A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-08 Oventus Pty Ltd Breathing assist device
JP2018504159A (ja) * 2014-12-04 2018-02-15 レスメド・リミテッドＲｅｓＭｅｄ Ｌｉｍｉｔｅｄ 空気送出用のウェラブルデバイス
KR102055522B1 (ko) * 2019-04-09 2020-01-22 주식회사 한승아이엔티 휴대용 공기정화장치

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