KR101876539B1 - 송기 마스크 및 호흡용 공기 공급 방법 - Google Patents

Abstract

송기 마스크 및 호흡용 공기 공급 방법이 개시된다. 개시된 송기 마스크는 서로 직렬로 연통된 공기 압축기, 공기 냉각기 및 공기 여과기를 이 순서대로 포함하는 공기 공급 모듈, 상기 공기 공급 모듈과 연통된 공기 분배기, 및 상기 공기 분배기와 연통된 적어도 하나의 공기 호스를 포함한다.

Description

송기 마스크 및 호흡용 공기 공급 방법{Supplied air respirator and method of supplying breathing air to worker}

송기 마스크 및 호흡용 공기 공급 방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 대형 밀폐공간에서의 장시간 작업에 적합한 송기 마스크 및 호흡용 공기 공급 방법이 개시된다.

맨홀이나 저장탱크 등 밀폐되고 협소하면서 대기와 격리된 공간에서 일하는 작업자들에게는 질식사고가 종종 발생한다.

이러한 질식사고는 작업자들이 장시간 밀폐공간 내에서 작업을 할 경우 작업자들의 호흡에 따라 공간 내부의 산소량이 점차 줄어듦에 따른 것으로, 산소 부족시 질식사고로 인한 사망까지 이르게 되는 만큼, 산소 부족 현상을 방지할 수 있는 장비가 필요하다.

이러한 관점에서 작업자가 자신의 등에 짊어질 수 있도록 구성된, 압축 공기를 수용하는 탱크 및 공기 호흡 마스크를 구비하는 공기호흡기가 제공되고 있다. 그러나, 이러한 제품은 부피가 크고 무거워서 작업자가 장시간 작업할 경우 쉽게 피로를 느낄 수 있으며, 탱크 내부의 공기 잔량이 모자랄 경우 새로운 탱크로 교체를 해야 하는 번거로움이 있다.

따라서, 밀폐공간에서 단시간이 아닌 장시간 작업할 경우에는 공기호흡기 보다는 송기 마스크를 사용하는 것이 유리하다.

송기 마스크는 일반적으로 밀폐공간에서 도장, 그라인더, 용접, 블라스트 등과 같이 유해가스, 이물질, 분진 등이 발생하는 작업을 행할 때 작업자의 건강을 보호하기 위하여 외부에서 공기를 인위적으로 공급받아 작업자의 안면에 공급하는 장치이다.

이러한 송기 마스크는 투시창이 구비된 마스크와, 마스크의 상측에 장착된 소음기와, 소음기와 연결되어 외부에 공급되는 공기를 마스크의 내부로 공급하는 공기공급관으로 구성된다. 즉, 작업자가 마스크를 안면에 착용한 상태에서 공기공급관에 마련된 공기조절밸브를 개방하면 공기공급관을 따라 유입되는 공기는 소음기를 통과한 후 마스크의 내부로 공급되면서 상기한 작업을 원활하게 수행하게 된다.

그러나, 종래의 송기 마스크는 작업반경이 매우 제한적이어서 대형 밀폐공간에서는 사용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제2014-0148043호(2014. 12. 31.) 및 일본공개특허공보 특개2004-267310호(2004. 09. 30.)에 개시되어 있다”

본 발명의 일 구현예는 대형 밀폐공간에서의 장시간 작업에 적합한 송기 마스크를 제공한다.

본 발명의 다른 구현예는 대형 밀폐공간에서 장시간 작업을 수행하는 작업자에게 적정 온도의 호흡용 공기를 연속적으로 공급하는 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면은,

서로 직렬로 연통된 공기 압축기, 공기 냉각기 및 공기 여과기를 이 순서대로 포함하는 공기 공급 모듈;

상기 공기 공급 모듈과 연통된 공기 분배기; 및

상기 공기 분배기와 연통된 적어도 하나의 공기 호스를 포함하는 송기 마스크를 제공한다.

상기 송기 마스크는 상기 각 공기 호스에 일대일로 연통된 적어도 하나의 마스크를 더 포함할 수 있다.

상기 공기 공급 모듈은 2개 이상이고, 상기 2개 이상의 공기 공급 모듈이 모두 상기 공기 분배기와 연통될 수 있다.

상기 공기 공급 모듈은 3개이고, 상기 공기 호스는 5개일 수 있다.

상기 공기 냉각기는 상기 공기 압축기로부터 유입된 공기를 28℃±5℃의 온도로 냉각하여 배출시킬 수 있다.

상기 각 공기 호스는 외경이 10~15mm일 수 있다.

본 발명의 다른 측면은,

주위 공기를 압축하여 압축 공기를 생성하는 단계(S10);

상기 압축 공기를 미리 결정된 온도로 냉각하여 냉각 공기를 생성하는 단계(S20);

상기 냉각 공기를 여과하여 불순물이 제거된 맑은 공기를 생성하는 단계(S30); 및

상기 맑은 공기를 적어도 하나의 공기 호스로 분배하는 단계(S40)를 포함하는 호흡용 공기 공급 방법을 제공한다.

상기 호흡용 공기 공급 방법은 상기 맑은 공기 분배 단계(S40)에서 상기 각 공기 호스로 분배한 상기 맑은 공기를 적어도 하나의 마스크에 일대일로 공급하는 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.

상기 냉각 공기 생성 단계(S20)에서 상기 미리 결정된 온도는 28℃±5℃일 수 있다.

상기 압축 공기 생성 단계(S10), 상기 냉각 공기 생성 단계(S20), 상기 맑은 공기 생성 단계(S30) 및 상기 맑은 공기 분배 단계(S40)는 상기 각 마스크로 공급되는 상기 맑은 공기의 흐름이 끊이지 않도록 자동적으로 진행될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 송기 마스크는 대형 밀폐공간에서의 장시간 작업에 적합하다.

구체적으로, 상기 송기 마스크는 대형 밀폐공간에서 장시간 작업을 수행하는 작업자의 움직임을 방해하지 않으면서도 작업자에게 적정 온도의 깨끗한 공기를 자동적으로 연속적으로 공급하여 작업효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 송기 마스크는 호흡용 공기를 2인 이상의 작업자에게 동시에 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 송기 마스크를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 호흡용 공기 공급 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 송기 마스크(100) 및 호흡용 공기 공급 방법을 상세히 설명한다.

본 명세서에서, "직렬로 연통된다"는 것은 2개 이상의 장치가 일렬로 연결되되, 각각의 내부를 통해 공기가 연속적으로 흐를 수 있도록 연결된 것을 의미한다.

또한 본 명세서에서, "주위 공기(ambient air)'란 당해 장치의 주변을 둘러싸고 있는 공기를 의미한다.

또한 본 명세서에서, "호흡용 공기(breathing air)'란 작업자의 호흡을 위해 사용되는 공기를 의미한다.

또한 본 명세서에서, "자동적'이란 작업자 또는 다른 사람의 개입 없이 작동됨을 의미한다.

또한 본 명세서에서, "연속적'이란 송기 마스크 내에서 공기의 흐름이 끊이지 않음을 의미하며, 달리 표현하면 송기 마스크 내에 항상 작업자가 호흡하기에 충분한 공기가 채워져 있음을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 송기 마스크(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 송기 마스크(100)는 공기 공급 모듈(110), 공기 분배기(120), 적어도 하나의 공기 호스(130) 및 마스크(140)를 포함한다.

공기 공급 모듈(110)은 공기 압축기(111), 공기 냉각기(112) 및 공기 여과기(113)를 포함할 수 있다.

공기 압축기(111), 공기 냉각기(112) 및 공기 여과기(113)는 이 순서대로 서로 직렬로 연통되도록 구성될 수 있다.

공기 압축기(111)는 주위 공기를 밀폐된 용기내에 동력으로 압축하여 저장하는 장치이다.

공기 압축기(111)의 동력은 전동기, 증기 기관, 내연 기관 등에 의해 제공될 수 있다.

또한, 공기 압축기(111)는 작동 메커니즘에 따라 피스톤의 왕복 운동에 의한 왕복식, 회전자의 회전에 의한 회전식, 고속 회전하는 날개차의 원심력을 이용하는 원심식, 회전식 등이 있다.

또한, 공기 압축기(111)는 그 내부의 공기 압력이 미리 결정된 압력에 못 미칠 경우에는 자동적으로 작동되어 공기 압력을 증가시키고, 그 내부의 공기 압력이 미리 결정된 압력에 도달할 경우에는 자동적으로 작동이 중지되도록 구성될 수 있다.

공기 압축기(111)가 장시간 작동될 경우에는 공기 압축기(111)에서 압축된 압축 공기의 온도가 증가할 수 있다. 이렇게 승온된 압축 공기가 마스크를 통해 작업자에게 직접 공급될 경우에는 작업자의 작업능률이 현저히 저하될 수 있다.

공기 냉각기(112)는 공기 압축기(111)의 장시간 작동으로 인해 승온된 압축 공기의 온도를 낮춰주는 장치이다. 공기 냉각기(112)는 상기 압축 공기를 공기 냉각 코일(미도시)과 접촉시켜 냉각하는 장치이다. 상기 공기 냉각 코일의 내부에는 냉수, 브라인, 프레온과 같은 냉매가 흐를 수 있다.

또한, 공기 냉각기(112)는 공기 압축기(111)로부터 유입된 공기를 28℃±5℃의 온도로 냉각하여 공기 여과기(113)로 배출시킬 수 있다.

공기 여과기(113)는 하기와 같은 기능을 수행할 수 있다: 첫째, 유입된 공기의 흐름을 크게 방해하지 않으면서 공기 중의 불순물(예를 들어, 먼지, 이물질, 곰팡이, 박테리아 등)을 효과적으로 제거한다. 둘째, 공기 흡입시 발생하는 강한 소음을 적어도 부분적으로 감소시킨다.

공기 여과기(113)는 기름에 젖은 미세한 금속망, 기름에 젖은 폴리우레탄 발포체, 주름 여과지, 여과포 또는 원심분리기 등을 구비할 수 있다.

공기 공급 모듈(110)은 2개 이상일 수 있다. 이 경우, 상기 2개 이상의 공기 공급 모듈(110)은 모두 동일한 공기 분배기(120)와 연통될 수 있다. 즉, 상기 2개 이상의 공기 공급 모듈(110)은 각각 서로 독립적으로 공기 분배기(120)와 연통 가능하도록 공기 분배기(120)의 서로 다른 부분에 결합될 수 있다.

공기 공급 모듈(110)은 3개일 수 있다. 이 경우, 공기 호스(130)는 5개일 수 있다. 이 경우, 5인의 작업자가 송기 마스크(100)로부터 동시에 호흡용 공기를 공급받을 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 공기 공급 모듈(110)의 개수와 공기 호스(130)의 개수는 다양하게 변할 수 있다.

공기 분배기(120)는 공기 공급 모듈(110)에서 제공된 공기를 적어도 하나의 공기 호스(130)에 분배하는 장치이다.

공기 분배기(120)는 적어도 하나의 유입관(미도시) 및 적어도 2개의 유출관(미도시)을 포함하는 속이 빈 용기일 수 있다. 상기 각 유입관에는 개폐식 밸브(미도시)가 장착되어 공기의 흐름을 제어할 수 있다. 상기 각 유출관은 그 자체가 노즐 형태이거나 그 단부에 노즐이 장착될 수 있다.

적어도 하나의 공기 공급 모듈(110)(구체적으로, 공기 여과기(113))은 공기 분배기(120)의 상기 각 유입관과 일대일로 연통되고, 적어도 하나의 공기 호스(130)는 공기 분배기(120)의 상기 각 유출관과 일대일로 연통될 수 있다.

공기 호스(130)는 그 내부로 공기가 흐를 수 있는 유연성 중공형 튜브일 수 있다.

공기 호스(130)는 외경이 10~15mm, 예를 들어, 12mm일 수 있다. 공기 호스(130)의 외경이 상기 범위(10~15mm)이내이면, 송기 마스크(100)로부터 호흡용 공기를 공급받는 작업자의 움직임을 공기 호스(130)가 방해하지 않을 수 있다.

또한, 공기 호스(130)의 길이는 작업이 이루어지는 밀폐공간의 크기에 따라 적절하게 선택될 수 있다.

마스크(140)는 작업자에게 호흡용 공기를 공급하기 위하여 작업자의 안면에 착용되는 것이다.

마스크(140)는 공기 호스(130)와 연통되는 유입관(미도시), 상기 유입관과 연통되는 흡기관(미도시), 상기 유입관과 상기 흡기관 사이에 배치되는 유량조절장치(미도시), 작업자의 안면을 덮는 본체(미도시) 및 상기 본체를 작업자의 신체에 고정시키는 착장대(미도시)를 포함할 수 있다.

또한, 마스크(140)는 공기 호스(130)로부터 공기가 유입될 때 발생하는 소음을 저감하는 소음기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 마스크(140)는 다른 다양한 구성을 가질 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 호흡용 공기 공급 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 호흡용 공기 공급 방법은 압축 공기 생성 단계(S10), 냉각 공기 생성 단계(S20), 맑은 공기 생성 단계(S30), 맑은 공기 분배 단계(S40) 및 맑은 공기 공급 단계(S50)를 포함한다.

압축 공기 생성 단계(S10)는 주위 공기를 압축하여 압축 공기를 생성한 후, 이를 저장하는 단계이다.

냉각 공기 생성 단계(S20)는 상기 압축 공기를 미리 결정된 온도로 냉각하여 냉각 공기를 생성하는 단계이다.

냉각 공기 생성 단계(S20)에서 상기 미리 결정된 온도는 28℃±5℃일 수 있다.

맑은 공기 생성 단계(S30)는 상기 냉각 공기를 여과하여 불순물이 제거된 맑은 공기를 생성하는 단계이다.

맑은 공기 분배 단계(S40)는 상기 맑은 공기를 적어도 하나의 공기 호스로 분배하는 단계이다.

맑은 공기 공급 단계(S50)는 맑은 공기 분배 단계(S40)에서 상기 각 공기 호스로 분배한 상기 맑은 공기를 적어도 하나의 마스크에 일대일로 공급하는 단계이다.

압축 공기 생성 단계(S10), 냉각 공기 생성 단계(S20), 맑은 공기 생성 단계(S30) 및 맑은 공기 분배 단계(S40)는 상기 각 마스크로 공급되는 상기 맑은 공기의 흐름이 끊이지 않도록 자동적으로 진행될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 구현예들에 따른 송기 마스크(100) 및 호흡용 공기 공급 방법은 대형 밀폐공간에서 작업하는 복수의 작업자에게 자동적으로, 연속적으로, 그리고 동시에 적정 온도의 호흡용 공기(즉, 맑은 공기)를 공급할 수 있다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100: 송기 마스크 110: 공기 공급 모듈
111: 공기 압축기 112: 공기 냉각기
113: 공기 여과기 120: 공기 분배기
130: 공기 호스 140: 마스크

Claims (10)

1. 서로 직렬로 연통된 공기 압축기, 공기 냉각기 및 공기 여과기를 이 순서대로 포함하는 공기 공급 모듈;
   상기 공기 공급 모듈과 연통된 공기 분배기;
   상기 공기 분배기와 연통된 적어도 하나의 공기 호스; 및
   상기 적어도 하나의 공기 호스에 일대일로 연통된 적어도 하나의 마스크를 포함하고,
   상기 공기 여과기는 이에 유입된 공기의 흐름을 방해하지 않으면서 상기 유입된 공기 중의 불순물을 제거하고, 공기 흡입시 발생하는 소음을 적어도 부분적으로 감소시키도록 구성되고,
   상기 적어도 하나의 마스크는 상기 적어도 하나의 공기 호스로부터 공기가 유입될 때 발생하는 소음을 저감하는 소음기를 포함하는 송기 마스크.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 공기 공급 모듈은 2개 이상이고, 상기 2개 이상의 공기 공급 모듈이 모두 상기 공기 분배기와 연통되는 송기 마스크.
4. 제3항에 있어서,
   상기 공기 공급 모듈은 3개이고, 상기 공기 호스는 5개인 송기 마스크.
5. 제1항에 있어서,
   상기 공기 냉각기는 상기 공기 압축기로부터 유입된 공기를 28℃±5℃의 온도로 냉각하여 배출시키는 송기 마스크.
6. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 공기 호스는 외경이 10~15mm인 송기 마스크.
7. 주위 공기를 압축하여 압축 공기를 생성하는 단계(S10);
   상기 압축 공기를 미리 결정된 온도로 냉각하여 냉각 공기를 생성하는 단계(S20);
   상기 냉각 공기를 여과하여 불순물이 제거된 맑은 공기를 생성함과 동시에 공기 흡입시 발생하는 소음을 적어도 부분적으로 감소시키는 단계(S30);
   상기 맑은 공기를 적어도 하나의 공기 호스로 분배하는 단계(S40); 및
   상기 맑은 공기 분배 단계(S40)에서 상기 적어도 하나의 공기 호스로 분배한 상기 맑은 공기를 적어도 하나의 마스크에 일대일로 공급하는 단계(S50)를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 마스크는 상기 적어도 하나의 공기 호스로부터 공기가 유입될 때 발생하는 소음을 저감하는 소음기를 포함하고,
   상기 압축 공기 생성 단계(S10), 상기 냉각 공기 생성 단계(S20), 상기 맑은 공기 생성 단계(S30) 및 상기 맑은 공기 분배 단계(S40)는 상기 적어도 하나의 마스크로 공급되는 상기 맑은 공기의 흐름이 끊이지 않도록 자동적으로 진행되는 호흡용 공기 공급 방법.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,
   상기 냉각 공기 생성 단계(S20)에서 상기 미리 결정된 온도는 28℃±5℃인 호흡용 공기 공급 방법.
10. 삭제

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