KR101426049B1 - 호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기(1)에 관한 것으로, 케이싱(3); 감압밸브(5); 다이어프램(7); 링크조립체(9); 및 밸브하우징(10);을 포함하여 이루어지며, 상기 링크조립체(9)는, 상기 감압밸브(5)를 가압 또는 해제함으로써 상기 감압밸브(5)를 개폐하는 구동링크(11); 및 상기 다이어프램(7)의 수축과 팽창에 따라 왕복운동하면서 상기 구동링크(11)를 가압 또는 해제시키는 원동링크(13);를 포함하여 이루어지고, 상기 밸브하우징(10)은, 종축선을 따라 좌우 대칭을 이루어 상기 감압밸브(5)를 둘러싸는 한 쌍의 하우징몸체(27,28); 및 상기 한 쌍의 하우징몸체(27,28)를 일체로 조립하는 결속틀(16);을 포함하여 이루어지되, 상기 밸브하우징(10)은 상기 감압밸브(5)를 폐쇄상태로 유지하기 위해 상기 원동링크(13)를 구속하는 구속력을 조정할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하며, 따라서 잠금상태의 다이어프램을 처음으로 수축시키는 들숨의 세기가 착용자마다 서로 다르더라도, 들숨에 따라 수축되는 다이어프램의 동작 응답성을 조정간에 의해 조절할 수 있으므로, 압력조절기의 작동성능을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

Description

호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기{Pressure Regulator of an Air supply apparatus for respiratory protection having an adjustible respiratory responsibility}

본 발명은 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화재현장이나 유독가스 살포지역에서 호흡을 보호하기 위해 착용하는 양압식 공기공급장치에서 압축공기탱크에서 면체로 공급되는 압축공기의 압력을 호흡에 적합한 상태로 유지시켜 주되, 착용자의 호흡에 따라 잠금 또는 잠금해제 상태로 되는 다이어프램 및 감압밸브의 동작 응답성을 간단한 조작에 의해 제어할 수 있도록 한 호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기에 관한 것이다.

일반적으로, 호흡보호용 공기공급장치 즉, 공기호흡기는 유해가스 및 분진이 발생하는 산업현장이나 광산갱내 맨홀과 같은 공기결핍현장, 그리고 화재현장 등의 인명구조원(소방대원)들이 작업현장에서 유독성 가스의 흡입을 방지하여 호흡을 보호하고자 사용되는 것으로, 면체 상에 급기밸브와 배기밸브를 형성하여 압축공기 저장탱크에 저장된 압축공기를 급기밸브를 통해 면체내부로 공급하며, 착용자의 호흡에 의해 발생된 호기는 배기밸브를 통하여 외부로 배출하도록 되어 있다.

그런데, 이러한 공기공급장치는 급기밸브를 통해 공급되는 압축공기의 높은 압력을 완화하기 위해, 압력조절기를 구비하는 바, 압력조절기의 감압밸브를 통해 고압의 압축공기가 유입되는 양을 조절함으로써 착용자를 보호한다.

그 한 예로, 제10-0903409호로 등록된 호흡기용 공급밸브 어셈블리를 들 수 있는 바, 이 공급밸브 어셈블리는 도 1에 도면부호 201로 도시된 것처럼, 케이싱(203), 양압로드(205), 양압시트(207), 양압바디(209), 및 양압누름대(211)를 포함하여 구성되는 바, 케이싱(203)은 압력조절기(201)의 외체를 이루며, 양압로드(205)는 잠금버튼축을 누를 때 그 일단이 양압누름대(211)를 들어올리도록 되어 있다. 또, 양압시트(207)는 내부에 양압밸브(233)를 왕복운동하도록 수용한다. 또, 양압바디(209)는 양압시트(207)의 외주에 장착되어, 배기구에 대응하는 배기관로를 구비하며, 외측에 양압로드(205)가 걸리도록 걸림고리를 구비한다. 끝으로, 양압누름대(211)는 케이싱(203)과 다이어프램(213) 사이에 스프링(215)을 개재시켜 이 스프링(215)에 의해 탄성 지지된다.

따라서 공급밸브(201)는 평상시 스프링(215)의 탄성에 의해 양압누름대(211)가 하강되어 이에 접촉되는 양압로드(205)를 누르게 됨으로써 양압로드(205)의 일단이 양압시트(207) 내측에 구비되는 양압밸브(233)를 파이프(P)와 이격시켜 공기를 공급하도록 한다.

또한, 공급밸브(201)의 잠금버튼축(217)을 가압하면 양압로드(205)가 슬롯(219)을 통하여 회전하면서 양압로드(205)에 연결되는 양압누름대(211)를 상승시키게 된다. 이때, 양압누름대(211)에 의해 유격이 방지되면서 그 일측에 양압밸브(233)가 밀착되는 양압로드(205)는 그 일측에 밀착되는 잠금버튼축(217)의 압입 시 양압누름대(211)을 상승시키면서 경사접촉면이 회전되어 그 일측에 접촉되는 양압밸브(233)에 밀착됨으로써 양압밸브(233)가 파이프에 밀착되고, 양압밸브(233)의 밀착 시 파이프(P)에서의 공기 공급이 중단된다.

그런데, 위와 같은 종래의 공급밸브 어셈블리(201)는 도 1에 도시된 바와 같이, 잠금버튼축(217) 압입 시 양압로드(205)의 경사접촉면이 양압로드(205)와 떨어지면서 양압밸브(233)와 파이프(P) 사이에 간극을 발생시킴으로써 파이프(P)의 공기가 공급되도록 하고 있어, 압축공기탱크에서 공급되는 고압 공기의 급기가 불안정하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 사이의 경계 부분에 생기는 틈새를 밀봉하기 위해 별도의 밀봉부재가 사용되는 등 전체적으로 구조가 복잡해지고, 양압밸브(233)를 완전개방 또는 완전폐쇄 등 특정 위치에서 정지 상태로 유지시킬 수 없으므로 완전개방 또는 완전폐쇄 상태로 유지하여야 하는 긴급 상황에 적절히 대처할 수 없는 문제점도 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 호흡기용 공급밸브 어셈블리가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 케이싱으로 둘러싸인 양압공간의 공기압에 따라 수축과 팽창을 반복하는 다이어프램의 왕복운동을 링크조립체를 통해 감압밸브로 전달함으로써, 감압밸브의 개도를 보다 정확하고, 안정적으로 조정할 수 있도록 하고, 감압밸브의 잠금동작을 보다 편리하고, 확실하게 수행할 수 있도록 하며, 유사 시 링크조립체를 통해 외부에서도 즉각적으로 감압밸브의 개도를 확보할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 사용상황에 따라 감압밸브를 개방 또는 폐쇄상태로 계속해서 유지할 수 있도록 하되, 착용자의 심폐능력에 맞추어 감압밸브 개폐동작의 감도 즉, 응답성을 임의로 조절할 수 있도록 하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외부 몸체를 이루는 케이싱; 상기 케이싱 내에 장착되어, 상기 케이싱의 일측에 형성된 급기관체를 통해 면체 내부로 공급되는 압축공기의 유동을 단속하는 감압밸브; 상기 감압밸브와 상기 케이싱 내주면 사이에 장착되어, 상기 케이싱의 타측에 형성된 통기구를 통해 상기 케이싱의 양압공간으로 출입되는 착용자의 호기와 흡기에 따라 수축과 팽창을 반복하는 다이어프램; 상기 다이어프램의 상기 감압밸브 측 수압면에 연결되어, 상기 다이어프램의 수축과 팽창에 따라 상기 감압밸브를 개폐하는 링크조립체; 및 상기 링크조립체를 지지하도록, 상기 감압밸브를 둘러싸고 있는 밸브하우징;을 포함하여 이루어지며, 상기 링크조립체는, 상기 감압밸브의 일측에 힌지식으로 결합되어, 상기 감압밸브를 가압 또는 해제함으로써 상기 감압밸브를 개폐하는 구동링크; 및 일단이 상기 수압면에, 타단이 상기 구동링크에 각각 연결되어 상기 다이어프램의 수축과 팽창에 따라 왕복운동하면서 상기 구동링크를 가압 또는 해제시키는 원동링크;를 포함하여 이루어지고, 상기 밸브하우징은, 종축선을 따라 좌우 대칭을 이루어 상기 감압밸브를 둘러싸는 한 쌍의 하우징몸체; 및 상기 감압밸브를 둘러싸고 있는 상기 한 쌍의 하우징몸체 외곽에 끼워져, 상기 한 쌍의 하우징몸체를 일체로 조립하는 결속틀;을 포함하여 이루어지되, 상기 밸브하우징은 상기 감압밸브를 폐쇄상태로 유지하기 위해 상기 원동링크를 구속하는 구속력을 조정할 수 있도록 되어 있는 호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기를 제공한다.

또한, 일단이 상기 원동링크에, 타단이 상기 구동링크에 각각 연결되도록 상기 구동링크와 상기 원동링크 사이에서 상기 감압밸브 일측에 장착되어, 상기 원동링크의 왕복운동을 상기 구동링크에 전달함으로써, 상기 구동링크가 상기 밸브체를 가압 또는 해제하도록 하는 전동링크를 더 포함하되, 상기 전동링크는, 피벗 회동단이 상기 파지부에 각각 파지되어, 상기 원동링크의 왕복운동에 따라 피벗 회전하는 피벗암; 상기 감압밸브의 외곽에 회전 가능하게 고정되어, 양단의 상기 피벗암이 피벗 회전함에 따라 회전하는 피벗축; 및 상기 걸림홈에 끼워지도록 상기 피벗축 상에 돌출되어, 상기 피벗축의 회전과 함께 피벗 회전하면서 작동단으로서 상기 구동링크를 피벗 회전시키는 가압훅;을 포함하여 구성되고, 상기 밸브하우징은 상기 원동링크를 감압밸브 폐쇄상태로 유지하도록 상기 전동링크를 구속하는 구속력이 상기 피벗암을 스냅식으로 지지하도록 상기 하우징몸체의 외곽에 각각 돌출된 잠금돌기쌍의 너비 조절에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밸브하우징은 상기 결속틀의 대향측에서 상기 한 쌍의 하우징몸체 중 어느 한 쪽을 관통하여 나사 결합되는 조정간에 의해 상기 하우징몸체 상호 간의 조립틈새가 증감되어, 상기 잠금돌기쌍의 너비를 조절하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원동링크는 상기 다이어프램에 연결되는 걸이부의 중앙에 슬롯구멍이 관통되어, 상기 다이어프램의 수압면에 돌출된 걸림돌기를 끼워 걸도록 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 케이싱은 상기 기부와 상기 기부 위에 덮이는 상기 덮개부의 경계 부분에 상기 다이어프램의 테두리 부분을 끼워 고정하되, 상기 기부의 상단 모서리면에 대응하도록 상기 덮개부 내주면에 돌출되어 상기 모서리면과의 사이에 상기 다이어프램을 압착시키는 압착돌기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기에 따르면, 착용자의 호흡에 따라 양압공간에서 수축과 팽창을 반복하는 다이어프램의 왕복운동을 원동링크, 전동링크, 구동링크로 이어진 일련의 링크조립체에 의해 감압밸브로 전달하여 감압밸브의 개폐하므로, 다이어프램의 위치에 따라 보다 정확하고, 안정적으로 감압밸브의 개도를 조정할 수 있게 된다.

또한, 잠금버튼에 의해 조작하기가 용이하도록 링크조립체가 배치되어 있으므로, 사용이 끝난 때 감압밸브를 쉽고 확실하게 잠금 상태로 전환할 수 있고, 따라서 사용 편리성을 일층 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 다이어프램과 인접한 케이싱 부분을 고탄력의 신축커버에 의해 대체하고 있으므로, 감압밸브의 동작을 개시하고자 할 때 착용자의 흡기에 의해 다이어프램을 잡아내리는 것이 가능할 뿐 아니라, 신축커버를 통해 직접 다이어프램을 내리눌려 신속하게 감압밸브의 동작을 개시할 수 있게 된다.

또한, 수시 착용자가 직접 신축커버를 눌러 순간적으로 감압밸브의 개도를 높임으로써, 압축공기의 잔량을 수시로 확인할 수 있으므로, 공기공급장치의 사용 안전성을 크게 증진시킬 수 있게 된다.

특히, 잠금 상태의 압력조절기를 사용하기 위해 착용자는 첫 번째 들숨에 의해 감압밸브를 개방하고자 할 때 즉, FOB(First Breathing Open) 시에, 착용자마다 서로 다른 심폐능력으로 인해 첫 번째 들숨의 세기가 다르더라도, 들숨에 의해 다이어프램이 수축되는 감도 즉, 다이어프램의 동작 응답성을 조정간에 조작에 의해 착용자에 맞추어 최적화시킬 수 있으므로, 압력조절기의 동작성능을 일층 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 공기공급밸브를 도시한 종단면도.
도 2는 본 발명에 따른 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기의 전면사시도.
도 3은 도 2에 도시된 압력조절기의 종단측면도.
도 4는 도 2에 도시된 압력조절기의 종단정면도.
도 5는 케이싱 덮개부를 제거한 상태로 도 3에 도시된 압력조절기를 도시한 평면도.
도 6은 도 3에 도시된 압력조절기의 후면 분해사시도.
도 7은 도 3에 도시된 감압밸브와 링크조립체의 후면 사시도.
도 8은 도 3에 도시된 감압밸브와 링크조립체의 분해사시도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 원동링크를 도시한 사시도.
도 10은 도 3에서 감압밸브를 최대로 개방한 상태로 도시한 압력조절기의 종단측면도.
도 11은 도 3에 도시된 압력조절기의 감압밸브와 링크조립체의 전면 사시도로, 감압밸브가 일부 개방된 상태의 도면.
도 12는 도 11의 측면도.
도 13은 도 3에 도시된 압력조절기의 감압밸브와 링크조립체의 전면 사시도로, 감압밸브가 완전 개방된 상태의 도면.
도 14는 도 13의 측면도.
도 15는 도 3에 도시된 압력조절기의 감압밸브와 링크조립체의 측면도로, 감압밸브가 완전 폐쇄된 상태의 도면.
도 16은 도 7에 도시된 감압밸브의 하우징몸체쌍의 일측단이 조정간의 회전에 의해 서로 이격된 상태를 도시한 후면 사시도.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 압력조절기는 호흡보호용 공기공급장치에 조립되어, 공기공급장치의 면체 내부로 공급되는 압축공기의 압력을 조절하는 장치로서, 도 2 내지 도 6에 도면부호 1로 도시된 바와 같이, 크게 케이싱(3), 감압밸브(5), 다이어프램(7), 링크조립체(9), 및 밸브하우징(10)을 포함하여 이루어진다.

여기에서, 상기 케이싱(3)은 압력조절기(1)의 외부 몸체를 이루는 부분으로, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 면체에 조립되는 기부(21)와, 이 기부(21) 위에 결합되는 덮개부(23), 그리고 기부(21) 일측에 삽입 설치되는 급기관 조립체(20)로 이루어지는 바, 급기관 조립체(20)를 통해 기부(21)의 일측에 연결된 급기관(H)으로부터 공기탱크 등 외부에서 압축공기가 공급된다.

이때, 기부(21)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 그 내부에 감압밸브(5) 뭉치를 동축 상으로 장착하도록 직경이 다른 2단 통 모양으로 되어 있으며, 링크조립체(9)의 전동링크(15) 피벗축(99)에 돌출된 레버(105)와 마주하는 내주면 일측에 잠금버튼(107)이 관통 삽입된다. 또한, 기부(21)는 면체에 조립되는 도면 상 하단에 통기구(19)가 형성되며, 잠금버튼(107)과 대향하는 내주면 일측에 급기관체(17)가 형성되어, 급기관 조립체(20)를 끼워 넣도록 되어 있다. 또한, 덮개부(23)는 기부(21) 위에 밀봉 조립되어, 내부에 양압공간(S)을 형성하는 바, 돔 형태로 되어 있다.

또한, 덮개부(23)는 그 정점 부분 즉, 중심부분에 신축커버(41)가 결합된다. 이를 위해 덮개부(23)는 중앙에 조립공이 개구되며, 신축커버(41)는 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 조립공에 결합되어 양압공간(S)에 설치되는 다이어프램(7)과 마주보게 된다. 또한, 신축커버(41)는 고무 등과 같은 고탄력의 재질로 제작되므로, 덮개부(23) 즉, 케이싱(3)의 안팎으로 탄력적인 이동을 할 수 있다. 이때, 신축커버(41)는 도시된 것처럼 내측면 중앙에 신축돌기(43)가 돌출됨으로써, 공기공급장치의 면체를 착용한 착용자가 누를 때 수축되면서 신축돌기(43)에 의해 다이어프램(7)을 압박하고, 착용자에 의한 압박이 사라진 때 다이어프램(7)에 대한 압박을 해제한다.

이때, 케이싱(3)은 기부(21)와 기부(21) 위에 덮이는 덮개부(23)가 접하는 경계 부분에 다이어프램(7)을 끼워 고정하는 바, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기부(21)의 외주면 상단에 안착돌기(42)가 반경방향으로 돌출된다. 따라서, 이 안착돌기(42)와 덮개부(23)의 내주면 하단 사이에는 안착공간이 발생하므로, 이 안착공간에 다이어프램(7)의 뭉툭한 테두리 부분을 끼워 넣어 다이어프램(7)을 고정한다. 이때, 안착공간 바로 위쪽의 덮개부(23) 내주면에는 도 3에 도시된 것처럼, 압착돌기(46)가 돌출되는 바, 이 압착돌기(46)는 기부(21)의 상단 모서리면에 대응하는 형태로 되어 기부(21) 상단의 모서리면과의 사이에 다이어프램(7)을 압착하여, 별도의 밀봉링을 두지 않고도 덮개부(23)와 기부(21) 사이의 틈새를 밀봉한다.

또한, 본 발명의 급기관 조립체(20)는 위에서 언급한 바와 같이, 기부(21)의 급기관체(17)에 삽입되어 도 6에 도시된 급기관(H)을 통해 외부에서 유입되는 압축공기의 유동을 제어하는 부분으로, 도 3 및 도 6에 도시된 것처럼, 중공축(22), 회전링(24), 및 노브(26)를 포함하여 구성된다.

여기에서, 상기 중공축(22)은 급기관 조립체(20)의 몸체로서, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 일단이 급기관체(17)를 통해 기부(21)의 상단 일측에 관통, 삽입되며, 기부(21) 안쪽으로 연장되어 밸브블럭(47)의 상측에서 직각으로 꺾여 있는 연결관체(48)에 삽입됨으로써, 급기관 조립체(20)를 감압밸브(5)로 연결한다. 이때, 중공축(22)은 연결관체(48)는 물론, 급기관체(17)의 내주면을 따라 미끄럼 접촉됨으로써, 연결관체(48)와 급기관체(17) 내에서 동축 상으로 회전 가능하다.

상기 회전링(24)은 급기관(H)을 중공축(22)에 연결하는 매개수단으로서, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 급기관체(17)의 말단에서 중공축(22) 외주면 상에 원주방향으로 회전 가능하게 장착된다. 따라서, 회전링(24)은 급기관(H)을 중공축(22) 말단에 유체 연결한 상태를 유지하면서 회전 가능하게 결합한다. 이를 위해, 회전링(24)은 중공축(22)과의 사이에 연통공간을 확보하도록 볼록하게 되어 있으며, 회전링(24)이 감기는 중공축(22)의 벽면에는 복수의 통기공(28)이 형성된다.

상기 노브(26)는 중공축(22)을 회전시키고자 할 때 잡는 부분으로, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 중공축(22)의 외측 말단에 결합된다. 따라서, 착용자는 필요에 따라 이 노브(26)를 잡고 중공축(22)을 회전시킬 수 있게 된다.

한편, 위와 같이 중공축(22)이 결합되는 본 발명의 연결관체(48)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기부(21)의 통기구(19)로 이어진 내부공간으로 개방되도록 외벽 일측에 외부 통기공(32)이 관통, 형성된다. 또한, 연결관체(48)에 삽입되는 중공축(22)의 내측단 벽면에도 위 외부 통기공(32)과 정렬되는 내부 통기공(34)이 관통, 형성된다. 따라서, 예컨대, 감압밸브(5)가 어떤 원인으로 인해 폐색된 때, 착용자는 노브(26)를 이용해 중공축(22)을 회전시킴으로써, 내부 통기공(34)을 외부 통기공(32)과 정렬시켜 중공축(22) 내의 압축공기를 기부(21)로 직접 빼내 바이패스시킬 수 있게 된다. 이때, 내부 통기공(34)이 관통되는 중공축(22)의 벽체에는 도 3에 도시된 바와 같이, 고무 등 고탄력 재질의 밀봉패드(25)를 끼워 넣고, 도시된 것처럼 이 밀봉패드(25) 상에 내부 통기공(34)을 형성함으로써, 내부 통기공(34)과 외부 통기공(32) 사이의 틈새로 공기가 누설되는 것을 억제할 수 있다.

이와 같이, 중공축(22)과 연결관체(48)는 내부 통기공(34)과 외부 통기공(32)을 이용해 중공축(22) 내 압축공기의 바이패스를 허용 또는 차단하는 일종의 바이패스 밸브 역할을 하는 바, 이때 중공축(22)은 도 3과 같이 내외부 통기공(34,32)이 정렬된 지점을 밸브 개방위치로, 반대로 중공축(22)이 역방향으로 회전하여 내외부 통기공(34,32)이 정렬되지 않은 지점을 밸브 폐쇄위치로 정할 수 있다. 다만 중공축(22)이 일정한 각도 범위 내에서 개방 또는 폐쇄될 수 있도록 회전 가능한 범위를 제한하는 바, 이를 위해서 중공축(22)과 연결관체(48)는 중공축(22)을 개방위치 또는 폐쇄위치에서 더 회전하지 않도록 구속하는 멈춤부재쌍(36,38)을 구비한다.

여기에서, 상기 멈춤부재쌍(36,38)은 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 멈춤돌기(36)와 멈춤홈(38)으로 구성될 수 있는데, 먼저 멈춤돌기(36)는 도시된 것처럼, 중공축(22)이 삽입되는 기부(21)의 급기관체(17) 내주면에서 반경방향으로 돌출된다. 이때, 멈춤돌기(36)는 급기관체(17)의 외부에서 내부로 볼트 등을 박아 넣음으로써 쉽게 형성할 수 있다. 한편, 멈춤홈(38)은 도 3에 도시된 것처럼, 급기관체(17)에 삽입되는 중공축(22)의 외주면 상에 원주방향으로 오목하게 절결되어 형성되는 바, 중공축(22)이 회전하여 개방위치 또는 폐쇄위치로 이동한 때, 멈춤돌기(36)의 내측단에 걸려 중공축(22)의 추가 회전을 억제한다.

상기 감압밸브(5)는 공기탱크와 같은 공기공급장치로부터 공급되는 압축공기의 압력을 면체로 유입되기 전에 낮추는 수단으로서, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 케이싱(3)의 축선을 따라 통기구(19)로부터 다이어프램(7)을 향해 직립되도록 케이싱(3)의 양압공간(S)에 설치된다.

또한, 감압밸브(5)는 도시된 것처럼, 케이싱(3)의 일측에 형성된 급기관체(17)를 통해 유입되어 통기구(19)를 통해 면체로 공급되는 압축공기의 유동을 조정하되, 급기관체(17)에서 공급되는 압축공기의 압력이 높을 때는 개방될 수 있지만, 통기구(19) 쪽에서 걸리는 공기압에 의해서는 스스로 개방되지 않도록 되어 있다. 더욱이, 감압밸브(5)를 개방하는 외력이 사라지면 자체의 탄력에 의해 압축공기의 유로를 자동 감소시키고, 급기관체(17) 측 공기압이 일정 이상으로 상승하기 전에는 스스로 개방되지 않는다.

이를 위해, 감압밸브(5)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브케이스(31)와 밸브체(33) 그리고 탄성체(35)를 포함하여 구성된다. 여기에서, 먼저 밸브케이스(31)는 도 8에도 함께 도시된 것처럼, 2단의 원통 모양으로 되어, 급기관체(17)에서 통기구(19)로 이어지는 유로를 형성하는데, 소직경부에는 밸브체(33)의 포핏(51)이, 대직경부에는 밸브체(33)의 헤드(53)가 각각 배치된다. 또한, 밸브케이스(31)는 도면 상 위쪽의 소직경부 벽면에 원주방향으로 복수의 통기공(45)이 개구되는데, 각각의 통기공(45)은 밸브케이스(31)의 소직경부를 둘러싸는 밸브블럭(47)과, 이 밸브블럭(47)의 일측으로 삽입되는 중공축(22)을 통해 급기관 조립체(20)로 유체 연결된다. 또한, 밸브케이스(31)의 대직경부 내주면 입구에는 밸브체(33)의 헤드(53)를 안착시키기 위한 밸브시트(55)가 돌출되는 바, 밸브체(33)의 동작에 따라 헤드(53)와 착탈되면서 감압밸브(5)를 통한 공기의 흐름을 조정한다. 또한, 밸브케이스(31)는 도 3, 도 4, 및 도 8에 도시된 바와 같이, 소직경부 일단 즉, 도면 상으로 상단 부분에 개구부(57)가 형성되어 있는데, 이는 밸브케이스(31)에 내장된 밸브체(33)를 외부에서 가압 또는 해제하여 감압밸브(5)의 개도를 조정할 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 밸브케이스(31)는 소직경부를 둘러싸는 밸브블럭(47)과의 사이에 위 아래로 두 개의 밀봉링(59)이 감겨 기밀을 유지하도록 되어 있다.

상기 밸브체(33)는 위에서 언급한 바와 같이, 밸브케이스(31) 내부를 왕복운동하면서 밸브시트(55)에 착탈되어 공기의 유동을 제어하는 즉, 밸브 유로의 개도를 조정하는 부분으로, 도 3, 도 4, 및 도 8에 도시된 것처럼, 밸브케이스(31)의 소직경부에 삽입되는 포핏(51)과, 대직경부에 안착되는 헤드(53)로 이루어진다. 이때, 포핏(51)은 밸브케이스(31) 일단의 개구부(57)를 통해 외부로 노출된 일측단에 수압돌기(61)가 돌출되며, 개구부(57)를 밀폐하기 위해 수압돌기(61) 바로 밑에 대직경의 플러그(63)가 형성된다. 이때, 플러그(63) 둘레에는 기밀을 위한 밀봉링(65)이 감긴다.

포핏(51)의 플러그(63) 반대쪽에 결합되는 헤드(53)는 밸브시트(55)와 착탈되면서 감압밸브(5)의 밸브작용을 일으키는 부분으로, 밸브시트(55) 위에 포개질 수 있도록 대직경으로 되어 있으나, 그 반대쪽은 탄성체(35)를 끼울 수 있도록 직경이 축소되어 있다. 이때, 헤드(53)의 대직경부와 소직경부 사이에는 걸림턱(67)이 형성되어 소직경부에 끼워지는 중심 안내링(69)을 지지한다. 이 중심 안내링(69)은 도 8에 도시된 것처럼, 별모양으로 둘레면을 따라 복수의 돌기가 돌출되어 밸브케이스(31)의 내주면에 미끄럼 접촉됨으로써, 밸브케이스(31) 내부에서 축방향으로 왕복운동하는 밸브체(33)의 반경방향 요동을 억제한다. 한편, 밸브시트(55)에 접촉되는 헤드(53) 면에는 밸브시트(55)와의 밀착력을 높이도록 고무패킹과 같은 고탄력의 밀봉체(71)를 접착성형 한다.

상기 탄성체(35)는 위와 같은 밸브체(33)를 밸브폐쇄 방향으로 상시 가압하는 반발수단으로서, 도 3, 도 4, 및 도 8에 도시된 바와 같이, 밸브케이스(31) 또는 밸브케이스(31)에 결합되어 연장된 반력조절핸들(37)과 밸브체(33) 사이에 설치된다. 즉, 탄성체(35)는 밸브케이스(31) 내주면 상에 지지되어 도면 상 하단인 밸브체(33)의 출구 측을 탄력적으로 가압함으로써, 밸브폐쇄 시 밸브체(33)를 밸브시트(55)에 밀착시킨다. 따라서, 탄성체(35)는 감압밸브(5)를 개방하는 외력이 제거되어 무부하 상태가 된 때, 밸브체(33)를 가압하는 링크조립체(9)의 귀환스프링(93)과 임의의 개방위치에서 힘의 균형을 이룬다. 이를 위해 반력조절핸들(37)의 내주면에는 복수의 지지돌기(73)가 반경방향 내측으로 돌출되며, 탄성체(35)는 도시된 것처럼, 밸브체(33) 헤드(53)의 외경과 반력조절핸들(37)의 내경 간의 길이차를 감안하여 원뿔대 형태로 되는 것이 바람직하다.

상기 다이어프램(7)은 착용자의 호흡에 따른 케이싱(3) 내부의 양압변화를 감압밸브(5)의 작동원으로 전환하는 수단으로서, 도 3, 도 4, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 감압밸브(5)와 케이싱(3) 특히, 덮개부(23)의 내주면 사이에 장착되는 바, 통기구(19)를 통해 케이싱(3)의 양압공간(S)으로 출입되는 착용자의 호기와 흡기에 따라 수축과 팽창을 반복함으로써, 수압면에 연결된 링크조립체(9)를 통해 감압밸브(5)를 동작시킨다.

이를 위해, 다이어프램(7)은 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 다이어프램(7)의 수축과 팽창을 가능하게 하도록 얇고 탄력있는 재질로 제작된 연성부(75)와, 연성부(75)의 수축과 팽창에 따른 다이어프램(7)의 움직임을 가감없이 기계적으로 링크조립체(9)에 전달하는 강체부(77)로 이루어진다. 따라서, 연성부(75)는 도시된 것처럼, 테두리 부분이 케이싱(3) 내주면 즉, 기부(21)와 덮개부(23)의 경계부분에 물려 고정되어, 양압공간(S)에 걸리는 공기압에 따라 변형되는 바, 양압공간(S)의 공기압이 높아지면 도 3에 도시된 것처럼 팽창하여 다이어프램(7)을 케이싱(3) 내주면으로 접근시키고, 반대로, 양압공간(S)의 공기압이 낮아지면 도 10에 도시된 것처럼 수축하여 다이어프램(7)을 케이싱(3) 내주면에서 이격시킨다. 한편, 강체부(77)는 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 연성부(75)의 중심부에 일체로 둘러싸여 형성되는데, 양압공간(S)의 압력 변화에 대해서 변형되지 않도록 강체로 이루어진다. 따라서, 강체부(77)는 수압면에 돌출된 T자형 걸림돌기(78)에 의해 원동링크(13)에 연결되어 다이어프램(7)의 수축 팽창에 따라 원동링크(13)를 왕복운동시킨다. 즉, 강체부(77)는 다이어프램(7)이 수축할 때 링크조립체(9)를 내리누르고, 다이어프램(7)이 팽창할 때 링크조립체(9)를 들어올림으로써 다이어프램(7)의 움직임을 그대로 링크조립체(9)에 전달한다. 따라서, 연성부(75)에 의해 수축 팽창하는 다이어프램(7)은 강체부(77)에 의해 링크조립체(9)를 승강시켜 감압밸브(5)를 동작시키게 된다. 이때, 다이어프램(7)은 도 3에 A로 표시된 것처럼, 연성부(75)나 강체부(77) 구분없이 모두 신축커버(41)를 향한 양압공간(S) 외부면이 내화학성 필름커버(108)로 피복되어 있다.

상기 링크조립체(9)는 다이어프램(7)의 수축 팽창에 따라 발생되는 왕복운동을 감압밸브(5)의 동작으로 전환시켜 주는 수단으로서, 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 감압밸브(5)와 다이어프램(7)의 수압면 사이를 연결함으로써, 다이어프램(7)의 수축과 팽창에 따라 동작하여 감압밸브(5)의 개도를 조정한다.

이를 위해, 링크조립체(9)는 도시된 것처럼, 구동링크(11), 원동링크(13), 및 전동링크(15)를 포함하여 이루어진다. 여기에서, 먼저 상기 구동링크(11)는 직접적으로 감압밸브(5)를 동작시키는 링크체로서, 도 3 내지 도 8에 도시된 것처럼, 감압밸브(5)의 일측에 즉, 감압밸브(5)를 둘러싸는 밸브하우징(10)의 밸브체(33) 노출 측에 힌지식으로 결합된다. 따라서, 구동링크(11)는 전동링크(15)로부터 전달되는 가압력에 의해 힌지축(79)을 중심으로 피벗 회전하여 밸브체(33)를 가압 또는 해제하며, 가압 시 감압밸브(5)의 개도를 높이고, 해제 시 개도를 낮춘다.

이때, 구동링크(11)는 도 3 및 도 8에 도시된 것처럼, 힌지축(79) 반대쪽의 피벗 회동단 부분이 종단면 "ㄱ"자 형태로 절곡되는 바, 케이싱(3) 즉, 기부(21)의 내경을 늘리지 않으면서도, 구동링크(11)의 모먼트 팔 길이를 늘리는 효과를 볼 수 있다. 또한, 구동링크(11)는 밸브체(33)를 직접 가압하는 가압돌기(81)와, 전동링크(15)가 걸리는 걸림홈(83)을 포함하는데, 이 가압돌기(81)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브체(33)의 수압돌기(61)와 대응하는 위치에서 수압돌기(61)와 접촉하도록 돌출된다. 따라서, 가압돌기(81)는 도 3 및 도 4에 도시된 밸브 폐쇄위치에서는 수압돌기(61)와 접촉만 하고 있는 해제 상태이나, 도 10에 도시된 밸브 개방위치에서는 수압돌기(61)를 가압하여 밸브체(33)를 내리누른다. 이때, 가압돌기(81)는 도 3, 도 4, 및 도 8에 도시된 것처럼, 구동링크(11)의 몸체와 별체로 된 셋스크류로 제작하는 것이 바람직하며, 이 경우 구동링크(11)로부터의 돌출량을 조절할 수 있게 된다. 또한, 걸림홈(83)은 구동링크(11)의 피벗 회동단에 전동링크(15)의 작동단 즉, 가압훅(101)을 걸기 위한 부분으로, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 구동링크(11)의 직각으로 절곡된 회동단을 U자 형태로 절결하여 형성한다. 따라서, 구동링크(11)는 전동링크(15)의 피벗 회전 동작에 따라 가압훅(101)에 의해 가압 또는 해제됨으로써, 가압돌기(81)에 의해 감압밸브(5)의 개도를 조정한다.

또한, 상기 원동링크(13)는 수축 팽창에 따른 다이어프램(7)의 승강을 링크조립체(9)의 동작으로 매개하는 링크체로서, 일단이 다이어프램(7)의 수압면에, 타단이 전동링크(15)를 통해 구동링크(11)에 각각 연결된다. 따라서, 원동링크(13)는 다이어프램(7)의 수축과 팽창에 따라 함께 왕복운동하면서 전동링크(15)를 통해 구동링크(11)를 가압 또는 해제한다. 이를 위해 원동링크(13)는 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 걸이부(85), 안내부(87), 파지부(89), 및 스프링 거치부(91)로 구성된다. 여기에서, 먼저 걸이부(85)는 원동링크(13)와 다이어프램(7)을 연결하는 부분으로, 도 9에 상세 도시된 것처럼, 중앙에 슬롯구멍(88)이 관통, 형성된다. 따라서, 이 슬롯구멍(88)은 도시된 것처럼, 다이어프램(7)의 수압면에서 하향 돌출된 T자형 걸림돌기(78)에 삽입, 결합되어, 다이어프램(7)과 원동링크(13)를 연결한다. 이때, 다만 슬롯구멍(88)은 걸림돌기(78)를 결합할 때, 원동링크(13)를 도 9의 위치에서 직각으로 회전시킨 상태에서 걸림돌기(78)에 삽입하여야 한다. 또한, 안내부(87)는 다이어프램(7)에 의한 원동링크(13)의 승강을 안내하는 부분으로, 도 3, 도 4, 및 도 8에 도시된 바와 같이, 위 걸이부(85)의 양측단에서 쌍을 이루어 감압밸브(5)를 향해 연장됨으로써 감압밸브(5)의 외곽에 즉, 밸브하우징(10) 외면에 끼워진다. 따라서, 안내부(87)는 다이어프램(7)의 수축과 팽창에 따른 원동링크(13)의 왕복운동을 안내한다. 또한, 파지부(89)는 전동링크(15)의 일단을 파지하는 부분으로, 도 4 및 도 8에 도시된 것처럼, 각각의 안내부(87) 외측면에 위아래로 돌출되어 중간에 파지홈(90)을 형성한다. 따라서, 파지부(89)는 파지홈(90)에 끼워진 전동링크(15)의 피벗암(97)을 파지함으로써 안내부(87)의 왕복운동에 따라 전동링크(15)를 피벗 회전시킨다. 끝으로, 스프링 거치부(91)는 무부하 상태에서 링크조립체(9)를 밸브 개방위치에 유지시키는 귀환스프링(93)을 걸기 위한 부분으로서, 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 안내부(87) 외측면의 파지부(89) 위쪽에 돌출된다. 따라서 스프링 거치부(91)는 감압밸브(5) 일측에 즉, 밸브하우징(10)의 스프링고리(95)에 하단이 고정된 귀환스프링(93)의 상단을 걸어 고정한다. 따라서, 귀환스프링(93)은 부하가 없는 초기 상태에서 스프링 거치부(91)를 통해 원동링크(13)를 감압밸브(5) 쪽으로 잡아당김으로써 감압밸브(5)를 개방상태로 유지한다.

상기 전동링크(15)는 다이어프램(7)에 의한 원동링크(13)의 왕복운동을 구동링크(11)에 전달하는 링크체로서, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 구동링크(11)와 원동링크(13) 사이에서 감압밸브(5) 일측에 즉, 밸브하우징(10) 외곽에 장착된다. 따라서, 전동링크(15)는 도 11 및 도 12에 보다 상세히 도시된 것처럼, 피벗암(97)의 피벗 회동단이 원동링크(13)의 파지홈(90)에 끼워져 고정되며, 그 반대쪽의 피벗축(99) 상에 돌출된 가압훅(101)에 의해 구동링크(11)의 걸림홈(83)을 가압 또는 해제하여 구동링크(11)가 밸브체(33)를 가압 또는 해제하도록 한다.

이를 위해, 전동링크(15)는 도 5 내지 도 8 및 도 10 내지 도 12에 도시된 것처럼, 다시 피벗암(97), 피벗축(99), 및 가압훅(101)으로 구성된다. 이때, 상기 피벗암(97)은 원동링크(13)의 왕복운동에 의해 전동링크(15)를 피벗 회전시키는 바, 도시된 것처럼 피벗축(99)의 양단에서 감압밸브(5) 쪽으로 연장되어 피벗 회동단이 파지부(89)의 파지홈(90)에 끼워져 구속된다. 따라서, 피벗암(97)은 원동링크(13)의 왕복운동에 따라 피벗축(99)을 중심으로 피벗 회전하게 된다. 또한, 상기 피벗축(99)은 전동링크(15)를 피벗 가능하게 고정되도록 하는 부분으로, 도 3, 도 5, 도 8, 도 11, 및 도 12에 도시된 바와 같이, 감압밸브(5)의 외곽에 즉, 밸브하우징(10) 일측단의 힌지홈(102)에 회전 가능하게 고정된다. 따라서, 피벗축(99)은 피벗암(97)이 피벗 회전함에 따라 회전하여 가압훅(101)을 피벗 회전시킨다. 끝으로, 상기 가압훅(101)은 전동링크(15)의 작동단으로서, 도 3, 도 5, 및 도 8에 도시된 바와 같이, 구동링크(11)의 걸림홈(83)에 끼워지도록 피벗축(99) 외주면 상에 반경방향으로 돌출된다. 따라서, 가압훅(101)은 피벗축(99)의 회전과 함께 피벗 회전하면서 걸림홈(83)을 가압 또는 해제하여 구동링크(11)를 피벗 회전시키는 역할을 한다.

상기 밸브하우징(10)은 감압밸브(5)를 둘러싸는 동시에, 링크조립체(9)를 지지하는 커버수단으로서, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 하우징몸체(27,28)와 결속틀(16)을 포함하여 이루어진다.

여기에서, 먼저 하우징몸체(27,28)는 도시된 것처럼, 감압밸브(5)를 둘러싸기 위해 밸브하우징(10)의 종축선을 따라 좌우로 대칭을 이루면서 쌍을 이룬다. 이때, 한 쌍의 하우징몸체(27,28)는 먼저 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 어느 한 쪽 예컨대, 도시된 것처럼 우측 하우징몸체(28)의 한 쪽 구석에 즉, 결속틀(16)이 끼워지는 대각선방향 대향 측 구석에 볼트구멍 형태의 조립구멍(118)이 관통, 형성되며, 이 조립구멍(118)을 통해 볼트 형태의 조정간(117)이 나사 결합된다. 이에 따라, 하우징몸체(27,28)는 조정간(117)의 정역회전에 의해 상호 간의 조립틈새가 증감된다.

또한, 하우징몸체(27,28)는 조정간(117)과 조립구멍(118)의 하방 대향측에 요철 결합쌍(119)을 구비하는 바, 이 요철 결합쌍(119)은 나사못과 같은 별도의 체결수단을 사용하지 않고도, 하우징몸체(27,28)를 결합시켜, 하우징몸체(27,28)에 좌우로 대향하여 걸리는 횡방향 전단력에 대해 저항한다. 이를 위해, 요철 결합쌍(119)은 하우징몸체(27,28)를 일체로 조립한 때 서로 결합되도록 하우징몸체(27,28)의 마주보는 면 상의 상호 대응하는 위치에 각각 형성된다. 예컨대, 도 8에 도시된 것처럼, 요철 결합쌍(119) 중 우측 하우징몸체(28)의 하단에 위치하는 오목한 관통홈으로 되어 있으며, 이와 대응하는 즉, 이 관통홈에 결합되는 볼록한 돌기(미도시)는 좌측 하우징몸체(28)의 내주면에 돌출 형성된다.

또한, 한 쌍의 하우징몸체(27,28)는 결속틀(16)을 걸어 지지하는 지지레일(121)을 더 포함한다. 이 지지레일(121)은 각각의 하우징몸체(27,28) 외측면으로 끼워진 결속틀(16)이 미끄러져 내리는 것을 저지하는 수단으로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 하우징몸체(27,28) 외측면에서 돌출되어 도 8에 도시된 것처럼, 둘레방향으로 길게 연장되므로, 맞닿음된 한 쌍의 하우징몸체(27,28)에 결속틀(16)을 끼울을 때 결속틀(16)을 안내하고, 끼운 뒤에는 결속틀(16)을 빠지지 않게 지지한다.

또한, 한 쌍의 하우징몸체(27,28)는 결속틀(16)이 끼워진 반대방향으로 빠지는 것을 방지하기 위해, 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 결속틀(16)이 삽입되는 쪽 외측면에 각각 하나씩 한 쌍의 스냅고리(123)가 돌출된다. 이 스냅고리(123)는 도 8에 도시된 바와 같이, 지지레일(121)보다 약간 위쪽에서 돌출되고, 선단 부분이 아래쪽으로 구부러진 갈고리 형태로 되어 있다. 따라서, 스냅고리(123)는 지지레일(121)을 따라 하우징몸체(27,28)로 끼워지는 결속틀(16)을 도 7에 도시된 바와 같이, 마감위치에서 아래쪽에 스냅식으로 결합하여 고정한다.

아울러, 각각의 하우징몸체(27,28)는 도 7 등에 도시된 바와 같이, 상단 일측의 서로 마주보는 위치에 힌지브래킷(125)이 돌출되는 바, 이 힌지브래킷(125)에는 구동링크(11)의 힌지축(79)이 끼워져 구동링크(11)를 피벗 회전 가능하게 지지한다. 또한, 각각의 하우징몸체(27,28)는 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 외측면 중앙에 한 쌍의 안내레일(127)이 상하로 나란히 연장되는 바, 다이어프램(7)에 의해 왕복운동하는 원동링크(13)의 안내부(87)를 상하로 안내한다.

끝으로, 각각의 하우징몸체(27,28)는 도 7 및 도 8 등에 도시된 것처럼, 힌지브래킷(125) 반대쪽에 피벗 파지브래킷(129)을 구비한다. 이 피벗 파지브래킷(129)은 안내레일(127)과 직각을 이루는 방향으로 즉, 구동링크(11)의 연장방향과 같은 방향으로 각각의 외측면 일측에 하나씩 돌출되는 바, 선단 부분에 힌지홈(102)이 형성되어, 전동링크(15)의 피벗축(99)을 피벗 회전 가능하게 지지하도록 되어 있다.

또한, 상기 결속틀(16)은 좌우로 이분되어 있는 한 쌍의 하우징몸체(27,28)를 분리되지 않게 하나로 조립하는 체결수단으로서, 도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 횡단면 "ㄷ"자 형태로 절곡된다. 따라서, 조립을 위해 접촉은 되어 있으나, 아직 상호 체결은 되지 않은 한 쌍의 하우징몸체(27,28)를 나사못 등과 같은 별도의 체결수단을 사용하지 않고 조립하도록 되어 있다. 이에 따라, 결속틀(16)은 도 6에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 하우징몸체(27,28) 외곽에 끼워져, 감압밸브(5)를 둘러싸기 위해 이분되어 있는 하우징몸체(27,28) 쌍을 하나로 결속시킨다.

이때, 결속틀(16)은 지지레일(121)에 의한 지지를 보다 확실하게 하기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 하우징몸체(27,28)와의 접촉면 상에 안내홈(120)이 오목하게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 결속틀(16)은 지지레일(121)을 따라 미끄럼 이동하면서도 지지레일(121)과 안내홈(120)의 결합으로 인해 상하 요동이 억제된다. 아울러, 결속틀(16)은 도 4, 도 7, 및 도 8에 도시된 바와 같이, 귀환스프링(93)의 하단을 걸어 고정하는 스프링고리(95)가 외측면 중간 부분에 돌출될 수 있다. 따라서, 스프링고리(95)는 스프링 거치부(91)와 대응하도록 반대쪽에 배치되어 스프링 거치부(91)와 함께 귀환스프링(93)을 걸어 고정한다.

한편, 본 발명의 압력조절기(1)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 공기공급장치의 사용이 종료된 때 또는 유사 시에 감압밸브(5)를 폐쇄 유지할 수 있도록 밸브 잠금구조를 더 포함하는 바, 이 밸브 잠금구조는 도시된 것처럼, 전동링크(15)를 잠금위치에 구속하는 한 쌍의 잠금돌기(103,103)와, 링크조립체(9)의 전동링크(15)에 형성된 레버(105)와, 이 레버(105)를 누르도록 되어 있는 잠금버튼(107)으로 이루어진다.

여기에서, 상기 잠금돌기쌍(103,103)은 링크조립체(9)의 전동링크(15)를 밸브 잠금위치에 고정시키는 수단으로서, 도 7, 도 8 및 도 15 등에 도시된 바와 같이, 감압밸브(5)의 외곽 즉, 밸브하우징(10) 양측면에 각각 돌출된다. 따라서, 잠금돌기(103)는 도 15에 도시된 것처럼, 전동링크(15)의 피벗암(97) 회동단이 스냅식으로 지지되도록 하여, 원동링크(13)를 밸브 폐쇄위치에 유지시킨다. 이에 따라, 원동링크(13)를 잡아당기는 귀환스프링(93)의 인장탄력은 모두 잠금돌기(103)와 피벗암(97) 사이에 걸린다. 따라서, 밸브체(33)는 구동링크(11)에 의한 구속을 전혀 받지 않고, 탄성체(35)에 의해 최대한 밸브시트(55)에 가압되며, 비로소 감압밸브(5)는 잠금위치에 놓이게 된다. 이때, 잠금돌기(103)는 피벗암(97)과의 스냅 결합을 용이하게 하도록 피벗암(97) 접촉면을 경사지게 형성하는 것이 바람직하다.

반대로, 이와 같은 잠금위치에서 착용자가 첫 번째 들숨에 의해서 또는 신축버튼(41)을 눌러 강제로 다이어프램(7)을 하강시키면, 원동링크(13)도 함께 하강하고, 따라서 원동링크(13)의 파지부(89)는 파지홈(90)에 끼워진 피벗암(97)을 통해 전동링크(15)를 도 7의 상태에서 도 12의 상태로 회동시킨다. 이때, 피벗암(97)은 수평방향 탄력에 의해 잠금돌기(103)를 타고 넘어 하강한다. 따라서, 잠금돌기(103)에 걸리는 피벗암(97)의 두께가 예컨대, 도 7에 C로 도시된 것처럼, 깊지 않을 때, 원동링크(13)는 다이어프램(7)을 하강시키는 힘이 크지 않아도 쉽게 잠금돌기(103)를 넘어 하강하게 된다. 반대로 위 두께가 예컨대, 도 16의 D로 도시된 것처럼, 깊을 때, 원동링크(13)는 다이어프램(7)을 큰 힘으로 하강시켜야 겨우 잠금돌기(103)를 넘어 하강할 수 있게 된다.

그러나, 특히 잠금위치에서 첫 흡입에 의해 다이어프램(7)을 하강시키는 경우, 착용자마다 흡입력의 세기가 각기 다르더라도, 각 착용자마다 조정간(117)을 회전시켜, 잠금돌기쌍(103,103) 쪽 구석 부분에서 한 쪽 하우징몸체(28)를 다른 쪽 하우징몸체(27)로부터 이격시킴으로써, 잠금돌기쌍(103,103) 사이의 너비를 조절하여, 잠금돌기(103)에 걸리는 피벗암(97)의 두께를 적절히 설정할 수 있다. 결과적으로, 피벗암(97)과 스냅 결합되는 잠금돌기쌍(103,103)의 체결강도를 착용자의 흡입력 세기에 맞추어 조절할 수 있으므로, 감압밸브(5)가 잠금상태에서 최초로 해제되는 시기를 착용자에 알맞게 최적화시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 레버(105)는 전동링크(15)의 피벗축(99)을 가압훅(101)과 반대방향으로 회전시키는 수단으로서, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 피벗축(99)에서 잠금버튼(107)을 향하여 반경방향으로 길게 돌출된다.

또한, 상기 잠금버튼(107)은 착용자가 감압밸브(5)를 잠금위치로 전환하거나, 유사 시 임의로 폐쇄할 수 있도록 구비된 버튼으로서, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 케이싱(3)을 관통하여 장착되는 바, 케이싱(3)에 관통된 버튼공(109)에 삽입되어, 눌렸을 때 케이싱(3) 안으로 들어가 레버(105)를 가압하는 버튼축(111), 이 버튼축(111)의 외곽을 둘러싸는 버튼커버(113), 및 누르는 힘이 사라진 때 버튼축(111)을 원래의 위치로 복귀시키는 압축스프링(115)으로 이루어진다. 따라서, 잠금버튼(107)은 착용자가 케이싱(3) 안으로 밀어 넣은 때 버튼축(111)에 의해 레버(105)를 가압함으로써, 전동링크(15)의 피벗축(99)을 회전시켜 구동링크(11)의 걸림홈(83)을 가압하는 가압훅(101)의 구속을 해제한다.

이제, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이패스구조를 갖는 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 압력조절기(1)가 적용된 호흡보호용 공기공급장치 착용 시 최초 압력조절기(1)는 도 10, 도 13, 및 도 14에 도시된 바와 같이, 링크조립체(9)의 구동링크(11)가 귀환스프링(93)의 인장력에 의해 밸브 개방상태를 유지한다. 즉, 원동링크(13)는 위 도면에 도시된 바와 같이, 귀환스프링(93)에 의해 도면 상 아래쪽으로 당겨지고, 피벗암(97)이 원동링크(13)의 파지홈(90)에 파지된 전동링크(15)도 피벗축(99)을 중심으로 피벗 회전한다. 이에 따라, 가압훅(101)도 피벗 회전하면서 구동링크(11)의 걸림홈(83)을 내리누른다. 따라서, 구동링크(11)도 피벗 회전하게 되고, 구동링크(11)의 가압돌기(81)가 밸브체(33)의 수압돌기(61)를 내리누르게 된다. 이에 따라, 밸브체(33)가 밀려 내려가면서, 밸브체(33)의 헤드(53)가 밸브시트(55)에서 이격됨으로써 감압밸브(1)는 개방상태를 유지하게 된다. 이때, 원동링크(13)에 연결된 다이어프램(7)도 함께 내려와 도면 상 하단위치 즉, 하사점에 위치하게 된다.

이 상태에서, 착용 후 최초로 착용자의 호흡이 이루어지면서 착용자가 내뱉은 호기는 통기구(19)를 통해 케이싱(3) 내부의 양압공간(S)으로 유입된다. 이에 따라, 양압공간(S)의 공기압은 높아지고, 높아진 공기압으로 인해 다이어프램(7)은 팽창하며, 감압밸브(5)는 점차 개도를 낮추게 된다. 즉, 다이어프램(7)의 팽창은 원동링크(13)의 상승을 가져온다. 원동링크(13)의 상승에 따라 전동링크(15)의 피벗암(97)도 도면 상 시계방향으로 피벗 회전한다. 따라서, 피벗암(97)과 일체로 되어 있는 가압훅(101)도 시계방향으로 피벗 회전하며, 회전한 만큼 걸림홈(83)에 대한 구속도 줄어든다. 이에 따라, 탄성체(35)의 압축반력을 받고 있는 밸브체(33)가 가압돌기(81)를 밀어 올린다. 따라서, 구동링크(11)는 힌지축(79)을 중심으로 하여 도면 상 반시계방향으로 피벗 회전하며, 걸림홈(83)이 가압훅(101)에 걸린 때 정지된다. 결과적으로, 감압밸브(5)는 양압공간(S)의 공기압이 최대로 된 때, 밸브를 막아 호기 시 급기구(17)를 통한 압축공기의 유입을 차단한다.

그러나, 반대로 착용자가 흡기를 빨아들이면, 양압공간(S)의 공기압은 낮아지고, 다이어프램(7)은 수축하며, 감압밸브(5)는 점차 개도를 높이게 된다. 즉, 다이어프램(7)의 수축은 원동링크(13)의 하강을 가져오고, 원동링크(13)의 상승으로 인해 전동링크(15)의 피벗암(97)은 도면 상 반시계방향으로 피벗 회전한다. 이에 따라, 가압훅(101)이 구동링크(11)의 걸림홈(83)을 내리눌려 구동링크(11)를 시계방향으로 피벗 회전시키면, 가압돌기(81)가 밸브체(33)를 누름으로써 탄성체(35)를 압축하면서 감압밸브(5)의 개도를 다시 높이게 된다.

이와 같이, 본 발명의 압력조절기(1)에 의하면, 급기구(17)를 통해 압축공기통에서 공급되는 압축공기의 양을 호흡에 맞추어 조절할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 공기공급장치의 사용이 끝난 때, 잠금버튼(107)을 누르면, 버튼축(111)이 안으로 밀려들어가면서 도 12 또는 도 14에 도시된 것처럼, 버튼(107) 쪽으로 돌출된 레버(105)를 가압한다. 이에 따라, 전동링크(15)는 도면 상 시계방향으로 피벗 회전하게 되고, 피벗암(97)에 의해 원동링크(13)를 도 15에 도시된 것처럼 상사점까지 최대로 밀어올린다.

이에 따라, 다이어프램(7)도 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 양압공간(S)의 압력에 무관하게 최대로 즉, 상사점까지 상승한다. 이때, 전동링크(15)의 피벗암(97)은 도 15에 도시된 것처럼, 잠금돌기쌍(103,103)을 넘어 스냅 지지되므로, 원동링크(13)를 잡아 내리는 귀환스프링(93)의 인장탄력을 모두 지탱한다. 따라서, 귀환스프링(93)의 저항을 받지 않는 밸브체(33)는 탄성체(35)에 의해 최대로 밸브시트(55)에 가압되며, 비로소 감압밸브(5)는 잠금상태에 놓이게 된다. 반대로, 잠금상태에서 공기공급장치를 재사용할 때는 안면에 면체를 착용한 후 깊은 들숨으로 다이어프램(7)을 수축함으로써 또는 신축커버(41)를 눌러 신축돌기(43)에 의해 다이어프램(7)을 직접 가압함으로써, 원동링크(13)를 끌어당겨 피벗암(97)이 잠금돌기(103)로부터 스냅 해제되도록 하면 된다.

이때, 위에서 언급한 것처럼, 면체 착용 후 맨 처음으로 다이어프램(7)을 수축시키는 첫 번째 들숨의 세기가 착용자의 심폐능력에 따라 각기 다른 바, 예컨대, 들숨의 세기가 약한 착용자의 경우에는 도 7에 도시된 것처럼, 하우징몸체(27,28) 간의 틈새를 없애 잠금돌기쌍(103,103) 사이의 너비를 좁힘으로써, 전동링크(15)의 피벗암(97)이 쉽게 잠금돌기(103)를 넘어 하강할 수 있도록 한다. 반면, 들숨의 세기가 강한 착용자의 경우에는 조정간(117)을 돌려 도 16에 도시된 것처럼, 하우징몸체(27,28) 간의 틈새를 벌림으로써 잠금돌기쌍(103,103) 사이의 너비를 넓혀, 사용 중 원동링크(13)를 잠금위치에 유지해야 할 때 즉, 감압밸브(5)를 폐쇄상태로 유지해야 할 때 들숨에 의해 피벗암(97)이 너무 쉽게 잠금돌기(103)를 넘어 하강하지 못하게 한다.

1 : 압력조절기 3 : 케이싱
5 : 감압밸브 7 : 다이어프램
9 : 링크조립체 11 : 구동링크
13 : 원동링크 15 : 전동링크
16 : 결속틀 17 : 급기관체
19 : 통기구 20 : 급기관 조립체
21 : 기부 22 : 중공축
23 : 덮개부 24 : 회전링
25 : 밀봉패드 26 : 노브
27 : 밸브하우징 31 : 밸브케이스
32 : 외부 통기공 33 : 밸브체
34 : 내부 통기공 35 : 탄성체
36, 38 : 멈춤부재쌍 41 : 신축커버
43 : 신축돌기 44 : 배기공
45 : 통기공 46 : 압착돌기
47 : 밸브블럭 48 : 연결관체
55 : 밸브시트 61 : 수압돌기
78 : 걸림돌기 81 : 가압돌기
83 : 걸림홈 85 : 걸이부
87 : 안내부 89 : 파지부
88 : 슬롯구멍 93 : 귀환스프링
97 : 피벗암 99 : 피벗축
101 : 가압훅 103 : 잠금돌기
105 : 레버 107 : 잠금버튼
108 : 내화학성 필름커버 117 : 조정간
118 : 조립구멍 119 : 요철 결합쌍
120 : 안내홈 121 : 지지레일
123 : 스냅고리 127 : 안내레일

Claims (5)

1. 외부 몸체를 이루는 케이싱(3);
   상기 케이싱(3) 내에 장착되어, 상기 케이싱(3)의 일측에 형성된 급기관체(17)를 통해 면체 내부로 공급되는 압축공기의 유동을 단속하는 감압밸브(5);
   상기 감압밸브(5)와 상기 케이싱(3) 내주면 사이에 장착되어, 상기 케이싱(3)의 타측에 형성된 통기구(19)를 통해 상기 케이싱(3)의 양압공간(S)으로 출입되는 착용자의 호기와 흡기에 따라 수축과 팽창을 반복하는 다이어프램(7);
   상기 다이어프램(7)의 상기 감압밸브(5) 측 수압면에 연결되어, 상기 다이어프램(7)의 수축과 팽창에 따라 상기 감압밸브(5)를 개폐하는 링크조립체(9); 및
   상기 링크조립체(9)를 지지하도록, 상기 감압밸브(5)를 둘러싸고 있는 밸브하우징(10);을 포함하여 이루어지며,
   상기 링크조립체(9)는,
   상기 감압밸브(5)의 일측에 힌지식으로 결합되어, 상기 감압밸브(5)를 가압 또는 해제함으로써 상기 감압밸브(5)를 개폐하는 구동링크(11); 및
   일단이 상기 수압면에, 타단이 상기 구동링크(11)에 각각 연결되어 상기 다이어프램(7)의 수축과 팽창에 따라 왕복운동하면서 상기 구동링크(11)를 가압 또는 해제시키는 원동링크(13);를 포함하여 이루어지고,
   상기 밸브하우징(10)은,
   종축선을 따라 좌우 대칭을 이루어 상기 감압밸브(5)를 둘러싸는 한 쌍의 하우징몸체(27,28); 및
   상기 감압밸브(5)를 둘러싸고 있는 상기 한 쌍의 하우징몸체(27,28) 외곽에 끼워져, 상기 한 쌍의 하우징몸체(27,28)를 일체로 조립하는 결속틀(16);을 포함하여 이루어지되,
   상기 밸브하우징(10)은 상기 감압밸브(5)를 폐쇄상태로 유지하기 위해 상기 원동링크(13)를 구속하는 구속력을 조정할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하고,
   일단이 상기 원동링크(13)에, 타단이 상기 구동링크(11)에 각각 연결되도록 상기 구동링크(11)와 상기 원동링크(13) 사이에서 상기 감압밸브(5) 일측에 장착되어, 상기 원동링크(13)의 왕복운동을 상기 구동링크(11)에 전달함으로써, 상기 구동링크(11)가 밸브체(33)를 가압 또는 해제하도록 하는 전동링크(15)를 더 포함하되,
   상기 전동링크(15)는,
   피벗 회동단이 파지부(89)에 각각 파지되어, 상기 원동링크(13)의 왕복운동에 따라 피벗 회전하는 피벗암(97);
   상기 감압밸브(5)의 외곽에 회전 가능하게 고정되어, 양단의 상기 피벗암(97)이 피벗 회전함에 따라 회전하는 피벗축(99); 및
   걸림홈(83)에 끼워지도록 상기 피벗축(99) 상에 돌출되어, 상기 피벗축(99)의 회전과 함께 피벗 회전하면서 작동단으로서 상기 구동링크(11)를 피벗 회전시키는 가압훅(101);을 포함하여 구성되고,
   상기 밸브하우징(10)은 상기 원동링크(13)를 감압밸브(5) 폐쇄상태로 유지하도록 상기 전동링크(15)를 구속하는 구속력이 상기 피벗암(97)을 스냅식으로 지지하도록 상기 하우징몸체(27,28)의 외곽에 각각 돌출된 잠금돌기쌍(103,103)의 너비 조절에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 밸브하우징(10)은 상기 결속틀(16)의 대향측에서 상기 한 쌍의 하우징몸체(27,28) 중 어느 한 쪽을 관통하여 나사 결합되는 조정간(117)에 의해 상기 하우징몸체(27,28) 상호 간의 조립틈새가 증감되어, 상기 잠금돌기쌍(103,103)의 너비를 조절하는 것을 특징으로 하는 호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 원동링크(13)는 상기 다이어프램(7)에 연결되는 걸이부(85)의 중앙에 슬롯구멍(88)이 관통되어, 상기 다이어프램(7)의 수압면에 돌출된 걸림돌기(78)를 끼워 걸도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기.
5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 케이싱(3)은 기부(21)와 상기 기부(21) 위에 덮이는 덮개부(23)로 구성되고, 상기 기부(21) 및 상기 덮개부(23)의 경계 부분에 상기 다이어프램(7)의 테두리 부분을 끼워 고정하되, 상기 기부(21)의 상단에 대응하도록 상기 덮개부(23) 내주면에 돌출되어 상기 기부(21)의 상단에 위치한 상기 다이어프램(7)을 압착시키는 압착돌기(46)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡 응답성의 조절이 가능한 호흡보호용 공기공급장치의 압력조절기.

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