JPH06508766A - Fail-safe device for breathing gas supply equipment - Google Patents
Fail-safe device for breathing gas supply equipmentInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 呼吸ガス供給装置のフェールセーフ装置技術分野 本発明は、広くは、患者に呼吸ガスのパルス用量文は脈動投与量(pulsed doses)を与える呼吸ガス供給装置のフェールセーフ装置に関する。[Detailed description of the invention] Fail-safe device technology for breathing gas supply equipment The present invention broadly describes the application of pulsed doses of breathing gas to a patient. The present invention relates to a fail-safe device for a breathing gas supply device that provides
より詳しくは、本発明は、呼吸ガスのパルス用量供給装置が適正に作動しなくな った場合に、患者への呼吸ガスの連続流を確保するフェールセーフ装置に関する 。More particularly, the present invention provides a method for preventing a pulsed dose delivery device of breathing gas from operating properly. Contains a fail-safe device that ensures continuous flow of breathing gas to the patient in the event of .
背景技術 慢性閉塞性肺疾患及び他の呼吸疾患を患っている患者に補充酸素を投与すること は、長い間の慣用的プラクティスである。酸素投与に一般的に使用される装置は 、患者の鼻又は口の上に置かれるマスクに、又は患者の外鼻孔内に挿入される鼻 器具(nares)に終端するカニユーレを介して、酸素の一定流を固定流量で 供給する。Background technology Administering supplemental oxygen to patients with chronic obstructive pulmonary disease and other respiratory diseases is a long-standing customary practice. Devices commonly used for oxygen administration are , into a mask placed over the patient's nose or mouth, or inserted into the patient's nostrils A constant flow of oxygen is applied at a fixed flow rate through a cannula terminating in the device (nares). supply
一定流装置は、患者の呼吸サイクルの呼息フェーズ及び休止フェーズ中に供給さ れる酸素が使用されないため、酸素のがなりの部分が浪費される。従って、呼吸 サイクルと同期してオン/オフさせて酸素流を調節することにより酸素を浪費し ないようにした装置が開発されている。一般にこれらの装置は、吸息の開始を検 出し、吸息の開始時には比較的高速で(しかしながら、吸息期間中の短時間のみ に継続するようにして)、パルスすなわち酸素用量を供給することにより作動す る。A constant flow device is supplied during the exhalation and rest phases of the patient's breathing cycle. The excess oxygen is wasted because the oxygen is not used. Therefore, breathing Eliminates oxygen wastage by regulating oxygen flow by turning it on and off in sync with the cycle. A device has been developed to prevent this from occurring. These devices generally detect the onset of inspiration. and relatively rapidly at the beginning of inspiration (but only for a short time during the inspiration period). It operates by delivering pulses or doses of oxygen (continuously). Ru.
通常、このような装置のセンサ及び制御装置は電気によって作動され、バッテリ 等の電源を必要とする。また、酸素流の制御に使用される弁は、通常、電気作動 形ソレノイド弁である。センサ又は制御回路の故障又は電源の遮断が生じると酸 素用量又は酸素投与量の供給が停止する。酸素用量の供給が停止すると、患者に 重大な悪影響をもたらし且つ生命に危機が及ぶことすらあり得る。従って、パル ス用量酸素供給装置は、一般に、必要時に連続供給モードに切り換えるための何 らかの手段を有している。Typically, the sensors and controls in such devices are electrically operated and battery powered. etc. power source is required. Additionally, the valves used to control oxygen flow are typically electrically operated. It is a type solenoid valve. If a sensor or control circuit fails or the power is interrupted, acid The supply of basic doses or doses of oxygen is stopped. If the oxygen dose stops being delivered, the patient will It can cause serious adverse effects and even be life-threatening. Therefore, Pal Low-dose oxygen supply devices typically have a have the means to do so.
一般に、従来技術において知られたパルス用I酸素装置は、2つの形式すなわち 、流量一時間制量(rate−time metering)を用いる形式と、 体積制量(volum−etric metering)を用いる形式とに分け られる。体積制量を行う装置の一例が、米国特許第4.705.034号に開示 されている。また、Gerald Durkan博士により開発され且つ彼の米 国特許第4.457.303号及び第4.462.398号に開示された要求酸 素コントローラは、流量一時間制量を行う形式である。このコントローラは、市 販の実施例では、パルスモードと連続流モードとの間でガス供給を切り換える手 動セレクタスイッチを用いている。Generally, pulse I oxygen devices known in the prior art come in two types viz. , a format using rate-time metering, Divided into formats that use volume-metric metering and It will be done. An example of a device for volume control is disclosed in U.S. Pat. No. 4.705.034. has been done. It was also developed by Dr. Gerald Durkan and his American Demand acid disclosed in National Patent No. 4.457.303 and No. 4.462.398 The elementary controller is of the type that controls the flow rate for one hour. This controller is city In the commercial implementation, there is a method for switching the gas supply between pulsed and continuous flow modes. A dynamic selector switch is used.
他の例の流量一時間制量を用いるパルス用量酸素供給装置として、米国特許第4 、706.664号に開示されたPuri tan−Bennetの装置がある 。この装置は、電源の遮断又は回路の故障があると慣用的な連続流作動に戻るよ うに設計されている。連続流作動への復帰は、ソレノイドが消勢されると開放位 置に移動するように構成された電気作動形ソレノイド弁を機械的に押圧すること により行われる。この構成は、ソレノイドに、機械的押圧力に打ち勝ち且つ弁位 置を変更させるのに充分な電力を供給する必要がある。ソレノイドは、弁が閉鎖 位置すなわち流れ阻止位置にある間も付勢状態に維持される。Another example of a pulse-dose oxygen delivery device using hourly flow rate control is shown in U.S. Pat. There is a Puri tan-Bennet device disclosed in , 706.664. . This device is designed to revert to conventional continuous flow operation upon interruption of power or circuit failure. It is designed to. Return to continuous flow operation is in the open position when the solenoid is deenergized. mechanically pressing an electrically actuated solenoid valve configured to move to a position; This is done by This configuration allows the solenoid to overcome mechanical pushing force and to maintain valve position. It is necessary to supply sufficient power to change the position. solenoid valve closed It remains energized while in the flow blocking position.
故障又は電源が遮断された場合に酸素のパルス用量供給モードから連続供給モー ドに変更できるようにする従来技術の全てのバックアップ装置は実用上の欠点を 有している。Durkan博士の装置は、患者が故障に気付いてセレクタスイッ チの位置を体で変更することを必要とする。ピューリタンーベネソト装置は自動 的に機能するけれども、ソレノイド弁を付勢状態に機械的に押圧した状態に維持 する必要があるため、装置の電力消費量が非常に大きい。Changes oxygen from pulsed dose delivery mode to continuous delivery mode in case of failure or power interruption All prior art backup devices that allow changes to the mode have practical drawbacks. have. Dr. Durkan's device allows the patient to detect a malfunction and press the selector switch. Requires changing the position of the tip with the body. Puritan-Benesotho device is automatic functions, but keeps the solenoid valve mechanically pressed in the energized state. The power consumption of the device is very high.
発明の開示 本発明によれば、間欠流装置により患者に酸素を供給する非常流すなわちフェー ルセーフ流を確立して、供給ガスが消尽した場合を除くあらゆる理由により前記 間欠流装置が用Iの供給を停止した場合に、酸素又は他の呼吸ガスの連続流を患 者に供給する方法及び手段か提供される。この方法及び手段は、流量一時間制量 装置又は体積制量装置のいずれにも使用できる。Disclosure of invention According to the present invention, an intermittent flow device provides an emergency flow or phase supplying oxygen to a patient. For any reason other than when the supply gas is exhausted, If the intermittent flow device stops supplying the patient with a continuous flow of oxygen or other breathing gas, The methods and means for supplying the This method and means control the flow rate for one hour. It can be used in either a device or a volumetric device.
本発明のフェールセーフ装置はシリンダ内に配置された移動可能なピストンを有 しており、該ピストンは、ばね又は他の適当な手段によりシリンダの一方の端部 の方向に弾性的に押圧されている。呼吸ガスにより加えられるカが、装置のサイ クル作動と同期して且つ抑圧手段とは反対方向に、シリンダの端部に周期的に供 給される。供給されるガスの圧力は、ピストンが押圧力に打ち勝ってシリンダ内 で移動できるようにする充分な大きさを有する。また、装置のサイクル作動と一 致してガス圧力がシリンダに作用する力を減少させる手段が設けられている。The failsafe device of the present invention has a movable piston disposed within a cylinder. and the piston is secured to one end of the cylinder by a spring or other suitable means. is elastically pressed in the direction of The force added by the breathing gas is cyclically applied to the end of the cylinder in synchronization with the cylinder operation and in the opposite direction to the suppression means. be provided. The pressure of the supplied gas is such that the piston overcomes the pressing force and increases inside the cylinder. Large enough to allow movement. Also, it is consistent with the cycle operation of the device. Accordingly, means are provided to reduce the force with which the gas pressure acts on the cylinder.
極端位置へのピストンの移動により弁手段が作動され、呼吸ガスの連続制量流が 供給源から患者に供給される。ピストンに作用する押圧力は、呼吸ガスにより加 えられる力に対して調節され、シリンダへの力付与速度は、ピストンが極端位置 に移動して弁手段を作動させるのに所定時間を要するように設定される。用量が 患者に供給される度毎に、装置がリセットされ、弁手段の作動のための所定時間 だけ新たに始動する。Movement of the piston to the extreme position actuates the valve means to provide a continuous controlled flow of breathing gas. supplied to the patient from the source. The pushing force acting on the piston is increased by the breathing gas. The speed at which the force is applied to the cylinder is adjusted to the applied force, and the speed at which the force is applied to the cylinder is The setting is such that it takes a predetermined time for the valve means to move and operate the valve means. The dose is Each time the patient is supplied, the device is reset and a predetermined period of time for actuation of the valve means. Just start anew.
従って、本発明の目的は、パルス用量供給装置が故障し又は電源が遮断されるよ うな事態が生じたとき、患者への呼吸ガスの連続測量流(continuous meteredflow)を自動的に確立する方法及び手段を提供することに ある。It is therefore an object of the present invention to When such an event occurs, a continuous flow of breathing gas to the patient is required. To provide a method and means for automatically establishing a metered flow be.
本発明の他の目的は、体積制量形式又は流量一時間制量形式のいずれの形式のパ ルス用量ガス供給装置に有効なフェールセーフ装置を提供することにある。Another object of the invention is to provide An object of the present invention is to provide an effective fail-safe device for a gas supply device.
本発明の他の目的は、例示的な実施例及び構成についての以下の説明から明らか になるであろう。Other objects of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and configurations. It will be.
図面の簡単な説明 図面には、本発明の特定の実施例が示されている。Brief description of the drawing In the drawings, specific embodiments of the invention are shown.
第1図は、本発明のフェールセーフ装置を備えたパルス用量ガス供給装置の構成 部品を示すブロック図である。FIG. 1 shows the configuration of a pulsed dose gas supply device equipped with a fail-safe device of the present invention. It is a block diagram showing parts.
第2図は、流量一時間制量形式のガス供給装置が組み込まれたフェールセーフ装 置を部分断面図で示す全体的概略図である。Figure 2 shows a fail-safe system that incorporates a one-hour flow rate control type gas supply device. FIG.
第3図は、三方弁を用いた流量一時間制量形式のガス供給装置を備えたフェール セーフ装置を部分断面図で示す全体的概略図である。Figure 3 shows a Ferre equipped with a one-hour flow rate control type gas supply device using a three-way valve. FIG. 3 is an overall schematic diagram showing the safe device in partial cross-section;
第4図は、複動体積制】形式の装置を用いたフェールセーフ装置を部分断面図で 示す全体的概略図である。Figure 4 is a partial cross-sectional view of a fail-safe device using a double-acting volume control type device. FIG.
第5図は、体積制量装置を用いたフェールセーフ装置を部分断面図で示す全体的 概略図である。Figure 5 shows the overall structure of a fail-safe device using a volume control device in a partial cross-sectional view. It is a schematic diagram.
第6図は、体積制量装置を用い且つ呼吸速度に従って用Iサイズを変える手段を 備えたフェールセーフ装置の別の実施例を部分断面図で示す全体的概略図である 。Figure 6 shows a means of using a volume control device and varying the size of the body according to the respiration rate. FIG. 6 is an overall schematic diagram showing, in partial cross-section, another embodiment of the fail-safe device provided with the device; .
第7図は、第6図の実施例の一変更例を部分断面図で示す全体的概略図である。FIG. 7 is an overall schematic diagram showing a modification of the embodiment of FIG. 6 in a partially sectional view.
第8図は、外部バイパス弁を作動させるのに用いられるフェールセーフ装置を部 分断面図で示す全体的概略図である。Figure 8 shows the fail-safe device used to operate the external bypass valve. FIG. 2 is an overall schematic diagram shown in section view.
発明を実施するための最良の形態 本発明のフェールセーフ装置は、流量一時間パルス用量ガス供給装置及び体積パ ルス用量ガス供給装置の両方に使用できる。また、本発明のフェールセーフ装置 は、いずれの形式のガス供給装置にも一体部分として組み込むことができ、或い は、既存のユニットに付加アクセサリとして使用し得る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The fail-safe device of the present invention comprises a flow rate hourly pulsed dose gas supply device and a volumetric Can be used for both russ dose gas supply devices. Furthermore, the failsafe device of the present invention can be incorporated as an integral part of any type of gas supply equipment, or can be used as an additional accessory to existing units.
第1図は、パルス用量ガス供給装置11がフェールセーフ装置12及び圧力調整 された呼吸ガス供給源13に相互連結されたブロック図の形態で本発明を全体的 に示すものである。ガス供給装置11は、前述のDurka、n及びPuri tan−Ben口ettの米国特許に開示の流量一時間制量形式のものであって も、或いは、本件出願人に係る米国特許第4.705.0:34号に記載の体積 制量形式のものであってもよい。FIG. 1 shows that the pulsed dose gas supply device 11 is connected to the fail-safe device 12 and pressure regulator The present invention is generally illustrated in the form of a block diagram interconnected to a breathing gas source 13 with This is shown below. The gas supply device 11 is based on the above-mentioned Durka, n and Puri. It is of the one-hour flow rate control type disclosed in the U.S. patent of Tan-Benguchi et al. or the volume described in commonly assigned U.S. Pat. No. 4.705.0:34. It may also be in a controlled format.
供給源13からの呼吸カス(一般には、酸素)が、導管手段14を介して供給装 置11に供給され且つ導管15を介してフェールセーフ装置12に供給される。Respiratory waste (generally oxygen) from source 13 is transferred to the supply system via conduit means 14. 11 and via conduit 15 to fail-safe device 12 .
一般に、パルス用量ガス供給袋fillは、我意の開始を検出し且つ次に制量さ れたガス用量をカニユーレ16を介して患者に直ちに供給する手段を有している 。Generally, a pulsed dose gas supply bag fill detects the onset of intention and then fills the gas supply bag. means for immediately delivering a dose of gas to the patient via cannula 16. .
カニユーレ16は、患者の外鼻孔内に取り付けられる鼻器具17に適当に終端し ている。供給源13は、高圧酸素を収容するシリンダ又は液体酸素を収容するン ユワーフラスコでもよいし、病院等の設備での据付は形装置の場合には酸素ライ ンでもよい。供給装置11とフェールセーフ装置12との間には、患者の呼吸サ イクルと同期してフェールセーフ装置12に力を加え且つ除去するための適当な 連結手段18が設けられている。供給装置11により供給される連続用量間の時 間間隔が所定の長さを超えることがあると、フェールセーフ装置12は、呼吸ガ スの連続流を、供給源13及び導管15から、カニユーレ16に連結された導管 19を介して大気圧より大きい調節圧力で供給すべく作動し、患者が呼吸できる ようにする。患者へのガス流を調節するための流量設定オリフィス20が図示の ように導管I9に設けられている(導管15に設けてもよい)。Cannula 16 suitably terminates in a nasal appliance 17 that is mounted within the patient's nostril. ing. The supply source 13 is a cylinder containing high pressure oxygen or a cylinder containing liquid oxygen. A Yuwar flask may be used, or an oxygen liner may be used for installation in facilities such as hospitals. It may be fine. Between the supply device 11 and the failsafe device 12 is a patient's respiratory system. suitable for applying and removing force on the fail-safe device 12 in synchronization with the cycle. Connecting means 18 are provided. Time between successive doses delivered by the delivery device 11 If the interval exceeds a predetermined length, the failsafe device 12 A continuous flow of gas from source 13 and conduit 15 to a conduit connected to cannula 16. 19 to provide a regulated pressure greater than atmospheric pressure so that the patient can breathe. Do it like this. A flow setting orifice 20 is shown for regulating gas flow to the patient. It is provided in the conduit I9 (it may also be provided in the conduit 15).
第2図は、流量一時間制量を用いた本発明による用量装置の特定実施例を示すも のである。この第2図は用量装置におけるガス流経路のみを示すものであり、全 制御回路を示すものではない(全制御回路は、例えばDurkanの米国特許第 4、457.303号に開示されている)。この実施例では、フェールセーフ装 置12がシリンダ21を有しており、該シリンダ21内にはピストン22が配置 されている。ピストン22は、ばね24のような弾性抑圧手段によりピストン2 2に加えられる力によって、シリンダ21の端部23の方向に押圧されている。FIG. 2 shows a particular embodiment of a dosing device according to the invention using hourly flow rate control. It is. This figure 2 shows only the gas flow path in the dosing device and does not show the entire gas flow path. The control circuit is not shown (the complete control circuit is shown, for example, in Durkan U.S. Pat. 4, 457.303). In this example, the fail-safe The housing 12 has a cylinder 21, and a piston 22 is arranged inside the cylinder 21. has been done. The piston 22 is compressed by elastic restraining means such as a spring 24. 2 is pushed towards the end 23 of the cylinder 21.
シリンダ21の反対側の端部には通気孔25が設けられており、ピストン22が 前後に移動するときに、ガスがシリンダ21から自由に出入りできるようになっ ている。A vent hole 25 is provided at the opposite end of the cylinder 21 so that the piston 22 can When moving back and forth, gas can freely enter and leave the cylinder 21. ing.
弁30は、単一ソレノイドを備えたばね復帰形の5ポート四方弁である。該弁3 0は、パルス用量ガス供給装置itの一部として機能し且つ該装置11の制御回 路が生起する信号に応答して作動する。図示の位置(この位置は、付勢されてい ない常時位置である)では、センサ36がカニユーレ16及びライン37を介し て鼻器具17と流体連通しており、同時に、供給源13からの酸素が、導管14 及び弁30を通る経路に沿ってライン31(該ライン31には逆止弁32が設け られている)に導かれる。逆止弁31は、矢印の方向のみに流れることができる ように配置されている。ガスが、逆止弁32を迂回し、ブリードオリフィス34 により設定された低ブリード速度でシリンダ21内に流入できるようにするため のバイパスループ33が設けられている。シリンダ21内に流入するガスは、ば ね24により加えられる反対方向の力に打ち勝って、ピストン22を右方に押圧 する。導管15か、ライン14を介して、供給源13とシリンダ21の壁に設け た弁ポート38との間を連通している。ポート38とは反対側のシリンダ壁には 、別の弁ボー1−38 aが設けられている。両弁ポート38.38aは、ピス トン22によって常時は閉鎖又は閉塞されている。Valve 30 is a spring return, 5-port, four-way valve with a single solenoid. The valve 3 0 functions as part of the pulsed dose gas supply device it and controls the control circuit of said device 11. The circuit operates in response to a signal generated by the circuit. Position shown (this position is energized (in the permanent position), the sensor 36 is connected via the cannula 16 and the line 37. is in fluid communication with nasal appliance 17 while oxygen from source 13 is in fluid communication with conduit 14. and a line 31 along the path passing through the valve 30 (the line 31 is provided with a check valve 32). guided by). The check valve 31 allows flow only in the direction of the arrow. It is arranged like this. Gas bypasses check valve 32 and enters bleed orifice 34 In order to allow flow into the cylinder 21 at a low bleed speed set by A bypass loop 33 is provided. The gas flowing into the cylinder 21 is The piston 22 is pushed to the right by overcoming the force in the opposite direction applied by the spring 24. do. via conduit 15 or line 14 to the source 13 and the wall of cylinder 21. The valve port 38 is in communication with the valve port 38. On the cylinder wall opposite port 38 , another valve bow 1-38a is provided. Both valve ports 38.38a are piston It is normally closed or obstructed by the ton 22.
装置は次のように作動する。センサ36は、患者の我意の開始を検出できる任意 の適当な空気圧/電気検出装置である。我意の立上りを検出すると、センサ36 が信号を発生し、該信号は装置の制御回路(図示せず)に伝達されて処理される 。我意信号に応答して、制御回路が弁アクチユエータ(図示せず)を付勢し、弁 30を付勢位置に移動させる。この付勢位置(他方位置)においては、弁30を 通るガス流路が弁30の左手部に示されるようなものである。すなわち、ライン 31は弁30を介してカニユーレ16に連結され、ライン14は弁30を介して カニユーレ16に連結され、且つセンサ36は遮断される。弁30は、患者に投 与されるガス用量の大きさにより設定される時間(期間)だけ上記他方位置に維 持される。次に弁アクチユエータすなわちソレノイドを除勢すると、弁がその常 時除勢位置に復帰される。通常、弁30が付勢される時間は通常の我意時間より かなり短く設定され、これにより、ガス用量が我意の早期段階の間に投与される 。The device operates as follows. Sensor 36 is an optional sensor capable of detecting the onset of patient volition. A suitable pneumatic/electrical sensing device. When the rise of the ego is detected, the sensor 36 generates a signal that is communicated to a control circuit (not shown) of the device for processing. . In response to the signal, a control circuit energizes a valve actuator (not shown) to actuate the valve. 30 to the biased position. In this biased position (the other position), the valve 30 is The gas flow path through is as shown on the left hand side of valve 30. i.e. the line 31 is connected to cannula 16 via valve 30, and line 14 is connected via valve 30 to cannula 16. It is connected to cannula 16 and sensor 36 is shut off. The valve 30 is injected into the patient. It remains in the other position for a period of time determined by the amount of gas applied. held. The valve actuator, or solenoid, is then deenergized, causing the valve to return to its normal state. It is returned to the deenergized position. Normally, the time the valve 30 is energized is longer than the normal time. set fairly short, which allows the gas dose to be administered during the early stages of .
装置がパルス用量を供給する度毎に、シリンダ21内の圧力が、シリンダ21か ら逆止弁32、四方弁30及びカニユーレ16を通るガス流により低下される。Each time the device delivers a pulse dose, the pressure in cylinder 21 increases is lowered by gas flow through check valve 32, four-way valve 30, and cannula 16.
シリンダ2■のこの圧力解放により、ピストン22は、ばね24の押圧力によっ てシリンダ21の左端部の方向に移動される。いかなる理由にせよ1.<ルス用 量供給装置11が用量の供給を停止するような事態が生しると、弁30は、その 除勢位置において、ガスのブリード流がライン31を通ってシリンダ21に流れ 続けるようにする。成る時点て、ピストン22は、弁ポート38.38aが覆わ れなくなるまで右方に押圧される。これにより、ガスは、供給源13からシリン ダ21及びライン19を通ってカニユーレ16及び患者へと連続的に流れること ができる。ガス流の流II(流速)は、流れ制御オリフィス30により調節され る。Due to this pressure release in the cylinder 2, the piston 22 is moved by the pressing force of the spring 24. and is moved toward the left end of the cylinder 21. For any reason 1. <For Luz If an event occurs in which the dose delivery device 11 stops delivering a dose, the valve 30 In the deenergized position, a bleed flow of gas flows through line 31 into cylinder 21. Try to keep going. At this point, the piston 22 has the valve port 38.38a covered. It is pushed to the right until it no longer moves. This allows gas to flow from the supply source 13 into the cylinder. continuous flow through the tube 21 and line 19 to the cannula 16 and the patient. Can be done. The flow II (flow rate) of the gas stream is regulated by a flow control orifice 30. Ru.
最終投与と、患者への緊急連続ガス流の形成との間の時間は、ブリードオリフィ ス34のサイズ、ピストン22が弁ポート38.38aを開放する前にピストン 22が移動する距離、及びばね24の強さを調節することにより設定される。The time between the final dose and the creation of an emergency continuous gas flow to the patient the size of the piston 22 before opening the valve port 38.38a. It is set by adjusting the distance that 22 moves and the strength of spring 24.
装置の通常の作動が再開されると、シリンダ21内の圧力が解放されることによ りフェールセーフ装置12が自動的にリセットされ、ピストン22が左方に移動 して再び弁ポート38.38aを閉鎖できるようになる。When normal operation of the device is resumed, the pressure in the cylinder 21 is released. The failsafe device 12 is automatically reset and the piston 22 moves to the left. The valve port 38.38a can then be closed again.
患者の呼吸か緩やかになると、フェールセーフ装置12の作動により、用量の大 きさか限界的(marginal ly)に増大される。この効果は、通常用量 で患者に供給されるシリンダ21内のガスの体積による。呼吸速度が低下すると 用量の大きさを増大させるこの効果は、シリンダ21と並列にキャバンタンスチ ャンバ39を設けることにより更に高めることができる。キャパシタンスチャン バ39の大きさも、最終投与と患者への連続ガス流の形成との間の時間間隔に影 響を与える。When the patient's breathing slows, the fail-safe device 12 activates to increase the dose. The height is increased marginally. This effect usually occurs at a dose of depending on the volume of gas in the cylinder 21 that is delivered to the patient. When breathing rate decreases This effect of increasing the dose size is due to the fact that cavantane steel is used in parallel with the cylinder 21. It can be further increased by providing a chamber 39. capacitance channel The size of the bar 39 also affects the time interval between the final dose and the formation of a continuous gas flow to the patient. give a sound.
図示の弁配置は、供給されるガスパルスの圧力サージからセンサ36を保護する 。The illustrated valve arrangement protects the sensor 36 from pressure surges of the supplied gas pulses. .
センサ36の保護を要しない装置の場合には、図示の5ポート弁を4ポート型可 逆四方弁に置換することができる。For devices that do not require protection of the sensor 36, the 5-port valve shown can be replaced with a 4-port type. Can be replaced with a reverse four-way valve.
第3図には、本発明のフェールセーフ装置の他の実施例が示されている。この実 施例は、パルス用量の供給時間間隔中に供給源13をカニユーレ16に一時的に 連結する三方弁を用いた流量制量形間欠流装置により供給される患者への非常流 すなわちフェールセーフ流を形成する。FIG. 3 shows another embodiment of the fail-safe device of the present invention. This fruit The embodiment temporarily connects the source 13 to the cannula 16 during the pulse dose delivery time interval. Emergency flow to the patient provided by a limited flow intermittent flow device using an interlocking three-way valve In other words, a fail-safe flow is formed.
第2図の実施例と同様に、酸素又は他の呼吸ガス13が大気圧以上の調節圧力で 供給される。ライン14が供給源13と流れ制御弁41の一方の側とを連結して おり、一方、分岐ライン15がフェールセーフユニット12の円筒状側壁の弁ポ ート38に導かれている。フェールセーフユニット12は第2図に示したものと 同じてあり、ピストン22を収容するシリンダ21を有している。ピストン22 は押圧ばね24の力によりシリンダ端部23の方向に押圧されている。第2図の 実施例とは異なり、シリンダ21の反対側の端部は通気しておらず、その代わり 、ライン19に直接連結されており、シリンダ21の内部とカニユーレI6との 間を連通している。装置がその連続流モードにあるときに患者へのガス流を調節 する流量設定オリフィス20が、ライン19ではなくライン15に設けられてい るけれども、その理由は後で明らかになるであろう。Similar to the embodiment of FIG. 2, oxygen or other breathing gas 13 is supplied at a regulated pressure above atmospheric pressure. Supplied. A line 14 connects the source 13 and one side of the flow control valve 41. On the other hand, the branch line 15 connects to the valve port on the cylindrical side wall of the fail-safe unit 12. route 38. The failsafe unit 12 is the same as shown in FIG. It has a cylinder 21 that accommodates a piston 22. Piston 22 is pressed in the direction of the cylinder end 23 by the force of the pressing spring 24. Figure 2 Unlike the embodiment, the opposite end of the cylinder 21 is not vented, but instead , is directly connected to line 19, and connects the inside of cylinder 21 and cannula I6. It communicates between. Regulates gas flow to the patient when the device is in its continuous flow mode flow setting orifice 20 is provided in line 15 instead of line 19. However, the reason will become clear later.
本発明のこの実施例は、次のように作動する。弁4Iは、単一ソレノイドを有す るばね復帰形三方弁であり、図示の位置は、常時位置すなわち付勢されていない 位置(除勢位置)である。この弁位置ては、センサ39が、弁41及びカニユー レ16を介して鼻器具17の開放端と直接連通ずる。センサ39は、我意の開始 を示す圧力降下を検出すると、適当な制御回路(図示せず)に伝達される信号を 発生する。我意信号に応答して制御回路が弁41を付勢し、弁図面の右半部に示 す他方位置へと弁41を移動させる。この他方位置すなわち付勢位置において、 弁41は、センサ39を装置から遮断し且つ供給ライン14とカニユーレ■6と を連結する。この連結は、所望のガス用量をカニユーレ16及び鼻器具17を介 して患者に供給するのに充分な所定時間だけ維持される。この後、弁41が除勢 され、弁41はその常時位置に復帰する。This embodiment of the invention operates as follows. Valve 4I has a single solenoid This is a spring return type three-way valve, and the position shown is the normal position, i.e., not energized. position (neutralization position). In this valve position, sensor 39 is connected to valve 41 and cannula. It communicates directly with the open end of the nasal appliance 17 via the thread 16. Sensor 39 indicates the start of self-will. Upon detection of a pressure drop indicative of the Occur. In response to the signal, the control circuit energizes the valve 41, as shown in the right half of the valve diagram. Then, the valve 41 is moved to the other position. In this other position, that is, the biased position, Valve 41 isolates sensor 39 from the device and connects supply line 14 and cannula 6. Concatenate. This connection allows the desired gas dose to be delivered via cannula 16 and nasal appliance 17. and is maintained for a predetermined period of time sufficient to supply the patient. After this, the valve 41 is deenergized. and the valve 41 returns to its normal position.
酸素又は他のガスのパルスがカニユーレ16を介して患者に給送されるときは、 いつでも、逆止弁44を介してシリンダ21内の空間45に通じているライン4 3に少量のガスパルスも導かれる。空間45は、押圧ばね24の力に抗して、ガ スと、ガス圧力(このガス圧力は、ライン19とカニユーレ16との連結部にお ける連結部46を奔流するガス用量のベンチュリ効果のためガス用量の供給中は 瞬間的にカニユーレ圧力より低くなる)とを貯えるためのキャ/くンタンスチャ ンバとして機能する。ベンチュリ効果を最大にするには、流量設定オリフィス2 0は、ライン19ではなくライン15に配置するのが好ましい。When a pulse of oxygen or other gas is delivered to the patient via cannula 16, At any time, line 4 leads to space 45 in cylinder 21 via check valve 44. A small gas pulse is also introduced at 3. The space 45 resists the force of the pressing spring 24 and gas pressure (this gas pressure is applied to the connection between line 19 and cannula 16). Due to the Venturi effect of the gas volume rushing through the connection 46, Capacity/cannulation suture for storing cannula pressure (momentarily lower than cannula pressure) functions as a member. To maximize the Venturi effect, set the flow rate orifice 2. Preferably, 0 is placed in line 15 rather than line 19.
ばね24がピストン22を介して空間45内のガスに及ぼす圧力は、非/くルス 時間中にバイパスライン47及びブリードオリフィス48を介してカニユーレ1 6に戻る緩やかなブリード流を発生させる。空間45内のガスが流出(ブリート )せしめられると、ピストン22かシリンダ21の端部23の向かって徐々に左 方に移動する。ガスパルスか患者に供給され続ける限り、空間45内のガスか更 新され、各供給用量と共にピストン22を右方に反復押圧する。ガス用量間に充 分な時間が経過すると空間45内のガスが消尽され、これによりピストン22が 左方に移動してシリンダ端部23に接近する。シリンダ端部23に接近すると、 ピストン22がシリンダ21の側壁のポート38を開放し、これにより患者への ガスの非常フェールセーフ流が開始される。ポート38か開放されると、ガスか 、供給源13からライン14.15及びポート38を通ってライン19及びカニ ユーレ16へと流れ、患者に供給される。もちろん、カス流の流量は、流I設定 すリフイス20により調節される。最終ガスパルスの供給と非常流の開始との間 の時間は、/リンダ21内の空間45の体積、ブリードオリフィス48のサイズ 又はばね24の力のいずれかを変えることにより変更できる。ガスパルスの供給 を再開すると装置は自動的に間欠流に復帰する。The pressure exerted by the spring 24 on the gas in the space 45 via the piston 22 is cannula 1 through bypass line 47 and bleed orifice 48 during the Generate a gentle bleed flow that returns to 6. The gas in the space 45 flows out (bleat ), the piston 22 or the end 23 of the cylinder 21 gradually moves to the left. move towards As long as the gas pulse continues to be delivered to the patient, the gas in space 45 will continue to change. Press the piston 22 to the right repeatedly with each dispensed dose. Fill between gas doses. After a period of time has elapsed, the gas in the space 45 is exhausted, and the piston 22 is thereby Move to the left and approach the cylinder end 23. When approaching the cylinder end 23, Piston 22 opens port 38 in the side wall of cylinder 21, thereby allowing access to the patient. An emergency fail-safe flow of gas is initiated. When port 38 is opened, gas , from source 13 through line 14.15 and port 38 to line 19 and crab. It flows into the urea 16 and is supplied to the patient. Of course, the flow rate of the waste flow is determined by the flow I setting. Adjustment is made by a swivel chair 20. Between the delivery of the final gas pulse and the start of the emergency flow The time is /volume of space 45 in cylinder 21, size of bleed orifice 48 Alternatively, it can be changed by changing either the force of the spring 24. Gas pulse supply When restarting, the device automatically returns to intermittent flow.
第4図は、本件出願人に係る米国特許第4.705.034号に開示された形式 の複動体積ディスプレーサ(排出器)に使用できるように構成された本発明のフ ェールセーフ装置を示すものである。この構成では、前の実施例と同様に酸素供 給源13が設けられており、該供給源I3は、これと流れ制御弁51の1つのポ ートとを連結するライン14を備えている。分岐ライン15は、ライン14と、 フェールセーフ装置]2のシリンダ21の壁に設けられたポート52とを連結し ている。体積ディスプレーサ54は閉鎖形シリンダ55を有しており、該シリン ダ55内にはピストン56が配置されている。ピストン56はシリンダ55の一 方の端部57から他方の端部58の間で前後に自由に往復動する。シリンダ55 の端部57を貫通して該シリンダ55の内部に導管59が通じており、該導管5 9は弁5Iのポートと連通している。シリンダ55の端部58を貫通して同様な 導管60が延びており、該導管60は弁51の第2ポートと連通している。FIG. 4 shows the format disclosed in applicant's U.S. Pat. No. 4.705.034. The flap of the present invention is configured for use in a double-acting volumetric displacer. This indicates a fail-safe device. In this configuration, the oxygen supply is similar to the previous example. A source 13 is provided, which source I3 connects it to one port of the flow control valve 51. It is equipped with a line 14 that connects to the port. The branch line 15 is connected to the line 14, Fail-safe device] 2 is connected to the port 52 provided on the wall of the cylinder 21 ing. The volumetric displacer 54 has a closed cylinder 55, which A piston 56 is arranged within the cylinder 55 . The piston 56 is one part of the cylinder 55. It freely reciprocates back and forth between one end 57 and the other end 58. cylinder 55 A conduit 59 leads into the interior of the cylinder 55 through an end 57 of the conduit 5. 9 communicates with the port of the valve 5I. Through the end 58 of the cylinder 55 a similar A conduit 60 extends and communicates with the second port of valve 51.
1つの全サイクルに亘って装置が作動した後、図示の位置にある弁51は、ライ ン14、弁51及びライン59を介して酸素供給源13とシリンダ55の内部と を直接連結する。酸素用量を鼻器具17を介して患者に供給できるように、シリ ンダ55の他端部58はライン60及び弁51を介してカニユーレ16と開放連 通している。ライン59を通って供給される酸素は高圧であるので、ピストン5 6をシリンダ55の端部58の方向に押圧し、該端部58内の酸素をライン60 を通して押し出す。ピストン56が7リンダ55の端部58に到達すると、ピス トン56が停止し、ピストン56の左側の自由空間すなわちシリンダ体積が、供 給源13の圧力に等しい圧力の酸素で充填される。After the device has operated for one full cycle, the valve 51 in the position shown is The oxygen supply source 13 and the inside of the cylinder 55 are connected through the line 14, the valve 51 and the line 59. Concatenate directly. The syringe is configured such that a dose of oxygen can be delivered to the patient via the nasal device 17. The other end 58 of the cylinder 55 is in open communication with the cannula 16 via a line 60 and a valve 51. I'm passing through. Since the oxygen supplied through line 59 is at high pressure, piston 5 6 in the direction of the end 58 of the cylinder 55 to drain the oxygen in the end 58 to the line 60. Push it out through. When the piston 56 reaches the end 58 of the cylinder 55, the piston The ton 56 stops and the free space or cylinder volume on the left side of the piston 56 becomes It is filled with oxygen at a pressure equal to the pressure of the source 13.
シリンダ55の両端部57.58の間の中間点において、シリンダ55の壁には ポート62が設けられている。図示のように、ポート62は、導管手段63によ りフェールセーフ装置12のシリンダ21の内部に連結されている。導管63に は逆止弁64が設けられており、矢印の方向のみに流れが形成されるようにして いる。また、逆止弁64を迂回してバイパスライン65が設けられており、該バ イパスライン65内の流れはブリードオリフィス66によって制限される。さて 、ディスプレーサ54のピストン56がシリンダ55の中間点を通過して端部5 8に接近すると、ポート62が開放され且つ本質的に供給源13の圧力をもつ酸 素に露出される。これにより、バイパスライン65のブリードオリフィス66を 通ってガスが流れ、フーールセーフシリンダ21の内部に流入する。このガス流 により、フェールセーフ装置12のピストン22が、ばね24の抵抗力に抗して 右方に移動される。ディスプレーサ54のピストン56かシリンダ55の端部に ある間、オリフィス66を通るブリード流が継続する。At the midpoint between the ends 57, 58 of the cylinder 55, the walls of the cylinder 55 A port 62 is provided. As shown, port 62 is connected to conduit means 63. and is connected to the inside of the cylinder 21 of the fail-safe device 12. to conduit 63 is provided with a check valve 64 so that flow is formed only in the direction of the arrow. There is. Further, a bypass line 65 is provided to bypass the check valve 64, and the bypass line 65 is provided to bypass the check valve 64. Flow within pass line 65 is restricted by bleed orifice 66. Now , the piston 56 of the displacer 54 passes through the midpoint of the cylinder 55 and reaches the end 5. 8, port 62 is opened and the acid at essentially the pressure of source 13 is released. exposed in plain sight. This allows the bleed orifice 66 of the bypass line 65 to Gas flows through and flows into the fool-safe cylinder 21 . This gas flow As a result, the piston 22 of the failsafe device 12 resists the resistance force of the spring 24. moved to the right. At the end of the piston 56 or cylinder 55 of the displacer 54 Bleed flow through orifice 66 continues for some time.
弁51は、センサと、弁51をその2つの位置(1つの位置は図示の位置であり 、他方の位置は弁図面の右半部の位置である)の間で変位させる制御回路(図示 せず)とにより制御される。弁51の一方の位置から他方の位置への移動は、制 御回路によって患者の我意の開始と同期している。図示のように、弁51の他方 の位置への移動により流路が逆方向に切り換えられ、ライン59とカニユーレ1 6とが連結され且つライン60と酸素供給源13とが連結される。ガスがシリン ダ55からカニユーレ16及び鼻器具17を介して患者に勢い良く流出すると、 ディスプレーサピストン56の左側の圧力が瞬時に低下する。逆止弁64はシリ ンダ21内の空間67の圧力をディスプレーサ54及び弁51を介してカニユー レ16に排出させ、迅速に減圧てきるのて、フェールセーフ装置12のピストン 22も左方にリセットされる。何らかの理由により、ディスプレーサピストン5 6が周期運動しなくなってシリンダ55の一端部57又は他端部58に留まるよ うなことがあると、供給源13の圧力をもつガスがオリフィス66を通って流出 し続け、ピストン22を右方に押しやる。やがてピストン22は充分に右方に移 動してポート52.53を開放し、供給源13とカニユーレ16との間のガスの 連続流のための別の制量経路を形成する。ディスプレーサ54が正常作動を再開 した場合には、フェールセーフ装置12が減圧され、ピストン22が左方に移動 されてポート52.53を閉鎖し、これにより前記側のガス流路が閉鎖される。Valve 51 has a sensor and valve 51 in its two positions (one position is the position shown). , the other position is the position in the right half of the valve drawing). Controlled by Movement of the valve 51 from one position to the other is restricted. It is synchronized with the onset of the patient's will by the control circuit. As shown, the other side of the valve 51 By moving to the position, the flow path is switched in the opposite direction, and line 59 and cannula 1 6 is connected, and the line 60 and the oxygen supply source 13 are connected. gas is syringe When it flows forcefully from the tube 55 to the patient via the cannula 16 and the nasal instrument 17, The pressure on the left side of the displacer piston 56 drops instantly. The check valve 64 is The pressure in the space 67 inside the cylinder 21 is transferred to the cannula via the displacer 54 and the valve 51. The piston of the fail-safe device 12 22 is also reset to the left. For some reason, displacer piston 5 6 no longer moves periodically and remains at one end 57 or the other end 58 of the cylinder 55. If this happens, the gas at the pressure of source 13 will flow out through orifice 66. Continue to push the piston 22 to the right. Eventually, the piston 22 will move sufficiently to the right. to open ports 52,53 and allow gas to flow between source 13 and cannula 16. Creates another metering path for continuous flow. Displacer 54 resumes normal operation In this case, the failsafe device 12 is depressurized and the piston 22 moves to the left. and closes ports 52,53, thereby closing the gas flow path on that side.
導管15を通る流れ容量よりも弁64及びライン63を通る流れ容量の方を大き くすることにより、流れ制御装置の迅速な減圧を確保できる。図示の弁51(ま 、2位置四方可逆弁である。しかしながら、例えば米国特許第4,705.03 4号に開示された2つの三方弁の連結構造のような他の機能的に等価な弁も又、 満足なものとして使用し得る。The flow capacity through valve 64 and line 63 is greater than the flow capacity through conduit 15. This ensures rapid depressurization of the flow control device. The illustrated valve 51 , a two-position four-way reversible valve. However, for example, U.S. Patent No. 4,705.03 Other functionally equivalent valves, such as the two three-way valve connection structure disclosed in No. 4, may also be used. It can be used satisfactorily.
第5図は、他の形式の体積制量装置に使用できる本発明のフェールセーフ装置を 示すものである。この実施例では、体積制量ディスプレーサ70がシリンダ72 内で作動するピストン71を有しており、流れ制御弁80は機能的に等価な2位 置三方弁である。ピストン71はばね73に抗して作動し且つピストンロッド7 4が取り付けられている。該ピストンロッド74は、ストッパ76とロッド端7 5との係合によりピストン71の移動を制限する。FIG. 5 shows a fail-safe device of the present invention that can be used in other types of volume control devices. It shows. In this embodiment, the volumetric displacer 70 is a cylinder 72. Flow control valve 80 has a piston 71 actuated within a functionally equivalent second position. It is a three-way valve. The piston 71 operates against the spring 73 and the piston rod 7 4 is installed. The piston rod 74 has a stopper 76 and a rod end 7. 5 limits movement of the piston 71.
流れ制御弁80が付勢されていない(すなわち、図示の位置にある)とき、供給 源13からの酸素は、弁80を通って導管81内に運ばれる。該導管81は、フ ェールセーフ装置12のシリンダ21の端部23を通って該シリンダ21の内部 と連通している。酸素は分岐ライン82により制量ディスプレーサ70に供給さ れ、ピストン71のヘッドに圧力を作用する。これにより、ピストン71を、そ のロッド端75がストッパ76と係合するまで、ばね73の力に抗して後方に押 しやる。同時に、装置12のピストン22に作用する酸素圧力により、ピストン 22が、ばね24の力及びばね隔室83内の空気圧力に抗して右方に押しやられ る。隔室83内の圧力は、通気ライン84及び流量制限ブリードオリフィス85 を通る空気の流れによって緩やかに低下される。弁80が図示の位置にある間、 ピストン22は、最終的に該ピストン22がシリンダ21の壁のポート86を充 分に開放するまで、右方に移動し続ける。ポート86が開放されると、供給源1 3から弁80、ライン81、フェールセーフ装置12及びライン19を通ってカ ニユーレ16に通しる酸素の連続流が確立され、鼻器具17を介して酸素が患者 に供給される。酸素の流量は流量調節オリフィス20により調節される。When flow control valve 80 is not energized (i.e., in the position shown), the supply Oxygen from source 13 is conveyed into conduit 81 through valve 80. The conduit 81 through the end 23 of the cylinder 21 of the fail-safe device 12 and into the interior of the cylinder 21; It communicates with Oxygen is supplied to the metered displacer 70 by a branch line 82. This applies pressure to the head of the piston 71. This causes the piston 71 to is pushed rearward against the force of spring 73 until rod end 75 engages stopper 76. I'll do it. At the same time, the oxygen pressure acting on the piston 22 of the device 12 causes the piston to 22 is forced to the right against the force of spring 24 and the air pressure in spring compartment 83. Ru. The pressure within the compartment 83 is maintained by a vent line 84 and a flow restricting bleed orifice 85. It is slowly lowered by the flow of air through it. While valve 80 is in the position shown, The piston 22 eventually fills the port 86 in the wall of the cylinder 21. Continue moving to the right until it opens in minutes. When port 86 is opened, source 1 3 through valve 80, line 81, failsafe device 12 and line 19. A continuous flow of oxygen through the nure 16 is established and oxygen is delivered to the patient via the nasal appliance 17. supplied to The flow rate of oxygen is regulated by a flow control orifice 20.
体積制量装置70の通常の作動モードでは、患者の我意の開始を検出すると、弁 80がその他方位置に移動される。この他方位置において、弁80は、ライン8 1とカニユーレ16とを直接連結する。次に、ばね73がピストン71を左方に 押しやり、酸素が連結ラインを通って患者に導かれる前に酸素を押し出す。同時 に、ばね24の力及びチャンバ83内の空気圧力により、フェールセーフピスト ン22が7リンダ21の左端部へと押しやられる。ライン88の逆止弁87は、 空気がブリードオリフィス85を/<イパスしてチャンバ83を再充填する。デ ィスプレーサ70内に収容された酸素用量の供給か完了した後、装置は、弁80 かその第1位置に復帰して新たなザイクルを開始するように配置される。理解さ れようが、弁80が用量供給を行う度毎に、フェールセーフ装置12がリセツト される。最終ガス用量の供給と連続流の確立との間の時間間隔は、シリンダ21 のサイズ、ブリードオリフィス85により許容される流量、及びばね24の力を 変えることにより変化させることかできる。In the normal mode of operation of the volume control device 70, upon detecting the onset of patient volition, the valve is activated. 80 is moved to the other position. In this other position, valve 80 is in line 8 1 and the cannula 16 are directly connected. Next, the spring 73 moves the piston 71 to the left. push the oxygen out before it is directed through the connecting line to the patient. simultaneous Then, due to the force of the spring 24 and the air pressure in the chamber 83, the fail-safe piston is activated. The cylinder 22 is pushed to the left end of the 7 cylinder 21. The check valve 87 in line 88 is Air passes through bleed orifice 85 to refill chamber 83. De After completing the delivery of the oxygen dose contained within the placer 70, the device closes the valve 80. or return to its first position to begin a new cycle. understood However, each time valve 80 delivers a dose, fail-safe device 12 is reset. be done. The time interval between the delivery of the final gas dose and the establishment of continuous flow , the flow rate allowed by the bleed orifice 85, and the force of the spring 24. You can change it by changing it.
第5図に示すフェールセーフ装置12は、1′ブローダウン」形の制量装置すな わちディスプレーサにも首尾よく使用できる。ブローダウン形制量装置は、ピス トン71か固定されており且つ制量チャンバ内のガスを頃に膨張させることによ って患者への酸素用lの供給か付勢される点て、図示のディスプレーサ70とは 異なっている。The fail-safe device 12 shown in FIG. It can also be successfully used as a displacer. Blowdown type metering device is a piston The ton 71 is fixed and the gas in the metering chamber is expanded at about the same time. The illustrated displacer 70 is energized to supply oxygen to the patient. It's different.
時には、思考の呼吸速度に基ついて患者に供給される酸素用量を僅かに変えるこ と(例えば、呼吸速度が低下するにつれて一用量当たりに供給されるガスの体積 を増大させること)が望まれることがある。このこと並びに故障の場合の酸素の フェールセーフ装置は、電気回路によることなく、第6図に示す方法で達成され る。第6図には、第5図に関連して説明したものの変形例として考え得る本発明 の一実施例が示されている。第6図の装置の作動は、ディスプレーサ70とフェ ールセーフユニット12との空気圧的相互作用によるものではなく、機械的相互 作用によるものであるという点を除き、第5図の装置の作動と非常に良く似てい る。この実施例では、フェールセーフユニット12は、ピストン22に取り付け られたピストンロッド91てあって、ノリンダ端部23を貫通して延び且つロッ ド端92に終端するピストンロッド91を備えたダソノユポノトのように機能す る。ユニット12はディスプレーサ70に対して整合して配置されており、制量 チャンバピストン71は、制量ピストンのロッド端75とフェールセーフピスト ンのロッド端92との係合により、その移動か制限される。Sometimes the amount of oxygen delivered to the patient may be slightly altered based on the patient's breathing rate. and (e.g., the volume of gas delivered per dose as the breathing rate decreases) It may be desirable to increase This as well as the oxygen The fail-safe device is achieved by the method shown in Figure 6 without using electrical circuits. Ru. FIG. 6 shows the present invention which can be considered as a modification of the one explained in relation to FIG. An example of this is shown. The operation of the device shown in FIG. not due to pneumatic interaction with the safety unit 12, but due to mechanical interaction. The operation is very similar to that of the device in Figure 5, except that it is by action. Ru. In this embodiment, the failsafe unit 12 is attached to the piston 22. a piston rod 91 extending through the nolinder end 23 and extending through the nolinder end 23; It functions like a piston rod with a piston rod 91 terminating in a closed end 92. Ru. The unit 12 is arranged in alignment with the displacer 70 and is The chamber piston 71 is connected to the rod end 75 of the metering piston and the fail-safe piston. The engagement of the rod with the rod end 92 limits its movement.
弁80が図示の付勢されていない位置(除勢位置)にあるとき、ディスプレーサ 70の制量チャンバ93か酸素て充填され、供給される酸素の圧力により制量ピ ストン7jが右方に押圧される。ピストン71がその端位置に接近すると、ばね 24の力及びばね隔室83内の空気圧力により、右方への移動が更に抵抗を受け る。弁80がその除勢位置にある時間が長いほど、ピストン22が右方に押しや られる距離が大きくなり、従って、次の用量供給信号により供給される酸素の体 積93が大きくなる。弁80をその他方位置に付勢する用量供給信号を、所与の 時間に全く受けない場合又は電源が遮断されている場合には、ピストン22は、 ポート86が開放されるまで徐々に右方に移動する。ポート86の開放により、 患者へのオリフィス制量された酸素の連続流が確立される。When the valve 80 is in the unenergized position shown, the displacer The metering chamber 93 of 70 is filled with oxygen, and the pressure of the supplied oxygen causes the metering chamber 93 to be filled with oxygen. Stone 7j is pressed to the right. When the piston 71 approaches its end position, the spring Due to the force of 24 and the air pressure in the spring compartment 83, movement to the right is further resisted. Ru. The longer valve 80 is in its deenergized position, the more piston 22 will be pushed to the right. Therefore, the distance delivered by the next dose delivery signal increases The product 93 becomes larger. For a given dose delivery signal that biases valve 80 to the other position, If the piston 22 does not receive any time or the power is cut off, the piston 22 Gradually move to the right until port 86 is opened. By opening port 86, A continuous flow of orifice-controlled oxygen to the patient is established.
かくして、この実施例によれば、患者の呼吸速度に従って用量体積を変化させ且 つ制量された用量を必要とする信号が存在しない場合には連続制量流を与えるこ とができることが理解されよう。このような信号が再び発生し且つ装置の通常作 動(常時作動)が再開されると、フエールセーフユニッl−12自体が自動的に 通常作動を行うようにリセットされる。また、本発明のこの実施例は、ロンド9 Iの位置によりチャンバサイズの調節を行う、調節可能に固定できる体積制量チ ャンバ又はブローダウン体積制量チャンバと同等に作動する。Thus, according to this embodiment, the dose volume is varied according to the patient's respiration rate and Give a continuous metered flow in the absence of a signal requiring a metered dose. It will be understood that it is possible to If such a signal occurs again and normal operation of the equipment When the operation (constant operation) resumes, the failsafe unit l-12 itself automatically shuts down. Reset for normal operation. Also, this embodiment of the invention Adjustable and fixed volume control channel that adjusts the chamber size depending on the position of I. It operates similarly to a chamber or blowdown volumetric chamber.
第7図は、第6図の装置の別の実施例である。この実施例では、フェールセーフ ユニット12及びディスプレーサ70が前の実施例と同様に構成されており、制 量チャンバピストン7Iの移動は、そのピストンロッド端75とフェールセーフ ピストンロッド端92との係合により制限される。ディスプレーサ70の制量チ ャンバ93が充填されると、供給される酸素の圧力によりピストン71が右方に 押圧される。ピストンロッド端75とロッド端92との係合後、ピストン71の 更に右方への移動は、ばね73.24の抵抗とばね隔室83内の空気圧力との合 力による抵抗を受ける。弁80か図示の除勢位置にある時間が長いほど、ピスト ン71が右方に押しやられる距離が大きくなる。弁80をその他方位置に付勢す る用量供給信号を、所与の時間全く受けない場合又は電源が遮断されている場合 には、ピストン71は、シリンダ72の側壁のポート95を充分に開放するまで 最終的に移動する。これにより、供給源13から、弁80、導管82、ディスプ レーサ70及びライン19を通る酸素の連続流が確立され、カニユーレ16及び 鼻器具17を介して患者に供給される。オリフィス20は流量を制御する。この フェールセーフ装置12は、ディスプレーサの通常作動が再開されると、装置1 2自体をリセットする。第6図の実施例と比較し、この実施例は、患者の呼吸速 度に従って用量体積が自動的に変化し、−用量当たりに供給されるガス体積が患 者の呼吸速度の低下に従って増大する点で更に優れている。FIG. 7 is an alternative embodiment of the apparatus of FIG. In this example, the failsafe The unit 12 and displacer 70 are constructed similarly to the previous embodiment, and the control The movement of the volume chamber piston 7I is ensured by its piston rod end 75 and fail-safe. Limited by engagement with piston rod end 92. Control ch of displacer 70 When the chamber 93 is filled, the pressure of the oxygen supplied causes the piston 71 to move to the right. Pressed. After the piston rod end 75 and the rod end 92 are engaged, the piston 71 Further movement to the right is due to the combination of the resistance of springs 73.24 and the air pressure in spring compartment 83. Resisted by force. The longer the valve 80 is in the deenergized position shown, the more the piston The distance that the button 71 is pushed to the right increases. Force valve 80 to the other position does not receive any dose delivery signal for a given period of time or if the power supply is interrupted. In this case, the piston 71 is moved until the port 95 in the side wall of the cylinder 72 is fully opened. Eventually move. This allows from source 13 to valve 80, conduit 82, and display. A continuous flow of oxygen is established through the laser 70 and line 19, and the cannula 16 and It is delivered to the patient via the nasal appliance 17. Orifice 20 controls the flow rate. this Fail-safe device 12 prevents device 1 from resuming normal operation of the displacer. 2 reset itself. Compared to the embodiment of FIG. 6, this embodiment - The volume of gas delivered per dose changes automatically according to the It is even better in that it increases as the person's breathing rate decreases.
第8図には本発明の更に別の実施例が示されており、該実施例では、弁すなわち フェールセーフユニット12の流れ制御機能がその作動機能から分離されて(1 )る。他の実施例におけるように、このユニット12はピストン22が内部に配 置されたシリンダ21を有しており、ピストン22はばね24の力によってシリ ンダ21の一端に向かって押圧されている。ピストン22にはピストンロッド9 7が取り付けられており、該ピストンロッド97は、シリンダ21のばね付勢側 端部を通って延び且つコネクタ手段99に終端している。シリンダ21の他端を 貫通して導管101が延びており、該導管101はシリンダ空間103と外部ガ ス源とを連通している。オン−オフ弁105には弁作動手段107が設けられて おり、該弁作動手段は、コネクタ手段99を介して作動するピストンロッド97 により作動される。弁105は常時閉鎖されており、且つ入口ライン109、出 口ライン111及び流量制限オリフィス113を備えている。ライン109は装 置の酸素供給源に連結され、ライン111はカニユーレに連通している。FIG. 8 shows yet another embodiment of the invention, in which the valve or The flow control function of fail-safe unit 12 is separated from its operating function (1 ). As in other embodiments, this unit 12 has a piston 22 disposed therein. The piston 22 is moved into the cylinder by the force of the spring 24. It is pressed toward one end of the conductor 21. The piston 22 has a piston rod 9 7 is attached, and the piston rod 97 is connected to the spring biased side of the cylinder 21. It extends through the end and terminates in connector means 99. the other end of the cylinder 21 A conduit 101 extends therethrough, which conduit 101 connects the cylinder space 103 and the external gas. It communicates with the source. The on-off valve 105 is provided with valve actuation means 107. and the valve actuation means includes a piston rod 97 actuated via connector means 99. activated by Valve 105 is always closed and inlet line 109, outlet line A port line 111 and a flow restriction orifice 113 are provided. Line 109 is A line 111 communicates with the cannula.
第8図のフェールセーフ装置12は、例えば第3図に示す流量一時間制量供給装 置と組み合わせて作動し、或いは、第4図に示す体積制量装置と組み合わせて作 動するように構成できる。流量一時間供給装置と組み合わせて使用する場合には 、装置は、ライン101を介して少量の各ガスパルスをシリンダ21内の空間1 03内に導入するように構成されている。ばね24がピストン22を介して空間 103内のガスに作用する圧力は、第3図に関連して説明したように、カニユー レに戻る緩やかなガスブリードを生じさせる。ガスパルスがタイムリーに供給さ れ続ける限り、空間103内のガスが更新され、各用量とともにピストン22を 右方に反復押しやる。しかしながら、ガス用量間に充分な時間が経過すると、空 間+03内のガスが消尽され、ピストン22はシリンダ21の左端部に接近でき る。弁アクチユエータ+07は、コネクタ99を介してアクチュエータ107に 作用するピストンロッド97の左方への端移動により弁105を開放させるよう に構成される。これにより、制量オリフィス113により設定された流Iの、ガ ス源とカニユーレとの間の流れを確立できる。The failsafe device 12 shown in FIG. or the volume control device shown in Figure 4. can be configured to work. When used in combination with a flow rate one-hour supply device , the device delivers a small amount of each pulse of gas via line 101 to space 1 in cylinder 21. It is configured to be introduced into 03. The spring 24 is inserted into the space via the piston 22. The pressure acting on the gas within 103 is controlled by the cannula as described in connection with FIG. This causes a gradual gas bleed that returns to the original state. Gas pulses are supplied in a timely manner The gas in space 103 is renewed as long as Push to the right repeatedly. However, if enough time passes between gas doses, the empty The gas in the space +03 is exhausted, and the piston 22 can approach the left end of the cylinder 21. Ru. Valve actuator +07 is connected to actuator 107 via connector 99. The leftward end movement of the acting piston rod 97 causes the valve 105 to open. It is composed of As a result, the flow I set by the control orifice 113 is A flow can be established between the water source and the cannula.
第4図に示す体積制量装置に使用するとき、装置は、第4図に示すように、ライ ン101がブリードオリフィスを介して体積制量チャンバの内部と連通ずるよう に構成される。かくして、体積制量チャンバがガス用量を保持する間、ピストン 22がゆっくりと右方に押しやられる。しかしながら、制量チャンノくがその用 量を放出する度毎に、空間103が減圧され且つピストン22は左方に復帰する 。When used in the volume control device shown in FIG. so that the tube 101 communicates with the interior of the volumetric chamber through the bleed orifice. It is composed of Thus, while the volumetric chamber holds the gas dose, the piston 22 is slowly pushed to the right. However, the control channel Each time a quantity is released, the space 103 is depressurized and the piston 22 returns to the left. .
何らかの理由によって体積制量装置がサイクル作動をしなくなり且つ供給源の圧 力をもつガス用量が制量チャンバ内に保有されると、ピストン22は右方に移動 し続ける。この場合、弁アクチユエータ107は、ピストン22及びピストンロ ッド97の右方への端移動がコネクタ99を介してアクチュエータ107に作用 して弁105を開放させるように構成されている。このとき、前述のように、ガ ス供給源からカニユーレへの制量流が確立される。第8図の実施例の変更例とし て、供給装置の通常作動が再開されると弁105が閉鎖して患者への酸素の非常 流を停止させるように構成できる。For some reason, the volume control device stops cycling and the supply pressure drops. When a forceful gas dose is retained in the metering chamber, the piston 22 moves to the right. Continue to do so. In this case, the valve actuator 107 is connected to the piston 22 and the piston rod. The end movement of the pad 97 to the right acts on the actuator 107 via the connector 99. The valve 105 is opened when the valve 105 is opened. At this time, as mentioned above, A controlled flow from the gas source to the cannula is established. As an example of modification of the embodiment shown in FIG. Then, when normal operation of the delivery system resumes, valve 105 closes to provide emergency oxygen to the patient. Can be configured to stop the flow.
上記実施例の設計及び構造は、請求の範囲に記載の本発明から逸脱することなく 、種々の変更を施すことができる。The design and construction of the embodiments described above may be made without departing from the scope of the invention as claimed. , various changes can be made.
Flθ、3 呼吸ガス供給2!13 国際調査報告Flθ, 3 Breathing gas supply 2!13 international search report
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US1991/005338 WO1993002730A1 (en) | 1989-02-03 | 1991-08-01 | Fail-safe respiratory gas delivery systems |
CA002114217A CA2114217C (en) | 1989-02-03 | 1991-08-01 | Fail-safe respiratory gas delivery systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06508766A true JPH06508766A (en) | 1994-10-06 |
Family
ID=4152793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3514475A Pending JPH06508766A (en) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | Fail-safe device for breathing gas supply equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06508766A (en) |
-
1991
- 1991-08-01 JP JP3514475A patent/JPH06508766A/en active Pending
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