KR100733641B1

KR100733641B1 - 호흡 장치 구성요소 결합 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100733641B1
Application number: KR1020037001379A
Authority: KR
Inventors: 쿡데이비드; 오델레이몬드; 피더브리지이안티.; 레가레피에르; 라포인트로버트피.; 크레펠케네쓰제이.; 브롬베르그데이비드엠.; 베이커데렉에스.; 베츠제임스알.; 인스리토마스아이.
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2007-07-02
Also published as: EP1305083B1; CA2415271A1; AU3673501A; JP4615186B2; KR20030029800A; PL195984B1; WO2002011815A1; AU2001236735B2; BR0112884A; EP1305083A1; JP2004505692A; CZ2003303A3; ES2306702T3; ATE396773T1; US6575165B1; PL358747A1; DE60134231D1

Abstract

본 발명은 전동식 공기 정화식 마스크(PAPR)로 공지된, 팬 강압식 정압 호흡 장치에 관한 것이며, 특히 이러한 장비의 호흡기 구성요소의 연결에 관한 것이다. 본 발명은 (송풍기 하우징에 대한 공기 공급 라인 및 필터 요소 등) PAPR 호흡기 구성요소의 신속 결합에 관한 장치 및 방법이다. 본 발명은 대응 구성요소가 정렬되며 밀봉 결합되어 연결되는 지를 표시 및/또는 관찰을 제공한다.

전동식 공기 정화식 마스크(PAPR), 호흡기 구성요소, 송풍기 하우징, 가역 부착구, 필터 카트리지

Description

호흡 장치 구성요소 결합 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BREATHING APPARATUS COMPONENT COUPLING}

본 발명은 전동식 공기 정화식 마스크(PAPRs : Powered Air Purifying Respirators)로 공지된, 팬 강압식 정압 호흡 장치(fan-forced positive pressure breathing apparatus)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 PAPR의 송풍기 하우징에 대해 호흡기 구성요소를 부착하기 위한 신속 결합 장착 시스템(rapid engagement mounting system)에 관한 것이다. 호흡기 구성요소는 필터 요소, 공급된 공기용 호스 부착구, 또는 호흡기 회로를 완성하기 위해 요구되는 다른 구성요소를 포함한다. 신속 결합 장착 시스템은 일반적으로 압력 끼움, 활주 결합 또는 구성요소의 전회전 미만의 회전 잠금에 의해 호흡기 구성요소의 배치를 허용하는 가역 부착구(reversible attachments)로서 정의된다.

비전동식 공기 정화식 마스크 장치는 여과된 공기 유입구를 갖는 호흡기 마스크를 포함한다. 공기는 착용자의 호흡 작용에 의해서 필터를 통해 유도된다. 착용자가 호흡을 들이 쉴 때, 마스크내에 음압이 생성되고 공기는 필터링 요소를 통해 유도된다. 착용자가 호흡을 방출할 때, 소비된 공기는 밸브를 통해 마스크를 빠져나간다. PAPRs는 착용자의 마스크에 양압을 연속적으로 공급하는데 사용된다. 여과된 공급 공기는 마스크의 내부 영역을 채우며 연속적으로 배출된다. 비전동식 마스크 상에 필터 요소의 대체를 용이하게 제공하기 위해서, 바요넷 타입(bayonet type) 부착구가 때때로 사용된다. 이러한 부착구는 호흡기 본체에 카트리지를 결합하기 위해서 필터의 전회전 미만의 회전이 요구된다.

PAPRs는 일반적으로 환경적 위험요소가 매우 한정되고 정해져 있는 산업적 용도로 사용된다. 호흡기 위험요소는 해로운 가스, 수증기 및 미세한 물질을 포함한다. 일반적으로 잘 알려진 정량화된 산업적 위험요소를 처리하기 위해서, PAPRs는 작업장에 들어가기 전에 착용할 수 있고, 사용자가 위험한 환경에서 사용하는 시간도 잘 조절될 수 있다. 산업적 설정에서, 호흡기 구성요소를 연결하기 위한 다중 회전 나사 타입 부착구(multiple-turn screw type attachments)를 사용하는 PAPR 시스템은 적절한 부착을 위해 더 많은 노력과 시간을 요구한다.

제1 반응자(유해 물질(HazMat), 치안, 화재 및 민방), 군인 또는 다른 응급 반응 유닛은 위험적 호흡 노출을 우선적으로 처리할 기회를 가질 여유가 없다. 노출 상황의 성질에 따라, 반응자는 필요에 맞게 재빨리 마스크 시스템을 착용해야 한다. 또한 노출 시간 및 강도는 보호 상태에 있어서 또한 잘 알려지지 않는다. 임의의 상황에서, 반응자는 노출된 장소로부터 스스로 빠져나올 수 없고 PAPR 호흡기 구성요소의 '즉각(hot)' 교체를 요구할 수 있다. 이러한 상황의 예는 착용자가 노출된 영역에 방치되어 있는 중에 필터를 교체하도록 요구하는 군사 상황에서 발견될 수 있다.

본 발명은 시스템의 송풍기 하우징과 신속 결합하도록 구성된 호흡기 구성요소를 포함하는 전동식 공기 정화식 마스크(PAPRs)에 관한 것이다. 양호한 실시예에서, 본 발명은 PAPR 하우징에 호흡기 구성요소의 적절한 결합을 표시하는 결합 검출 요소를 더 포함한다. 결합 검출 요소와 관련하여 신속 결합 호흡기 구성요소는 PAPR이 호흡기 위험요소에 대해 재빨리 착용되도록 요구되는 상황이거나 호흡기 구성요소의 '즉각' 교체가 요구될 때 착용자에게 뛰어난 보호를 제공한다. PAPR 시스템 상에 결합 검출 요소의 포함으로 임의의 사용자가 용도에 관계없이 고 레벨의 시스템 상태를 제공한다.

본 발명의 PAPR 시스템은 부착구 및 검출 시스템 모두를 포함하는 두가지 기본 측면에서 공지된 PAPRs와 상이하다. 공지된 PAPR 시스템은 송풍기 하우징에 필터를 부착하도록 나사식 부착구를 사용한다. 이러한 나사식 부착구는 다중-회전성질을 가지며, 필터의 신속 결합에 기여하지 않는다. 다중-회전 나사 시스템은 만약 부착시에 주의를 하지 않는다면 나사 결합을 어렵게 할 수 있다. 신속 결합 부착구 시스템은 PAPR 시스템의 신속 형성 및 배치, 특히 제1 반응자 또는 군사 상황에 적합하다.

신속 결합 부착구는 송풍기 하우징에 필터 카트리지를 연결하도록 고 피치화된 나사를 이용함으로써 호흡기 구성요소의 회전, 만일 발생한다해도 이의 최소 회전을 요구한다. 또한, 신속 결합 연결은 송풍기 하우징과 필터 카트리지 사이에 설치 결합(seated engagement)을 형성하도록 대향 멈춤쇠(detent)를 사용함으로써 송풍기에 필터 카트리지를 해제가능하게 잠근다. 이것은 송풍기 하우징으로부터 뜻하지 않게 해제되는 것을 방지한다.

공지된 PAPRs의 부착 시스템은 또한 결합 검출 요소를 사용하지 않는다. 하우징에 필터의 적절한 결합의 유일한 표시는 만약 필터가 어긋나게 나사결합된 경우 이해할 수 없는 회전에 대한 저항이다. 본 발명의 결합 검출 시스템은 고정시 및 시스템의 사용 중 모두에서, 부착구의 정확한 표시를 제공한다. 본 발명의 결합 검출 시스템은 송풍기 모터의 작동 또는 유동 댐퍼 구성요소가 구성요소를 결합하는 기능으로 작동될 수 있는, 안전 장치(fail-safe) 및 '즉각' 교체 용도에서 특히 유용하다.

본 발명의 결합 검출 시스템은 전기적, 기계적 또는 광학적 접촉부를 사용할 수 있다. 회로의 일부분으로서, 호흡기 구성요소와 PAPR 본체 사이의 전기적 또는 광학적 접촉부는 구성요소의 적절한 착좌 및 밀봉 결합을 표시하도록 청각적 또는 시각적 신호와 작동 결합된다. 또한 이러한 유형의 결합은 예를 들어, 호흡기 구성요소의 '즉각' 교체를 가능하게 하기 위해, 송풍기 하우징을 통해 공기가 배출되도록 댐퍼를 작동하여 공기 유동을 역전시키는데 사용될 수 있다. 또한 광학적, 기계적 접촉부는 적절한 접촉부의 청각적 또는 촉각적 표시를 제공할 수 있고 호흡기 구성요소가 그 부착부로부터 역회전되어 이탈하는 것을 방지하도록 결합 해제 안전 장치를 포함할 수 있다.

도1은 전동식 공기 정화식 마스크(PAPR)의 사시도 및 개략도이다.

도2는 PAPR의 팬 및 필터 조립체의 양호한 실시예의 사시도이다.

도3은 PAPR의 팬 및 필터 조립체의 양호한 실시예의 평면도이다.

도4는 PAPR의 팬 및 모터 하우징의 양호한 실시예의 정면도이다.

도5는 도4의 선 5-5를 따라 취한 단면도이다.

도6은 PAPR의 양호한 실시예의 필터 카트리지 중 하나의 측면도이다.

도7은 도6의 필터 카트리지의 저면도이다.

도8은 도7의 선 8-8을 따라 취한 단면도이다.

상기 도면이 본 발명의 양호한 실시예 중 일부를 도시하는 반면, 다른 실시예들은 또한 설명에서 알 수 있는 바와 같이 고려된다. 모든 경우에, 개시 내용은 제한하지 않으며 설명에 의해서 본 발명을 표현한다. 다수의 다른 변형 및 실시예는 본 발명의 원리의 영역 및 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 이 기술 분야의 숙련자에 의해 고안될 수 있다.

동력식 공기 정화식 마스크(PAPR) 시스템(10)의 주 구성요소는 도1에서 도시된다. PAPR(10)은 팬 강압식 정압 호흡기 장치로써, 호흡기 헤드-기어(12) 및 연결된 원격 팬과 필터 유닛(13)을 포함한다. PAPR(10)은 불필요한 오염물질이 내포된 대기에서 일하는 사람이 착용하도록 설계된다. PAPR(10)은 주변 대기로부터 불필요한 오염물질을 여과하므로, PAPR(10)을 착용한 사람은 오염된 영역에서 일할 수 있다. PAPR(10)에 사용된 필터는 시간이 경과해 오염물질이 가득 차면 대체되어야 한다.

본 발명은 주 하우징 및 PAPR(10)의 대체가능한 필터 카트리지 사이에 신속 결합 연결을 제공함으로써 필터의 대체에 초점을 둔다. 신속 결합 연결은 공기 호스 및 가압 공기 공급 어댑터 등과 같은, PAPR(10)의 하우징에 부착되는 다른 호흡기 구성요소와 함께 사용될 수 있다. 양호한 실시예에서, 본 발명은 필터 카트리지와 하우징(또는 다른 결합된 호흡기 구성요소)이 적절히 결합될 때 사용자에게 신호로 알리는 결합 검출 시스템을 또한 포함한다.

도1에서 도시된 PAPR(10)은 송풍기 하우징(14), 송풍기(16), 동력원(18), 호흡기 튜브(20), 하나 이상의 대체가능한 필터 카트리지, 캐니스터 또는 다른 필터 유닛(22), 하우징-유체(공기) 유입구(24) 및 필터-유체(공기)배출구(26)를 포함한다. 송풍기 하우징(14)은 동력원(18)에 의해 구동된 송풍기(16)를 포함한다. 송풍기(16)는 필터 카트리지(22)를 통해 공기를 끌어들여 하우징(14)내의 챔버에 음압을 생성하도록 한다. 공기는 여과된 후 호흡기 튜브(20)에 의해 사용자가 착용하는 헤드 기어(12)로 이송된다. (필터 카트리지(22)상의) 필터-유체 배출구(26)는 필터 카트리지(22)가 주기적으로 대체되도록 (송풍기 하우징(14)상의) 하우징-유체 유입구(24)에 부착한다.

도2 내지 도8은 PAPR(10)의 구성요소의 양호한 실시예를 도시한다. 도2는 PAPR(10)의 팬 및 필터 유닛(13)의 사시도를 제공하는 반면, 도3 및 도4는 각각, 평면도 및 정면도를 제공한다(도4에서, 필터 카트리지(22)는 도면을 명확히 하기 위해 삭제됨). 도5는 도4의 선 5-5로부터 취해진 PAPR(10)의 하우징(14)의 단면도를 제공한다. 도2 내지 도5에서 도시된 PAPR(10)의 양호한 실시예는 송풍기 하우징(14) 및 그에 부착된 한쌍의 필터 카트리지(22)를 포함한다. 하우징(14) 및 각각의 필터 카트리지(22)는 유체의 흐름(이 경우에, 여과된 공기)을 용이하게 하기 위해 함께 결합된 도관이다. 도2 내지 도4는 특히 송풍기 하우징(14)에 부착된 두 개의 필터 카트리지(22)를 도시하지만, 본 발명은 송풍기 하우징(14)이 사용된 필터 카트리지(22)의 개수에 의해 제한되지 않는다. 하나의 필터 카트리지로도 충분하지만(예를 들어, 도1 참조), 두 개 이상의 필터 카트리지(22)는 필요에 따라 특정 여과 용도로 사용될 수 있다.

도2 내지 도3에서 도시되고 아래에 더 상세히 설명된 복수개의 필터 카트리지(22)에 추가적으로, PAPR(10)의 하우징(14)은 호흡기 튜브 연결부(32), 결합 검출 표시기(34) 및 (예를 들어, 홈이 있는 누름 버튼 스위치등)동력 스위치(36)를 포함한다. 호흡기 튜브 연결부(32)는 PAPR(10)의 하우징(14) 및 호흡기 헤드 기어(12) 사이의 연결부이다. 호흡기 튜브 연결부(32)는 본 발명의 신속 결합 시스템을 또한 포함할 수 있지만, 도2 내지 도4에서 도시된 양호한 실시예는 필터 카트리지(2) 및 송풍기 하우징(14) 사이에 신속 결합 시스템만을 갖는다.

본 발명의 결합 검출 시스템은 아래에 더 상세히 설명되지만, 그 목적은 PAPR(10)을 착용한 사람에게 호흡기 시스템 구성요소가 적절히 결합된 확실한 표시를 제공하는 것이다. 동력 스위치(36)는 사용자가 PAPR(10)을 켜고 끄도록 한다. PAPR(10)이 켜질 때, 도1에서 도시된 동력원의 스위치는 닫히므로, 송풍기(16)는 동력이 공급된다.

도4는 필터 카트리지(22)가 제거된 PAPR(10)의 하우징(14)을 도시하므로, (각각의 필터 카트리지(22)에 대한) 필터 장착면(23), (하우징 유체 유입구 나사(38)를 갖는) 하우징 유체 유입구(24) 및 그 위의 하우징 멈춤쇠(40; 40a, 40b)를 나타낸다. 하우징(14)의 양호한 실시예가 필터 장착면(23) 상에 한 쌍의 하우징 멈춤쇠(40)를 포함하는 반면, 본 발명은 하나 또는 둘 이상의 멈춤쇠를 포함하며, 송풍기 하우징(14) 상에 형성된 하우징 멈춤쇠(40)의 개수를 제한하지 않는다. 도시된 바와 같이 양호한 실시예에서, 멈춤쇠(40a, 40b)는 하우징(14) 상에 각각의 하우징 유체 유입구(24)의 대향 측면 상에 반경 방향으로 정렬된다.

PAPR(10)의 양호한 실시예는 두 개의 하우징 유체 유입구(24)를 포함한다. 각각의 하우징 유체 유입구(24)는 하우징(14)의 정면의 대향 측면 상에 위치되고 필터 카트리지(22) 중의 하나에 밀봉가능하게 연결하도록 설계된다. 하우징 유체 유입구(24)는 각각의 필터 장착면(23)으로부터 하우징(14)으로 축방향으로 돌출하므로, 각각의 카트리지(22)의 필터 유체 배출구(26)를 수용할 수 있다. 하우징 유체 유입구(24)는 내부에 형성된 하우징 유체 유입구 나사(38)를 갖는다(도5 참조). 변형가능한 가스켓(39)은 그 내부 단부(39a)에서 하우징 유체 유입구(24)상에 장착된다.

양호하게, 하우징 유체 유입구 나사(38)는 하우징 유체 유입구(24)의 내측면 상에 한정된 암형 나사이고, 도6 내지 도8에서 도시되고 아래에 설명된 바와 같이, 필터 카트리지(22) 상의 필터 유체 배출구 나사(52)의 수형 나사와 결합하도록 설계된다. 각각의 하우징 유체 유입구 나사(38)는 고 피치화된 하우징 유체 유입구(24)의 내부 원주 주위에 대해서만 연장한다. 예를 들어, 나사는 0.220 인치(0.5588 cm)의 피치를 가질 수 있고 스터브 애크미나사(stub acme thread)로 형성될 수 있다.

하우징 멈춤쇠(40)(40a, 40b)는 하우징 유체 유입구(24)의 축으로부터 반경방향으로 이격된다. 양호하게, 각각의 하우징 멈춤쇠(40)는 (도4 및 도5와 비교하여) 하우징(14)의 필터 장착 표면(23)으로부터 돌출한 아크(41)의 형태로 형성된다. 하우징 멈춤쇠(40)는 도6 및 도8에서 도시되고 아래에 기술된, 대응 구성요소의 회전축과 평행한 결합축을 따라 필터 카트리지(22) 상에 필터 멈춤쇠(50)가 정렬하므로, 하우징 멈춤쇠(40)는 필터 카트리지(22)가 하우징(14) 상에 밀봉가능하게 장착될 때 결합하고 해제가능하게 필터 멈춤쇠(50)를 고정한다.

도2 내지 도4에서 도시된 PAPR(10)의 구성요소뿐만 아니라, 벨트 하네스(42, belt harnesses)는 도5에서 도시된다. 벨트 하네스(42)는 하우징(14)의 배면 상에 한정된 벨트 트랙(42a)을 통과하여 벨트를 활주함으로써, 사용자가 벨트에 PAPR(10)의 하우징(14)을 부착하게 한다. 하우징(14)은 그 안에 배터리 팩(42c)을 보유하고(도4 참조) 수용하기 위해 격실(42b)을 또한 가질 수 있다(도5 참조).

도6 내지 도8은 필터 카트리지(22)를 상세히 도시한다. 도6 및 도7은 각각, 필터 카트리지(22)의 측면도 및 저면도를 도시하는 반면, 도8은 도7의 선 8-8을 따라 취한 필터 카트리지(22)의 단면도이다. 각각의 필터 카트리지(22)는 하부면(44), 대향 상부면(45) 및 바닥면과 상부 면(44, 45)을 연결하는 일반적으로 실린더형 측벽(46)을 갖는 대향 필터 하우징(43)을 갖는다. (도8에서 점선으로 도시된)필터 여재(47)는 필터 하우징(43)에 의해 한정된 내부 챔버(48)내에 보유되며, 상기 챔버(48)는 필터 유체 배출구(26)와, 상부면(45)의 복수개의 구멍(49)을 경유하여 필터 하우징의 외부와 유체 연통한다. 상술된 바와 같이, 도6 내지 도8에서 도시된 실시예의 필터 카트리지(22)는 그 위에 복수개의 필터 멈춤쇠(50; 50a, 50b)를 포함한다. 그러나, 본 발명은 단 하나 또는 두 개 이상의 필터 멈춤쇠(50)를 포함할 수 있고 필터 카트리지(22) 상에 형성된 필터 멈춤쇠(50)의 개수에 의해 제한되지 않는다.

도7에서 도시된 바와 같이, 필터 하우징(43)의 바닥면(44)은 양호하게 원형이고 그 위의 필터 유체 배출구(26) 및 필터 멈춤쇠(50)를 포함한다. 필터 유체 배출구(26)는 필터 하우징(43)의 바닥면(44)의 중심에 위치된다. 필터 유체 배출구(26)는 도6에서 도시된 바와 같이, 바닥면(44)으로부터 축방향으로 돌출한다.

도6 및 도8에서 도시된 바와 같이, 필터 유체 배출구 나사(52)는 필터 유체 배출구(26)의 외측면 상에 위치된다. 필터 유체 배출구 나사(52)는 수형 나사이고 암형 하우징 유체 유입구 나사(38)와 결합하도록 형성된다. 필터 유체 배출구 나사(52)는 매우 피치되고 필터 유체 배출구(26)의 외부 원주의 절반 이상만 연장하므로, 필터 카트리지(22)의 한번의 회전보다 적은(즉, 일회전보다 적은) 회전이 송풍기 하우징(14)에 필터 카트리지(22)가 밀봉가능하게 부착하기 위해서 요구된다. 그렇게 부착될 때, 필터 유체 배출구(26)의 외부 단부(54)는 필터 카트리지(22)의 내부 및 하우징(14) 사이에 기밀식 밀봉을 수행하도록 개스킷(39)을 단단히 결합하고 변형한다.

도6 내지 도8에서 도시된, 필터 멈춤쇠(50)는 필터 하우징(43)의 바닥면(44) 상에 위치되고, 필터 유체 배출구(26)로부터 반경방향으로 이격되며 바닥면(44)으로부터 돌출한다. 필터 멈춤쇠(50a)는 도4에서 도시된 하우징 멈춤쇠(40a)와 정렬하므로, 필터 유체 배출구(26)가 하우징 유체 유입구(24)에 나사결합으로 부착될 때, 필터 멈춤쇠(50a)는 하우징 멈춤쇠(40a)와 결합하여 설치된다. 따라서 필터 멈춤쇠(50a) 및 하우징 멈춤쇠(40a)의 대향 멈춤쇠는 송풍기 하우징(14)으로 필터 카트리지(22)를 밀봉가능하게 고정하는 수형/암형 설치 결합을 생성한다. 필터 멈춤쇠(50b) 및 하우징 멈춤쇠(40b)는 카트리지(22) 및 하우징(14)이 서로 밀봉가능하게 및 나사결합가능하게 연결될 때 필터 카트리지(22) 및 송풍기 하우징(14) 사이의 착좌식 결합을 형성하도록 유사하게 형상화된다.

PAPR(10)을 정상적으로 사용하는 동안, 송풍기 하우징(14) 및 필터 카트리지(22)는 충돌하고 떨어지거나 뜻하지 않게 해제되기 쉽다. 또한, 필터 카트리지(22)는 송풍기 하우징(14)에 재빨리 부착되어야하고, 동시에 원 상태의 밀봉을 생성하도록 개스킷(39)에 압축을 제공해야 한다. 따라서, 필터 유체 배출구(26)는 신속 결합 연결부를 이용하여 하우징 유체 유입구(24)에 부착한다.

도6에 도시된 필터 유체 배출구(26)는 도4에서 도시된 하우징 유체 유입구(24)와 축방향으로 정렬한다. 상술된 바와 같이, 하우징 유체 유입구(24) 및 필터 유체 배출구(26)는 송풍기 하우징(14) 및 필터 카트리지(22) 사이의 빠른 연결을 위해 설계된 고 피치화된 나사를 포함한다. 필터 유체 배출구(26)는 송풍기 하우징(14)에 대해 필터 카트리지(22)의 한번의 회전 보다 적은 회전으로(즉, 360 도보다 적은 대응 회전에 의해) 하우징 유체 유입구(24)에 완전히 결합된다. 신속 연결은 필터 카트리지(22)에서 송풍기 하우징(14)으로 그들 사이에 여과된 공기 통로로 밀봉가능하게 연결한다. 본 명세서에서 설명되고 도시된, 송풍기 하우징(14) 및 필터 카트리지(22) 사이의 신속 결합 연결부는 PAPR(10) 또는 다른 호흡기 시스템의 다른 호흡기 구성요소에 부착되도록 이용될 수 있다. 또한, 개시된 양호한 실시예는 관계가 바뀔 수 있는, 필터 유출 배출구(26) 상에 "수형" 나사 및 하우징 유체 유입구(24) 상에 "암형" 나사를 도시한다.

하우징 유체 유입구(26) 및 필터 유체 배출구(24)의 신속 결합 나사는 다수의 목적을 제공하는 클릭-로크(click-lock) 특성을 나타낸다. 클릭-로크 특성의 한 목적은 송풍기 하우징(14)으로부터 필터 카트리지(22)의 뜻하지 않은 해제에 대한 저항을 제공한다. 다른 목적은 밀봉이 적절히 형성됨을 사용자에게 인지하므로, 적절한 설치를 보장한다.

클릭-로크 특성은 도4에서 도시된 하우징 멈춤쇠(40) 및 도6 내지 도8에서 도시된 필터 멈춤쇠(50)를 포함한다. 필터 멈춤쇠(50) 및 하우징 멈춤쇠(40)는 착좌식 결합에 대해 축방향, 반경방향 및 원주 방향으로 정렬된 한쌍의 대향 멈춤쇠를 포함한다. 필터 멈춤쇠(50)는 필터 유체 배출구(26)로부터 반경방향으로 이격된 멈춤쇠 요소를 포함하고, 수형 돌출 멈춤쇠 요소로 기능한다. 하우징 멈춤쇠(40)는 하우징 유체 유입구(24)로부터 반경 방향으로 이격된 멈춤쇠 요소를 포함하고 각각 암형 멈춤쇠 요소로 기능하므로, 필터 유체 배출구(26) 및 하우징 유체 유입구(24)가 나사결합 가능하게 연결될 때 착좌식 결합 연결부를 형성하도록 필터 멈춤쇠(50)와 정렬한다. 착좌식 결합 연결부는 필터 카트리지(22)가 송풍기 하우징(14)으로부터 부주의하게 해제되는 가능성을 줄이기 위해, 송풍기 하우징(14) 및 필터 카트리지(22)를 함께 해제가능하게 잠그는 상호 고정을 형성한다. 또한, 개시된 양호한 실시예가 관계가 서로 바뀔수 있는, 필터 카트리지(22) 상에 "수형" 멈춤쇠 요소 및 송풍기 하우징 상에 "암형" 멈춤쇠 요소를 도시한다. 본 명세서에서 사용된 "멈춤쇠" 및 "멈춤쇠 요소"라는 용어는 위치 검출 및 구성요소 상호 결합 기능을 달성하기 위해 대향된 정합 구조적 특징부와 협동하는 소정 형태의 구조적 특징부를 의미한다.

신속 결합 연결부의 클릭-로크 특성은 또한 필터 카트리지(22) 및 하우징(14) 사이의 밀봉이 적절히 형성되는지의 표시를 사용자에게 제공하는 것이므로, 적절한 설치를 보장한다. 결합 검출 시스템은 적절한 연결부가 필터 카트리지(22) 및 하우징(14) 사이에서 형성될 때 기계적, 전기적 또는 광학적 검출 방법을 사용한다. 적절한 연결이 형성될 때 사용자에게 나타내도록 청각, 시각 또는 다른 신호 제어 기구가 이용된다.

기계식 검출 시스템의 예는 필터 멈춤쇠(50)가 하우징 멈춤쇠(40)위를 활주하며 제 위치에 스냅될 때 청각적으로 클릭 소리를 들을 수 있다. 하우징(14) 및 필터 카트리지(22) 모두는 플라스틱 등의 탄성 재료로 형성된다. 탄성 재료는 강압하에서 약간 변형하므로, 하우징 멈춤쇠(40) 및 필터 멈춤쇠(50)는 필터 멈춤쇠(50)가 하우징 멈춤쇠(40)를 활주하게 하기 위해 멈춤쇠가 일부 변형되어 각각의 지지 표면이 결합한다. 변형된 후, 멈춤쇠(40, 50)는 원래 형태가 되도록 스냅된다. 필터 멈춤쇠(50)가 하우징 멈춤쇠(40)를 통과할 때, (필터 카트리지(22)가 하우징(14) 상에 장착될 때(도4) 필터 멈춤쇠(50)가 화살표(56)의 방향으로 움직이는) 클릭 소리가 들린다. 하나 이상의 클릭은 하우징(14)의 표면(23) 상에 형성된 하우징 멈춤쇠 아크(41)의 개수에 의존하여 들릴 수 있다. 예를 들어, 만약 하우징(14)이 도4에서 도시된 바와 같이 두 개의 멈춤쇠 아크(41a, 41b)를 포함한다면, 사용자는 필터 카트리지(22) 및 하우징(14)이 적절히 결합된다는 것을 알도록 두 번의 클릭을 들어야 한다.

기계식 검출 시스템의 다른 실시예는 필터 멈춤쇠(50)가 하우징 멈춤쇠(40)를 통과할 때 느끼는 촉각적 클릭이다. 상술된 바와 같이, 탄성 재료는 필터 멈춤쇠(50)가 하우징 멈춤쇠(40)를 활주하도록 하기 위해 약간 변형한다. 하우징 멈춤쇠(40) 및 필터 멈춤쇠(50)는 필터 카트리지(22)가 하우징(14) 상에 장착하는 것과 같이 초기 결합을 할 때, 사용자는 회전에 대한 약간의 압력 및 저항을 느낀다. 저항을 극복함으로써, "스내핑(snaping)" 촉감이 멈춤쇠 구성요소가 상호 잠겨짐을 표시한다는 것을 느끼게 된다. 유사하게, 대향된 멈춤쇠(40, 50)가 설치 결합되어 있을 때(따라서, 필터 카트리지(22)가 하우징(14)에 해제가능하게 결합되고), 하우징(14)으로부터 필터 카트리지(22)를 분리하기 위한 회전에 저항한다. 대향 멈춤쇠(40, 50)에서 탈착하여 필터 카트리지(22) 및 송풍기 하우징(14)의 나사 해제를 개시하기 위해 필터 카트리지(22) 상에 충분한 회전력을 제공함으로써 저항이 극복된다면 "스냅" 촉감을 느끼게 된다.

결합 검출 시스템은 필터 카트리지(22) 및 하우징(14) 사이의 적절한 결합을 나타내도록 전기적 신호를 또한 사용할 수 있다. 전기적 결합은 사용자에게 청각적 또는 시각적 표시를 제공하고 및/또는 송풍기(16)의 작동을 제어할 수 있다. 청각적 또는 시각적 표시는 도2 내지 도4에서 도시된 결합 검출 표시기(34)로부터 행해진다. 결합 검출 표시기(34)는 (부즈 또는 톤 등)청각적 신호 또는 (불을 켜거나 끄는 등) 시각적 신호를 제공할 수 있다. 독창적 결합 검출 시스템은 송풍기(16)를 작동하거나 PAPR(10) 공기 유동 스트림에서 댐퍼를 활성화하는 제어 신호를 또한 포함할 수 있다.

필터 카트리지(22)가 하우징(14)과 적절히 결합되는지를 판단하기 위한 다수의 방법이 있다. 예를 들어, 하우징(14)의 하우징 표면(23)은 한 쌍의 전기적 접점을 포함할 수 있다. 필터 카트리지(22) 및 하우징(14)이 해제될 때, 접점은 연결되지 않고 개방 회로 또는 개방 상태를 생성한다. 개방 상태는 적절한 연결부를 형성하지 않음을 표시한다. 필터 카트리지(22) 및 하우징(14)이 일단 적절히 결합되면, 회로의 접점은 (예를 들어, 필터 카트리지(22)의 표면(44)에 위치된 전도성 브리지 또는 커넥터에 의해)폐쇄된다. 따라서, 폐쇄된 회로는 적절한 연결부를 나타내기 위해 존재한다. 이와 달리, 접점은 폐쇄된 회로를 한정할 수 있고, 그 다음 하우징(14) 상에 필터 카트리지(22)의 설치된 장착부 상에서 개방되거나, 회로의 전도성은 구성요소가 제어 신호를 한정하기 위해서 결합될 때 대체될 수 있다.

이러한 제어 신호는 하우징 유체 유입구(24) 밖으로 유체를 안내하고, 하우징 유체 유입구(24) 속으로 유체를 다시 안내하거나, 하우징 유체 유입구(24)에서 유체(공기)의 흐름을 역전하도록 PAPR(10) 기류 스트림내의 송풍기(16) 또는 활성 댐퍼를 활성화할 수 있다. 하우징 유체 유입구(24)와 연결된 공기 유동의 제어는 필터 카트리지(22)가 하우징(14) 상에 부적절하게 설치되거나 필터 카트리지(22)가 대체되는 동안 PAPR 시스템으로 오염물질이 들어가는 것을 방지한다. 다른 제어 기능은 필터 카트리지(22) 및 하우징(14) 사이의 연결부 상태에 기초하여 또한 발생할 수 있다. 결합 검출 시스템은 PAPR 시스템의 오염된 영역에서 작동을 사용자가 인식하고 대비를 강화한다.

도6에서 점선으로 도시된 바와 같이, 필터 커버(55)는 적어도 부분적으로 구멍(49)을 차폐하도록 일부 용도 (즉, 젖은 용도)로 사용될 수 있으므로 필터의 수명이 줄어들고 필터의 효율성이 감소하는 필터 여재의 이른 오염을 방지한다. 이런 경우에, 공기는 필터 카트리지(22)의 측벽(46)을 따라 커버(55)에 의한 개구에 의해서 커버(55) 아래로부터 필터 카트리지(22)로 들어간다.

본 발명이 양호한 실시예를 참조하여 기술될지라도, 이 기술 분야의 숙련자는 변화가 본 발명의 범위 및 영역을 벗어나지 않는 형태로 형성될 수 있음을 인지할 것이다. 예를 들어, 비-PAPR 시스템에서 작동자-착용식 호흡기 구성요소에 대해 제한된 공기 라인을 연결하기 위해 독창적인 결합이 이용될 수 있다. 결합된 구성요소의 상대적 회전이 최소화되므로 결합 및 비결합 동안 이러한 라인 상에 위치된 토크를 감소시키는데 유익할 것이다.

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
전동식 공기 정화식 마스크(PAPR) 시스템에서 제1 구성요소와 제2 구성요소 사이에서 유체를 전달하기 위해 제1 구성요소를 제2 구성요소 상에 연결하기 위한 방법이며,

제1 구성요소 상의 유체 배출구를 제2 구성요소 상의 유체 유입구와 축방향으로 정렬하는 단계와,

유체 연통하는 유체 배출구와 유체 유입구를 밀봉가능하게 연결하기 위해 제2 구성요소에 대해 제1 구성요소를 전회전(full rotation) 미만의 회전으로 유체 배출구의 대향측 나사부와 유체 유입구의 나사부를 결합하는 단계와,

유체 배출구 및 유체 유입구가 밀봉가능하게 연결될 때, 제1 구성요소 및 제2 구성요소 상에 한 쌍의 대향 멈춤쇠 요소의 설치 결합에 의해 제1 구성요소를 제2 구성요소에 해제가능하게 잠금하는 단계를 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 잠금 단계는, 유체 배출구 및 유체 유입구가 밀봉가능하게 연결될 때, 제1 구성요소 및 제2 구성요소 상에 복수개 쌍의 대향 멈춤쇠 요소의 설치 결합에 의해 제1 구성요소를 제2 구성요소에 해제가능하게 잠금하는 단계를 더 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 유체 배출구가 유체 연통하는 유체 유입구에 밀봉가능하게 결합되었는지를 검출하는 단계를 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 검출 단계는, 대향 멈춤쇠 요소가 설치 결합될 때, 사용자에게 청각적인 신호를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 검출 단계는, 대향 멈춤쇠 요소가 설치 결합될 때, 사용자에게 감촉 지시(tactile indication)를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 검출 단계는, 대향 멈춤쇠 요소가 설치 결합될 때, 사용자에게 가시적으로 검출가능한 표시를 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 결합 단계는 유체 배출구 및 유체 유입구 상의 대향 나사부 상에 높은 피치의 나사산을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 대향 멈춤쇠 요소가 설치 결합되면, 결합된 유체 배출구와 유체 유입구를 통해 유체 유동을 재배향시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 검출 단계는, 대향 멈춤쇠 요소가 설치 결합될 때, 전기 전도 회로의 전도성을 바꾸는 단계를 포함하는 방법.
제1 유체 도관과 제2 유체 도관을 갖는 유체 유동 시스템에서, 상기 도관들을 유체 연통식으로 연결하는 결합 장치이며, 상기 결합 장치는,

제1 도관 상의 수 나사부와,

제2 도관 상의 암 나사부와,

각각의 나사부로부터 반경방향으로 이격되고 상기 도관들 중 하나 상에서 축방향으로 연장되는 제1 멈춤쇠 요소와,

상기 도관들 중 다른 하나 상의 제2 멈춤쇠 요소를 포함하며,

상기 수 나사부 및 암 나사부는 연결 회전축을 따라서 맞물려 결합하는 협동 나사산을 구비하고, 상기 제1 및 제2 도관이 정(affirmative) 결합되도록 상기 회전축을 중심으로 제1 방향으로 360° 미만 회전의 상대 도관으로 형성되고,

상기 도관이 나사식으로 결합될 때 상기 제2 멈춤쇠 요소는 상기 제1 멈춤쇠 요소와 설치 결합되도록 정렬되며, 그에 따라 상기 제1 및 제2 멈춤쇠 요소의 설치 결합은 상기 제1 및 제 2 도관을 서로 해제가능하게 잠금하는 결합 장치.