KR100538709B1 - 휴대용 공기 호흡 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 공기 호흡 장치에 대한 것으로서, 이를 위하여 본 발명은 에어 탱크(10)와; 상기 에어 탱크(10)로부터 공급되는 공기의 압력이 소정의 압력 이하로 저하되면 일부의 공기가 바이패스되도록 하는 압력 밸브부재(20)와; 상기 압력 밸브부재(20)로부터 공급되는 공기를 호흡이 가능한 압력으로 변환시켜 마우스(31)로 일정하게 공급되도록 하는 레귤레이터 밸브부재(30)와; 상기 압력 밸브부재(20)를 통해 바이패스되는 압축 공기가 토출되면서 경고음을 발생시키도록 하는 경고음 발생 수단(40)과; 상기 압력 밸브부재(20)로부터 바이패스되어 유도되는 압축 공기에 의해 전원을 온상태가 되도록 하는 압력 스위칭 부재(50)와; 상기 압력 스위칭 부재(50)의 접속에 의해서 가시적으로 공기압 부족상태를 경고하도록 구비되는 경광 수단(60)과: 상기 경광 수단(60)과 동시에 전원이 온상태가 되면서 작동되도록 하여 신체의 접촉을 통해 공기압 부족상태를 경고하도록 구비되는 진동 수단(70)과: 상기 압력 밸브부재(20)와 상기 레귤레이터 밸브부재(30)의 사이를 바이패스관(21)에 연결하면서 상기 연결관을 통한 공기의 유동을 수동 조작에 의해 단속되도록 하는 수동 제어 수단(80)으로 구비되도록 하여 아무리 급박하고 시야가 희박한 장소에서도 비상 상황을 본인이나 아님 그 주위에서라도 인지가 가능하도록 하여 피해가 최소화될 수 있도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.

Description

휴대용 공기 호흡 장치{Apparatus for breathing air}

본 발명은 휴대용 공기 호흡 장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 에어 탱크로부터 공급되는 에어의 압력이 적정 이하로 떨어지거나 사용자가 위험을 알리고자 할 때 자동 또는 수동으로 이를 본인 또는 타인에게 알려줄 수 있도록 하는 휴대용 공기 호흡 장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 공기 호흡 장치란 수중에서 다이버들이나 화재 발생 시의 소방관들이 휴대하면서 정상적인 호흡을 할 수 없는 곳에서 안전하게 호흡할 수 있도록 하는 안전 장비이다.

종래의 휴대용 공기 호흡 장치는 도 1에서와 같이 크게 휴대용 에어 탱크(10)와 압력 밸브부재(20)와 레귤레이터 밸브부재(30) 그리고 경고음 발생 수단(40)으로서 이루어진다. 즉 휴대용 에어 탱크(10)는 통상 휴대 수단(11)을 이용하여 등에 짊어질 수 있도록 구비되면서 내부에는 약 200 ~ 300㎏/㎤의 압력으로 공기가 채어져 있도록 하고, 통상적으로 이 공기에 의해서 약 50분은 견딜 수 있도록 하고 있다.

그리고 압력 밸브부재(20)는 3웨이 밸브로서, 일측으로는 약 60㎏/㎤ 이상의 공기를 레귤레이터 밸브부재(30)를 통해서 마우스(31)로 공급되도록 하여 호흡을 할 수 있도록 하고, 이렇게 일측으로 통과하는 공기의 압력이 약 60㎏/㎤ 이하로 되면 일부의 공기가 바이패스되면서 바이패스관(21)의 끝단부에 구비되는 경고음 발생 수단(40)을 통해 경고음이 발생되도록 하고 있다.

다시 말해 휴대용 에어 탱크(10)로부터는 대단히 높은 압력의 공기가 에어 파이프를 통해 압력 밸브부재(20)에 전달되며, 일단 공기의 압력이 60㎏/㎤ 이상일 때에는 바이패스관(21)측은 닫해진 상태가 되어 전량 레귤레이터 밸브(30)측으로 전달되면서 일정한 압력 즉 호흡이 가능한 압력 상태로 변환시켜 마우스(31)측으로 전달하게 되므로 이를 통해 안전하게 호흡할 수가 있게 된다.

이렇게 정상적으로 공기를 공급받아 호흡을 하다 에어 탱크(10)로부터 공급되는 공기의 압력이 60㎏/㎤ 이하로 되면 압력 밸브부재(20)에서는 레귤레이터 밸브부재(30)측으로 뿐만 아니라 바이패스관(21)측으로도 공기가 유동되게 함으로써 충전공기의 부족상태를 소리를 통해 알려지도록 하고 있다.

이와 같은 경고 수단은 급박한 작업을 수행하다 보면 에어 탱크(10)에의 공기가 부족해지는 시점을 알 수가 없어 본인 뿐만 아니라 같이 인근에서 작업하는 사람들도 동시에 인지할 수 있도록 함으로써 에어 탱크(10)의 공기를 재충전해야 함을 알려주도록 하는 것이다.

하지만 이러한 소리를 통한 경고는 물 속에서나 다급한 화재 진압 현장에서는 그 실효성이 대단히 미약하다.

즉 주위 환경의 소음과 긴박한 긴장감에 의해 경고음이 묻혀서 본인 조차도 에어 탱크(10)의 충전공기량 및 압력 상태 악화를 예측하지 못할 뿐만 아니라 여러 사람이 같이 현장에 있는 경우 여기 저기서 유발되는 경고음이 누구의 것인지를 파악할 수가 없을 뿐만 아니라 잠수 시에는 수시로 잔압 게이지를 통해 스스로의 잔압 상태를 가시적으로 확인해야 하는 번거로움이 있다.

특히 급박한 현장의 상황에서 자칫 경고음도 듣지 못하고, 잔압 게이지를 통한 확인 시점을 놓쳤을 경우에는 급기야 심각한 인명 사상을 유발하는 심각한 문제 발생을 초래하기도 한다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 에어 탱크의 압력이 기준 이하가 되면 이를 본인이 예민하게 인지할 수 있도록 하면서 구조를 요청하고자 할 때에도 스스로 타인에 의해 감지될 수 있도록 경보를 알려주는 공기 호흡 장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소정의 압력으로 공기가 충전되며, 휴대 수단에 이탈 방지되게 삽입되는 에어 탱크와; 상기 에어 탱크로부터 공급되는 공기를 통과시키면서 통과하는 공기의 압력이 소정의 압력 이하로 저하되면 일부의 공기가 바이패스되도록 하는 압력 밸브부재와; 상기 압력 밸브부재로부터 공급되는 공기를 호흡이 가능한 압력으로 변환시켜 마우스로 일정하게 공급되도록 하는 레귤레이터 밸브부재와; 상기 압력 밸브부재를 통해 바이패스되는 압축 공기가 토출되면서 경고음을 발생시키도록 하는 경고음 발생 수단과; 상기 압력 밸브부재로부터 바이패스되어 유도되는 압축 공기에 의해 전원을 온상태가 되도록 하는 압력 스위칭 부재와; 상기 압력 스위칭 부재의 접속에 의해서 가시적으로 공기압 부족상태를 경고하도록 구비되는 경광 수단과: 상기 경광 수단과 동시에 상기 압력 스위칭 부재의 전원이 온상태가 되면서 작동되도록 하여 신체의 접촉을 통해 공기압 부족상태를 경고하도록 구비되는 진동 수단과: 상기 압력 밸브부재와 상기 레귤레이터 밸브의 사이를 바이패스관에 연통되도록 연결한 관로를 수동 조작에 의해 단속되도록 하는 수동 제어 수단이 구비되도록 하는 구성이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 2에서와 같이 크게 에어 탱크(10)와 압력 밸브부재(20)와 레귤레이터 밸브부재(30)와 경고음 발생 수단(40)과 압력 스위칭 부재(50)와 경광 수단(60)과 진동 수단(70) 및 수동 제어 수단(80)으로 이루어지는 구성이다.

이중 에어 탱크(10)와 압력 밸브부재(20)와 레귤레이터 밸브부재(30)) 및 경고음 발생 수단(40)은 종전의 구성에서도 동일하게 구비되는 구성이나 본 발명에서는 이러한 구성에 압력 스위칭 부재(50)와 경광 수단(60)과 진동 수단(70) 및 수동 제어 수단(80)이 동시에 구비되도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.

에어 탱크(10)는 통상 등에 짊어질 수 있도록 하는 휴대 가능한 휴대 수단(11)에 이탈 방지되게 끼워지며, 내부에는 소정의 압력으로 공기가 충전되어 있도록 하는 구성이다.

내부에 충전된 공기의 압력은 사용 용도에 따라서 차이가 있는 바 통상 잠수용으로 사용하는 에어 탱크(10)의 경우에는 약 200㎏/㎤, 화재 현장의 소방대원들이 사용하는 에어 탱크(10)의 경우는 약 300㎏/㎤으로 압력으로 채워져 있게 된다.

압력 밸브부재(20)는 에어 탱크(10)로부터 에어 파이프를 통해서 공급되는 압축 공기가 통과되도록 하면서 통과하는 압축 공기의 압력이 일정 이하로 낮아지면 압축 공기의 압력에 의해 닫혀져 있던 일측의 통로가 개방되도록 하면서 일부의 압축 공기가 바이패스되도록 하는 3웨이 밸브의 구성이다.

압력 밸브부재(20)에서의 제어 압력은 통상 60㎏/㎤를 기준으로 하여 압력 밸브부재(20)를 통과하는 압축 공기의 압력이 60㎏/㎤ 이하가 되면 폐쇄되어 있던 통로가 개방되면서 바이패스관(21)을 통해 일부의 공기가 바이패스되게 한다.

레귤레이터 밸브부재(30)는 압력 밸브부재(20)로부터 공급되는 압축 공기가 호흡이 가능한 압력으로 되도록 해서 안정되게 마우스(31)로 공급될 수 있도록 하는 것이다. 이때의 마우스(31)는 레귤레이터 밸브부재(30)를 통해 일정한 압력으로 유도되는 공기가 토출되는 부위에 구비되는 구성으로, 사용자의 입에 적절히 물려질 수 있도록 하는 형상으로 이루어진다.

경고음 발생 수단(40)은 압력 밸브부재(20)를 통해 유동하는 압축 공기의 압력이 60㎏/㎤ 이하가 되면 바이패스관(21)측 통로가 개방되면서 바이패스되는 압축 공기의 토출에 의해 경고음이 발생되게 하는 구성이다.

압력 스위칭 부재(50)는 바이패스관(21)을 통해 유도되는 공기의 압력에 의해서 전원을 온/오프시키게 되는 구성으로, 노멀(normal)상태에서는 접속이 단절되어 있다가 압력 밸브부재(20)를 통해 유동하는 압축 공기의 압력이 60㎏/㎤ 이하가 되면서 바이패스관(21)측 통로가 개방되면 바이패스관(21)을 통해 유도되는 압축 공기에 의해 스위칭 온상태가 이루어지도록 하는 구성으로, 경고음 발생 수단(40)과 동시에 작동된다.

경광 수단(60)은 압력 스위칭 부재(50)측으로 압축 공기가 유도되면서 이 압축 공기에 의해 눌려지는 압력에 의해 압력 스위칭 부재(50)가 전기적으로 접속되면 전원이 인가되면서 빛을 발하도록 하는 구성으로, 이러한 경광 수단(60)은 물속에서나 화재 현장에서도 식별이 가능하도록 하며, 이를 위해 점멸식으로 작동되게 할 수도 있다.

진동 수단(70)은 전기한 경광 수단(60)과 동시에 작동되는 구성으로, 압력 스위칭 부재(50)의 스위칭 온 상태가 되면서 전원이 인가될 때 진동 작용이 발생되도록 하는 것인 바 특히 진동 수단(70)은 신체를 통해 진동이 전달되어야만 하므로 본 발명의 신체에 직접 접촉되는 에어 탱크 휴대 수단의 어깨 끈에 구비되도록 하되 더욱 바람직하게는 어깨 끈의 안쪽면이나 등쪽에 접촉되는 부위에 장착되도록 한다.

수동 제어 수단(80)은 전기한 경고음 발생 수단(40)과 경광 수단(60) 및 진동 수단(70)이 압력 밸브부재(20)의 공기 압력 상태에 의해 즉 압축 공기의 압력이 60㎏/㎤ 이하가 되면 바이패스관(21)으로 유도되는 압축 공기에 의해서 자동으로 작동되도록 하는 구성인데 반해 이러한 작동 구조들과는 달리 본 발명을 휴대하는 본인에 의해서 직접 조작되어 작동되도록 하는 구성이다.

수동 제어 수단(80)은 위급한 상황에서 본인의 구조를 요청하기 위해 수동으로 전기한 경고 수단들이 작동되도록 하는 구성이다. 즉 수동 제어 수단(80)은 압력 밸브부재(20)로부터 레귤레이터 밸브부재(30)로 연결되는 배관과 바이패스관(21)을 상호 연통되게 연결되도록 한 관로를 단속하도록 하는 구성으로서, 비록 압력 밸브부재(20)에서 압축 공기의 압력이 60㎏/㎤ 이상으로 통과하는 상황일지라도 본 발명의 휴대자가 혼자 스스로 해결하기 곤란한 위급한 상황에 처하게 되었을 때 구조 요청을 위하여 작동시키게 되는 구성이다.

이와 같은 수동 제어 수단(80)의 조작에 의해서 압력 밸브부재(20)로부터 레귤레이터 밸브부재(30)로 유동하게 되던 압축 공기의 일부를 바이패스관(21)으로 유입되게 함으로써 경고음 발생 수단(40)과 경광 수단(60) 및 진동 수단(70)이 동시에 작동되도록 하는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 휴대용 공기 호흡 장치는 개별적으로 휴대하면서 일정 시간 동안 필요한 공기를 공급받을 수 있도록 하는 개인 안전 장비이다.

따라서 종전과 마찬가지로 에어 탱크 휴대 수단을 이용하여 에어 탱크(10)를 등에 지고, 입에는 마우스(31)가 물려지게 해서 에어 탱크(10)측 메인 밸브(11)를 개방시킴에 의해서 공기가 희박한 환경에서도 필요로 하는 작업을 수행할 수 있도록 하는 것이다.

작업을 하다 보면 에어 탱크(10)로부터는 서서히 공기가 배출되면서 점차 압력이 미세하게 저하되고, 일정 시간이 지나면 결국 에어 탱크(10)로부터 인출되는 공기의 압력이 60㎏/㎤ 이하로 되는 상태가 발생된다.

이렇게 압축 공기의 압력이 60㎏/㎤ 이하로 되면 압력 밸브부재(20)에서는 바이패스관(21)측의 관로를 개방시키게 되는 동시에 이 바이패스관(21)을 통해 일부의 압축 공기가 유도된다.

바이패스관(21)으로 압축 공기가 유입되면 우선 압축 공기의 배출에 의해 경고음 발생 수단(40)을 통해서는 경고음이 유발되도록 하고, 동시에 이러한 압축 공기에 의해 압력 스위칭 부재(50)가 스위칭 온 상태가 되면서 경광 수단(60)과 진동 수단(70)에 각각 전원이 인가되도록 하며, 이로서 경광 수단(60)으로부터는 빛이 그리고 진동 수단(70)에서는 진동이 동시에 발생되도록 한다.

이렇게 에어 탱크(10)에의 잔류 공기가 부족해지기 시작하면 소리와 빛과 진동으로써 본 발명을 휴대한 본인과 그의 인근에서 같이 작업하는 사람들로 하여금 이를 인지할 수 있도록 한다.

즉 본인의 작업 조건이 긴박하여 이러한 경고를 인지하지 못하더라도 그와 가까이서 작업하는 사람이라도 인지할 수 있도록 함으로써 공기 부족에 따른 불상사가 미연에 발생되지 않도록 하는 것이다.

한편 에어 탱크(10)에의 잔류 공기는 충분하지만 본 발명을 휴대한 사람이 사고를 당하여 구조를 요청해야 하거나 혼자의 힘으로는 상황을 해결하기 역부족이라 도움을 요청하고자 하는 경우를 위해서는 수동 제어 수단(80)을 작동시킨다.

수동 제어 수단(80)은 수동 조작에 의해서 강제적으로 바이패스관(21)으로 압축 공기가 유입되도록 하여 이렇게 유입되는 압축 공기에 의해 경고음 발생 수단(40)과 경광 수단(60) 및 진동 수단(70)이 동시에 작동되도록 하는 것이다.

이와 같이 본 발명은 휴대용 에어 탱크(10)에의 공기량 즉 잔압 부족에 따른 보충 시기를 정확하게 인지할 수 있도록 함으로써 보다 안전한 사용이 가능토록 하고, 공기 부족으로 인한 인명의 손상이 방지되도록 한다.

특히 특정한 상황 즉 본인이 위험에 처하여 몸이 자유롭지 못한 상태에 있거나 혼자서는 해결할 수 없는 상황에서 다른 사람의 도움이 필요로 될 때에는 비록 에어 탱크(10)에의 공기 잔압이 충분하더라도 가까운 위치에 있는 사람에게 도움을 청할 수 있도록 한다.

따라서 본 발명은 에어 탱크(10)의 잔압 부족에 대해 본인 뿐만 아니라 주위에서도 가시적으로 인지할 수 있도록 함으로써 재충전 시기를 정확히 알 수 있도록 하는 동시에 그로 인해 안전한 작업이 되도록 하고, 또한 도움이 필요한 상황에선 수동으로 경고 수단들을 작동시켜 도움을 받을 수 있도록 함으로써 더욱 본인 뿐만 아니라 현장의 다른 인명도 구명할 수가 있도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 정신없이 분주하게 돌아가는 현장에서 자칫 에어 탱크(10)에의 공기압을 적절히 보충할 시기를 알려줄 수 있도록 함으로써 그에 따른 인명의 사상을 방지시키는 동시에 필요에 따라서는 구조 요청을 할 수 있도록 하여 안전성을 대폭적으로 향상시키는 대단한 유용한 효과가 있다.

도 1은 종래 휴대용 공기 호흡 장치의 개략적인 구조도,

도 2는 본 발명에 따른 휴대용 공기 호흡 장치의 개략적인 구조도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 에어 탱크 20 : 압력 밸브부재

30 : 레귤레이터 밸브부재 40 : 경고음 발생 수단

50 : 압력 스위칭 부재 60 : 경광 수단

70 : 진동 수단 80 : 수동 제어 수단

Claims (4)

1. 소정의 압력으로 공기가 충전되도록 하며, 휴대 수단(11)에 이탈 방지되게 삽입되는 에어 탱크(10)와;

   상기 에어 탱크(10)로부터 에어 파이프를 통해 공급되는 공기를 통과시키면서 통과하는 공기의 압력이 소정의 압력 이하로 저하되면 일부의 공기가 바이패스되도록 하는 압력 밸브부재(20)와;

   상기 압력 밸브부재(20)로부터 공급되는 공기를 호흡이 가능한 압력으로 변환시켜 마우스(31)로 일정하게 공급되도록 하는 레귤레이터 밸브부재(30)와;

   상기 압력 밸브부재(20)를 통해서 바이패스관(21)을 통해 바이패스되는 압축 공기의 배출에 의해 경고음을 발생시키는 경고음 발생 수단(40)과;

   상기 압력 밸브부재(20)로부터 상기 바이패스관(21)을 통해 바이패스되는 압축 공기에 의해 스위칭 온상태가 되도록 하는 압력 스위칭 부재(50)와;

   상기 압력 스위칭 부재(50)의 접속에 의해서 가시적으로 공기압 부족상태를 경고하도록 구비되는 경광 수단(60)과:

   상기 경광 수단(60)과 동시에 상기 압력 스위칭 부재(50)의 전원이 온상태가 되면서 작동되도록 하여 진동에 의해서 공기압 부족상태를 경고하도록 구비되는 진동 수단(70)과:

   상기 압력 밸브부재(20)와 상기 레귤레이터 밸브(30)의 사이를 바이패스관(21)과 연통되도록 연결한 관로를 수동 조작에 의해 단속되도록 하는 수동 제어 수단(80):

   으로 구비되는 휴대용 공기 호흡 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 밸브부재(20)는 통과하는 압축 공기의 압력이 60㎏/㎤ 이하로 되면 상기 바이패스관(21)으로 일부가 바이패스되도록 하는 휴대용 공기 호흡 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 경광 수단(60)은 점멸등으로 구비되는 휴대용 공기 호흡 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 진동 수단(70)은 상기 에어 탱크(10)의 휴대 수단(11)에서 어깨 끈의 신체와 접촉되는 면에 구비되는 휴대용 공기 호흡 장치.