KR101866746B1

KR101866746B1 - 수영용 호흡장치

Info

Publication number: KR101866746B1
Application number: KR1020160141120A
Authority: KR
Inventors: 강상철
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2018-06-15
Also published as: KR20180046180A

Abstract

본 발명은 수영용 호흡장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 호흡을 측정하여 사용자가 호흡하지 않을 경우 외부에 호흡하지 않음을 알려 사용자가 비상상황임을 즉각적으로 알 수 있는 수영용 호흡장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 입으로 물고 호흡할 수 있도록 마우스피스 형태로 형성되는 흡입구, 상기 흡입구와 연결되어 들숨을 공급하거나, 날숨을 배출하는 중공형의 호흡관, 상기 호흡관 내부에 형성되어 호흡을 감지하기 위한 호흡감지부 및 상기 호흡관의 외면에 형성되어 상기 호흡감지부를 통해 감지된 사용자의 호흡여부를 광원을 통해 외부에 노출시키는 표시부를 포함하는 수영용 호흡장치를 제공한다.

Description

수영용 호흡장치{SWIMMING SNORKEL DEVICE}

본 발명은 수영용 호흡장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 호흡을 측정하여 사용자가 호흡하지 않을 경우 외부에 호흡하지 않음을 알려 사용자가 비상상황임을 즉각적으로 알 수 있는 수영용 호흡장치에 관한 것이다.

스노클링(Snorkeling)이란 수경(Mask), 스노클(Snorkel), 오리발(Fin)만을 착용한 채 수심 5m 안팎의 얕은 곳에서 잠영을 즐기거나 수면에서 머리를 들지 않고 얼굴을 물속에 담근 상태로 스노클을 이용하여 호흡하면서 수중세계의 아름다움을 경험하는 것이다.

즉, 머리를 물속에 담그면 수경 안쪽의 빈 공간과 발에 신은 오리발의 저항으로 부력이 생겨 수영할 때처럼 다리를 빠르게 움직이지 않아도 장시간 떠 있을 수 있다. 그저 팔을 등뒤로 자연스럽게 올려놓고 가능한 무릎을 편 상태로 가볍게 위아래로 다리를 움직이면 떠다닐 수 있다.

스노클링의 유래는 별다른 장비도 없이 양식을 얻기 위한 수단으로 생겨났던 잠수가 군사적인 목적으로 고무로 된 오리발을 만들면서 현재와 같은 오리발이 등장하여 잠수가 편리해지면서 레저스포츠로 발전한 것이다. 이러한 스노클링은 스킨 다이빙이라고도 하며, 스노클을 통해서 숨을 쉬므로 물에 장시간 떠 있어도 체력소모가 많지 않으며, 수영실력이나 나이, 체력 등에 그다지 영향을 받지 않으므로 남녀노소 누구나 쉽게 즐길 수 있다.

그리고, 스노클로 호흡하면서 헤엄쳐다니면 폐의 기능이 향상되고 핀을 사용하는 발과 다리에는 근력이 발달하며, 수면 밑으로 잠수해 들어가면 모든 근육이 사용되므로 전신운동의 효과가 클 뿐만 아니라 강한 정신력도 기를 수 있다.

도 1은 일반적인 스노클(10)을 이용한 사용상태를 보이기 위한 것이다. 도시한 바와 같이, 수중호흡장치인 스노클(10)은 수면위의 공기를 수중작업자에게 공급하기 위하여 수면위로 연장되는 짧은 길이의 파이프(10a)와, 흡입구를 형성하기 위하여 파이프를 구부린 곡면부(10b), 수중호흡이 가능하게 입으로 물 수 있는 구조의 흡입구(10c)로 구성되며, 상기 스노클(10)은 물 표면의 바로 아래를 잠수하면서 호흡을 계속 유지하여 물속 관찰 또는 작업을 위한 용도로 사용된다.

그러나 스노클은 엎드려 물속을 보면서 숨을 쉬다 보니 수중작업자가 의식이 있는지 없는지 구분하기가 힘들고, 호흡하지 않는 점을 발견을 하더라도 시간이 다소 경과하여 응급처치를 하기 위한 골든타임이 지나 구조를 하더라도 사망률이 높다는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 스노클링중 비상상황에 직면한 대상을 빠르게 판단하여 이를 외부에 알려주어 구조대상을 쉽게 식별하고 외부의 구조요원이 구조대상을 신속히 구조 가능하도록 하는데 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 입으로 물고 호흡할 수 있도록 마우스피스 형태로 형성되는 흡입구, 상기 흡입구와 연결되어 들숨을 공급하거나, 날숨을 배출하는 중공형의 호흡관, 상기 호흡관 내부에 형성되어 호흡을 감지하기 위한 호흡감지부 및 상기 호흡관의 외면에 형성되어 상기 호흡감지부를 통해 감지된 사용자의 호흡여부를 광원을 통해 외부에 노출시키는 표시부를 포함하는 수영용 호흡장치를 제공한다.

상기 호흡감지부는 공기유량센서, 온도감지센서 및 이산화탄소센서 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 흡입구는 상기 사용자가 입으로 무는 압력을 감지할 수 있는 압력감지센서를 포함할 수 있다.

상기 사용자의 호흡이 감지되지 않는 경우 스피커를 통해 구조음향을 발생시키는 음향발생부를 더 포함하며, 상기 음향발생부는 상기 스피커에서 구조음향이 발생할 경우 상기 구조음향의 압력에 의해 분리막이 개방되며, 상기 스피커에서 구조음향이 발생하지 않을 경우 상기 분리막이 폐쇄되어 물의 유입을 방지할 수 있다.

상기 호흡감지부에서 감지된 호흡여부에 관계없이 상기 표시부의 광원과 소리를 모두 발생시키도록 제어하여 외부에 비상신호를 전달하기 위한 비상버튼을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 스노클링중인 사용자가 현재 호흡을 하고 있는지 여부를 외부에서 쉽게 파악할 수 있으며, 사용자가 호흡을 하지 않거나 비상 상황이 발생한 경우 이를 외부에 알려주어 구조대상을 쉽게 식별하고 외부의 구조요원이 구조대상을 신속히 구조 가능하도록 하여 사고발생 시점으로부터 최대한 빠른 시간에 응급처치가 가능하다.

도 1은 일반적인 스노클을 이용한 사용상태를 보이기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치의 호흡감지부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치의 음향발생부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치의 음향발생부를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치를 착용하여 수면에서 수영하는 상태를 도시한 도면이다
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치를 착용하여 잠수한 상태를 도시한 도면이다

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당해 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 함을 밝혀두고자 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명할 수 있다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 할 수 있다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치를 도시한 정면도이다.

도 2를 참조하면, 수영용 호흡장치(20)는 고글(100), 흡입구(200), 호흡관(300), 호흡감지부(400), 표시부(500), 비상버튼(600) 및 전원버튼(700)을 포함할 수 있다.

고글(100)은 투시창(110), 밀착부(120), 코수용부(130) 및 밴드부(140)로 이루어진다. 투시창(110)은 고글(100)의 전면에 구비되고 대략 일반적인 안경형상이며 투명하고 가벼운 플라스틱 재질로 이루어지고, 내부면(후면)에 김서림을 방지하기 위한 특수 코팅처리된다. 밀착부(120)는 상기 투시창(110)의 테두리로부터 후방으로 수직 연장되며 착용시에 그 자유단부가 눈을 감싸면서 얼굴의 표 면에 접촉되어 호흡을 위한 내부공간을 형성한다. 이 밀착부(120)는 얼굴표면에 접촉시 피부에 부작용을 초래하지 않으면서 밀폐력을 확보하기 위해 그 자유단부를 인체에 해가 없는 고무나 연질 플라스틱 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 코수용부(130)는 상기 투시창(110)의 하부 중앙에 돌출되고 착용시에 코를 감싸면서 얼굴의 표면에 접촉되며, 호흡을 위해 서 밀착부(120)에 형성되는 내부공간과 연통된다. 밴드부(140)는 강한 신축성을 갖는 고무나 연질 플라스틱 재질로 이루어지고 사용자에 따른 길이조절이 가능하며, 착용시에 상기 밀착부(120)의 양측을 서로 연결하면서 머리를 감싸고 쉽게 벗겨지지 않도록 한다.

흡입구(200)는 사용자의 입으로 물고 호흡할 수 있도록 마우스피스 형태로 형성되며 사용자가 장착 시 장착되었는지 여부를 확인할 수 있도록 압력센서가 구비된다. 마우스피스 형태를 가지는 흡입구(200)의 하단은 수영자가 입에 근접하도록 후방을 향해 곡선 형태로 연장될 수 있다. 또한, 상기 흡입구(200)는 수영자가 입으로 물때 불편함이 없도록 함과 아울러 인체에 무해한 연질의 무독성 실리콘 재질 등을 사용해 제작할 수 있다.

호흡관(300)의 일단은 흡입구(200)와 연통되어 상하로 일정한 길이를 가지며 호흡관(300)의 내부에는 상하로 관통된 중공의 유로가 형성된다. 호흡관(300)의 타단은 수면 위에 노출된 상태로 위치되며, 물속에 있는 수영자가 흡입구(200)를 입에 물고 호흡관(300)의 유로를 통해 외부 공기를 빨아 들여 호흡할 수 있다.

즉, 상기 호스(100)는 수영자의 얼굴 측부에 수직으로 위치된 상태에서 사용되므로, 물의 저항을 줄일 수 있으며, 수영 중 고개를 들거나 돌리지 않고도 호흡할 수 있는 효과를 가져온다.

호흡감지부(400)은 호흡관(300) 내부에 형성되어 호흡을 감지할 수 있다. 이때, 호흡감지부(400)는 다양한 센서로 사용자의 호흡을 감지할 수 있으며, 바람직하게는 공기유량센서, 온도감지센서 및 이산화탄소센서 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 공기유량센서는 사용자가 숨을 들이쉬거나 내쉴 때 공기의 움직임을 감지하는 센서로 가장 일반적으로 사용될 수 있다. 온도감지센서는 사용자의 날숨이 체온과 유사한 온도를 가지는 점에서 사용될 수 있으며, 이산화탄소센서는 사용자의 날숨에 포함된 이산화탄소의 비율이 외부 공기의 이산화탄소의 비율보다 높다는 점에서 사용 가능하다. 상기 센서들뿐만 아니라 사용자의 호흡을 감지할 수 있는 모든 센서가 사용 가능하다.

이하, 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치의 호흡감지부를 도시한 단면도이다.

사용자는 흡입구(200)를 입으로 물고 호흡하기 위하여 흡입구(200)를 일정 압력이상으로 문 상태로 사용된다. 흡입구(200)를 일정 압력이상으로 물지 않은 상태로 사용할 경우 물이 입안으로 유입될 수 있다. 따라서 사용자는 스노클링시에 흡입구(200)를 일정 압력이상으로 물게 되고 압력센서(210)는 사용자가 현재 흡입구(200) 착용하였는지 여부를 판단할 수 있다. 흡입구(200)를 일정 압력이상으로 문 상태로 사용자가 호흡하게 되면 들숨 및 날숨이 호흡관(300)의 내부로만 이동하게 되며, 상기 들숨 및 상기 날숨은 호흡감지부(400)에 의해 감지된다. 그러나, 사용자가 수영도중에 항상 호흡을 하는 것은 아니고 숨을 참는 경우가 발생할 수 있으므로, 약 30초 이상 호흡이 감지되지 않을 경우에만 무호흡임을 판단하고 이를 표시부(500)로 전달할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여 다시 한번 살펴보면, 표시부(500)는 호흡감지부(400)에서 감지된 사용자의 호흡여부에 따라 발광하거나 및 소리를 발생시킬 수 있다. 표시부(500)는 위험광원(510), 안전광원(520) 및 음향발생부(530)를 포함하며, 표시부(500)는 호흡관(300)의 외주면의 단부에 형성되어 수면 위로 노출되도록 형성된다. 표시부(500)가 수면 아래의 위치에 형성될 경우 외부에서 표시부(500)를 육안으로 확인하기 어려울 수 있으므로 표시부(500)는 수면 위로 노출되도록 형성되는 것이 바람직하다. 위험광원(510)은 위험한 상황임을 직관적으로 알 수 있는 빨간색, 안전광원(520)은 안전한 상황임을 직관적으로 알 수 있는 녹색으로 형성될 수 있다. 이때, 위험광원(510)을 안전광원(520)에 비해 상측으로 형성하여 사용자에게 비상상황이 발생된 점을 외부에서 식별하도록 구성한다. 음향발생부(530)는 배터리 및 충전단자와 결합되어 구성될 수 있으며, 표시부(500)는 수중에서 사용하므로 기본적인 방수기능을 구비하는 것이 바람직하다. 호흡감지부(400) 및 표시부(500)를 전원을 제어하기 위하여 전원버튼(700)을 호흡관(300)의 일면에 형성하여 사용자가 수중으로 입수 시에만 작동되도록 구성될 수 있다. 또한, 위험광원(510) 및 안전광원(520)을 고글(100)에 추가적으로 설치하여 사용자 자신에게 자신의 현재 상태를 알려줄 수 있다.

비상버튼(600)은 사용자가 의식이 있음에도 외부로 도움을 요청할 수 있도록 한다. 비상버튼(600)은 사용자가 비상시 빠르게 누를 수 있도록 흡입구(200)의 하단에 형성될 수 있으며, 사용자가 비상버튼(600)을 누른 경우 위험광원(510), 안전광원(520) 및 음향발생부(530)에서 광원 및 소리가 동시에 발생하도록 제어하여 사용자가 위급한 상황임을 외부에 알릴 수 있도록 한다.

음향발생부(530)는 도 5를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치의 음향발생부를 도시한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 음향발생부(530)는 소리를 발생시키는 스피커(531)를 포함하여 형성되며, 호흡관(300)의 끝 단에 형성하여 사용자의 잠수 시, 수면위로 노출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 음향발생부(530)는 외부의 공기가 유입되어 사용자에게 공급되도록 하며, 이때 물이 유입되는 것을 방지하도록 형성될 수 있다. 음향발생부(530)는 탈착 가능하도록 형성될 수 있으며, 음향발생부(530)를 탈거하여 전원공급부(532)를 외부로 노출시켜 전원을 교체하거나 충전하는 것이 가능하다. 스피커(531)는 기본적으로 방수가 가능하도록 형성되는 것이 바람직하고, 전원공급부(531)는 배터리 및 충전단자일 수 있으며, 전원공급부(531)와 스피커(531)가 장착되는 형태로 구성되어 스피커(531)가 전원공급부(531)의 캡 역할을 하므로, 전원공급부(531)에 물이 유입되는 것을 방지하여 방수가 가능해진다. 또한, 스피커(531)는 상부에 분리막(533)이 형성되어 스피커(531)에서 구조음향이 발생할 경우 구조음향의 압력에 의해 분리막(533)이 개방되며, 스피커(531)에서 구조음향이 발생하지 않을 경우 분리막(533)이 폐쇄되어 스피커(531)로 물이 유입 되는 것을 방지할 수 있다. 또한 스피커(531)는 외부에서 식별력을 높이기 위하여 가청 주파수범위 내에서 비교적 높은 고주파를 발생시킬 수 있다. 스피커(531)가 발생시키는 주파수대역이 비교적 낮은 주파수 대역일 경우 잡음에 섞여 식별하기 어렵기 때문이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수영용 호흡장치의 음향발생부를 도시한 사시도이다.

도 6을 참조하면, 음향발생부(530)는 호흡관(300)의 중공과 평행한 방향으로 형성되며, 음향발생부(530)와 같이 중공형으로 상기 중공형의 내부에는 소리를 발생시키는 스피커(531)가 구비된다. 분리막(533)은 고무와 같은 탄성을 지닌 부재로 형성되며, 자유단(535) 및 고정단(537)을 포함한다. 분리막(533)의 고정단(537)는 고정되고, 분리막(533)의 자유단(535)은 고정되지 않고 형성된다. 이때, 스피커(531)에서 발생된 구조음향의 공기압에 의해 고정되지 않은 자유단(535)은 개방되어 구조음향이 외부로 퍼져나갈 수 있도록 한다. 그러나 스피커(531)에서 구조음향이 발생되지 않을 경우 자유단(535)은 탄성에 의해 음향발생부(530)를 폐쇄시켜 외부의 물이 음향발생부(530) 내부로 유입되는 것을 방지한다.

스피커(531)는 음파 및 공기를 발생시킬 수 있는 장치로, 스피커(531)에 의해 발생된 음파 및 음향발생부(530) 내부의 공기가 자유단(535)에 의해 개방된 틈 사이로 배출된다. 이때, 상기 개방된 틈은 음향발생부(530)의 중공에 비해 좁은 면적을 가지므로 공기의 배출시 음파가 발생될 수 있다. 상기 개방된 틈은 고주파의 음파를 발생시키기 위한 면적으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 고주파는 5,000Hz 내지 20,000Hz의 범위일 수 있다.

이하, 도 7 및 도 8을 추가적으로 참조하여 비상상황에서의 수영용 호흡장치의 작동방법에 대하여 실시예를 통해 더욱 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치를 착용하여 수면에서 수영하는 상태를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치를 착용하여 잠수한 상태를 도시한 도면이다

사용자가 전원버튼(700)을 통해 전원을 온(ON)한 뒤, 사용자는 흡입구(200)를 일정 압력이상으로 물게 되고 압력센서(210)는 사용자의 착용여부를 압력센서(210)를 통해 확인한다. 또한, 압력센서(210)뿐만 아니라 호흡감지부(400)를 통해 호흡여부를 판단하고 이를 종합적으로 판단하여 사용자가 호흡을 하지 않는 비상상황임을 판단한다. 상기 비상상황임을 판단하기 위한 조건으로 압력센서(210)를 통한 사용자의 착용여부 및 호흡감지부(400)를 통한 호흡여부의 두 가지를 종합하여 비상상황임을 판단한다. 이때, 상기 사용자의 착용여부와 상기 호흡여부는 첫째로 착용을 하고 호흡하는 상황, 둘째로 착용을 하고 호흡을 하지 않는 상황, 셋째로 착용을 하지 않고 호흡을 하는 상황 및 넷째로 착용을 하지 않고 호흡을 하지 않는 상황이 발생될 수 있다. 이때는 사용자의 호흡여부를 우선적으로 판단하며, 착용을 하지 않고 호흡을 하는 상황에서 사용자가 흡입구(200)를 일정압력 이하로 느슨하게 문 상태로 호흡할 수 있으므로 사용자의 호흡여부를 우선적으로 판단하는 것이 바람직하다. 또한, 1시간 이상 수중에 있는 사용자의 경우 안전광원(520)을 점멸하는 방법으로 장시간 수영하는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 사용자가 본 발명의 실시예에 따른 수영용 호흡장치(20)를 착용하여 수중에서 스노클링 중 사용자가 의식을 잃거나 호흡이 없는 상황을 빠른 시간 내에 인식하고 이를 외부에서 쉽게 파악할 수 있으며, 외부에 알려진 구조대상을 쉽게 식별하고 외부의 구조요원이 구조대상을 신속히 구조 가능하도록 하여 사고발생 시점으로부터 최대한 빠른 시간에 응급처치가 가능하다.

100: 고글
200: 흡입구
300: 호흡관
400: 호흡감지부
500: 표시부
600: 비상버튼
700: 전원버튼

Claims

입으로 물고 호흡할 수 있도록 마우스피스 형태로 형성되는 흡입구;
상기 흡입구와 연결되어 들숨을 공급하거나, 날숨을 배출하는 중공형의 호흡관;
상기 호흡관 내부에 형성되어 호흡을 감지하기 위한 호흡감지부;
상기 호흡관의 외면에 형성되어 상기 호흡감지부를 통해 감지된 사용자의 호흡여부를 광원을 통해 외부에 노출시키는 표시부; 및,
상기 사용자의 호흡이 감지되지 않는 경우 구조음향을 발생시키는 음향발생부를 포함하며,
상기 음향발생부는 상기 호흡관의 중공과 평행한 방향으로 상기 호흡관의 끝단에 탈착 가능하도록 형성되고,
상기 음향발생부는 방수 가능한 스피커와, 상기 스피커의 하부에 형성되며 상기 스피커에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 스피커의 상부에 탄성 부재로 형성되는 분리막을 포함하며,
상기 분리막은, 상기 스피커에서 구조음향이 발생하면 상기 구조음향의 압력에 의해 개방되며, 상기 스피커에서 구조음향이 발생하지 않으면 폐쇄되어 상기 스피커로 물이 유입되는 것을 방지하는 것
을 특징으로 하는 수영용 호흡장치.
제 1항에 있어서,
상기 호흡감지부는
공기유량센서, 온도감지센서 및 이산화탄소센서 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 수영용 호흡장치.
제 1항에 있어서,
상기 흡입구는
상기 사용자가 입으로 무는 압력을 감지할 수 있는 압력감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수영용 호흡장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 호흡감지부에서 감지된 호흡여부에 관계없이 상기 표시부의 광원과 소리를 모두 발생시키도록 제어하여 외부에 비상신호를 전달하기 위한 비상버튼을 더 포함하는 수영용 호흡장치.