KR101043200B1 - 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치 - Google Patents

호흡용 공기탱크의 공기 충전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치에 관한 것으로, 거치함(10)에 다수의 거치홀(11)이 형성되고 휠(12)이 구비된다. 또한, 호흡용 공기를 공급받는 공기충전관(20)에 상기 거치홀(11)과 동수의 호스(23)가 연결된다. 또한, 호흡용 공기가 유입되는 연결관(30)에 공급필터(40)가 구비되고, 센서부(100)가 설치되며, 상기 센서부(100)의 측정결과를 모니터할 수 있는 모니터부(110)가 설치된다. 또한, 상기 공기충전관(20)의 후단에 설치되는 배출밸브(70)에 배출필터(90)가 연결된다.
따라서, 동시에 다수의 공기탱크(1)로부터 잔류 공기를 제거하고 새 공기를 충전할 수 있다. 또한, 충전 직전에 공기 정화를 더 실시함으로써 공기의 품질이 향상되고, 상기 센서부(100)와 모니터부(110)로 공기 품질관리를 매우 엄격하게 실시할 수 있다. 또한, 상기 배출필터(90)의 작용으로 공기탱크(1)의 잔류공기 배출시 배출소음을 크게 줄일 수 있고, 최종 배출공의 수분 응결 및 동절기 결빙 현상을 방지할 수 있게 된다.

Description

호흡용 공기탱크의 공기 충전장치{air charging device for respiration air tank}
본 발명은 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치에 관한 것으로, 특히 다수의 공기탱크를 동시에 충전할 수 있도록 된 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치에 관한 것이다.
일반적으로 스쿠버 다이빙 또는 화재중 인명구조시에는 외기를 이용한 호흡이 불가능하므로 호흡용 공기를 충전해 둔 공기탱크를 이용하여 그 충전된 공기를 호흡하고 있다.
상기 호흡용 공기탱크는 사용 후 잔량이 줄어 든 경우, 또는 사용하지 않은 상태이더라도 장기간 미사용 상태(통상 3개월)가 지속된 경우에는, 탱크 내부 공기의 오염을 방지하기 위해 내부 잔여 공기를 배출하고, 새로운 호흡용 공기를 충전하게 된다.
한편, 상기 공기탱크는 보통 다수 개를 캐비닛에 보관하여 두었다가 유효기간(3개월)이 지나면 꺼내어 재충전을 실시하게 되는데, 충전 상태에서 약 6~7kg의 중량을 가지는 탱크를 공기충전기가 있는 곳까지 운반하여야만 하고, 한 번에 하나의 탱크만 충전이 가능하며, 또한 탱크의 바닥이 둥근 형상인 관계로 충전시 탱크의 자세를 고정해 두기 곤란하기 때문에 다수의 탱크를 재충전하는 작업이 매우 번거롭고 힘들며, 시간도 많이 걸리고, 바닥과의 접촉 충격에 의해 탱크의 파손도 우려되는 문제점이 있었다.
또한, 대기를 흡입하여 호흡용 공기를 압축하는 공기압축기에 필터가 구비되어 이물질을 걸러 내고 있으나 그 정화 정도가 불안하여 더욱 엄격한 공기 품질 관리가 요구되고 있다.
또한, 상기 공기탱크에 충전을 실시할 때는 먼저 내부의 잔여공기를 배출하여야만 하는데, 잔여공기 배출시(통상 잔압제거라 표현한다.) 탱크 내부의 공기가 탱크에 구비된 밸브의 좁은 노즐 구멍을 통해 고속으로 배출되기 때문에 그 배출 소음이 매우 심하다.
또한, 잔여 공기 배출시 급격한 팽창으로 온도가 급강하하여 밸브에 수분이 응결되는데, 이 수분은 탱크 내부로 침투하여 탱크 내부를 부식시킴으로써 저장 공기를 오염시키고, 탱크의 내피를 손상시켜 탱크의 내압 강성을 약화시키며, 겨울철에는 결빙되어 공기 배출 통로를 막음으로써 호흡용 공기의 교체 충전이 불가능하게 되는 등의 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 1회에 다수의 공기탱크를 동시 충전(잔여공기 배출 포함)할 수 있고, 다수의 공기탱크를 작업자가 직접 운반해야할 필요가 없고 충전중 바닥에 닿지 않는 상태로 안전하게 자세를 고정할 수 있어서 공기의 교체 및 충전 작업이 매우 간편해지며, 충전되는 공기의 품질 관리를 보다 엄격히 할 수 있게 되고, 충전 전 탱크내 잔류 공기 제거시 소음 발생을 억제하며 수분 응결을 방지할 수 있도록 된 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
다수의 거치홀이 형성된 거치함과,
호흡용 공기 공급원에 연결되고 상기 거치함의 상부에 장착되는 공기충전관과,
상기 공기충전관에 형성된 다수의 분기관과,
상기 분기관과 상기 거치홀에 거치된 공기탱크의 밸브를 연결하는 호스
를 포함한다.
또한, 상기 공기충전관의 일측 단부에 연결관이 연결되고,
상기 연결관의 타측 단부는 상기 거치함의 외부로 돌출되어 상기 호흡용 공기 공급원과 원거리에서 호스로 연결될 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결관의 앞쪽 단부측에 공급밸브가 설치되고,
상기 공기충전관의 타측(뒤쪽) 단부에 배출밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결관에 공급되는 공기를 정화하는 공급필터가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공급필터는 하우징과, 상기 하우징의 상단과 하단에 각각 나사결합되는 상부캡과 하부캡 및 상기 하부캡의 상면에 장착되어 상기 하우징의 내부에 설치되는 필터카트리지를 포함하고,
상기 필터카트리지와 상기 하우징의 사이에 갭이 존재하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부캡에 일측면과 상면 중앙을 연결하는 공기유입통로와, 상면 외곽부와 타측면을 연결하는 공기배출통로가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터카트리지는 케이스의 내부에 활성탄과 제습제와 유해가스제거제가 적층된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스 내부 하단에 부직포와 타공망이 적층되고, 상단에 부직포가 적층되며, 상기 케이스의 상면에 다수의 배출공이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터카트리지는 케이스 하면에 유입관이 돌출 형성되고,
상기 유입관이 상기 공기유입통로 배출구에 삽입되어 상기 하부캡의 상면에 상기 필터카트리지가 장착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배출밸브에 배출공기를 정화하고, 소음을 제거하며, 수분응결을 방지하는 배출필터가 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배출필터는 커넥터를 매개로 상기 배출밸브에 연결되고,
상기 커넥터는 내부의 공기 경로를 개폐하는 조절볼트를 구비한 것을 한다.
또한, 상기 배출필터는 상기 커넥터에 나사결합되고 유입공이 형성된 상부케이스와,
상기 상부케이스에 나사결합되고 하면에 다수의 배출공이 형성된 하부케이스 및,
상기 상부케이스와 하부케이스의 사이에 내장되는 필터카트리지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부케이스는 상기 유입공의 하부에 유입공기를 확산시키는 디퓨저 형상의 확산부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터카트리지는 케이스 내부의 상단과 하단에 타공망이 설치되고,
상기 타공망의 안쪽으로 부직포가 설치되며,
상기 부직포의 안쪽 공간에 활성탄이 충진된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결관에 공급공기의 품질을 검사하는 센서부가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서부에는 산소센서, 일산화탄소센서, 이산화탄소센서, 습도센서, 오일미스트센서가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서부의 검출신호가 전달되는 모니터부가 상기 거치함의 측면에 설치되고,
상기 모니터부는 검출값을 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모니터부에서는 센서부의 검출값이 규제치를 넘는 경우 알람장치를 작동시키고,
그렇지 않은 경우에는 녹색등을 점등시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 알람장치는 적색등을 점멸시키고, 경보음을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 거치함에 휠이 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기충전관에 압력계가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기충전관의 양측 수직 부분에 손잡이패드가 설치된 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면,
다수의 거치홀이 형성된 거치함이 구비되고, 공기충전관에 거치홀과 동수의 호스가 연결되어 다수 공기탱크의 잔류공기 제거 및 재충전 작업을 동시에 실시할 수 있다.
또한, 거치함이 이동가능하여 공기탱크의 운반이 용이하고, 또한 원거리에 설치된 호흡용 공기 공급원과 호스로 연결하여 사용함으로써 충전 작업 장소에 제한이 없어지므로 충전 작업을 힘들이지 않고 매우 간편하게 실시할 수 있게 된다.
또한, 상기 공기탱크를 바닥에 직접 닿지 않게 함으로써 바닥면과의 충돌 충격에 의한 공기탱크의 변형 및 파손을 방지할 수 있다.
한편, 충전장치로의 호흡용 공기 유입통로(연결관)에 공급필터가 구비됨으로써 충전 직전에 공기 정화를 1회 더 실시하여 호흡용 공기로서의 규제 조건을 만족하는 양질의 호흡용 공기를 충전할 수 있게 된다.
또한, 상기 공급필터의 후방에 호흡용 공기로서의 각종 규제치(산소, 일산화탄소, 이산화탄소, 오일미스트의 함량 및 습도)를 만족하는지를 검출하는 센서부가 설치되고, 규제치 불만족시 모니터부에서 작업자에게 경고표시를 하게 됨으로써 공기탱크에 충전되는 공기의 품질을 보다 확실하고 엄격하게 관리할 수 있게 되며, 이로써 호흡용 공기탱크의 공기 품질에 대한 신뢰도가 향상된다.
한편, 공기충전관의 후단에 배출밸브가 설치되고, 그 배출밸브에 배출필터가 연결됨으로써 공기탱크로부터 잔여공기를 배출할때 공기의 고속배출로 인한 배출소음을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 잔여공기가 상기 배출필터를 통해 배출됨으로써 잔여공기 중에 포함된 이물질을 제거할 수 있으며, 배출중 온도저하에 따른 수분응결을 방지할 수 있게 됨으로써, 겨울철에 수분이 결빙되어 잔류공기 제거 작업을 실시할 수 없게 되는 상황이 초래되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 구성인 공급필터의 구성을 나타낸 단면도,
도 3은 상기 공급필터의 필터카트리지 구성을 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 일 구성인 배출필터의 구성을 나타낸 분해 상태 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 다수의 거치홀(11)이 형성된 거치함(10)과, 호흡용 공기 공급원에 연결되고 상기 거치함(10)의 상부에 장착되는 공기충전관(20)과, 상기 공기충전관(20)에 연결된 다수의 호스(23)와, 상기 호스(23)의 단부에 구비된 커넥터(24)를 포함한다.
상기 거치함(10)은 직육면체 박스 형상으로 이루어지고, 상면에 상기 거치홀(11)들이 형성된다. 또한, 상기 거치함(10)은 하면의 네 모서리부분에 장착축을중심으로 회전 가능한 휠(12)이 구비되어 이동이 용이하고 자유롭다.
상기 공기충전관(20)은 상기 거치함(10)의 상부 중앙를 장변 방향으로 가로지르는 상태로 배치되고, 그 양단의 수직 부분(20a)이 상기 거치함(10) 상면의 양쪽 단변 중앙 부위에 장착된다.
또한, 상기 공기충전관(20)의 일측 수직 부분(20a)에는 단부(31)가 거치함(10)의 하부 외측으로 돌출되는 연결관(30)이 연결되고, 상기 연결관(30)의 단부(31)에 호스(도시하지 않음)를 매개로 호흡용 공기 공급원이 연결됨으로써 상기 공기충전관(20)에 호흡용 공기가 공급될 수 있다. 상기 호흡용 공기 공급원은 호흡용 공기를 압축하는 공기압축기 또는 공기압축기를 통해 압축된 공기를 저장해 놓은 호흡용 공기 저장탱크이다.
또한, 상기 공기충전관(20)의 몸체 양쪽 측면에는 등 간격으로 다수의 분기관(21)이 형성되고, 상기 분기관(21)들에 커넥터(22)를 매개로 상기 호스(23)가 연결된다. 또한, 상기 공기충전관(20)의 상기 분기관(21)들 사이에는 상기 커넥터(24)를 걸어둘 수 있는 커넥터 걸이(도시하지 않음)를 설치하여 사용하지 않을 때 상기 호스(23)들을 가지런히 정리해둘 수 있다.
이때, 상기 분기관(21)과 호스(23) 및 상기 거치홀(11)은 동수로 형성된다.
따라서, 상기 커넥터(24)를 상기 거치홀(11)에 삽입 보관되는 공기탱크(1)의 상부에 마련된 밸브(1a)의 유입구에 연결함으로써 상기 공기탱크(1)가 호흡용 공기 공급원에 연결된다.
한편, 상기 연결관(30)에는 본 발명에 따른 공기 충전장치로 공급되는 호흡용 공기를 정화하는 공급필터(40)가 설치된다.
상기 공급필터(40)는 외형이 원통형으로 형성되어 있으며, 상기 거치함(10)의 측면에 구비된 홀더(50)에 장착된다. 상기 홀더(50)는 원형 링 형상으로서 상기 공급필터(40)를 상부로부터 하방으로 삽입하도록 된 것일 수도 있고, 또는 반원형의 고정부와 회동부로 이루어져 상기 고정부에 공급필터(40)를 밀착시키고 그 외측으로 회동부를 덮어 상기 고정부의 단부에 체결하는 클램프 방식의 것일 수 있다.
상기 공급필터(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형 하우징(41)과, 상기 하우징(41)의 상부와 하부에 각각 나사 방식으로 결합되는 상부캡(42)과 하부캡(43) 및, 상기 하우징(41)의 내부에서 상기 하부캡(43) 상면에 장착되는 필터카트리지(44)를 포함한다.
상기 상부캡(42)과 하부캡(43)은 각각 상기 하우징(41)으로부터 분해 가능하여 상기 필터카트리지(44)의 교환이나 필터 구성체들의 청소가 가능하도록 되어 있다.
상기 하부캡(43)에는 하단의 일측 측면과 상면의 중앙부분을 연결하는 공기유입통로(43a)가 형성되고, 상면의 일측 외곽 부분과 하단의 타측(상기 공기유입통로(43a)가 형성된 방향의 반대쪽 방향) 측면을 연결하는 공기배출통로(43b)가 형성된다.
상기 필터카트리지(44)는 원통형으로서 상기 하부캡(43) 상면의 상기 공기유입통로(43a)의 배출구에 하단이 결합되고, 상기 필터카트리지(44)와 상기 하우징(41)의 사이에는 갭(45)이 형성된다.
따라서, 상기 공기유입통로(43a)의 입구와 공기배출통로(43b)의 출구가 상기 연결관(30)에 연결됨으로써 외부로부터 공급되는 호흡용 공기가 상기 공급필터(40)를 경유하여 상기 공기충전관(20)으로 공급될 수 있게 된다.
즉, 호흡용 공기는 상기 공기유입통로(43a)로 유입되고, 상기 필터카트리지(44)를 상방으로 통과한 뒤, 상기 필터카트리지(44)와 하우징(41) 사이의 갭(45)을 통해 하강하여 상기 공기배출통로(43b)를 통해 배출된다.
상기 필터카트리지(44)는 도 3에 도시된 바와 같이, 원통형 케이스(44a)의 내부에 하단으로부터 부직포(44b), 타공망(44c), 활성탄(44d), 제습제(44e), 유해가스제거제(44f)가 차례로 적층되고, 그 상부에 다시 부직포(44b)가 덮여지는 구조를 이룬다. 그리고 상기 케이스(44a)의 상부 덮개에는 다수의 배출공(44aa)이 형성된다.
또한, 상기 케이스(44a)의 하면 중앙에는 유입관(44ab)이 돌출 형성된다.
따라서, 상기 유입관(44ab)을 상기 하부캡(43)의 공기유입통로(43a)의 배출구에 삽입함으로써 하부캡(43)의 상면에 상기 필터카트리지(44)가 장착된다.
상기와 같은 장착상태에서 필터카트리지(44)내로 공기가 유입되면, 상기 활성탄(44d)을 통과하면서 먼지 등의 이물질과 오일 미스트가 제거되고, 상기 제습제(44e)를 통과하면서 수분이 제거되며, 상기 유해가스제거제(44f)를 통과하면서 일산화탄소 및 이산화탄소 등의 유해가스가 제거되면서 호흡용 공기로서 적합한 순도를 가지게 된다.
상기 타공망(44d)은 상부의 필터층으로 상승하는 공기를 넓게 퍼지게 하여 필터층의 단면적 전체에 걸쳐 공기가 유입될 수 있도록 함으로써 보다 효과적으로 필터링 작용이 이루어진다.
또한, 상기 상단과 하단의 부직포(44b)는 먼지를 제거함은 물론 내부 필터층을 구성하는 분말형 필터링 제제들(특히 하층의 활성탄)이 케이스(44a) 외부로 배출되는 것을 막는 역할을 한다.
한편, 상기 연결관(30)에는 상기 공급필터(40)의 앞쪽 부분에 상기 연결관(30)을 개폐하는 공급밸브(60)가 설치된다. 따라서, 상기 공급밸브(60)를 열거나 닫음으로써 상기 연결관(30)을 개방 또는 차단할 수 있다.
또한, 상기 공급밸브(60)와 대응하여 상기 공기충전관(20)의 후단부에는 배출밸브(70)가 연결되고, 상기 배출밸브(70)의 배출구측에 커넥터(80)를 매개로 배출 공기의 이물질을 제거하고, 배출 소음을 억제하는 배출필터(90)가 설치된다.
상기 커넥터(80)는 도 4에 도시된 바와 같이, 일측면에 유입구(81)가 형성되고, 하측면에 배출구(82)가 형성되며, 커넥터 바디의 중간쯤에 상기 유입구(81)와 배출구(82)를 연결하는 내부 경로로 삽입되는 조절볼트(83)가 설치된다.
따라서, 상기 조절볼트(83)를 조이거나 풀어서 그 체결 깊이를 조절함으로써 상기 유입구(81)와 배출구(82)를 연결하는 내부 경로를 개폐하여 그 경로의 개도를 조절할 수 있도록 되어 있다. 즉, 상기 조절볼트(83)를 구비함으로써 상기 커넥터(80)는 커넥터 역할 뿐만 아니라 밸브 역할도 겸할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 상기 배출밸브(70)의 개도조절과 더불어 상기 커넥터(80)의 조절볼트(83)를 조절함으로써 배출 경로의 개도를 더욱 미세하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 배출밸브 고장시 2차 안전 밸브로서의 기능도 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기 유입구(81)는 오목한 구멍 형태로 형성되며, 내부에 암나사가 형성되어 상기 배출밸브(70)의 돌출형 배출구와 나사체결되도록 되어 있다.
또한, 상기 배출구(82)는 하방으로 돌출 형성되고, 그 외주면에 수나사가 형성되어 있어, 상기 배출필터(90)가 나사체결될 수 있도록 되어 있다.
상기 배출필터(90)는 상호 나사체결되는 원통형의 상부케이스(91)와 하부케이스(92) 및 상기 상부케이스(91)와 하부케이스(92) 사이에 내장되는 필터카트리지(93)을 포함하여 이루어진다.
상기 상부케이스(91)는 상면 중앙에 상기 배출구(82)가 나사체결되는 연결구(91a)가 오목하게 형성되고, 외주면의 하반부에는 수나사가 형성된 결합부(91b)가 형성된다.
또한, 상기 상부케이스(91)는 상기 연결구(91a)의 바닥면 중앙에 유입공(91c)이 관통 형성되고, 상기 유입공(91c)의 하부는 내경이 점차 확대되는 디퓨저(diffuser) 형상의 확산부(91d)가 형성되며, 상기 확산부(91d)의 하단에는 상기 필터카트리지(93)의 상단부가 안착되는 단(段)이 진 형상의 상부카트리지안착부(91e)가 형성된다.
또한, 상기 하부케이스(92)는 상반부의 내주면에 암나사가 형성되어 상기 상부케이스(91)의 결합부(91b)와 나사체결되는 결합부(92a)가 형성되고, 바닥면에는 다수의 배출공(92b)이 형성되며, 상기 결합부(92a)의 하단에는 단(段)이 진 형상으로 상기 필터카트리지(93)의 하단부가 안착되는 하부카트리지안착부(92c)가 형성된다.
또한, 상기 필터카트리지(93)는 원통형의 케이스(93a) 내부의 상,하단에 각각 타공망(93b)이 배치되고, 상기 상,하 타공망(93b)들의 안쪽으로 접하여 부직포(93c)가 배치되며, 상기 상,하 부직포(93c) 사이의 공간에 활성탄(93d)이 충진된 구조로 이루어진다.
이때, 상기 타공망(93b)들은 유입 및 배출되는 공기를 넓게 확산시키는 기능을 하고, 상기 부직포(93c)는 먼지를 제거하고 활성탄(93d)의 배출을 방지하며, 상기 활성탄(93d)은 미세먼지 및 오일미스트를 흡수하는 기능을 한다.
따라서, 상기 필터카트리지(93)의 상,하단이 각각 상부카트리지안착부(91e)와 하부카트리지안착부(92c)에 안착되도록 상기 상부케이스(91)와 하부케이스(92)를 나사 결합하고, 그 배출필터(90)를 상기 커넥터(80)의 배출구(82)에 나사 결합함으로써 상기 배출필터(90)가 본 발명 장치에 조립된다.
상기 상태에서 상기 배출밸브(70)와 커넥터(80)를 거쳐 공기탱크(1)에서 배출되는 잔류 공기가 고압으로 유입되는데, 상기 상부케이스(91)의 확산부(91d)를 통해 배출필터(90) 내부 공간 전체로 균일하게 확산되며, 이후 상부의 타공망(93b)과 부직포(93c), 활성탄(93d), 하부의 부직포(93c)와 타공망(93b)을 통과하면서 이물질이 제거되고 최종적으로 배출공(92b)을 통해 대기중으로 배출된다.
상기와 같이, 공기탱크(1)로부터 대기중으로 배출되는 잔류 공기에 포함되어 있을지도 모르는 이물질을 제거하여 배출공기를 정화할 수 있음은 물론, 특히 잔류 공기의 배출시 발생하는 소음 발생을 억제할 수 있게 된다.
즉, 상기 배출밸브(70) 또는 상기 커넥터(80)의 배출구를 통해 잔류 공기가 대기중으로 직접 배출되는 것이 아니라 1차 배출이 대기와는 차단된 밀폐 공간 내(상기 확산부(91d))에서 이루어짐으로써 압력차이가 감소하고, 배출공기가 상기 필터카트리지(93)를 통과하면서 넓은 면적으로 배출됨과 더불어 속도가 감소되며, 배출후 대기와의 고속 마찰이 방지됨으로써 고속배출로 인한 소음을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 상기와 같이 배출공기에 급격한 팽창이 이루어지지 않음으로써 급격한 압력 저하에 따른 온도 강하 현상이 발생하지 않게 되어 대기중 수분이 응결되지 않게 되며, 이에 동절기에 수분 결빙으로 인해 배출공이 막힘으로써 공기탱크의 잔류공기 제거가 불가능하여 공기탱크의 재충전 작업이 불가능하게 되던 현상을 해소할 수 있게 된다.
한편, 상기 연결관(30)의 상기 공급필터(40) 뒤쪽에는 정화된 호흡용 공기의 품질을 검사하는 센서부(100)가 설치되고, 상기 센서부(100)의 측정 결과를 표시해주는 모니터부(110)가 상기 거치함(10) 측면의 적절한 곳(작업자가 바라보기 좋은 곳)에 설치된다.
상기 센서부(100)에는 다수의 센서가 이를 경유하는 정화된 호흡용 공기와 접촉하도록 설치되고, 각 센서들은 시그널선을 통해 상기 모니터부(110)와 연결되어 있어서, 각 센서들에서 측정된 측정값이 상기 모니터부(110)에 표시될 수 있도록 되어 있다.(상기 모니터부는 단순히 측정정보를 디스플레이하는 화면을 의미하는 것이 아니라, 센서에서 발생된 신호를 사용자가 인지할 수 있는 숫자값으로 전환해주는 컨버터 내지 연산장치를 포함하는 것이다.)
상기 센서로서는 산소(O2)센서, 일산화탄소(CO)센서, 이산화탄소(CO2)센서, 습도(H2O)센서, 오일미스트(oil mist)센서 등이 장착되며, 이들은 공급되는 공기의 산소량, 일산화탄소량, 이산화탄소량, 습도, 오일미스트량을 검출하여 상기 모니터부(110)로 전달한다.
상기 모니터부(110)는 그 검출값을 표시할 뿐만 아니라, 검출값이 호흡용 공기로서의 규제치를 넘는 경우에는 구비된 알람장치를 작동시켜 현재 호흡용 공기로서 적당하지 않은 불량 공기가 충전장치로 유입되고 있음을 작업자에게 경고한다.
알람장치로서는 경고등 및 스피커를 설치하여 경고등을 점멸하거나 경보음을 발생시킬 수 있다.
반면, 모든 검출값이 정상범위에 있을 때는 녹색램프를 점등하여 작업자에게 정상적인 양질의 호흡용 공기가 충전장치로 공급됨을 알리게 된다.
한편, 상기 공기충전관(20)에는 그 내부 압력 상태를 알 수 있도록 압력계(120)가 설치된다. 따라서, 작업자는 상기 압력계(120)를 보고 충전장치로 호흡용 공기가 정상 압력으로 공급되고 있거나 또는 그렇지 않음을 판단할 수 있고, 공기탱크(1)로부터 잔류 공기를 제거할때도 잔류 공기 배출의 진행과정과 그 종료시점을 파악할 수 있게 된다.
한편, 상기 공기충전관(20)의 양쪽 수직 부분(20a) 즉, 거치함(10)에 연결된 부분은 일종의 손잡이로 활용할 수 있다.
상기 거치함(10)의 측면에 별도의 손수레형 손잡이를 설치할 수도 있으나, 구조적으로 간단하도록 상기 공기충전관(20)의 양쪽 수직 부분(20a)을 충전장치 이동시손잡이로 사용하여도 무방하다.
이때 손잡은 부분이 미끄러지지 않도록 상기 수직 부분(20a)에 손잡이패드(130)을 설치할 수 있다.
이제, 본 발명에 따른 상기 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치를 이용한 호흡용 공기탱크의 공기 충전 방법을 설명하기로 한다.
상기 충전장치는 휠(12)이 구비되어 있으므로 손쉽게 이동시켜 재충전할 공기탱크가 많이 있는 곳으로 이동시켜 사용할 수 있다. 이때 호흡용 공기 공급원과 상기 충전장치의 연결관(30) 단부(31)는 호스로 연결된다.
따라서, 작업자가 다수의 공기탱크를 운반하기 위해 힘들게 노력하지 않아도 되며, 공기탱크(1)를 상기 거치홀(11)에 안정적으로 삽입하여 둘 수 있으므로 작업중 공기탱크가 바닥과 접촉하여 손상되는 일이 발생하지 않게 된다.
또한, 상기 거치함(10)에는 다수 개(도면상에는 총 8개)의 거치홀(11)이 형성되어 있으므로 상기 거치홀(11)의 수와 동일한 수의 공기탱크(1)를 동시에 재충전 할 수 있게 됨으로써 공기탱크 충전작업이 보다 신속하게 이루어질 수 있게 된다.
상기와 같이 각 거치홀(11)에 공기탱크(1)를 삽입, 거치하고 난 뒤에는 상기 호스(23) 단부의 커넥터(24)를 공기탱크(1) 상단에 마련된 밸브(1a)에 연결한다.
한편, 공기탱크에 새 호흡용 공기를 충전하기 위해서는 먼저 공기탱크 내부의 공기를 완전히 배출하여야만 한다.
따라서, 상기 연결관(30)의 공급밸브(60)를 닫고, 상기 배출밸브(70)와 커넥터(80)의 조절볼트(83)를 열며, 이후 각 공기탱크(1) 상단의 밸브(1a)를 개방한다.
따라서, 공기탱크(1) 내부의 잔류공기는 상기 호스(23)와 공기충전관(20), 상기 밸브(70)와 커넥터(80) 및 상기 배출필터(90)를 순차적으로 통과하여 대기중으로 배출된다.
이때 상기 배출필터(90)를 통과하여 배출되므로 잔류공기에 포함되어 있던 이물질이 제거되고, 배출시 소음이 발생되지 않으며, 수분응결 현상이 방지되어 동절기에도 원활한 잔류공기 제거가 가능하게 된다.(이에 대한 상세한 설명은 위에서 상세히 설명하였으므로 생략한다.)
이후, 상기 압력계(120)를 통해 잔류 공기 제거가 완전히 이루어졌음을 확인한 후에는 상기 배출밸브(70)를 잠그고, 상기 공급밸브(60)을 열어준다.
따라서, 호흡용 공기 공급원으로부터 유입된 공기가 상기 공급필터(40)를 거쳐치면서 정화된 후 상기 공기충전관(20)의 내부로 공급된다. 이때 상기 압력계(120)를 보고 공기 공급원측의 공급압력을 적절히 조절할 수 있다.
상기 공기충전관(20)에 충전된 공기는 각 분기관(21)을 통해 그에 연결된 호스(23)로 분기된 후, 각각의 호스(23)와 연결된 공기탱크(1)의 내부로 주입, 충전된다.
충전의 완료는 상기 압력계(120) 및 각 공기탱크(1)에 구비된 압력계를 보고 판단할 수 있다.
한편, 공기 충전 도중 상기 충전기로 공급되는 공기는 상기 센서부(100)를 지나도록 되어 있는데, 상기 센서부(100)에서는 공급 공기 중의 산소량, 일산화탄소량, 이산화탄소량, 습도, 오일미스트량을 검출하여 상기 모니터부(110)로 전달하고, 상기 모니터부(110)는 검출값이 호흡용 공기로서의 조건에 합치하면 녹색등을 점등하여 양질의 호흡용 공기가 정상 충전되고 있음을 알려주고, 상기 검출값중 하나라도 정상 범위를 초과하는 것이 있으면 적색 경고등을 점멸하고 경보음을 발생시켜 작업자에게 호흡용 공기로서는 불량한 공기가 충전되고 있음을 경고하여 작업을 중지토록 한다.
상기와 같이 본 발명은, 호흡용 공기 생성 및 저장 단계 즉, 호흡용 공기 공급원 이전 단계에서 실시된 정화작용에도 불구하고, 만약에 혼합되어 있을 수 있는 불순물 및 오염가스 등을 충전 직전에 다시 한번 면밀히 검사할 수 있게 됨으로써 호흡용 공기탱크에 보다 신뢰할 수 있는 양질의 품질을 가지는 공기를 공급할 수 있게 된다.
10 : 거치함 11 : 거치홀
20 : 공기충전관 21 : 분기관
22,24 : 커넥터 23 : 호스
30 : 연결관 40 : 공급필터
41 : 하우징 42 : 상부캡
43 : 하부캡 44 : 필터카트리지
45 : 갭 50 : 홀더
60 : 공급밸브 70 : 배출밸브
80 : 커넥터 90 : 배출필터
91 : 상부케이스 92 : 하부케이스
93 : 필터카트리지 100 : 센서부
110 : 모니터부 120 : 압력계
130 : 손잡이패드

Claims (22)

  1. 상면에 다수의 거치홀이 형성되고, 하면에 이동을 위한 휠이 장착된 거치함과,
    상기 거치함의 상부를 장변 방향으로 가로질러 설치되되, 양단의 수직부분은 상기 거치함 상면의 양쪽 단변 중앙 부위에 장착되어 손잡이 역할을 겸하며, 다수의 분기관이 형성된 공기충전관과,
    상기 분기관과 상기 거치홀에 거치된 공기탱크의 밸브를 연결하는 호스와,
    상기 공기충전관의 일측 수직부분에 연결되고, 상기 거치함의 하부외측으로 돌출되어 원거리에 존재하는 호흡용 공기 공급원과 호스로 연결되는 연결관과,
    상기 연결관의 앞쪽 단부측에 설치된 공급밸브와,
    상기 공기충전관의 뒤쪽 단부측에 설치된 배출밸브와,
    상기 연결관에 설치되고, 상기 거치함의 측면에 홀더를 매개로 장착되며, 필터카트리지가 내장되는 하우징과 상기 필터카트리지의 사이에 갭이 존재하는 공급필터와,
    상기 배출밸브에 연결되고, 배출 공기의 통로를 개폐하거나 개도를 조절하는 조절볼트를 구비한 커넥터와,
    상기 커넥터에 연결되어 배출공기를 정화하고, 소음을 제거하며, 수분응결을 방지하는 배출필터
    를 포함하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
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  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급필터는 상기 하우징의 상단과 하단에 각각 상부캡과 하부캡이 나사결합되고, 상기 하부캡의 상면에 상기 필터카트리지가 장착되는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  6. 청구항5에 있어서,
    상기 하부캡에 일측면과 상면 중앙을 연결하는 공기유입통로와, 상면 외곽부와 타측면을 연결하는 공기배출통로가 형성된 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  7. 청구항5에 있어서,
    상기 필터카트리지는 케이스의 내부에 활성탄과 제습제와 유해가스제거제가 적층된 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  8. 청구항7에 있어서,
    상기 케이스 내부 하단에 부직포와 타공망이 적층되고, 상단에 부직포가 적층되며, 상기 케이스의 상면에 다수의 배출공이 형성된 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  9. 청구항6에 있어서,
    상기 필터카트리지는 케이스 하면에 유입관이 돌출 형성되고,
    상기 유입관이 상기 공기유입통로 배출구에 삽입되어 상기 하부캡의 상면에 상기 필터카트리지가 장착된 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출필터는 상기 커넥터에 나사결합되고 유입공이 형성된 상부케이스와,
    상기 상부케이스에 나사결합되고 하면에 다수의 배출공이 형성된 하부케이스 및,
    상기 상부케이스와 하부케이스의 사이에 내장되는 필터카트리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  13. 청구항12에 있어서,
    상기 상부케이스는 상기 유입공의 하부에 유입공기를 확산시키는 디퓨저 형상의 확산부가 형성된 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  14. 청구항12에 있어서,
    상기 필터카트리지는 케이스 내부의 상단과 하단에 타공망이 설치되고,
    상기 타공망의 안쪽으로 부직포가 설치되며,
    상기 부직포의 안쪽 공간에 활성탄이 충진된 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  15. 청구항1에 있어서,
    상기 연결관에 공급공기의 품질을 검사하는 센서부가 설치된 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  16. 청구항15에 있어서,
    상기 센서부에는 산소센서, 일산화탄소센서, 이산화탄소센서, 습도센서, 오일미스트센서가 설치된 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  17. 청구항15에 있어서,
    상기 센서부의 검출신호가 전달되는 모니터부가 상기 거치함의 측면에 설치되고,
    상기 모니터부는 검출값을 표시하는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 모니터부에서는 센서부의 검출값이 규제치를 넘는 경우 알람장치를 작동시키고,
    그렇지 않은 경우에는 녹색등을 점등시키는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  19. 청구항17에 있어서,
    상기 알람장치는 적색등을 점멸시키고, 경보음을 발생시키는 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  20. 삭제
  21. 청구항1에 있어서,
    상기 공기충전관에 압력계가 설치된 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.
  22. 청구항1에 있어서,
    상기 공기충전관의 양측 수직 부분에 손잡이패드가 설치된 것을 특징으로 하는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치.


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