KR101044390B1 - 중공섬유를 이용하는 호흡장치 - Google Patents

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KR101044390B1
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hollow fiber
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pipe
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허필우
박인섭
함영복
김현세
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한국기계연구원
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Abstract

본 발명은 중공섬유를 이용하는 호흡장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 중공섬유를 이용하는 호흡장치는 유체에 포함되는 공기를 여과하되, 수중에서의 공기 여과율이 서로 다른 복수개의 중공섬유(hollow fiber)로 구성되는 필터부; 상기 필터부로부터 여과된 공기를 인체에 제공하도록 일단부는 상기 필터부와 연결되고, 타단부는 인체의 구강부에 연결되는 호흡부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 경량의 장비만으로도 인체에 공기를 공급할 수 있는 중공섬유를 이용하는 호흡장치가 제공된다.

Description

중공섬유를 이용하는 호흡장치{APPARATUS FOR BREATHING USING HOLLOW FIBER}
본 발명은 중공섬유를 이용하는 호흡장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중공섬유를 호흡장치로 이용하고, 서로 다른 종류의 중공섬유를 이용하여 공기 여과율을 향상시킬 수 있는 중공섬유를 이용하는 호흡장치에 관한 것이다.
레저활동으로 수중에서 스쿠버를 하거나 수상에서 스노클링을 하는 경우, 또는 의료용의 목적으로 환자에게 공기를 공급하는 경우, 수중 또는 수상에서 부유 구조체를 건설하거나 보수하는 등의 경우에 사람에게 공기 공급이 필수적이다.
일반적으로 이러한 경우엔 인체에 공기를 공급하기 위하여, 공기가 보관되는 공기통과 이에 직접 연결된 공기 마스크를 통하여 공기를 공급받고 있다.
그러나, 종래의 공기호흡에 이용되는 공기통은 중량이 커 이동성에 제약이 있고, 일정 크기의 공기통에 압축저장되는 공기만으로는 호흡할 수 있는 시간이 한정되는 문제가 있었다.
뿐만 아니라, 이용전에 공기통에 공기를 압축해서 충전하는 과정이 선행되어야 하고, 부주의로 공기 폭발 가능성이 있는 문제를 안고 있었으나, 이를 해결하지 못하고 있다.
한편, 내경과 외경을 갖는 실린더형의 섬유 구조물 표면에 미세기공이 구비됨으로써, 미세기공을 통하여 특정 기체를 여과하도록 구성된 화학섬유를 중공섬유라고 한다. 일반적으로 이러한 중공섬유는 일반적인 평면형의 필터보다 표면적이 넓고, 처리효율이 높아 오염물질을 여과하여 물을 정화하는 장치의 구성으로 주로 이용되고 있다.
이러한 중공섬유 중 기체 또는 액체, 즉, 유체(fluid)의 내부에 포함되는 공기만을 여과하는 중공섬유가 널리 알려져 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중공섬유의 기체여과 작용을 이용하여 인체에 공기를 공급할 수 있는 중공섬유를 이용하는 호흡장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 유체에 포함되는 공기를 여과하되, 수중에서의 공기 여과율이 서로 다른 복수개의 중공섬유(hollow fiber)로 구성되는 필터부; 상기 필터부로부터 여과된 공기를 인체에 제공하도록 일단부는 상기 필터부와 연결되고, 타단부는 인체의 구강부에 연결되는 호흡부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치에 의해 달성된다.
또한, 상기 호흡부의 압력을 상기 필터부 외부의 압력보다 낮추기 위하여 압력펌프를 더 포함할 수 있다.
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또한, 상기 필터부는 제1중공섬유 다발로 구성되는 제1필터부; 수중에서의 공기 여과율은 상기 제1중공섬유보다 높고, 공기 중에서의 공기 여과율은 상기 제1중공섬유보다 낮은 제2중공섬유 다발로 구성되는 제2필터부;를 포함하며, 상기 호흡부는 일단부가 상기 제1필터부 또는 상기 제2필터부 중 적어도 하나와 연결될 수 있다.
또한, 상기 호흡부는 상기 제1필터부에서 여과된 공기의 이동경로인 제1관; 상기 제2필터부에서 여과된 공기의 이동경로인 제2관; 상기 제1관 또는 상기 제2관에서 여과되는 공기를 제공받아 구강부와 접촉하여 인체에 제공하는 마스크; 상기 제1관 또는 상기 제2관에서 여과되는 공기를 선택적으로 상기 마스크에 공급하도록 상기 제1관 또는 상기 제2관 중 적어도 하나를 개방 또는 폐쇄하는 개폐밸브;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터부가 수중에 있는 경우에는 상기 제1필터부에서의 공기 여과량보다 상기 제2필터부에서의 공기 여과량이 더 많도록 상기 개폐밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 인체에 착용 가능하도록 형성되며, 상기 필터부가 수용될 수 있는 수용부가 마련되는 의복부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용부는 상호 격리되되, 상기 제1필터부를 수용하는 제1수용부와 상기 제2필터부를 수용하는 제2수용부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 의복부는 부력을 갖도록 상기 수용부에 수용되는 부력부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 호흡부는 사용자에게 제공되는 공기에 포함되는 기체의 비율을 조절하기 위한 기체 혼합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치.
본 발명에 따르면, 경량의 구성만으로 인체에 공기를 공급할 수 있는 중공섬유를 이용하는 호흡장치가 제공된다.
또한, 별도의 공기 압축 충전과정을 선행하지 않고, 단일 구성만으로 반영구적으로 인체에 공기를 공급할 수 있다.
또한, 압력펌프를 구비하여 숨을 들이쉬는 힘이 약한 경우에도 인체에 용이하게 공기 공급을 할 수 있다.
또한, 물속에서의 공기 여과율과 물밖의 공기 중에서 공기를 여과하는 능력이 상호 차이가 있는 중공섬유를 동시에 이용함으로써, 파도가 치는 환경에서 단일 종류의 중공섬유를 이용하는 경우보다 높은 공기여과율을 나타낼 수 있다.
또한, 제어부에 의하여 사용자 주위의 환경을 감지하고, 감지된 환경에 맞추어 개폐밸브를 조절하여 주위 환경에 적합한 중공섬유를 선택적으로 개방함으로써 공기여과율을 높일 수 있다.
또한, 의복부에 중공섬유를 포함하는 필터부를 수용하여 사용자가 이를 착용한 채로 사용할 수 있으므로 이동성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 제1필터부의 사시도이고,
도 3은 도 1의 제어부의 동작이 비활성화된 경우에 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 동작을 설명하기 위하여 도시한 것이고,
도 4는 도 3의 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 제1필터부의 동작을 설명하기 위하여 도시한 것이고,
도 5는 도 1의 제어부의 동작이 비활성화된 경우에 수중에서의 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 동작을 설명하기 위하여 도시한 것이고,
도 6는 도 1의 제어부의 동작이 비활성화된 경우에 육상에서의 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 동작을 설명하기 위하여 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 정면 사시도이고,
도 8은 도 7의 중공섬유를 이용하는 호흡장치를 후면사시도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 중공섬유를 이용한 호흡장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 제1필터부의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 중공섬유를 이용한 호흡장치(100)는 필터부(110)와 호흡부(140)와 압력펌프(150)와 기체혼합부(160)와 제어부(170)를 포함한다.
상기 필터부(110)는 본 실시예의 중공섬유를 이용한 호흡장치(100)가 놓여진 외부환경의 유체(기체 또는 액체)로부터 공가를 여과하여 추출하는 부재로서 제1필터부(120)와 제2필터부(130)를 포함한다.
기본적으로 필터부(110)는 중공섬유 다발로 구성되되, 제1필터부(120)와 제2필터부(130)는 서로 다른 종류의 중공섬유로 형성된다.
먼저, 상기 제1필터부(120)는 하우징(121)과 제1중공섬유(127)를 포함한다.
상기 하우징(121)은 전체적으로는 실린더 형상으로 구성되며, 내부에 제1중공섬유(127)의 수용을 위하여 공간이 마련된다. 또한, 제1필터부(120)가 노출되는 환경에서 공기를 포함하는 유체(기체 또는 액체)가 유입될 수 있는 유입부(122)와 공기가 여과된 후에 유체가 외부로 다시 배출되도록 유출부(123)가 양단부에 각각 형성된다.
하우징(121)의 내부에는 유체 공급로(125)가 마련되고, 유체 공급로(124)의 양단부는 유입부(122)와 유출부(123)에 각각 연결되어 유체의 이동경로로서 이용된다. 유체 공급로(124)를 구성하는 벽의 외주면에는 유체가 제1중공섬유(127)로 전달되도록 다수의 관통공(125)이 형성된다.
또한, 하우징(121)에는 제1중공섬유(127)로부터 여과된 공기가 제1필터부(120) 외부로 배출될 수 있도록 후술하는 제1관(141)과 연결되는 소정의 공기 배출구(126)가 형성된다.
상기 제1중공섬유(127)는 다발의 형태로 하우징(121)의 내부에 유체 공급로(124)의 외면을 감싸는 형태로 수용되며, 유입되는 기체로부터 공기를 여과한 후에 여과된 공기를 공기 배출구(124)를 통하여 후술하는 제1관 쪽으로 배출한다.
상기 제2필터부(130)는 기본적으로 제1필터부(120)와 동일한 형태로 구성되며 하우징과 제2중공섬유를 포함한다. 다만, 제2필터부(130)의 하우징은 제1필터부(120)와 동일한 구성이므로 중복설명은 생략한다
다만, 제2필터부(130)에 포함되는 제2중공섬유는 수중(水中)에서 공기여과율이 제1중공섬유(127)의 공기여과율보다 높고, 물밖의 공기중에서 공기를 그대로 여과하는 능력은 제1중공섬유(127)에서보다 낮은 것으로 구성된다.
다시 설명하면, 상술한 구성으로 인하여, 물 밖 환경인 공기중에서 공기를 그대로 여과시키는 여과율은 제1중공섬유(127)가 더 높고, 수중에서의 공기여과율은 제2중공섬유가 더 높으므로, 제1필터부(120)에서의 공기 여과율은 물밖에서 더 높고, 제2필터부(130)는 수중에서 더 높은 공기여과율을 나타내게 된다.
상기 호흡부(140)는 필터부(110)에서 여과된 공기를 인체 내로 전달하는 부재로서, 제1관(141)과 제2관(142)과 개폐밸브(143)와 제3관(144)과 마스크(145)를 포함한다.
상기 제1관(141)은 제1필터부(120)로부터 여과된 공기의 이동경로로서 역할을 수행하며, 일단부는 제1필터부(120)의 공기배출부(126)에 연결되고, 타단부는 후술하는 개폐밸브(143)와 연결된다.
상기 제2관(142)은 제2필터부(130)로부터 여과된 공기의 이동경로로서 역할을 수행하며, 일단부는 제2필터부(120)의 공기배출부와 연결되고, 타단부는 후술하는 개폐밸브(143)와 연결된다.
상기 개폐밸브(143)는 제1필터부(120) 또는 제2필터부(130)로부터 여과된 공기를 후술하는 마스크에 선택적으로 공급하기 위한 부재로서, 제1관(141) 및 제2관(142)의 필터부(110)와 접촉하는 반대편쪽 단부에 연결된다.
개폐밸브(143)는 제1관(141) 또는 제2관(142) 중 어느 하나만을 선택적으로 개방할 수도 있고, 제1관(141) 및 제2관(142)을 전부 개방하여 제1필터부(120) 및 제2필터부(130)에서 여과되는 공기를 전부 마스크(145)에 제공할 수도 있다.
상기 제3관(144)은 일단부가 개폐밸브(143)에 연결되고, 타단부는 후술하는 마스크(145)와 연결됨으로써, 개폐밸브(143)에 의하여 제1관(141) 또는 제2관(142) 중 개방된 경로 내부를 흐르는 공기가 마스크(145) 쪽으로 이동하기 위한 경로의 역할을 한다.
상기 마스크(145)는 일단부는 제3관(144)과 연결되고 타단부는 인체의 구강부쪽에 밀착됨으로써 공급되는 공기를 인체에 제공한다. 마스크(145)는 일반적인 공기마스크의 형태를 가지며, 중앙에 입부분을 수용할 수 있는 공간을 포함하여 테두리는 입주위에 밀착가능 하도록 구성된다.
특히, 마스크(145)가 인체 구강부에 밀착되지 않는 경우에는 사용자가 숨을 들이쉬는 경우에도 압력이 외부 압력보다 충분히 낮아지지 않는 문제가 발생하여 유체가 필터부(110) 내부로 유입되지 않는 문제가 발생할 수 있으므로, 완전히 밀착될 수 있는 형태를 가지는 것이 바람직하다.
상기 압력펌프(150)는 제3관(144)상의 소정 영역에 부착됨으로써, 필터부(110)의 외부와 내부 사이에 인위적으로 압력차이를 발생시키기 위한 부재이다.
압력펌프(150)는 인체가 숨을 들이쉬는 것만으로 유체가 필터부(110)에 공급될 정도의 충분한 압력차이가 발생하지 않는 경우를 대비하여 배치된다.
상기 기체혼합부(160)는 제3관(144) 상의 소정 영역에 부착됨으로써, 제3관(144) 내부에 소정의 기체를 주입하여 유동하는 공기와 혼합시키기 위한 부재이다.
즉, 기체혼합부(160)는 인체가 호흡할 수 없을 정도의 비율로 구성되는 공기가 제3관을 통과하여 그대로 인체에 공급되는 것을 방지하기 위하여 외부 공기의 기체비율에 상응하도록 별도의 기체를 주입하기 위한 것이다.
상기 제어부(170)는 본 실시예의 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)가 노출된 외부환경을 감지하고, 개폐밸브(143)를 제어하는 부재이다. 즉, 주위환경이 수중인 경우에는 개폐밸브(143)를 수중에서의 공기 여과율이 높은 제2필터부(130)와 연결되는 제2관(142)을 개방하고, 수중이 아닌 경우에는 개폐밸브(143)를 제1필터부(120)와 연결되는 제1관(141)을 개방함으로써 전체적인 공기 여과 효율을 높일 수 있다.
한편, 본 실시예의 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)가 높은 파도가 치는 수면에 위치되는 경우에는 필터부(110)가 바다 속과 밖을 빈번하게 드나들게 되므로 제어부(170)는 개폐밸브(143)가 제1필터부(120)와 연결되는 제1관(141) 및 제2필터부(130)와 연결되는 제2관(142) 모두를 개방하도록 하여 공기 여과 효율을 향상시킨다.
또한, 임의로 제어부(170)가 동작하지 않도록 함으로써, 제1관(141) 및 제2관(142)을 모두 개방할 수도 있다.
지금부터는 상술한 본 실시예의 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
도 3은 도 1의 제어부의 동작이 비활성화된 경우에 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 동작을 설명하기 위하여 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 제1필터부의 동작을 설명하기 위하여 도시한 것이다.
상술한 제어부(170)는 선택적으로 작동의 활성화 및 비활성화를 조절할 수 있으므로, 제어부(170)의 작동을 비활성화한 경우에 대하여 먼저 설명한다.
도 3(a)를 참조하면, 제어부(170)가 비활성화되므로 개폐밸브(143)는 제1관(141) 및 제2관(142)을 모두 개방된 상태로 유지된다.
도 3(b)를 참조하면, 사용자가 본 실시예의 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)의 마스크(145)를 구강부 주위에 밀착시킨 후에 고정한다. 마스크(145) 착용이 완료되고 사용자가 숨을 들이쉬면 마스크(145) 내부의 압력(P1)은 낮아지고, 필터부(110) 외부의 압력(P2)이 상대적으로 마스크(145) 내부 압력(P1)보다 높아진다.
이때, 제어부(170)는 작동중이 아니므로 개폐밸브(143)는 제1관(141) 및 제2관(142)을 개방된 상태로 유지하므로, 사용자가 숨을 들이쉼으로 인하여 제1필터부(120)와 제2필터부(130) 각각의 내부 압력은 외부 압력(P2)보다 상대적으로 낮아지게 된다.
먼저, 도 4를 참조하여 제1필터부(120)의 동작을 설명한다.
도 4(a)를 참조하면, 제1필터부(120)는 유입부(122)를 통하여 노출된 외부 환경의 유체(기체 또는 액체)(10)를 유입하고 유입된 유체(10)는 유체 공급로(124)를 따라 이동한다. 이때, 유체(10)는 유체 공급로(124)를 형성하는 벽 외주면에 형성되는 관통공(125)을 통하여 유체 공급로(124)를 감싸는 제1중공섬유(127) 다발을 통과한다.
도 4(b)를 참조하면, 유체(10)가 제1중공섬유(127)를 통과하면서 유체(10)에 포함되는 공기(20)는 제1중공섬유(127)의 내부로 여과되고, 여과된 공기(20)가 일부 여과된 유체(10)는 관통공(125)을 다시 통과하여 유체 공급로(124)로 복귀하여 유출부(123)를 통하여 외부로 배출된다.
상술한 과정에서 제1중공섬유(127)에서 여과된 공기(20)는 공기배출구(126)를 통과하여 제1관(141) 및 제3관(144)을 통과하여 공기 마스크(145)에 전달된다.
한편, 제2관(142) 역시 개폐밸브(143)에 의하여 개방된 상태를 유지하므로, 제1필터부(120)의 동작과 동일한 과정에 의하여 제2필터부(130)에서도 공기를 여과하고 제2중공섬유에서 여과된 공기는 제2관(142)을 통하여 유동하며, 개방된 개폐밸브(143)를 지나 마스크(145)에 전달된다.
이때, 제3관(144) 소정영역에 구비되는 기체혼합부(160)는 제3관(144)을 따라서 유동하는 공기와 질소 별도의 기체를 혼합함으로써, 마스크(145)에 전달되는 공기의 비율을 외부공기와 동일한 정도로 제어한다.
따라서, 외부공기와 동일한 기체비율을 갖는 공기는 제3관(144)을 통하여 마스크(145)에 전달되고, 사용자는 이를 이용하여 숨을 쉬게 된다.
또한, 사용자의 들숨만으로 필터부(110) 내부로 유체가 유입될 수 있을 정도의 압력차이를 유도하지 못하는 경우에는 제3관(144)의 소정영역에 배치되는 압력펌프(150)를 작동시켜, 필터부(110) 내외부 간의 압력차를 인위적으로 발생시킴으로써 유체가 필터부(110)의 내부로 유입되도록 한다.
한편, 단일 종류의 중공섬유로 구성되는 호흡장치를 사용하는 경우에는 물속 또는 물 밖 중 어느 하나의 환경에서는 공기 여과효율이 떨어지는 문제가 있으나, 본 실시예의 서로 다른 종류의 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)를 이용하면, 파도가 심하게 치는 바다의 수면 상에서 작업을 하거나, 스노클링을 하는 경우와 같이, 물속과 밖을 끊임없이 이동하는 환경에서, 어느 한쪽의 환경에 따라 공기여과율이 치우치지 않고 전체적으로 향상된 공기 여과율로 호흡할 수 있는 장점이 있다.
다음으로, 제어부(170)를 작동시킴으로써, 제어부가 본 실시예의 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)가 노출된 주위환경을 감지하여 개폐밸브(143)를 제어하는 경우의 동작에 대하여 설명한다.
도 5는 도 1의 제어부의 동작이 비활성화된 경우에 수중에서의 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 동작을 설명하기 위하여 도시한 것이다.
도 5(a)를 참조하면, 제어부(170)는 노출된 환경이 물속인지 물 밖인지 여부를 먼저 감지한다. 감지된 환경이 물속인 경우에 제어부(170)는 개폐밸브(143)를 제어하여 물속에서의 공기 여과효율이 높은 제2필터부(130)와 연결되는 제2관(142)을 선택적으로 개방하고, 제1관(141)은 폐쇄한다.
도 5(b)를 참조하면, 사용자는 본 실시예의 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)의 마스크(145)를 구강부 주위에 밀착시킨 후에 고정한다. 마스크(145) 착용이 완료되고 사용자가 숨을 들이쉬면 마스크(145) 내부의 압력(P1)이 낮아지고, 필터부(110) 외부의 압력(P2)이 상대적으로 마스크(145) 내부 압력(P1)보다 높아진다.
도 5(c)를 참조하면, 제어부(170)에 의하여 제2관(142)만이 선택적으로 개방되면, 상기 사용자의 호흡에 의하여 제2관(142)과 연결되는 제2필터부(130) 내부의 압력(P1)은 외부 압력(P2)보다 상대적으로 낮아지므로 유체가 내부 유입되고, 제2필터부(130)는 통과하는 유체로부터 공기를 여과하여 제2관(142)을 흐르도록 한다.
이때, 사용자가 들숨을 쉬더라도, 개폐밸브(143)에 의하여 폐쇄된 제1관(141)과 연결되는 제1필터부(120)의 내부압력은 낮아지지 않고 외부압력과 동일하게 유지되며 유체는 제1필터부(120)의 내부로 유입되지 않는다.
따라서, 물속 환경에 노출된 경우에는 제2필터부(130)만을 이용하여 공기를 여과하고, 여과된 공기는 제2관(142) 및 제3관(144)의 내부를 유동한다. 제3관(144)에서 질소와 혼합된 기체는 마스크(145)를 통하여 인체에 공급하게 된다.
도 6는 도 1의 제어부의 동작이 비활성화된 경우에 육상에서의 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 동작을 설명하기 위하여 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 상술한 것과는 반대로, 본 실시예의 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)가 육상의 환경에 노출되는 것으로 감지되는 경우에 제어부(170)는 개폐밸브(143)를 제어함으로써 물 밖에서의 공기 여과효율이 상대적으로 높은 제1필터부(120)에 연결된 제1관(141)만을 개방하고, 제2관(142)은 폐쇄한다.
따라서, 이 경우에는 사용자의 들숨에 의하여 제1필터부(120)로부터 공기가 여과되어 사용자에게 제공된다.
한편, 제어부(170)가 본 실시예의 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)의 주위환경이 짧은 시간 내에 물속과 밖을 반복하여 드나드는 환경인 것으로 감지하는 경우에는 제어부(170)는 개폐밸브(143)를 제어하여 제1관(141) 및 제2관(142)을 모두 개방함으로써, 제1필터부(120)와 제2필터부(130) 모두에서 공기가 여과되도록 한다.
이러한 경우에 본 실시예의 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)는 상술한 바와 같이, 제어부(170)가 작동되지 않도록 설정된 경우와 동일한 방식에 의하여 동작하게 된다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 중공섬유를 이용하는 호흡장치(200)에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 중공섬유를 이용하는 호흡장치의 정면 사시도이고, 도 8은 도 7의 중공섬유를 이용하는 호흡장치를 후면사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 중공섬유를 이용한 호흡장치(200)는 필터부(110)와 호흡부(140)와 압력펌프(150)와 기체혼합부(160)와 제어부(170)와 의복부(280)를 포함한다.
다만, 상기 필터부(110)와 호흡부(140)와 압력펌프(150)와 기체혼합부(160)와 제어부(170)는 제1실시예에 따른 중공섬유를 이용하는 호흡장치(100)와 동일한 구성이므로 중복설명은 생략한다.
상기 의복부(180)는 사용자가 본 실시예의 중공섬유를 이용한 호흡장치(200)를 착용할 수 있도록 구성함으로서, 휴대성 및 사용 편의성을 향상시키기 위한 부재이다.
의복부(280)는 인체와 접촉하는 내피와 외부로 노출되는 외피를 포함하여 구성되며, 전체적으로는 인체의 양팔이 통과할 수 있도록 구성되는 조끼의 형태를 갖는다.
의복부(280)의 후면에는 주머니 형태의 수용부(281)가 마련됨으로써, 수용부에(181)는 필터부(110)가 수용될 수 있다. 또한, 의복부의 내피와 외피 사이에는 의복부가 수상에서 부력을 갖도록 부력부재(미도시)가 수용됨으로써, 본 의복부(180)가 구명조끼의 역할을 수행하도록 할 수 있다.
또한, 의복부(280)후면의 수용부(281)에서 소정간격 상측으로 이격된 부위에는 벨트형태의 이탈방지부(282)가 마련되어, 필터부(110)를 밀착, 고정함으로써 필터부(110)가 의복부(280)에서 이탈되지 않도록 한다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 : 본 발명의 제1실시예에 따른 중공섬유를 이용하는 호흡장치
110 : 필터부 145 : 마스크
120 : 제1필터부 150 : 압력펌프
127 : 제1중공섬유 160 : 기체혼합부
130 : 제2필터부 170 : 제어부
140 : 호흡부 280 : 의복부

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 유체에 포함되는 공기를 여과하되, 수중에서의 공기 여과율이 서로 다른 복수개의 중공섬유(hollow fiber)로 구성되는 필터부;
    상기 필터부로부터 여과된 공기를 인체에 제공하도록 일단부는 상기 필터부와 연결되고, 타단부는 인체의 구강부에 연결되는 호흡부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 호흡부의 압력을 상기 필터부 외부의 압력보다 낮추기 위하여 압력펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필터부는 제1중공섬유 다발로 구성되는 제1필터부; 수중에서의 공기 여과율은 상기 제1중공섬유보다 높고, 공기 중에서의 공기 여과율은 상기 제1중공섬유보다 낮은 제2중공섬유 다발로 구성되는 제2필터부;를 포함하며,
    상기 호흡부는 일단부가 상기 제1필터부 또는 상기 제2필터부 중 적어도 하나와 연결되는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 호흡부는 상기 제1필터부에서 여과된 공기의 이동경로인 제1관; 상기 제2필터부에서 여과된 공기의 이동경로인 제2관; 상기 제1관 또는 상기 제2관에서 여과되는 공기를 제공받아 구강부와 접촉하여 인체에 제공하는 마스크; 상기 제1관 또는 상기 제2관에서 여과되는 공기를 선택적으로 상기 마스크에 공급하도록 상기 제1관 또는 상기 제2관 중 적어도 하나를 개방 또는 폐쇄하는 개폐밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 필터부가 수중에 있는 경우에는 상기 제1필터부에서의 공기 여과량보다 상기 제2필터부에서의 공기 여과량이 더 많도록 상기 개폐밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치.
  7. 제4항에 있어서,
    인체에 착용 가능하도록 형성되며, 상기 필터부가 수용될 수 있는 수용부가 마련되는 의복부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수용부는 상호 격리되되, 상기 제1필터부를 수용하는 제1수용부와 상기 제2필터부를 수용하는 제2수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 의복부는 부력을 갖도록 상기 수용부에 수용되는 부력부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡부는 사용자에게 제공되는 공기에 포함되는 기체의 비율을 조절하기 위한 기체 혼합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공섬유를 이용하는 호흡장치.
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