JP7009382B2 - 出口流量可変加圧システム用の電子圧力ゲージ - Google Patents
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Description
本出願は、2016年3月21日に出願された米国特許仮出願第62/311,189号の利益を主張する、2016年12月14日に出願された米国実用特許出願第15/378,824号の継続出願であり、これに基づく優先権を主張する。本出願は更に、2016年3月21日に出願された米国特許仮出願第62/311,189号の利益及びこれに基づく優先権を主張する。これら全ての文書の開示は、その全体が本願中に引用をもって援用されている。
本開示は、貯蔵容器内に残留しているガスの量を表示するためのレギュレータシステムに関する。詳細には、本開示は、加圧貯蔵タンク内のガスが前記容器から所定の流量で継続的に流出する時間量を表示するための電子レギュレータシステム及びゲージに関する。
酸素は、世界中で最も広範に生産されているガスである。酸素は、溶接及びプラズマ化学、レーザ切断及び養魚場などの産業プロセスにおいて使用される。また、酸素は、民間及び軍事双方の環境下の病院において医療用に用いられる。大多数の病院及び医療施設においては、酸素を2つの供給源から患者に供給することが可能である。第1の供給源は、患者の病室の配管設備から直接に供給を行う。このことにより、狭い場所(通常は病院のベッド)にいる患者が、基本的に一定な酸素供給源を確保することが可能である。室内配管は通常、施設全体にわたる非常に大きな酸素貯蔵システム又は発生装置に接続されているので、一人の患者の酸素の使用によって供給源が枯渇してしまうことは殆どない。従って、一般には、病院職員が個々の患者の酸素使用状況を監視して、使用量が使用可能量を上回っていないかどうかを確認する必要はない。
以下は、本発明の幾つかの局面の基本的な理解を提供するための、本発明の概要である。この概要は、本発明の重要な又は不可欠な要素を特定すること、或いは本発明の範囲を限定することを意図するものではない。この項は、本発明の幾つかの概念を、後述するより詳細な説明の前置きとして、より簡略な形で述べることのみを目的としている。
部分的に基づいて算出することと;前記量のガスの前記算出された推定持続時間を、前記ディスプレイ上に表示することと;を含む方法を記載する。
pがガスシリンダ内のガスの圧力であり;
Vがガスシリンダの容積であり;
nがガスシリンダ内のガスのモル数であり;
Rが普遍気体定数であり;
Tがガスの温度である
ことが当業者に理解されよう。
Claims (21)
- ガスシリンダ内のガスの利用可能な持続時間を求めるためのシステムであって、
ガスを収容したガスシリンダと、
ガス出口コネクタと、
前記ガスシリンダ及び前記ガス出口コネクタと流体連通しているレギュレータであって、前記ガスが前記ガスシリンダから前記ガス出口コネクタへと流れる速度を制御するレギュレータと、
複数の流量から1つの流量を選択するためのセレクタノブと、
前記セレクタノブと接続されており、前記選択された流量に対応する位置を有する、スプリングプランジャと、
前記スプリングプランジャの位置を検出するポテンショメータと、
前記ガスシリンダ内の前記ガスの圧力を検出する圧力センサと、
プロセッサであって、
前記ポテンショメータから前記スプリングプランジャの前記位置を表す信号を受信し、前記選択された流量を検出し、前記検出された流量をディスプレイ上に表示させ、
前記検出されたガス圧を前記圧力センサから受信して、前記受信されたガス圧を前記ディスプレイ上に表示させ、
前記検出されたガス圧及び前記選択された流量に少なくとも部分的に基づき、前記ガスシリンダ内に残っているガスの供給の推定持続時間を算出し、
前記算出された推定持続時間を前記ディスプレイ上に表示させ、
前記算出されたガス供給持続時間が第1の予め設定された持続時間未満である場合に、第1の可聴アラームを開始させ、
前記算出されたガス供給持続時間が第2の予め設定された持続時間未満である場合に、第2の可聴アラームを開始させる、
ように構成されたプロセッサと、
を備えたシステム。 - 前記ガスシリンダが高圧の医療用シリンダである、請求項1に記載のシステム。
- 前記算出された推定持続時間が更に、前記ガスシリンダの容積に少なくとも部分的に基づいている、請求項1に記載のシステム。
- 前記算出された推定持続時間が更に、前記ガスシリンダ内の前記ガスの種類に少なくとも部分的に基づいている、請求項3に記載のシステム。
- シリンダ内のガスの利用可能な持続時間を求めるためのシステムであって、
ガスシリンダと、
前記ガスシリンダに取外し可能に取り付けられたゲージシステムであって、
内部空間を有するレギュレータ本体と、
前記レギュレータ本体の壁に設けられたガス出口コネクタであって、外部ホースとの接続が可能であり、前記内部空間を介して前記ガスシリンダと連通している、ガス出口コネクタと、
前記本体内に配置されたガス流選択サブシステムであって、ガスが選択されたガス流量で前記ガスシリンダから前記ガス出口コネクタへ流れることを可能とする、ガス流選択サブシステムと、
前記レギュレータ本体内に配置されたロータリー型皮膜ポテンショメータであって、線形に変化する抵抗をその周囲に有する導電性の環状の表面を有し、前記線形に変化する抵抗が、前記選択されたガス流量に対応する抵抗範囲を含む、ロータリー型皮膜ポテンショメータと、
前記レギュレータ本体内に、選択された位置で前記導電性の環状の表面と機械的に接触して配置されているスプリングプランジャであって、前記選択された位置における前記線形に変化する抵抗が、前記抵抗範囲内である、スプリングプランジャと、
前記レギュレータ本体の外側に回転可能に配置され、ユーザによって複数の流量位置に調節可能なセレクタノブであって、前記セレクタノブが前記複数の流量位置のうちの選択された一流量位置にある時に、
前記ガス流選択サブシステムが、ガスが前記選択されたガス流量で前記ガスシリンダから前記ガス出口コネクタへと流れることを可能とし、
前記スプリングプランジャが前記選択された位置で前記環状の表面に接触する
ように、前記ガス流選択サブシステムに機械的に接続されている、
セレクタノブと、
前記レギュレータ本体内に配置された圧力センサと、
前記レギュレータ本体内に配置され、前記ポテンショメータと電気的に連通している制御装置であって、
前記選択された位置を示す電気信号を前記ロータリー型皮膜ポテンショメータから受信するステップと、
前記受信された電気信号を前記流量へと変換するステップであって、前記変換が、前記受信された電気信号が前記抵抗範囲内にあることに基づいているステップと、
前記流量の表示をディスプレイ上に表示させるステップと、
前記ガスシリンダ内のガス圧を示す第2の電気信号を前記圧力センサから受信するステップと、
前記受信された第2の電気信号によって示される前記ガス圧の表示を前記ディスプレイ上に表示させるステップと、
前記表示されたガス圧及び前記変換された流量に少なくとも部分的に基づき、前記ガスシリンダ内のガスの供給の推定持続時間を算出するステップと、
前記算出されたガス供給持続時間を前記ディスプレイ上に表示させるステップと、
前記算出されたガス供給持続時間が第1の予め設定された持続時間未満である場合に、第1の可聴アラームを開始させるステップと、
前記算出されたガス供給持続時間が第2の予め設定された持続時間未満である場合に、第2の可聴アラームを開始させるステップと、
を実行するように構成されたプロセッサを備えた制御装置と、
を備えたゲージシステムと、
を備えたシステム。 - 前記ガスシリンダが高圧の医療用シリンダである、請求項5に記載のシステム。
- 前記ガス流選択サブシステムがレギュレータを備えている、請求項6に記載のシステム。
- 前記ガス流選択サブシステムが、前記ガスシリンダと前記ガス出口コネクタとの間の流路内に回転可能に少なくとも部分的に配置されたプレートを更に備えており、前記プレートがオリフィスを有し、前記オリフィスが、ガスが前記選択されたガス流量で前記オリフィスを通って流れることを可能とするように構成されており、
前記セレクタノブの前記ガス流選択サブシステムへの機械的な接続が、前記ノブが前記選択された流量位置にある時に、前記ガスシリンダから前記ガスコネクタへと流れるガスが前記選択されたガス流量で前記オリフィスを通過するように、前記オリフィスを前記流路内に配置可能である、
請求項7に記載のシステム。 - 前記算出された推定持続時間が更に、前記ガスシリンダの容積に少なくとも部分的に基づいている、請求項8に記載のシステム。
- 前記算出された推定持続時間が更に、前記ガスシリンダ内のガスの種類に少なくとも部分的に基づいている、請求項9に記載のシステム。
- 前記算出された推定持続時間が、前記ガスシリンダ内に残留しているガスの質量を少なくとも部分的に用いて算出され、前記質量が、前記ガスシリンダ内に残留しているガスのモル数を、統合された理想気体の状態方程式pV=nRTを用いて求めることによって少なくとも部分的に求められ、式中:
pは前記表示された圧力であり、
Vは前記ガスシリンダの容積であり、
nは前記ガスシリンダ内のガスのモル数であり、
Rは普遍気体定数であり、
Tは温度である、
請求項10に記載のシステム。 - 前記温度が想定される一定温度である、請求項11に記載のシステム。
- 前記システムが、前記レギュレータ本体内に配置され、前記制御装置と電気的に連通している温度センサを更に備え、
前記制御装置のプロセッサが、前記ガスシリンダ内の温度を示す第3の電気信号を前記温度センサから受信するステップを実行するように更に構成されており、
前記温度が、前記示される温度である、
請求項11に記載のシステム。 - 前記レギュレータ本体の壁に設けられた第2のガス出口コネクタであって、外部ホースとの接続が可能であり、前記内部空間を介して前記ガスシリンダと連通している第2のガス出口コネクタを更に備え、
前記ガス流選択サブシステムが、ガスがより高い選択されたガス流量で前記ガスシリンダから前記第2のガス出口コネクタへ流れることを可能とする、
請求項5に記載のシステム。 - ガスシリンダ内のガスの利用可能な持続時間を求めるための方法であって、
ある量のガスを収容したガスシリンダと、
複数のガス流量に設定可能な可変ガス流量レギュレータを介して前記ガスシリンダと流体連通しているガス出口コネクタと、
可変抵抗ポテンショメータと、
圧力センサと、
プロセッサと、
ディスプレイと、
を備えたシステムを設けることと、
前記ガスシリンダ内の前記量のガスのガス圧を、前記圧力センサを使用して測定することと、
前記可変ガス流量レギュレータを前記複数のガス流量の中から選択されたガス流量に設定することと、
前記選択されたガス流量を前記可変抵抗ポテンショメータによって検出することと、
前記制御装置で、
前記検出ステップで検出された前記選択されたガス流量の表示と、
前記測定ステップで測定された前記ガス圧の表示と、
を受信することと、
前記プロセッサを使用して、前記ガスシリンダ内の前記量のガスの推定持続時間を、前記選択されたガス流量の表示及び前記受信ステップで受信された前記感知されたガス圧の表示に少なくとも部分的に基づいて算出することと、
前記量のガスの前記算出された推定持続時間を、前記ディスプレイ上に表示することと、
前記算出されたガス供給持続時間が第1の予め設定された持続時間未満である場合に、第1の可聴アラームを開始させることと、
前記算出されたガス供給持続時間が第2の予め設定された持続時間未満である場合に、第2の可聴アラームを開始させることと、
を含む方法。 - 前記量のガスの前記算出された推定持続時間及び前記選択されたガス流量を記録することと、
前記記録を、前記記録が行われた時点と関連付けることと、
前記記録及び関連付けを、複数の異なる時点で繰り返すことと、
を更に含む、請求項15に記載の方法。 - 前記複数の記録を後の時点で取得することと、
前記取得された複数の記録を、前記ガスシリンダの使用寿命の予測に利用することと、
を更に含む、請求項16に記載の方法。 - 前記方法がリアルタイムで発生する、請求項15に記載の方法。
- 前記複数の流量位置は、連続的に変化可能な流量に対応する位置を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数の流量位置は、連続的に変化可能な流量に対応する位置を含む、請求項5に記載のシステム。
- 前記複数の流量位置は、連続的に変化可能な流量に対応する位置を含む、請求項15に記載の方法。
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