KR101871733B1 - 재난재해용 재 호흡장치 - Google Patents

Abstract

재난재해용 재 호흡장치가 개시된다. 실시예는, 입에 대응되는 흡입구가 형성되고, 정화통이 결합된 마스크 바디; 마스크 바디에 결합되어 흡입구에 산소를 공급하는 산소통; 마스크 바디에 형성되며, 산소통의 개폐 및 산소 배출량을 조절하는 기체조절장치; 마스크 바디에 통하도록 결합되고, 호흡 후 배출되는 공기를 저장하는 리턴 에어백을 포함하여 구성된다.
이에 따르면, 유독가스가 발생하거나 또는 산소가 완전히 차단되는 침수 환경과 같은 재난 재해 상황에서 외부 공기의 정화로 자발 호흡이 가능하도록 하고, 또한 외부 공기의 유입을 차단하고 자체에서 공급될 수 있는 산소와 배출된 호흡 공기를 혼합하여 재사용 함으로써 자발 호흡이 가능하게 된다.

Description

재난재해용 재 호흡장치{Re-breathing Apparatus for Disaster}

개시되는 내용은 재난재해용 재 호흡장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재난재해 환경에서 비상대피에 사용될 수 있는 재 호흡장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

가정, 직장 등에서 질병 및 재난으로 산소결핍 등 상태에서 순간적으로 호흡이 정지된 환자나 호흡부전 및 호흡곤란 환자에게 적정량의 산소를 자동으로 공급하여 구조요원이 도착하는 동안 생명을 유지하게 하여 골든타임을 확보할 필요가 있다.

재난사고는 열과 화염, 유독가스를 발생시킴으로써 사람을 위험에 빠지게 한다. 알려진 바로는 화재가 발생한 후 2~5분 정도 경과하면 유독가스와 연기로 인해 질식상황에 이르게 된다.

이러한 위험으로부터 인명을 보호하기 위해 공기호흡기가 구비되어 있다.

공기호흡기는 분진, 유해가스등이 발생하는 산업현장이나 산소결핍장소의 작업자, 지하철 등에서의 화재발생 및 화재 현장 등의 인명구조원(소방대원)들이 착용하여 안면을 보호하면서 인체에 유해한 가스의 흡입을 방지하고자 사용되는 것이다.

한국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0071061호 "비상용 공기 호흡장치"에서는 코와 입부를 외부와 차단하는 마스크와, 이 마스크와 연결하여 공기저장부를 설치하고, 공기저장부에는 공기공급부로부터 공급된 공기가 저장되도록 하고, 저장된 공기를 호흡에 사용하는 것이 개시된 바 있다.

한편 일반적인 방독마스크는 외부 오염 공기를 정화시켜 호흡할 수 있도록 하는 것인데 유독가스 발생 현장에서는 특수 필터를 사용하지 않는 한 무용지물이며, 더욱이 수중에서는 절대 사용할 수 없게 된다.

한국 등록실용신안 20-0316831호에는 물과 화학반응으로 생성된 산소가 두건의 내부로 지속적으로 공급될 수 있도록 하여 유독가스 환경에서 사용될 수 있도록 한 기술이 개시되어 있다.

문헌 1 : 한국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0071061호 문헌 2 : 한국 등록실용신안 20-0316831호

전술한 종래 기술들은 선박 사고의 경우 수중에 체류하는 상황과 같이 공기가 완전히 차단된 환경에서는 사용될수 없는 것이었다.

개시되는 내용은 유독가스가 발생하거나 또는 산소가 완전히 차단되는 침수 환경과 같은 재난 재해 상황에서 외부 공기의 정화로 자발 호흡이 가능하도록 하고, 또한 외부 공기의 유입을 차단하고 자체에서 공급될 수 있는 산소(순도 90%이상)와 배출된 호흡 공기를 혼합하여 재사용 함으로써 자발 호흡이 가능하도록 하는 재난재해용 재 호흡장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

실시예의 목적은, 입에 대응되는 흡입구가 형성되고, 정화통이 결합된 마스크 바디; 마스크 바디에 결합되어 흡입구에 산소를 공급하는 산소통; 마스크 바디에 형성되며, 산소통의 개폐 및 산소 배출량을 조절하는 기체조절장치; 마스크 바디에 통하도록 결합되고, 호흡 후 배출되는 공기를 저장하는 리턴 에어백을 포함하는 재난재해용 재 호흡장치에 의해 달성될 수 있다.

개시된 실시예에 따르면, 오염된 외부 공기를 정화시켜 호흡할 수 있는 방독면으로 사용이 가능하고, 한편 강한 유독가스가 발생하는 화재 현장 또는 산소가 완전히 차단되는 선박 침몰과 같은 재난 재해 상황에서 외부 공기가 차단된 상태에서도 자체에 구비된 공기저장용기과 산소통으로부터 호흡에 적합한 공기를 공급받을 수 있으므로 생존율을 월등히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치를 나타낸 사시도,
도 2 및 도 3은 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치에서 '마스크 바디'에 대한 분해사시도,
도 4는 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치에서 '마스크 바디'에 대한 확대 사시도,
도 5는 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치에서 '기체조절장치'에 대한 정면 확대 사시도,
도 6은 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치에서 '절환부재'의 작동전 상태로서 정화통을 이용하는 호흡을 나타낸 사시도,
도 7은 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치에서 '절환부재'의 작동후 상태로서 정화통을 차단하고 산소통을 이용하는 호흡을 나타낸 사시도,
도 8은 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치의 착용 예에 대한 정면도,
도 9는 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치의 착용 예에 대한 측면도.

이하 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

첨부된 도면은, 도 1은 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치를 나타낸 사시도, 도 2 및 도 3은 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치에서 '마스크 바디'에 대한 분해사시도, 도 4는 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치에서 '마스크 바디'에 대한 확대 사시도, 도 5는 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치에서 '기체조절장치'에 대한 정면 확대 사시도, 도 6은 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치에서 '절환부재'의 작동전 상태로서 정화통을 이용하는 호흡을 나타낸 사시도, 도 7은 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치에서 '절환부재'의 작동후 상태로서 정화통을 차단하고 산소통을 이용하는 호흡을 나타낸 사시도, 도 8은 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치의 착용 예에 대한 정면도, 도 9는 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치의 착용 예에 대한 측면도이다.

도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 재난재해용 재 호흡장치는, 외부 공기의 정화로 자발 호흡이 가능하고, 외부 공기의 유입을 차단하고 자체에서 공급될 수 있는 산소(순도 90%이상)와 배출된 호흡 공기를 혼합하여 재사용 하여 자발 호흡이 가능하도록 하는 것으로, 입에 대응되는 흡입구(42)가 형성되고, 정화통이 결합된 마스크 바디(200); 상기 마스크 바디(200)에 결합되어 흡입구(42)에 산소를 공급하는 산소통(300); 상기 마스크 바디(200)에 형성되며, 상기 산소통(300)의 개폐 및 산소 배출량을 조절하는 기체조절장치; 상기 마스크 바디(200)에 통하도록 결합되고, 호흡 후 배출되는 공기를 저장하는 리턴 에어백(500);을 포함하여 구성된다.

마스크 바디(200)는 전면커버(2)와 후면본체(4)가 마주보게 결합되어 이루어지고, 내부에는 공간을 갖도록 형성된다.

전면커버(2)는 정화통(600)이 결합되는 정화통 결합구가 전면에 형성되고, 후면에는 흡입구(42)를 구성하는 반 관체(42a)가 형성되며, 내부에는 정화통 결합구의 양측으로 소정의 길이를 갖도록 레일(22)이 형성된다.

상기 후면본체(4)는 흡입구(42)를 구성하는 반 관체(half pipe)(42b)가 형성되며, 소정의 길이를 갖는 가이드(41)가 돌출되어 길이 방향으로 형성된다.

상기 전면커버(2)에 형성되는 정화통 결합구(27)에는 정화통(600)이 탈착 가능하게 장착될 수 있고, 정화통(600)에 의해 외부 공기를 정화시켜 호흡할 수 있도록 한다.

상기 전면커버(2)와 후면본체(4)가 마주보게 결합됨으로써 각각의 반 관체가 서로 결합되어 흡입구(42)가 형성될 수 있다.

상기 흡입구(42)는 입에 물고 사용자가 숨을 마시거나 뱉을 수 있게 되며 외부로 돌출된 관체 형상이 바람직하다.

상기 후면본체(4)에는 호형의 절환부재 시트(38)가 형성되고, 절환부재 시트(38)의 일측에 주입량조절기(6)의 링크(69)가 삽입되어 횡이동을 안내하게 된다.

상기 절환부재 시트(38)의 내주면에 밀착되도록 접촉되며, 내주면을 타고 좌우 방향으로 이동하면서 상기 정화통 결합구(27)를 폐쇄하거나 개방시키는 절환부재(3)가 포함된다. 상기 절환부재(3)에 대해서는 후술하기로 한다.

한편 상기 기체조절장치는 절환부재(3)를 이동시켜 정화통(600)을 개방하거나 폐쇄하는 작동을 하고, 동시에 리턴 에어백(500)에 대한 개방 및 폐쇄작동을 유발하게 된다.

상기 기체조절장치는, 상기 절환부재 시트(38)의 내주면에 밀착되도록 접촉되며, 내주면을 타고 좌우 방향으로 이동하면서 상기 정화통 결합구(27)를 폐쇄하거나 개방시키는 절환부재(3); 상기 절환부재(3)를 좌우 방향으로 이동시켜 산소통(300)의 산소토출량을 조절하는 주입량조절기(6);를 포함하여 구성된다.

상기 주입량조절기(6)는, 산소통(300)의 토출부(320)를 밀어 개방시키되, 일측에 손으로 잡고 돌리는 노브(61)가 형성되고, 타측에는 캠(65)이 형성된 샤프트(62); 상기 캠(65)의 일측에 편심되어 형성되는 핀(64); 일단이 상기 절환부재(3)의 일측에 힌지 결합되고, 타단은 상기 캠(65)의 핀(64)과 힌지 결합되는 링크(69);를 포함하여 구성된다.

상기 절환부재(3)는, 마스크 바디(200)의 전면커버(2)와 후면본체(4)의 내측벽에 밀착되도록 수직된 제1면(31)과 수평한 제2면(32)을 갖도록 하여 단면이 대략 'ㄴ'자 형상의 판재이며, 레일(22)과 가이드(41)를 타고 좌우 횡방향으로 이동됨으로써 정화통 결합구 및 리턴 에어백(500)과 통하는 배기공(39)을 개폐시키게 된다.

상기 절환부재(3)는 정화통 결합구에 대응되는 제1개구공(310)이 제1면(31)에 형성되고, 제2면(32)에는 흡입구(42)에 대응되는 제2개구공(320)이 형성되며, 중간부위에는 수평의 작동공(340)이 형성된다.

상기 작동공(340)에 삽입되는 단턱이 후면본체(4)의 일측벽에 돌출되어 형성된다. 단턱이 작동공(340)에 삽입된 후 단턱에 결합되어 절환부재(3)의 이탈을 방지하도록 캡(37)이 구비된다.

상기 마스크 바디(200)의 하부 일측에 형성되는 배기공(39)에 통하도록 형성되는 리턴 에어백(500)이 포함된다.

리턴 에어백(500)은 산소와 공기가 혼합된 기체 및 호흡에 의해 토출된 배출공기가 혼합되어 저장되는 것으로, 내용적은 1.5리터 이상이 되는 크기이며 재질은 나일론 소재로 이루어지고, 바람직하게는 불연성 코팅된 것이 적당하다.

따라서 바람직하게는 순도 25% 이상의 산소량이 저장되어 유지될 수 있도록 하고, 과대팽창을 방지할 수 있도록 배출공(26) 측에 과대팽창방지장치(미도시)가 구비된다.

과대팽창방지장치는 리턴 에어백(500)이 팽창되어 내부 공기의 압력이 설정된 압력에 도달하면 배출공(26)을 차단하도록 하는 전자식 밸브가 적용될 수 있다.

산소통(300)은 입구측에 토출부(320)가 형성되어 토출부(320)의 개폐작용에 의해 내부의 산소가 배출되거나 차단되도록 한다.

토출부(320)는 산소통(300)의 입구에 결합된 마개에 형성되며, 외부로 노출된 볼(322)과, 상기 볼(322)을 탄력적으로 지지하는 스프링(미도시)으로 구성된다.

따라서 노브(61)을 돌리면 샤프트(62)가 회전하게 되고, 샤프트(62)의 외주면이 볼(322)을 누르면 고압의 산소가 배출될 수 있고, 볼(322)을 누르는 힘이 해제되면 차단되도록 한 것이다.

정밀 조작이 가능하도록 하기 위해, 볼(322)의 개도율은 샤프트(62)의 회전각도에 따라 조절될 수 있다.

샤프트(62)의 외주면에는 볼(322)이 삽입되도록 가이드홈(66)이 형성된다.

바람직하게는 가이드홈(66)은 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 좁아졌다가 점차 넓어지는 형상으로 형성되고, 폭이 가장 넓은 지점의 깊이가 깊게 형성된다.

따라서 볼(322)이 가이드홈(66)의 깊이가 깊은 부위에서 낮은 부위로 이동하는 동안 볼(322)이 눌려지게 되어 개방 정도가 점진적으로 증가되고, 볼(322)이 가이드홈(66)의 깊이가 깊은 지점(661)에 도달되었을때는 토출부(320)는 막힌 상태가 된다.

노브를 회전시키면 볼(322)이 가이드홈(66)의 폭이 넓은 부위에서 좁은 부위로 이동할수록 볼(322)이 눌려지게 되어 개방 정도가 점진적으로 증가된다.

따라서 노브(61)를 돌리면 샤프트(62)가 회전되고, 가이드홈(66)을 타고 볼(322)이 구르게 되며, 가이드홈(66)의 깊이 변화에 의해 볼(322)이 눌려져서 산소통(300)의 입구가 개방된다.

따라서 볼(322)이 눌려져서 산소통(300)의 입구가 개방되면 고압의 산소가 배출되어 마스크 바디(200) 내에 유입된다.

이때 절환부재(3)는 정화통 결합구는 폐쇄시키고, 리턴 에어백(500)과 통하는 배기공(39)은 개방하도록 작동된다.

따라서 마스크 바디(200) 내의 산소는 흡입구(42)를 통해 사용자가 마시게 되고, 나머지는 배기공(26)을 통해 리턴 에어백(500)에 채워지게 되며, 리턴 에어백(500)에 채워진 산소는 호흡에서 배출된 공기와 혼합되어 대기 중의 공기와 유사한 비율을 갖게 된다.

대기중의 공기는 산소와 질소, 그리고 이산화탄소, 아르곤 등으로 이루어져 있다. 그 가운데 질소가 78%, 산소가 21%이며, 그 밖의 기체는 모두 합쳐서 1% 정도인 것으로 알려져있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 5를 참조하면, 정화통(600)을 이용한 공기 흡입을 하기 위해 노브(61)를 회전시키면 캠(65)이 선회작동되고, 캠(65)에 연결된 링크(69)가 회전 구동되면서 절환부재(3)를 일측으로 이동시켜 제1개구공(310)이 정화통 결합구(27)와 일치되어 통하게 된다.

이후 흡입구(42)를 입에 물고 호흡을 하게 되면 정화통(600)에서 정화된 외부 공기를 이용한 호흡이 가능해진다.

한편 기체조절장치(6)를 사용하여 재 호흡함으로써 극심한 오염환경 및 물속 등의 환경에서 호흡이 가능해질 수 있다.

도 6을 참조하면, 주입량조절기(6)의 노브(61)를 회전시키면 캠(65)이 회전되고, 캠(65)에 연결된 링크(69)가 회전 구동되면서 절환부재(3)를 타측으로 이동시켜 정화통 결합구를 막아 밀폐하게 되고, 동시에 제2개구공(320)이 배기공(39)과 일치됨으로써 리턴 에어백(500)과 통하게 된다.

이때 노브(61)를 회전시키는 과정에서 볼(322)이 가이드홈(66)의 폭이 넓은 부위에서 좁은 부위로 이동할수록 볼(322)이 눌려지게 되어 개방 정도가 점진적으로 증가되고, 산소가 유출되어 마스크 바디(200) 내부로 유입된다.

상기 마스크 바디(200) 내에 유입된 산소는 흡입구(42)를 통해 사용자가 마시게 되고, 나머지는 배기공(26)을 통해 리턴 에어백(500)에 채워지게 된다.

따라서 호흡이 불가능한 극한 재난재해 상황에서 긴급하게 탈출에 필요한 시간을 제공할 수 있도록 함으로써 생존율을 월등히 향상시킬 수 있고, 인체 호흡기관의 손상을 방지할 수 있게 된다.

비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

2 : 전면커버 3 : 절환부재
4 : 후면본체 6 : 주입량조절기
22 : 레일 38 : 절환부재 시트
41 : 가이드 42 : 흡입구
43 : 장공 61 : 노브
62 : 샤프트 64 : 핀
65 : 캠 69 : 링크
200 : 마스크 바디 300 : 산소통
340 : 작동공 500 : 리턴 에어백

Claims (7)

1. 외부 공기의 정화로 자발 호흡이 가능하고, 외부 공기의 유입을 차단하고 자체에서 공급될 수 있는 산소(순도 90%이상)와 배출된 호흡 공기를 혼합하여 재사용 하여 자발 호흡이 가능하도록 하는 것으로,
   입에 대응되는 흡입구(42)가 형성되고, 정화통이 결합된 마스크 바디(200);
   상기 마스크 바디(200)에 결합되어 흡입구(42)에 산소를 공급하는 산소통(300);
   상기 마스크 바디(200)에 형성되며, 상기 산소통(300)의 개폐 및 산소 배출량을 조절하는 기체조절장치;
   상기 마스크 바디(200)에 통하도록 결합되고, 호흡 후 배출되는 공기를 저장하는 리턴 에어백(500);을 포함하며,
   상기 마스크 바디(200)는, 전면커버(2)와 후면본체(4)가 결합되어 이루어지고,
   상기 전면커버(2)는 정화통(600)이 결합되는 정화통 결합구가 전면에 형성되고, 후면에는 흡입구(42)를 구성하는 반 관체(42a)가 형성되며, 내부에는 정화통 결합구의 양측으로 소정의 길이를 갖도록 레일(22)이 형성된 것이고,
   상기 후면본체(4)는 흡입구(42)를 구성하는 반 관체(42b)가 형성되며, 소정의 길이를 갖는 가이드(41)가 돌출되어 길이 방향으로 형성되고,
   상기 후면본체(4)에는 절환부재 시트(38)가 형성되고,
   상기 기체조절장치는,
   상기 절환부재 시트(38)의 내주면에 밀착되도록 접촉되며, 내주면을 타고 좌우 방향으로 이동하면서 정화통 결합구를 폐쇄하거나 개방시키는 절환부재(3);
   상기 절환부재(3)를 좌우 방향으로 이동시켜 산소통(300)의 산소토출량을 조절하는 주입량조절기(6);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난재해용 재 호흡장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 주입량조절기(6)는,
   산소통(300)의 토출부(320)를 밀어 개방시키되, 일측에 손으로 잡고 돌리는 노브(61)가 형성되고, 타측에는 캠(65)이 형성된 샤프트(62);
   상기 캠(65)의 일측에 편심되어 형성되는 핀(64);
   일단이 상기 절환부재(3)의 일측에 힌지 결합되고, 타단은 상기 캠(65)의 핀(64)과 힌지 결합되는 링크(69);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 재난재해용 재 호흡장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 절환부재(3)는,
   마스크 바디(200)의 전면커버(2)와 후면본체(4)의 내측벽에 밀착되도록 수직된 제1면(31)과 수평한 제2면(32)이 형성되며,
   정화통 결합구에 대응되는 제1개구공(310)이 상기 제1면(31)에 형성되고,
   상기 제2면(32)에는 흡입구(42)에 대응되는 제2개구공(320)이 형성되며,
   중간부위에는 수평의 작동공(340)이 형성되고,
   상기 작동공(340)에 삽입되는 단턱이 후면본체(4)에 돌출되어 형성되며,
   상기 단턱이 작동공(340)에 삽입된 후 단턱에 결합되어 절환부재(3)의 이탈을 방지하도록 캡(37)이 포함되어 이루어지며,
   상기 절환부재 시트(38)의 레일(22)과 가이드(41)를 타고 좌우 횡방향으로 이동됨으로써 정화통 결합구 및 리턴 에어백(500)과 통하는 배기공(39)을 개폐시키는 것을 특징으로 하는 재난재해용 재 호흡장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 산소통(300)은
   입구측에 토출부(320)가 형성되어 토출부(320)의 개폐작용에 의해 내부의 산소가 배출되거나 차단되도록 하며,
   상기 토출부(320)는 산소통(300)의 입구에 결합된 마개에 형성되며,
   외부로 노출된 볼(322)과, 상기 볼(322)을 탄력적으로 지지하는 스프링으로 구성되며,
   상기 볼(322)이 주입량조절기(6)의 샤프트(62)에 접촉되며, 샤프트(62)의 외주면이 볼(322)을 누르면 고압의 산소가 배출될 수 있고, 볼(322)을 누르는 힘이 해제되면 차단되도록 한 것을 특징으로 하는 재난재해용 재 호흡장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 샤프트(62)의 외주면에는 볼(322)이 삽입되도록 가이드홈(66)이 형성되고,
   상기 가이드홈(66)은 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 좁아졌다가 점차 넓어지는 형상으로 형성되고, 폭이 가장 넓은 지점의 깊이가 깊게 형성된 것을 특징으로 하는 재난재해용 재 호흡장치.
   

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