KR101282712B1 - 안전장치를 구비한 호흡기용 소형 압축가스 용기 - Google Patents

안전장치를 구비한 호흡기용 소형 압축가스 용기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 호흡기용 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기에 관한 것으로서, 압축가스 용기의 상부에 리듀서 장착부가 형성되고, 하부에 안전판 결합캡 체결부가 형성된 본체, 상기 본체에 체결되고 안전장치가 결합되는 안전판 결합캡 체결부 및 상기 안전장치는 고압 시에 동작하는 고압분출 안전판과 고온 시에 동작하는 고온용융 안전나사를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

안전장치를 구비한 호흡기용 소형 압축가스 용기{Portable compressed gas container having safety devices}
본 발명은 호흡기용 소형 압축가스 용기의 안전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용기 내부에 저장된 호흡용 압축산소 또는 액화가스 또는 액화산소 또는 압축공기(이하 '압축가스'라 통칭한다)를 감압기를 통해 적기에 분출시키고, 보관중 또는 사용시에 화염 등으로 고압 또는 고온 상태가 되었을 때 압축가스 용기의 안전장치를 통해 압축가스를 외부로 분출시켜 용기가 폭발하는 것을 방지하도록 한 호흡기용 소형 압축가스 용기의 안전장치에 관한 것이다.
종래의 압축가스 용기의 재질은 알루미늄 합금 재질로서 그 용도는 용기 내에 압축가스를 충전하거나 액화시켜 저장하였다가 필요에 따라 이경관이음쇠(지름이 다른 관을 연결하는 것으로서, 이하 '리듀서(reducer)'라 한다)에 연결된 감압기를 이용하여 산소를 공급하도록 함으로써 화재 등의 비상시를 대비한다.
한편, 압축가스를 구비한 공기호흡기는 산소 등 호흡유지용 가스가 압축가스 용기에 충전되어 있기 때문에 보관장소에 화재가 날 경우에는 고압 또는 과열로 폭발하게 되고 인근시설이나 사람에게 치명적인 손상을 초래할 수 있다.
따라서, 압축가스를 구비한 공기호흡기에는 가스 용기의 내부압력이 일정 압력 이상 되거나 일정 온도 이상이 되면 용기 내의 가스 중 일부 또는 전부를 외부로 배출시켜 폭발을 방지하는 안전장치가 필요하다.
본 발명은 위와 같은 필요성에 의해 제안된 것으로서, 고압에 작동될 수 있는 안전장치와 고온에서 작동될 수 있는 고온용융 안전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제 해결을 위한 본 발명에 따른 호흡기용 소형 압축가스 용기는, 용기 본체의 상부에 리듀서가 형성되고, 하부에 안전판 결합캡 체결부가 형성되어,규정압력을 초과하는 경우에 동작하는 고압분출 안전판 및 과열될 경우 용융되어 과압가스를 분출시키는 고온용융 안전나사 중 적어도 하나를 상기 안전판 결합캡 체결부에 결합한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 일실시 예로서, 규정압력을 초과하는 경우에 동작하는 고압분출 안전판과 과열될 경우 용융되어 과압가스를 분출시키는 고온용융 안전나사가 결합된 안전장치 및 압축가스 공급관을 연결하기 위한 리듀서가 상기 압축가스 용기의 일측에 함께 형성되며, 고압의 압축가스를 감압시키는 감압기가 상기 리듀서에 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 일실시 예로서, 안전판 결합캡 체결부는 용기의 하부 외경보다 작게 또는 용기의 하부 외경과 동등하거나 외경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 일실시 예로서, 압축스프링 고정 및 조절나사로 압축스프링의 탄성력을 변화시키거나, 고압 동작점 조절용 너트를 더 포함하여 압축스프링의 탄성력을 변화시켜 규정압력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 바람직한 일실시 예로서 고압분출 안전판은 기밀을 유지하기 위한 오링을 더 포함하고, 고온용융 안전나사의 재질은 압축가스가 분출될 수 있도록 열에 녹는 핫멜트 스틱이며, 고온용융 안전나사의 내부에 용융촉진 홀이 형성되며, 압축가스를 보충하거나 재충전하기 위한 충전밸브가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 용기 내부에 저장된 압축가스나 압축공기를 감압기로 보내기 위해 결합장치를 사용하여 적기에 분출시키고, 보관중 또는 사용시에 화염 등으로 고압 또는 고온 상태가 되었을 때 압축가스 용기에 구비된 안전장치를 통해 과압가스를 외부로 분출시켜 용기가 폭발하는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 리듀서를 장착한 압축가스 용기 사진
도 2는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기 측면도
도 3은 고압분출 안전판의 측면도
도 4는 고압 동작점 조절을 위한 고압분출 안전판의 측면도
도 5는 기밀유지 오링을 구비한 고압분출 안전판의 측면도
도 6은 고온용융 안전나사 및 용융촉진 홀을 가진 고온용융 안전나사의 측면도
도 7은 본체의 상부에 리듀서 장착하고 하부에 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기 측면도
도 8은 본체의 상부에 리듀서와 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기 측면도
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화재나 유독가스 유출의 재난상황에서 사용하는 공기호흡기의 감압기와 결합하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기(100)의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명에 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다. 동일한 기능을 하는 구성에 대하여는 동일한 도면 부호를 사용하였다.
도 1은 알루미늄 합금 재질로 이루어진 압축가스 용기(100)로서, 안전장치를 장착하지 않은 압축가스 용기(100)이다. 압축가스 용기(100) 내에 산소를 충전하거나 액화시켜 저장하였다가 필요에 따라 리듀서(200)에 연결된 감압기를 이용하여 산소를 공급한다.
본 발명에 따른 일실시 예로서 도 2에 도시한 바와 같이, 소형 압축가스 용기(100) 상부에 리듀서(200) 장착부가 형성되고, 하부에 안전판(속칭 '안전변'이라고도 함) 결합캡 체결부(400)가 형성된 본체(300), 상기 본체(300)에 체결되고 안전장치(900, 실시 예는 600 및 700 이나 이와 동등 또는 유사한 장치를 통칭함)가 결합되는 안전판 결합캡 체결부(400)로 이루어지며 상기 안전장치(900)는 고압 시에 동작하는 고압분출 안전판(600)과 고온 시에 동작하는 고온용융 안전나사(700)를 포함하여 구성된다. 본체(300) 내부에 저장된 압축가스는 필요에 따라 리듀서(200) 장착부에 연결된 감압기를 통해 공급하고, 화재로 인한 고압 또는 고온 시에 용기의 폭발을 방지하기 위하여 안전장치를 이용하여 배출하는 작동을 한다.
도 2의 안전장치(900)의 안전판 결합캡 체결부(400)는 용기의 하부 내주면 보다 작게 형성하여 고압분출 안전판(600) 및 고온용융 안전나사(700)를 안전판 결합캡(410)에 연결하여 상기 본체(300)하부에 장착한다. 이때, 상기 고압분출 안전판(600)은 일정 압력 이상이면 용기 내의 압축가스를 배출시키고, 상기 고온용융 안전나사(700)는 열에 약한 폴리머 재질로서 일정 온도 이상이면 용융되어 압축가스가 분출된다. 소형 압축가스 용기(100)에 안전장치(900)를 고압분출 안전판(600)과 고온용융 안전나사(700)를 결합하여 사용할 수 있으며, 고압분출 안전판(600) 또는 고온용융 안전나사(700)를 각각 따로 사용할 수 있다. 안전판 결합캡 체결부(400)는 용기의 하부 내주면 보다 크게 또는 동등하게 할 수도 있다. 도 2는 압축가스 용기(100)에 장착하는 안전장치(900)를 중점적으로 설명한 것으로 충전밸브(500)를 도시하지 않았다.
도 3은 고압분출 안전판(600)의 실시 예를 도시한 것으로서, 압축가스 용기(100)의 압력이 규정 압력 이상일 때 작동하여 용기의 변형이나 폭발을 방지하기 위한 것이다. 상기 고압분출 안전판(600)은 압축스프링용 패킹(610), 고압분출 안전판 몸체(620), 압축스프링(630), 압축스프링 지지봉(640) 그리고 압축스프링 고정 및 조절나사(650)로 이루어진다. 내부 또는 외부의 영향으로 압축가스 용기(100)의 압력이 규정 압력 이상일 때, 압축스프링 패킹에 압력이 가해짐으로써 압축스프링(630)의 탄성력을 이겨내고 고압분출 안전판 몸체(620) 내부로 압축가스가 압축스프링 고정 및 조절나사(650) 사이로 분출되어 용기의 변형이나 폭발을 방지할 수 있다. 압축스프링 고정 및 조절나사(650)는 돌려서 압축스프링의 탄성력을 조절함으로써 규정 압력을 조절한다.
고압분출 안전판(600)의 또 다른 실시 예로서 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 고압분출 안전판(600)은 압축스프링용 패킹(610), 고압분출 안전판 몸체(620), 압축스프링(630), 그리고 압축스프링 고정 및 조절나사(650)에 고압 동작점 조절용 나사산을 갖는 압축스프링 지지봉(660) 및 고압 동작점 조절용 너트(670)가 포함되어 이루어진다. 외부의 영향으로 압축가스 용기(100)의 압력이 규정 압력 이상일 때, 압축스프링 패킹에 압력이 가해짐으로써 압축스프링(630)의 탄성력을 이겨내고 고압분출 안전판 몸체(620) 내부로 압축가스가 압축스프링 고정 및 조절나사(650) 사이로 분출되어 용기의 변형이나 폭발을 방지할 수 있다. 동작되는 압력을 조절하기 위해 압축스프링의 지지봉 끝에 고압 동작점 조절용 나사산의 형태로 제작하여 고압 동작점 조절용 너트(670)를 장착해서 압력의 차이에 따라 압축가스의 분출을 조절할 수 있다.
도 5는 고압분출 안전판(600)의 또 다른 실시 예로서, 상기 고압분출 안전판(600)은 기밀유지 오링(O-ring, 680), 고압분출 안전판 몸체(620), 압축스프링(630), 그리고 압축스프링 고정 및 조절나사(650)에 고압 동작점 조절용 나사산을 갖는 압축스프링 지지봉(660) 및 고압 동작점 조절용 너트(670)가 포함되어 이루어진다. 비정상적인 고압이나 고온의 영향이 없을 때, 본체(300) 내에 충진된 압축가스의 밀폐성을 높여 장기간 보존하기 위해 하나 이상의 오링(680)을 사용할 수 있다. 외부의 영향으로 압축가스 용기(100)의 압력이 규정 압력 이상일 때, 오링(680)을 고정해주는 오링 지지대(690)에 압력이 가해짐으로써 압축스프링(630)의 탄성력을 이겨내고 고압분출 안전판 몸체(620) 내부로 압축가스가 압축스프링 고정 및 조절나사(650) 사이로 분출되어 용기의 변형이나 폭발을 방지할 수 있다. 또한, 고압 동작점 조절용 너트(670) 및 고압 동작점 조절용 나사산을 갖는 압축스프링 지지봉(660)으로 인하여 분출량을 조절할 수 있다.
도 6의 (a)는 고온에서 동작하는 압축가스 용기의 안전장치이다. 안전판 결합캡(410)에 장착하여 본체(300)에 연결된다. 상기 고온용융 안전나사(700)는 고열에 의하여 녹을 수 있는 플라스틱을 사용하는데 이는 보관중에 화재 등 비정상적으로 고온이 되었을 때 열에 의하여 녹아 제거되면서 상기 본체(300)에 충진 된 압축가스를 배출함으로써 압축가스 용기(100)의 폭발을 방지할 수 있다. 이때, 상기 고온용융 안전나사(700)의 재질은 저온형(120 ℃ 용융형)과 고온형(150 ℃ 용융형)의 고분자 폴리머(Polymer)가 있고 일반적으로 핫멜트 스틱(Hotmelt stick)이라 하는데 조기에 동작을 하기 위해서는 저온형이 바람직하다.
도 6의 (b)는 고온용융 안전나사(700)의 다른 실시 예로서, 안전장치 체결홀 장착용 숫나사(710) 내부에 용융촉진 홀(720)을 가진 고온용융 안전나사(700)의 측면도이다. 상기 고온용융 안전나사(700)는 안전판 결합캡(410)에 장착하여 본체(300)에 연결된다. 상기 고온용융 안전나사(700)는 고열에 의하여 녹을 수 있는 플라스틱을 사용하는데 이는 보관중에 화재 등 비정상적으로 고온이 되었을 때 용융촉진 홀(720)을 두어 고열에 빠르게 반응하도록 한다. 이때, 상기 고온용융 안전나사(700)의 재질은 저온형(120 ℃ 용융형)과 고온형(150 ℃ 용융형)의 고분자 폴리머가 있고 일반적으로 핫멜트 스틱이라 하는데 조기에 동작을 하기 위해서는 저온형이 바람직하다.
상기 도 3 내지 도 6의 안전장치를 압축가스 용기의 본체에 장착하기 위해 또 다른 실시 예를 도 7 및 도 8에서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예를 보여준다. 본체(300)의 상부에 감압기를 통해 가스가 입출력되는 가스입출력부(210)가 있고, 상기 가스입출력부(210)에 리듀서(200)를 장착한다. 또한, 본체(300)의 하부에 안전장치를 장착하기 위하여 안전판 결합캡 체결부(400) 및 안전판 결합캡(410)이 위치하여 고압분출 안전판(600) 및 고온용융 안전나사(700)를 장착한다. 상기 안전판 결합캡 체결부(400)는 용기의 하부 외주면에 설치되어 직결된다. 고압분출 안전판(600)은 일정 압력 이상이면 용기 내의 압축가스를 배출시키고, 고온용융 안전나사(700)는 일정 온도 이상이면 열에 약한 폴리머 재질로서 용융되어 압축가스가 분출된다.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예로서 감압기를 통해 가스의 입출력을 담당하는 가스입출력부(210)에 리듀서(200)를 본체(300) 상부에 장착하고, 안전장치(900)를 장착하기 위한 안전판 결합캡 체결부(400) 및 안전판 결합캡(410)이 상기 본체(300) 상부에 위치하여 고압분출 안전판(600) 및 고온용융 안전나사(700)를 장착한다. 이때, 상기 안전판 결합캡 체결부(400)를 용기의 상부 외주면에 설치하여 직결하고 가스입출력부(210)를 중심으로 하여 양쪽에 고압분출 안전판(600) 및 고온용융 안전나사(700)를 장착한다. 상기 고압분출 안전판(600)은 일정 압력 이상이면 용기 내의 압축가스를 배출시키고, 상기 고온용융 안전나사(700)는 일정 온도 이상이면 열에 약한 폴리머 재질로서 용융되어 압축가스가 분출된다.
압축가스 용기(100) 내에 압축가스를 보충하기 위해 상기 압축가스 용기(100) 하부에 충전밸브(500)를 장착한다. 충전밸브로서 일방성이 있는 체크(check)밸브를 사용하는 것이 바람직하다. 압축가스 용기(100)를 장시간 사용하지 않은 경우, 압축가스 용기(100) 내의 가스가 자연적으로 어느 정도 누출(leak)되므로 이를 보충하는 것이 필요하고, 대피시간이 길어져 내장된 압축가스 용량으로 부족할 경우 보충용 압축용기를 사용하여 충전밸브(500)를 통하여 압축가스를 재충전한다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위하여 바람직한 실시 예 및 도면을 참조하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 여기에서 설명된 구성 및 작용에만 국한되지 않으며, 기술적 사상의 범주 일탈 없이 본 발명에 대하여 다수의 변경 및 수정이 가능함이 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다 할 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 영역도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야만 할 것이다.
100 : 압축가스 용기 200 : 리듀서
210 : 가스입출력부 300 : 본체
400 : 안전판 결합캡 체결부 410 : 안전판 결합캡
500 : 충전밸브 600 : 고압분출 안전판
610 : 압축스프링용 패킹 620 : 고압분출 안전판 몸체
630 : 압축스프링 640 : 압축스프링 지지봉
650 : 압축스프링 고정 및 조절나사
660 : 고압 동작점 조절용 나사산을 갖는 압축스프링 지지봉
670 : 고압 동작점 조절용 너트 680 : 오링
690 : 오링 지지대 700 : 고온용융 안전나사
710 : 안전장치 체결홀 장착용 숫나사 720 : 용융촉진 홀
800 : 감압밸브 900 : 안전장치

Claims (11)

  1. 용기 본체의 상부에 리듀서가 형성되고, 하부에 안전판 결합캡 체결부가 형성된 호흡기용 소형 압축가스 용기에 있어서,
    규정압력을 초과하는 경우에 동작하는 고압분출 안전판 및 과열될 경우 용융되어 과압가스를 분출시키는 고온용융 안전나사 중 적어도 하나를 상기 안전판 결합캡 체결부에 결합한 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
  2. 리듀서와 안전판 결합캡 체결부가 용기의 일측에 함께 형성된 호흡기용 소형 압축가스 용기에 있어서,
    규정압력을 초과하는 경우에 동작하는 고압분출 안전판 및 과열될 경우 용융되어 과압가스를 분출시키는 고온용융 안전나사 중 적어도 하나를 상기 안전판 결합캡 체결부에 결합한 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    고압의 압축가스를 감압시키는 감압기가 상기 리듀서에 부착되는 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 안전판 결합캡 체결부는 용기의 하부 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 안전판 결합캡 체결부는 용기의 하부 외경과 동등하거나 외경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
  6. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고압분출 안전판은 압축스프링 고정 및 조절나사로 압축스프링의 탄성력을 변화시켜 규정압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 압축스프링 고정 및 조절나사에 고압 동작점 조절용 너트를 더 포함하여 압축스프링의 탄성력을 변화시켜 규정압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
  8. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고압분출 안전판은 기밀을 유지하기 위한 오링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
  9. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고온용융 안전나사의 재질은 압축가스가 분출될 수 있도록 열에 녹는 핫멜트 스틱인 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
  10. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고온용융 안전나사의 내부에 용융촉진 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
  11. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    압축가스를 보충하거나 재충전하기 위한 충전밸브가 상기 용기에 더 포함되는 것을 특징으로 하는 안전장치를 구비한 소형 압축가스 용기.
KR1020110051072A 2011-05-30 2011-05-30 안전장치를 구비한 호흡기용 소형 압축가스 용기 KR101282712B1 (ko)

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US4427635A (en) 1980-11-29 1984-01-24 Dragerwerk Aktiengesellschaft Chemical oxygen generator
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