KR101887163B1 - 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치 - Google Patents

모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치에 관한 것이다. 본 발명은, 공기통이 장착되는 백팩; 상기 공기통의 공기를 1차로 감압하는 메인 레귤레이터; 상기 감압된 공기를 2차로 감압하는 서브 레귤레이터; 상기 2차로 감압된 공기를 안면에 급기하는 마스크; 상기 공기통의 공기압을 센싱하는 압력센서의 센싱값을 기반으로 상기 공기통의 잔량을 표시하는 핸드헬드 인디케이터; 및 상기 핸드헬드 인디케이터에 전원을 공급하는 배터리;를 포함한다. 본 발명은, 상기 핸드헬드 인디케이터가 상기 압력센서의 센싱값을 상기 공기통의 사용 잔여시간으로 환산하여 상기 공기통의 잔량과 함께 모니터링이 가능하도록 표시한다.

Description

모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치{AIR RESERVOIRIZED PORTABLE AIR SUPPLY SYSTEM WITH MONITORING FUNCTION}
본 발명은 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 등에 공기통을 장착한 상태로 공기통의 공기를 호흡할 수 있고, 공기통 등의 모니터링이 가능한 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치는, 공기통이 장착되어 등에 착용되는 백팩과, 착용자의 안면을 차폐하는 마스크 및 착용된 마스크에 공기통의 공기를 감압하여 공급하는 레귤레이터 등으로 구성되며, 주로 소방관들이 사용한다.
이러한 공기공급장치는 본 발명의 출원인에 의해 대한민국 특허청에 특허출원되어 등록된 등록 제10-0951394호(2010.03.30)에 개시된 바와 같이, 공기통에서 배출되는 고압의 공기가 게이지튜브를 통해 게이지로 공급됨에 따라 공기통의 잔량을 확인할 수 있고, 게이지의 일측에 구비된 소진경고등을 통해 공기통의 소진을 확인할 수 있다. 그리고, 이러한 종래의 공기공급장치는, 백팩의 하부에 설치된 메인 레귤레이터가 공기통의 공기를 1차적으로 감압하여 호흡기튜브를 통해 마스크에 장착된 서브 레귤레이터에 공급하고, 서브 레귤레이터가 1차로 감압된 공기를 호흡이 가능한 압력으로 2차 감압하여 마스크에 공급한다. 또한, 이러한 종래의 공기공급장치는, 백팩에 설치된 분배기가 메인 레귤레이터로부터 갑압된 공기 및 감압이 안된 고압의 공기를 공급받아서, 전술한 게이지튜브를 통해 게이지로 미감압된 공기를 공급하고, 전술한 호흡기튜브를 통해 감압된 공기를 서브 레귤레이터에 공급하며, 이와 별개의 휘슬튜브를 통해 감압된 공기를 휘슬로 공기를 공급한다.
한편, 본 발명의 출원인에 의해 대한민국 특허청에 특허출원되어 등록된 등록 제10-1047905호(2011.07.04)에 개시된 레귤레이터는, 전술한 메인 레귤레이터에 전술한 분배기를 결합한 것이 특징이다. 이러한 레귤레이터는 공기통의 공기를 1차로 감압하여 전술한 호흡기튜브와 휘슬에 공급하며, 일측에 공기통의 공기를 리필하는 리필밸브가 구비된다. 즉, 등록 제10-1047905호의 레귤레이터는 복합적인 기능을 제공한다.
또 한편, 본 발명의 출원인에 의해 대한민국 특허청에 특허출원되어 등록된 등록 제10-1000019호(2010.12.03)에 개시된 마스크는, 내부에 램프유닛이 설치되어 배터리의 잔량 및 공기통의 잔량을 조명으로 표시한다.
다른 한편, 본 발명의 출원인에 의해 대한민국 특허청에 특허출원되어 등록된 등록 제10-1474519호(2014.12.12)에 개시된 마스크는, 무전기와 유선으로 연결된 이어키트를 통해 음성을 전달하고, 무전기에서 수신되는 음성을 이어키트의 스피커를 통해 출력한다. 그리고, 이러한 마스크는 렌즈의 하부에 설치된 통기유닛의 다이얼식 노브를 조작하여 대기중의 공기가 유입되는 통기유닛의 호기공을 개폐한다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래기술들은, 복합적인 기능을 제공하는 레귤레이터의 경우 다수의 유로가 블럭형태의 바디에 병렬로 평행하게 구성되어 서로 연통되도록 구성됨에 따라 유로가 이중으로 매우 복잡하게 구성되어 가공의 어려움이 있을 뿐만 아니라 각각의 유로에 각각의 밸브를 설치해야 하므로 조립이 매우 불편하고, 리필밸브의 경우 공기를 원활하게 충전할 수 없는 구조로 구성되어 충전시간이 다소 연장된다.
특히, 종래기술들은 게이지에 공기통의 잔량만 현시하므로 공기통의 실제 사용시간을 확인하기 쉽지 않으며, 공기통의 사용자를 식별할 수 없어서 원거리에서 사용자의 활동여부를 확인할 수 없고, 다양한 방식으로 위험상황을 경고할 수 없다.
또, 마스크의 내부에 설치된 램프유닛이 단순하게 구성되어 공기통의 잔량이나 배터리의 충전량을 제한적으로만 표시할 수 있다.
또한, 이어키트가 무전기에 유선으로 연결되어 무전기가 다른 모델의 제품으로 변경되거나, 이어키트가 다른 모델의 제품으로 교체될 경우 무전기나 이어키트를 중 적어도 어느 하나를 교체해야 하고, 통기유닛의 호기공을 개방하는 노브가 다이얼식으로 구성되어 마스크의 전방으로 돌출되므로 외부의 구조물에 노브가 걸릴 우려가 있으며, 다이얼식 노브가 오작동으로 회전되어도 통기유닛의 호기공이 개방된 것을 표시할 수 없다.
KR 10-0951394 KR 10-1047905 KR 10-1000019 KR 10-1474519
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 레귤레이터가 종래에 비해 단순한 구조로 설계되고, 공기통을 원활하게 리필할 수 있으며, 공기통의 잔량 및 사용시간을 함께 현시할 수 있는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.
특히, 공기통의 잔량 및 사용시간을 현시하는 장치가 한손으로 파지할 수 있는 크기로 구성되고, 사용자의 무전기와 마스크가 무선연결이 가능하게 구성되며, 호기공을 개방하는 노브가 돌출이 방지되는 구조로 구성된 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.
그리고, 공기통의 잔량이나 배터리의 충전량을 마스크의 내부에서 단계적으로 표시할 수 있을 뿐만 아니라, 통기유닛의 호기공이 개방된 것을 표시할 수도 있는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치를 제공하기 위함이 다른 목적이다.
또, 공기통을 사용하는 사용자의 식별이 가능하고, 사용자의 활동여부를 원거리에서 확인하거나 관제할 수 있으며, 전술한 공기통의 잔량 및 사용시간을 현시하는 장치에서 경보를 발생시킬 수 있는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치를 제공하기 위함이 또 다른 목적이다.
또한, 백팩에 발광램프가 구비되어 전술한 공기통의 잔량 및 사용시간을 현시하는 장치에서 발광램프의 작동을 제어할 수 있고, 전술한 공기통의 잔량 및 사용시간을 현시하는 장치가 공기통의 공기압에 의해 작동되는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치를 제공하기 위함이 또 다른 목적이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기통이 착탈가능하게 장착되는 마운팅보드, 상기 마운팅보드에 설치되는 멜빵 및 허리띠를 갖는 백팩; 상기 백팩에 장착되고, 상기 공기통에서 배출되는 고압의 공기를 1차로 감압하는 메인 레귤레이터; 상기 레귤레이터에서 감압된 공기를 2차로 감압하는 서브 레귤레이터; 상기 서브 레귤레이터가 장착되어 2차로 감압된 공기를 착용자의 안면으로 급기하는 마스크; 상기 공기통에서 배출되는 고압의 공기를 공급하는 고압호스가 일측에 연결되고, 상기 고압호스의 공기압을 실시간으로 측정하는 압력센서를 가지며, 상기 공기통의 모니터링을 위해 상기 압력센서의 센싱값을 기반으로 상기 공기통의 잔량을 표시하는 핸드헬드 인디케이터; 및 상기 핸드헬드 인디케이터에 전원을 공급하는 배터리;를 포함하고, 상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 압력센서에서 실시간으로 측정되는 센싱값을 상기 공기통의 사용 잔여시간으로 환산하여 상기 공기통의 잔량과 함께 사용 잔여시간을 모니터링이 가능하도록 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 압력센서의 센싱값이 설정된 경고잔압에 해당하면 상기 사용 잔여시간을 다시 환산하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 레귤레이터는, 상기 백팩에 장착된 상기 공기통의 배출구가 연결되어 상기 공기통으로부터 고압의 공기를 공급받는 연결공이 형성되고, 상기 연결공과 연통되어 상기 연결공으로 공급되는 고압의 공기가 양측으로 분기되는 분기유로를 가지며, 상기 분기유로의 일측으로 분기되는 고압의 공기를 상기 핸드헬드 인디케이터에 연결된 상기 고압호스로 공급하는 고압포트 및 상기 분기유로의 타측에서 감압된 공기를 배출하는 감압포트를 갖는 블럭형태의 바디; 및 상기 바디의 타측에 내장되어 상기 분기유로의 타측으로 분기되는 고압의 공기를 1차로 감압하는 감압밸브;를 포함한다.
상기 감압밸브는, 상기 바디의 타측에 이동가능하게 내장되고, 상기 분기유로의 타측을 선단을 통해 개폐하며, 상기 분기유로의 타측으로 배출되는 공기의 일부를 후단으로 배출하는 밸브부재; 상기 밸브부재의 후단에 공기가 충전되는 공간을 제공하여 충전되는 공기압에 의해 상기 밸브부재의 후단이 가압됨에 따라 상기 밸브부재를 상기 분기유로의 타측을 향해 이동시키는 챔버; 및 상기 밸브부재의 후단을 탄력적으로 지지하는 탄성체;를 포함한다.
상기 메인 레귤레이터는, 상기 바디에 장착되고, 상기 감압밸브의 감압된 공기에 의하여 경보음을 발생시키는 휘슬모듈;을 더 포함한다.
상기 휘슬모듈은, 상기 바디에 공급되는 고압의 공기 및 상기 감압밸브에서 감압된 공기가 제각기 유입되는 고압공 및 감압공이 일측 및 타측에 형성된 밸브하우징; 상기 밸브하우징에 내장되는 탄성체; 상기 탄성체에 가압된 상태로 상기 밸브하우징에 내장되고, 상기 고압공으로 유입되는 공기의 압력에 의해 이동하면서 상기 감압공을 개방하는 밸브부재; 및 상기 밸브부재에 의해 상기 감압공이 개방됨에 따라 상기 밸브하우징의 내부로 유입되는 감압된 공기를 배기하면서 경고음을 발생시키는 휘슬;을 포함한다.
상기 밸브하우징은, 상기 바디에 결합되고, 상기 고압공 및 상기 감압공을 가지며, 상기 밸브부재가 내장되는 제1하우징; 및 상기 제1하우징에 결합되고, 상기 탄성체가 내장되며, 상기 감압공의 감압된 공기를 상기 휘슬에 제공하는 유로가 형성된 제2하우징;을 포함한다.
상기 휘슬모듈의 상기 밸브부재는, 상기 고압공을 개폐하는 승강축 및 상기 승강축에 형성되어 상기 감압공을 개폐하는 칼라가 마련된 밸브바디; 및 상기 밸브바디에 정합되고, 상기 탄성체에 가압되는 밸브헤드;를 포함한다.
상기 밸브하우징은, 상기 밸브바디에 구비된 상기 승강축의 이동을 안내하는 밸브가이드;를 더 포함한다.
상기 메인 레귤레이터는, 상기 공기통과 연결된 상기 연결공 및 상기 분기유로가 마련된 상기 바디에 설치되고, 상기 공기통에 고압의 공기를 리필하는 리필밸브;를 더 포함한다.
상기 리필밸브는, 상기 바디에 설치되고, 상기 연결공과 연통된 상기 분기유로에 리필을 위한 공기를 공급하는 충전공이 형성되며, 일측이 개방된 밸브케이싱; 상기 밸브케이싱의 개방된 일측을 차폐하고, 내주면에 단턱이 형성되어 상기 충전공과 연통되는 연통공간이 마련된 커버; 상기 밸브케이싱에 내장되고, 리필을 위한 공기를 상기 밸브케이싱의 충전공으로 바이패스시키는 바이패스유로를 가지며, 리필을 위한 공기의 공기압에 의해 이동하면서 상기 충전공과 연통된 상기 커버의 연통공간으로 상기 바이패스유로를 이동시키는 밸브부재; 및 상기 밸브부재를 탄력적으로 지지하는 탄성체;를 포함한다.
상기 밸브부재는, 상기 탄성체에 지지되고, 내부에 중공을 갖는 제1밸브부재; 및 상기 제1밸브부재의 일측에 결합되고, 상기 바이패스유로가 측방으로 형성되며, 상기 커버의 단턱에 밀착되는 플랜지가 외주면에 마련된 원통형의 제2밸브부재;를 포함한다.
상기 메인 레귤레이터는, 상기 바디에 설치되고, 상기 분기유로에서 과밀되는 고압의 공기 중 일부를 외부로 배기하는 고압 릴리프밸브;를 더 포함한다.
상기 고압 릴리프밸브는, 상기 바디에 설치되고, 내부의 공기를 외부로 배기하는 배기공이 형성된 실린더; 상기 실린더의 일단을 차폐하고, 상기 분기유로와 연통되어 상기 분기유로를 관류하는 일부의 공기가 유입되는 오리피스가 형성된 밸브시트; 상기 실린더의 타단을 차폐하는 단부캡; 상기 실린더의 내부에 이동가능하게 설치되어 상기 밸브시트의 오리피스를 개폐하는 밸브부재; 및 상기 밸브부재를 탄력적으로 지지하는 탄성체;를 포함한다.
상기 메인 레귤레이터는, 상기 바디에 설치되고, 상기 감압밸브에 의해 감압된 공기 중 일부를 외부로 배기하는 감압 릴리프밸브;를 더 포함한다.
상기 감압 릴리프밸브는, 상기 바디에 형성되고, 상기 감압밸브에서 감압된 공기 중 일부가 유입되는 관로가 일측에 형성된 밸브챔버; 상기 밸브챔버에 이동가능하게 내장되고, 상기 관로를 개폐하여 상기 관로를 통해 유입된 공기를 상기 밸브챔버의 내부에 충전하는 밸브부재; 상기 밸브부재를 탄력적으로 지지하는 탄성체; 및 상기 탄성체를 지지하고, 상기 밸브챔버에 충전된 공기가 배출되는 배출공이 마련된 스프링시트;를 포함한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 공기통의 고압공기가 관류하는 상기 고압호스 및 상기 고압호스의 압력을 측정하는 상기 압력센서가 일측 및 내부에 각각 설치되고, 상기 공기통의 잔량 및 사용 잔여시간을 화상으로 표시하는 디스플레이를 가지며, 한 손 파지가 가능한 크기로 이루어진 케이스; 및 상기 케이스에 내장되어 상기 압력센서 및 상기 디스플레이의 구동을 제어하고, 상기 디스플레이에 표시되는 상기 잔량 및 사용 잔여시간을 제공하며, 상기 잔량 및 사용 잔여시간의 갱신을 위한 데이터를 주기적으로 상기 디스플레이에 제공하는 구동모듈;을 포함한다.
상기 구동모듈은, 상기 압력센서로부터 상기 고압호스의 압력을 측정한 센싱신호가 수신되면 구동을 시작하고, 구동이 시작된 후 실시간으로 수신되던 센싱신호의 수신이 중단되면 구동을 종료하는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 케이스의 주변의 온도를 측정하여 측정된 온도를 상기 디스플레이에 표시하는 온도센서; 및 상기 구동모듈의 작동을 제어하여 상기 온도, 상기 잔량 및 상기 사용 잔여시간을 순차적으로 상기 디스플레이에 표시하는 모드스위치;를 더 포함한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 공기통의 사용자 정보가 입력되는 정보입력기;를 더 포함한다.
상기 정보입력기는, 상기 케이스의 내부에서 상기 공기통의 사용자 정보가 저장된 알에프 식별태그의 사용자 정보를 무선으로 독출하는 리더기; 및 상기 리더기에서 독출된 사용자 정보를 저장하는 레코더;를 포함한다.
상기 리더기는, 상기 모드스위치가 설정된 시간 동안 조작되어야 작동하는 것을 특징으로 한다.
상기 레코더는, 저장된 사용자 정보를 통신부를 통해 관제서버로 전송할 수 있다.
본 발명은, 상기 레코더에 현재시간을 제공하는 시계; 및 상기 시계에 전원을 공급하는 보조배터리;를 더 포함한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 케이스의 유동을 실시간으로 감지하여 상기 구동모듈에 인가하는 유동감지센서; 및 상기 유동감지센서의 감지값에 따라 경보를 발생시키는 알러트;를 더 포함한다.
상기 알러트는, 상기 유동감지센서로부터 수신되는 감지신호의 수신시간 및 기 설정된 다음 수신예정시간을 카운팅하는 타이머; 상기 타이머의 상기 다음 수신예정시간 동안 감지신호가 미수신되면 경보신호를 인가하는 경보신호 발생기; 및 상기 경보신호 발생기의 경보신호에 의해 음향이나 조명 또는 진동을 출력하는 워닝디바이스;를 포함한다.
상기 타이머는, 상기 경보신호 발생기에서 경보신호가 인가됨과 동시에 기 설정된 1초 내지 8초의 추가 수신예정시간을 카운팅한다.
상기 경보신호 발생기는, 상기 타이머의 상기 추가 수신예정시간 동안 상기 유동감지센서로부터 감지신호가 다시 수신되면 경보신호의 송출을 차단하여 상기 워닝디바이스의 작동을 중단시키는 것을 특징으로 한다.
상기 타이머는, 상기 감지신호가 미수신되어 상기 추가 수신예정시간이 경과하면 곧바로 기 설정된 최후 수신예정시간을 카운팅한다.
상기 경보신호 발생기는, 상기 최후 수신예정시간 동안에도 상기 감지신호가 미수신되면 상기 워닝디바이스에 출력변경신호를 인가하여 상기 워닝디바이스의 음향이나 조명 또는 진동의 세기를 강화시키거나 변화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 알러트는, 상기 경보신호 발생기의 작동이 중단되도록, 상기 타이머에 설정된 상기 다음 수신예정시간이나 상기 추가 수신예정시간을 초기화하여 상기 출력변경신호의 송출을 중단시키는 리셋스위치;를 더 포함한다.
상기 알러트는, 상기 리셋스위치가 연속적으로 반복작동되어야 초기화되는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 알러트를 수동으로 작동시켜서 경보를 발생시키는 수동스위치;를 더 포함한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 알러트의 작동상태를 외부로 전송하거나, 외부로부터 경보신호를 수신하여 상기 알러트에 인가하는 통신부;를 더 포함한다.
상기 통신부는, 상기 관제서버의 경보신호를 마스크로 인가할 수 있다.
상기 알러트는, 상기 압력센서의 센싱값을 기반으로 상기 구동모듈에서 발생되는 공기통의 경고잔압에 의한 경보신호에 의해서도 경보를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 유동감지센서로부터 수신되는 감지신호의 수신시간 및 상기 알러트의 작동시간을 상기 레코더에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 서브 레귤레이터가 장착되는 상기 마스크의 내부에 설치되어 상기 배터리의 전원에 의해 작동하고, 상기 공기통의 잔량을 표시하는 잔량표시램프 및 상기 배터리의 충전량을 표시하는 충전량 표시램프 중 적어도 어느 하나를 갖는 이너램프모듈;를 더 포함한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 압력센서의 센싱값을 기반으로 생성된 잔량표시신호를 상기 이너램프모듈에 인가하여 상기 이너램프모듈의 상기 잔량표시램프를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 마스크는, 투시가능한 재질로 이루어진 렌즈; 상기 렌즈의 테두리를 따라 마련되어 착용자의 안면에 밀착되는 고무재 러버프레임; 상기 러버프레임에 설치되어 상기 렌즈의 하부에 위치하고, 상기 서브 레귤레이터가 장착되어 2차로 감압된 공기가 소통되는 장착공, 착용자의 호기를 배출하는 호기공이 형성된 통기유닛; 및 상기 통기유닛의 상기 호기공을 개폐하는 개폐밸브;를 포함한다.
상기 마스크의 상기 개폐밸브는, 상기 통기유닛의 상기 호기공을 착용자의 호기에 의해 이동하면서 개폐하는 디스크; 상기 디스크를 이동가능하게 탄력적으로 지지하는 탄성체; 상기 디스크에 일체적으로 구비되어 상기 디스크와 함께 이동하는 로드; 및 상기 로드의 이동을 안내하는 가이드;포함한다.
상기 마스크는, 상기 개폐밸브의 상기 디스크를 상기 호기공에서 이격된 상태로 고정하는 록커;를 더 포함한다.
상기 록커는, 상기 로드가 고정되고, 측방에 경사홈이 형성된 캠실린더; 상기 캠실린더가 삽입되고, 상기 경사홈에 삽입되는 삽입돌기가 내주면에 마련된 캠하우징; 및 상기 캠실린더에 결합되어 상기 캠실린더와 함께 회전하고, 상기 캠실린더를 회전시키면서 상기 캠하우징의 상기 삽입돌기가 삽입된 상기 경사홈을 통해 상기 캠실린더를 승강시키며, 측방에 파지돌기가 돌출된 조작레버;를 포함한다.
상기 마스크는, 상기 개폐밸브의 작동상태를 감지하는 감지유닛;을 더 포함한다.
상기 감지유닛은, 상기 조작레버의 일측에 구비되어 상기 조작레버와 함께 회전하는 마그네트; 상기 마그네트의 자력을 감지하는 홀센서; 및 상기 홀센서의 감지신호에 따라 상기 개폐밸브의 개폐상태를 표시하는 개폐상태 표시부;를 포함한다.
본 발명은, 상기 마스크에 설치되고, 착용자의 음성을 음성신호로 변환하여 무선으로 송신하거나, 외부로부터 무선으로 음성신호를 수신하여 출력하는 무선통신기; 및 상기 백팩의 멜빵이나 허리띠에 설치되어 상기 무선통신기에서 송신되는 음성신호를 무선으로 수신하여 무전기에 전송하거나, 상기 무전기에서 발신되는 음성신호를 무선으로 상기 무선통신기에 전송하는 무선중계기;를 더 포함한다.
상기 무선중계기는, 상기 무전기의 송신모드를 원격으로 제어하고, 음성신호를 송수신하는 송수신 제어모듈; 및 상기 송수신 제어모듈을 작동시키는 버튼(작동스위치);를 포함한다.
본 발명은, 상기 배터리의 전원에 의해 작동하고, 상기 백팩의 마운팅보드에 설치되며, 색상변경이 가능한 발광램프를 갖는 램프모듈;을 더 포함한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 압력센서로부터 인가되는 센싱신호를 기반으로 상기 램프모듈에 구동신호를 인가하여 상기 발광램프를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드헬드 인디케이터는, 상기 압력센서의 센싱값이 경고잔압에 해당하면 상기 램프모듈에 색상변경신호를 인가하여 상기 발광램프의 색상을 변경시키는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드헬드 인디케이터의 상기 케이스는 상기 고압호스로부터 공급되는 공기의 압력을 현시하는 아날로그 게이지;를 더 포함한다.
전술한 바와 같은 본 발명은, 핸드헬드 인디케이터에서 공기통의 잔량 및 사용 잔여시간을 표시하므로 공기통의 사용시간을 용이하게 모니터링할 수 있고, 공기통의 압력이 경고잔압에 해당할 경우 사용 잔여시간이 다시 환산되어 표기되므로 사용자가 작업현장에서 대피할 수 있는 시간을 확인할 수 있다.
그리고, 메인 레귤레이터의 바디에 1개의 분기유로가 바디의 길이방향을 따라 수평상태로 형성되고, 이러한 분기유로의 일측에 고압포트 및 리필밸브가 구비되며, 분기유로의 타측에 감압포트 및 감압밸브가 구비됨에 따라 분기유로를 통해 고압의 공기를 감압밸브 및 고압포트로 공급할 수 있을 뿐만 아니라 리필밸브에서 유입되는 고압의 공기를 분기유로를 통해 공기통으로 공급할 수 있으므로 고압의 공기를 하나의 분기유로를 통해 소통시키므로 바디에 형성되는 유로를 종래보다 단순하게 구성할 수 있다. 따라서, 메인 레귤레이터를 컴팩트하게 구성할 수 있다. 특히, 하나의 분기유로를 통해 메인 레귤레이터의 바디에 장착되는 휘슬모듈 및 고압 릴리프밸브에도 고압공기를 공급할 수 있다.
또, 감압밸브가 분기유로와 일렬로 정렬되어 바디에 설치되므로 분기유로의 타측을 안정적으로 개폐할 수 있고, 휘슬모듈이 고압공기가 유입되는 고압공 및 휘슬의 작용을 위한 감압공기가 유입되는 감압공을 교번적으로 개폐하도록 구성되어 고압공기의 압력에 따라 휘슬을 자동으로 작동시킬 수 있으며, 리필밸브가 분기유로와 일렬로 정렬되어 바디에 설치되므로 분기유로의 일측을 통해 고압공기를 안정적으로 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 리필밸브를 구성하는 커버의 챔버 및 밸브부재의 바이패스유로를 리필용 고압공기의 압력에 따라 연통시키므로 분기유로의 내부로 공급되었던 고압공기의 역류를 확실하게 차단할 수 있다.
또한, 배기공이 형성된 고압 릴리프밸브의 실린더가 메인 레귤레이터의 바디에 설치되고, 실린더의 배기공이 바디의 외부로 노출되므로 실린더의 일부분만 바디에 고정시킬 수 있으며, 이에 따라 실린더 전체를 바디에 내장하지 않아도 되므로 바디의 크기를 감소시킬 수 있다.
이에 더하여, 감압 릴리프밸브가 메인 레귤레이터의 바디에 설치되어 감압밸브와 연통되므로 감압밸브에서 감압되어 바디의 내부에 과밀되는 감압된 공기를 곧바로 배출시킬 수 있다.
아울러, 핸드헬드 인디케이터가 한 손에 파지가 가능하게 구성되어 사용상 편의성을 향상시킬 수 있고, 모니터링을 위한 디스플레이가 설치되어 공기통의 잔량 및 사용 잔여시간을 화상으로 표시할 수 있다.
게다가, 핸드헬드 인디케이터가 압력센서의 압력이 측정될 경우 작동하고, 압력이 측정되지 않을 경우 구동을 종료하므로 실질적으로 공기통의 사용상태에 따라 핸드헬드 인디케이터의 작동을 자동으로 제어할 수 있고, 이에 더하여 온도센서가 구비됨에 따라 공기통의 잔량 및 사용 잔여시간과 함께 주변온도를 함께 현시할 수 있으므로 온도까지 모니터링이 가능하며, 더 나아가 리더기 및 레코더를 통해 공기통의 사용자에 대한 정보를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자 정보를 관제서버로 전송하여 사용자를 확인시킬 수 있다.
더욱이, 핸드헬드 인디케이터에 유동감지센서 및 알러트가 설치되므로 사용자의 활동여부를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 미활동시 경보를 발생시킬 수 있고, 설정된 시간 이내에 사용자의 활동이 감지될 경우 경보를 자동으로 중단시킬 수 있을 뿐만 아니라 통신부를 통해 알러트의 작동상태를 관제서버에 전송할 수 있으므로 안전사고를 더욱더 예방할 수 있으며, 이와 달리 설정된 시간이 경과해도 사용자의 활동이 감지되지 않을 경우 알러트를 통해 경보출력이 강화되거나 변화된 2차 경보를 다시 발생시킬 수 있으므로 안전사고를 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 2차 경보의 발생시 리셋스위치를 통해서만 2차 경보를 해제할 수 있으므로 2차 경보가 함부로 해제되는 것을 방지할 수 있다.
더 나아가, 핸드헬드 인디케이터에 경보를 수동으로 발생시키는 수동스위치가 구비되므로 비상상황시 수동으로 알러트를 작동시킬 수 있고, 전술한 통신부를 통해 관제서버에서 수신되는 경보신호를 마스크로 인가할 수 있으므로 사용자에게 위험상황을 원격으로 안내할 수 있을 뿐만 아니라, 알러트의 작동시간이나 유동감지센서의 감지시간 등을 저장하여 보관할 수도 있다.
덧붙여, 마스크의 내부에 이너램프모듈이 설치되므로 이너램프모듈의 잔량표시램프 및 충전량 표시램프를 통해 공기통의 잔량 및 배터리의 충전량을 표시할 수 있고, 잔량표시램프 및 충전량 표시램프를 각각 복수의 램프로 구성할 경우 잔량 및 충전량을 단계적으로 표시할 수 있다.
이에 더하여, 서브 레귤레이터가 장착되는 장착공 및 호기를 배출하는 호기공이 형성된 통기유닛 및 호기공을 개폐하는 개폐밸브가 마스크에 구비되어 하나의 통기유닛을 통해 공기를 급기하거나 호기를 배출할 수 있고, 록커를 통해 개폐밸브의 디스크를 이동시킨 상태로 고정하여 마스크의 외부공기를 마스크의 내부로 소통시킬 수 있으며, 록커를 구성하는 조작레버의 측방으로 파지돌기가 돌출되어 조작레버가 마스크의 전방으로 돌출되지 않을 뿐만 아니라, 조작레버의 작동상태를 확인하는 감지유닛을 통해 호기공의 개폐상태를 확인할 수 있다.
더 나아가, 감지유닛이 마그네트 및 홀센서로 구성되어 감지유닛을 용이하게 제조할 수 있고, 개폐밸브의 작동상태를 전술한 이너램프모듈의 잔량표시램프와 같은 표시부를 통해 표시할 수 있으므로 호기공의 개방상태를 용이하게 확인할 수 있다.
또, 음성신호가 무선중계기를 통해 무전기 및 무선통신기에 무선으로 전달되므로 무전기가 새로운 모델로 교체되거나, 무선통신기가 새로운 모델로 교체될 경우 새로운 모델에 적합하게 무선중계기만 교체하면 지속적인 무선통신이 가능하므로 교체비용을 절감할 수 있고, 무선중계기에 작동스위치를 조작하여 무전기의 송신모드를 원격으로 제어할 수 있으므로 무전기를 편리하게 사용할 수 있다.
또한, 백팩의 마운팅보드에 램프모듈이 설치되므로 램프모듈의 발광램프를 통해 사용자의 위치를 확인시킬 수 있고, 핸드헬드 인디케이터를 통해 램프모듈의 작동을 제어할 수 있으므로 핸드헬드 인디케이터의 작동시 램프모듈을 자동으로 작동시킬 수 있으며, 핸드헬드 인디케이터를 통해 발광램프의 색상을 변경할 수 있으므로 발광램프로 위급상황을 경고할 수도 있다.
아울러, 핸드헬드 인디케이터를 통해 마스크에 설치된 이너램프모듈의 잔량표시램프나 충전량 표시램프를 작동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 백팩에 설치된 램프모듈을 작동시킬 수 있으므로 핸드헬드 인디게이터를 통해 램프와 관련된 구성요소들을 통합제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치의 전방측 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 공기공급장치의 후방측 사시도;
도 3은 도 1에 도시된 마운팅보드 및 장착부품의 분해 사시도;
도 4는 도 3에 도시된 램프모듈의 결합된 상태를 도시한 사시도;
도 5는 도 3에 도시된 메인 레귤레이터의 사시도;
도 6은 도 6의 A-A선 단면도;
도 7은 도 6의 B-B선 단면도;
도 8은 도 6에 도시된 감압밸브의 작동상태를 도시한 단면도;
도 9는 도 6에 도시된 휘슬의 확대 단면도;
도 10은 도 6에 도시된 휘슬의 작동상태를 도시한 단면도;
도 11은 도 6에 도시된 리필밸브의 확대 단면도;
도 12는 도 6에 도시된 리필밸브의 작동상태를 도시한 단면도;
도 13은 도 1에 도시된 핸드헬드 인디케이터의 사시도;
도 14는 도 1에 도시된 핸드헬드 인디케이터의 구성을 도시한 블럭도;
도 15는 도 14에 도시된 알러트의 구성을 도시한 블럭도;
도 16은 도 1에 도시된 마스크의 전면 사시도;
도 17은 도 1에 도시된 마스크의 측면 사시도;
도 18은 도 1에 도시된 마스크의 종단면도;
도 19는 도 1에 도시된 마스크의 분해 사시도;
도 20은 도 19에 도시된 조작레버의 작동 전 상태를 도시한 정면도;
도 21은 도 19에 도시된 조작레버의 작동상태를 도시한 정면도;
도 22는 도 19에 도시된 통기구의 사시도;
도 23은 도 22에 도시된 통기구의 분해 사시도;
도 24는 도 23에 도시된 개폐밸브의 작동 전 상태를 도시한 종단면도;
도 25는 도 23에 도시된 개폐밸브의 작동상태를 도시한 종단면도;
도 26은 도 23에 도시된 개폐밸브의 일부 구성요소를 도시한 분해 사시도;
도 27은 도 26에 도시된 캠실린더의 작동상태를 도시한 단면도; 및
도 28은 도 1의 공기공급장치에 적용되는 무선중계기의 사시도;
도 29는 도 1에 도시된 핸드헬드 인디케이터에 의한 사용 잔여시간을 설명하기 위한 그래프;
도 30은 도 1에 도시된 핸드헬드 인디케이터에 적용되는 단위시간 및 갱신주기를 설명하기 위한 그래프; 및
도 31 및 32는 도 30에 도시된 단위시간의 변화에 따른 잔여시간의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 28을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 의한 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 백팩(10), 메인 레귤레이터(200), 서브 레귤레이터(30), 마스크(40) 및 핸드헬드 인디케이터(500), 그리고 도 3에 도시된 배터리(B)를 포함한다.
백팩(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 멜빵(13) 및 허리띠(14)가 설치되고, 공기통(1)이 착탈가능하게 장착되는 마운팅보드(11)를 갖는다.
메인 레귤레이터(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 공기통(1)이 장착되는 마운팅보드(11)의 하부에 설치되어 통상의 공기통 연결용 커플러(CL)를 통해 공기통(1)의 배출구(1a)와 연결된다. 메인 레귤레이터(200)는 도시된 바와 같이 고압호스(H1) 및 감압호스(H2)가 상부 양측에 제각기 연결된다. 메인 레귤레이터(200)는 공기통(1)의 배출구(1a)에서 공급되는 고압의 공기 중 일부를 1차로 감압하여 감압호스(H2)로 공급한다. 그리고, 메인 레귤레이터(200)는 공기통(1)의 배출구(1a)에서 공급되는 나머지 고압의 공기를 고압호스(H1)로 공급한다.
서브 레귤레이터(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 감압호스(H2)에 연결되어 마스크(40)에 장착된다. 서브 레귤레이터(30)는 내부에 통상의 감압밸브가 내장되어 감압호스(H2)를 통해 공급되는 1차 감압공기를 2차로 감압하여 마스크(40)에 공급한다. 따라서, 착용자는 마스크(40)로 공급되는 2차 감압공기를 통해 호흡할 수 있다. 이러한 서브 레귤레이터(30)는 일반적으로 사용되는 통상의 부품이므로 그 자세한 설명은 생략한다.
마스크(40)는 도 1 및 도 16에 도시된 바와 같이 투시 가능한 재질의 렌즈(41) 및 후술되는 통기유닛(43)이 장착된 고무재 러버프레임(42)으로 구성되어 착용자의 안면에 밀착상태로 고정된다.
핸드헬드 인디케이터(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 한 손으로 파지가 가능하게 형성된 블럭형태의 부품이다. 핸드헬드 인디케이터(500)는 도 1 및 도 13에 도시된 바와 같이 전술한 메인 레귤레이터(200)의 고압호스(H1)가 일측에 연결된다. 핸드헬드 인디케이터(500)는 도 14에 도시된 바와 같이 내부에 압력센서(51a)가 구비된다. 압력센서(51a)는 고압호스(H1)를 통해 공급되는 고압의 공기압을 실시간으로 측정한다. 핸드헬드 인디케이터(500)는 도 14에 도시된 바와 같이 압력수집부(50b), 변화량산출부(50c), 잔여시간 산출부(50d) 및 표시제어부(50e)가 구비됨에 따라 후술되는 바와 같이 압력센서(51a)에서 측정된 센싱값을 기반으로 공기통(1)의 잔량 및 공기통(1)의 사용시간을 표시한다. 이때, 핸드헬드 인디케이터(500)는 압력센서(51a)의 센싱값을 공기통(1)의 잔량으로 환산하고, 이와 동시에 센싱값을 공기통(1)의 사용 잔여시간으로 환산하여 디스플레이(DP)를 통해 화상으로 현시한다. 즉, 핸드헬드 인디케이터(500)는 공기통(1)의 잔량 및 사용시간을 현시한다.
배터리(B)는 고압호스(H1)에 매립된 전선(미도시)을 통해 핸드헬드 인디케이터(500)에 전원을 공급한다. 배터리(B)는 도 3에 도시된 바와 같이, 후술되는 램프모듈(17)에 내장될 수 있다. 이와 달리, 배터리(B)는 핸드헬드 인디케이터(500)에 내장되거나 백팩(10)에 별도로 설치될 수도 있다.
메인 레귤레이터(200)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 블럭형태의 바디(200)에 감압밸브(220), 휘슬모듈(230), 리필밸브(240), 고압 릴리프밸브(250) 및 감압 릴리프밸브(260)가 설치되고, 전술한 통상의 커플러(CL)가 장착된다.
바디(210)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 커플러(CL)에 연결된 공기통(1)의 배출구(1a)를 통해 고압의 공기를 공급받는 연결공(211)이 형성된다. 바디(210)는 도시된 바와 같이 연결공(211)과 연통된 분기유로(213)가 구비된다. 바디(210)는 도 6에 도시된 바와 같이 분기유로(213)가 내부에 수평상태로 형성된다. 이때, 분기유로(213)는 도시된 바와 같이 바디(210)의 길이방향과 평행하게 수평상태로 형성된다. 분기유로(213)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 연결공(211)이 중간에 연통됨에 따라 연결공(211)으로 유입된 고압의 공기를 양측으로 공급하여 실질적으로 공기를 분기시킨다.
바디(210)는 도 6에 도시된 바와 같이 고압포트(215) 및 감압포트(217)가 상부의 양측에 제각기 형성된다. 고압포트(215)는 도시된 바와 같이 분기유로(213)의 일측과 연통되어 분기유로(213)의 일측으로 분기되는 고압의 공기를 핸드헬드 인디케이터(500)에 연결된 고압호스(H1)로 공급한다. 감압포트(217)는 도시된 바와 같이 후술되는 감압밸브(220)와 연통되어 감압밸브(220)에서 1차적으로 감압된 공기를 바디(210)의 외부로 배출한다. 이때, 감압포트(217)는 도시된 바와 같이 감압호스(H2)가 연결됨에 따라 감압호스(H2)를 통해 서브 레귤레이터(30)에 1차적으로 감압된 공기를 공급한다. 따라서, 서브 레귤레이터(30)는 감압호스(H2)를 통해 공급되는 1차 감압공기를 다시 2차로 감압하여 호흡이 가능한 압력으로 마스크(40)의 내부에 공급한다.
감압밸브(220)는 도 6에 도시된 바와 같이 바디(210)의 타측에 내장되어 분기유로(213)의 타측으로 분기되는 고압의 공기를 1차로 감압한다. 감압밸브(220)는 도 8에 도시된 바와 같이 밸브부재(221), 챔버(222) 및 탄성체(S)를 포함한다.
밸브부재(221)는 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 바디(210)의 타측에 이동가능하게 내장된다. 밸브부재(221)는 도시된 바와 같이 선단을 통해 분기유로(213)의 타측을 개폐한다. 밸브부재(221)는 도 8에 도시된 바와 같이 분기유로(213)에서 배출되는 공기압에 의해 분기유로(213)의 타측과 간극으로 이격되면서 분기유로(213)의 타측을 개방한다. 이때, 밸브부재(221)는 이격된 틈새를 통해 감압포트(217) 및 분기유로(213)의 타측을 연통시켜서 분기유로(213)의 공기를 감압포트(217)에 공급한다. 밸브부재(221)는 분기유로(213)의 타측과 간극으로 이격되므로 소량의 공기만을 감압포트(217)로 공급한다. 따라서, 밸브부재(221)는 감압된 공기를 감압포트(217)에 제공한다.
밸브부재(221)는 도 8에 도시된 바와 같이 내부에 중공이 형성되며, 중공의 선단이 외부와 연통된다. 밸브부재(221)는 도 8에 도시된 바와 같이 전술한 방식으로 감압되는 공기가 중공으로 유입된 후 후단으로 배출된다. 밸브부재(221)는 도시된 바와 같이 후단에 플랜지가 형성된다.
챔버(222)는 도 6에 도시된 바와 같이 밸브부재(221)의 후단에 형성된 플랜지가 내장된다. 챔버(222)는 도시된 바와 같이 바디(210)의 일측 단부에 캡(222a)이 결합됨에 따라 밸브부재(221)의 플랜지가 내장되는 공간을 바디(210)의 일측에 제공한다. 챔버(222)는 도 8에 도시된 바와 같이 밸브부재(221)의 중공을 통해 유입되는 공기가 충전된다. 챔버(222)는 도 6에 도시된 바와 같이 내부에 충전되는 공기를 통해 밸브부재(221)의 후단, 즉 밸브부재(221)의 플랜지를 가압한다. 따라서, 밸브부재(221)는 도시된 바와 같이 챔버(222)의 공기압에 의해 분기유로(213)의 타측으로 이동하여 분기유로(213)의 타측을 차폐한다.
탄성체(S)는 도 6에 도시된 바와 같이 밸브부재(221)의 후단을 탄력적으로 지지한다. 이때, 탄성체(S)는 도 8에 도시된 바와 같이 밸브부재(221)의 후단, 즉 플랜지가 챔버(222)의 캡(222a)으로 이동하도록 밸브부재(221)를 탄력적으로 지지한다. 탄성체(S)는 도 6에 도시된 바와 같이 밸브부재(221)가 챔버(222)의 공기에 의해 분기유로(213)를 차폐할 경우 압축된다. 탄성체(S)는 챔버(222)의 공기가 밸브부재(221)의 중공을 통해 감압포트(217)로 배출되어 밸브부재(221)의 가압력이 감소됨에 따라 밸브부재(221)의 후단을 다시 탄력적으로 지지하여 밸브부재(221)를 도 8에 도시된 바와 같이 이동시킨다. 따라서, 밸브부재(221)는 위와 같은 방식에 의해 챔버(222)의 내부를 왕복하면서 분기유로(213)의 타측을 반복적으로 개폐함에 따라 감압포트(217)에 감압된 공기를 지속적으로 공급한다.
한편, 전술한 휘슬모듈(230)은 도 9에 도시된 바와 같이 바디(210)에 장착되어 전술한 감압밸브(220)의 감압된 공기에 의해 경보음을 발생시킨다. 휘슬모듈(230)은 도시된 바와 같이 밸브하우징(231), 탄성체(S), 밸브부재(233) 및 휘슬(235)를 포함한다.
밸브하우징(231)은 도 9에 도시된 바와 같이 원통형의 부재로 구성된다. 밸브하우징(231)은 도시된 바와 같이 바디(210)의 분기유로(213)와 연통되어 고압의 공기가 공급되는 고압공(23a)이 하부에 형성되고, 전술한 감압밸브(220)와 연결되어 감압된 공기가 공급되는 감압공(23b)이 측방에 형성된다. 즉, 밸브하우징(231)은 일측 및 타측에 고압공(23a) 및 감압공(23b)이 형성된다. 밸브하우징(231)은 화살표로 도시된 바와 같이 공기통(1)의 고압공기가 공급되는 분기유로(213)에서 고압의 공기가 고압공(23a)으로 공급된다. 그리고, 밸브하우징(231)은 도시된 바와 같이 바디(210)의 세퍼레이팅 유로(214)에 감압공(23b)이 연통됨에 따라 세퍼레이팅 유로(214)를 통해 감압된 공기를 공급받는다. 즉, 감압공(23b)은 도시된 바와 같이 바디(210)에 형성되어 감압밸브(220)와 연통됨에 따라 감압밸브(220)에서 감압된 공기의 일부를 휘슬모듈(230)로 안내하는 세퍼레이팅 유로(214)를 통해 감압밸브(220)와 연결된다.
밸브하우징(231)은 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이 제1하우징(231a) 및 제2하우징(231b)로 구성할 수 있다. 제1하우징(231a)은 도시된 바와 같이 실린더로 구성되어 바디(210)에 결합되며, 전술한 고압공(23a) 및 감압공(23b)을 갖는다. 제2하우징(231b)는 도시된 바와 같이 캡형태로 구성되어 제1하우징(231a)에 결합되고, 감압공(23b)에서 공급되는 감압된 공기를 휘슬(235)에 제공하는 휘슬유로(PS)가 형성된다. 제2하우징(231b)은 도시된 바와 같이 원통형의 밸브가이드(G)가 내장될 수 있다.
밸브부재(233)는 도 9에 도시된 바와 같이 탄성체(S)와 함께 밸브하우징(231)에 내장된다. 밸브부재(233)는 도시된 바와 같이 탄성체(S)에 가압된 상태로 밸브하우징(231)에 내장된다. 즉, 밸브부재(233)는 탄성체(S)에 탄력적으로 지지된다. 밸브부재(233)는 예컨대, 도시된 바와 같이 중간에 칼라를 갖는 승강축으로 구성된 밸브바디(233a) 및 밸브바디(233a)에 안착되어 탄성체(S)에 가압되는 판상의 밸브헤드(233b)로 구성될 수 있다. 밸브부재(233)는 도시된 바와 같이 밸브바디(233a)의 하부측 승강축이 고압공(23a)에 삽입되고, 밸브바디(233a)의 상부측 승강축이 전술한 밸브가이드(G)에 삽입된다. 밸브부재(233)는 밸브바디(233a)의 하부측 승강축이 고압공(23a)의 공기압에 의해 상승함에 따라 탄성체(S)를 압축시키면서 도시된 바와 같이 밸브바디(233a)가 밸브가이드(G)에 밀착된다. 이때, 밸브부재(233)는 밸브바디(233a)의 상부측 승강축이 밸브가이드(G)의 안내를 받으면서 상승한다. 그리고, 밸브부재(233)는 도시된 바와 같이 밸브바디(233a)의 칼라가 오링과 함께 밸브가이드(G)의 하부면에 밀착됨에 따라 밸브가이드(G)의 중공을 차폐한다. 따라서, 밸브부재(233)는 감압공(23b)에서 공급되는 감압된 공기가 밸브가이드(G)의 중공을 통해 전술한 휘슬유로(PS)에 공급되는 것을 차단하여 휘슬(235)로부터 경보음이 발생되는 것을 방지한다.
밸브부재(233)는 공기통(1)의 공기가 소진되어 분기유로(213)와 연통된 고압공(23a)의 공기압이 약화될 경우, 탄성체(S)의 탄성력에 의해 도 10에 도시된 바와 같이 하강한다. 밸브부재(233)는 하강에 의해 도시된 바와 같이 밸브바디(233a)가 밸브가이드(G)와 이격되면서 밸브가이드(G)의 중공을 개방한다. 이때, 밸브하우징(231)의 감압공(23b)은 도시된 바와 같이 밸브가이드(G)의 중공과 연통된다. 따라서, 밸브부재(233)는 화살표로 도시된 바와 같이 감압공(23b)으로 유입되는 감압된 공기를 밸브가이드(G)의 중공을 통해 밸브하우징(231)의 휘슬유로(PS)에 공급한다.
휘슬(235)은 도 7에 도시된 바와 같이 일측에 휘슬공(235a)이 형성된 캡으로 구성되어 밸브하우징(231)에 결합된다. 휘슬(235)은 전술한 바와 같이 휘슬유로(PS)를 통해 감압공(23b)의 감압된 공기를 공급받는다. 휘슬(235)은 도시된 바와 같이 일측의 휘슬공(235a)으로 감압된 공기를 배출하면서 경보를 발생시킨다.
한편, 전술한 리필밸브(240)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 바디(210)에 설치된다. 리필밸브(240)는 도 12에 도시된 바와 같이 밸브케이싱(241), 커버(243), 밸브부재(245) 및 탄성체(S)로 구성된다.
밸브케이싱(241)은 도 12에 도시된 바와 같이 캡형태의 원통으로 구성되어 바디(210)에 장착된다. 밸브케이싱(241)은 도시된 바와 같이 일측 또는 양측에 길이방향을 따라 충전공(241a)이 형성된다. 충전공(241a)은 도시된 바와 같이 분기유로(213)와 연통된다.
커버(243)는 도 12에 도시된 바와 같이 캡형태로 형성되고, 밸브케이싱(241)에 결합되어 밸브케이싱(241)의 개방된 일측을 차폐한다. 커버(243)는 도시된 바와 같이 밸브케이싱(241)과 결합되는 반대편의 단부에 공기가 유입되는 관통공이 형성된다. 커버(243)는 도시된 바와 같이 내주면에 단턱이 형성되어 밸브케이싱(241)의 충전공(241a)과 연통되는 연통공간(243a)을 내측에 형성한다.
밸브부재(245)는 도 12에 도시된 바와 같이 내부에 중공을 갖는 원통으로 구성되고, 측방에 바이패스유로(245a)가 형성된다. 밸브부재(245)는 도시된 바와 같이 탄성체(S)와 함께 밸브케이싱(241)에 내장되어 일측이 탄성체(S)에 지지된다. 밸브부재(245)는 평상시 탄성체(S)의 탄성력에 의해 도 11에 도시된 바와 같이 일측이 커버(243)의 단부에 밀착된다. 밸브부재(245)는 도 12에 도시된 바와 같이 제1밸브부재(24a) 및 제2밸브부재(24b)로 구성될 수 있다. 제1밸브부재(24a)는 도시된 바와 같이 탄성체(S)에 지지되고, 내부에 경사를 갖는 중공이 형성된 원통으로 구성된다. 제2밸브부재(24b)는 도시된 바와 같이 제1밸브부재(24a)에 결합되고, 측방에 바이패스유로(245a)가 형성되며, 외주면에 플랜지(FL)가 형성된 원통으로 구성된다.
밸브부재(245)는 평상시, 도 11에 도시된 바와 같이 탄성체(S)의 탄성력에 의해 제2밸브부재(24b)의 플랜지(FL)가 커버(243)의 전술한 단턱에 밀착된다. 이때, 밸브부재(245)는 도시된 바와 같이 바이패스유로(245a)가 커버(243)의 내주면에 밀착되어 차폐된다.
밸브부재(245)는 도 12에 도시된 바와 같이 바디(210)의 외부에서 고압의 공기를 공급하는 또다른 공기통(1)의 배출구(1a)나 공급호스가 커버(243)의 단부에 연결될 경우, 고압의 공기에 의해 밸브케이싱(241)의 내부에서 이동한다. 이러한 밸브부재(245)는 화살표로 도시된 바와 같이 커버(243)의 단부측 관통공을 통해 유입되는 고압의 공기가 제1밸브부재(24a)의 경사형 중공으로 공급됨에 따라 공기압에 의해 탄성체(S)를 압축시키면서 이동한다. 이때, 밸브부재(245)는 도 12에 도시된 바와 같이 바이패스유로(245a)가 커버(243)의 내측에 형성된 연통공간(243a)와 연통되면서 개방된다. 밸브부재(245)는 개방된 바이패스유로(245a)를 통해 배출구(1a)나 공급호스에서 유입되는 공기를 연통공간(243a)으로 공급한다. 밸브부재(245)는 공기의 리필이 완료되어 배출구(1a)나 공급호스가 제거될 경우, 탄성체(S)의 탄성력에 의해 도 11에 도시된 바와 같이 원위치로 복귀한다.
밸브케이싱(241)은 도 12에 도시된 바와 같이 바이패스유로(245a)에 의해 연통공간(243a)에 충전되는 고압의 공기를 충전공(241a)를 통해 분기유로(213)에 공급한다. 그리고, 분기유로(213)는 공기통(1)과 연통된 연결공(211)을 통해 고압의 공기를 공기통(1)에 공급한다. 따라서, 공기통(1)은 다시 공기가 리필된다.
여기서, 전술한 커버(243)는 평상시, 도 11에 도시된 바와 같이 캡(247)에 의해 차폐되어 보호된다. 이러한 캡(247)은 도시된 바와 같이 밸브부재(245)의 중공에 삽입되어 중공을 차폐하는 차폐봉(247a)이 구비될 수 있다.
한편, 전술한 고압 릴리프밸브(250)는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 바디(210)에 설치된다. 고압 릴리프밸브(250)는 도시된 바와 같이 실린더(251), 밸브시트(253), 단부캡(255), 밸브부재(257) 및 탄성체(S)로 구성된다.
실린더(251)는 도 11에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되어 바디(210)에 장착된다. 실린더(251)는 도시된 바와 같이 내부의 공기를 외부로 배기하는 배기공(251a)이 측방에 형성된다. 실린더(251)는 도시된 바와 같이 타단부(하단부)에 단부캡(255)에 결합되어 타단부가 차폐된다.
밸브시트(253)는 도 11에 도시된 바와 같이 실린더(251)의 일단부에 내장되어 실린더(251)의 단부를 차폐한다. 밸브시트(253)는 도시된 바와 같이 분기유로(213)와 연통된 오리피스(253a)를 갖는다. 밸브시트(253)는 도시된 바와 같이 판형으로 형성되고, 오링이 고정될 수 있다.
밸브부재(257)는 도 11에 도시된 바와 같이 실린더(251)의 내부에 탄성체(S)와 함께 내장된다. 밸브부재(257)는 도시된 바와 같이 대략 원뿔형과 같이 형성된다. 밸브부재(257)는 도시된 바와 같은 안내유로(257a)가 테두리에 수직으로 형성되는 것이 바람직하다.
밸브부재(257)는 평상시, 도 11에 도시된 바와 같이 탄성체(S)의 탄성력에 의해 상승하여 단부가 밸브시트(253)의 오링에 밀착된다. 따라서, 밸브부재(257)는 밸브시트(253)의 오리피스(253a)를 차폐한다.
하지만, 밸브부재(257)는 분기유로(213)에 고압의 공기가 과밀될 경우, 예를 들어 전술한 리필밸브(260)에 의해 공기통(1)의 리필이 완료되어 분기유로(213)에 고압의 공기가 과밀될 경우, 도 12에 도시된 바와 같이 오리피스(253a)를 통해 유입되는 고압의 공기에 의해 탄성체(S)를 압축시키면서 하강한다. 이때, 밸브부재(257)는 도시된 바와 같이 오리피스(253a)를 개방하여 화살표로 도시된 바와 같이 고압의 공기를 실린더(251)의 내부를 통해 실린더(251)의 배기공(251a)으로 안내하여 외부로 배기한다. 밸브부재(257)는 도시된 바와 같이 안내유로(257a)를 통해 고압의 공기를 배기공(251a)으로 안내한다. 따라서, 밸브부재(257)는 분기유로(213)에 과밀된 고압의 공기를 외부로 배기하고, 배기가 완료될 경우 탄성체(S)의 탄성력에 의해 도 11에 도시된 바와 같이 원위치로 복귀한다.
한편, 전술한 감압 릴리프밸브(260)는 도 6에 도시된 바와 같이 감압밸브(220)가 설치된 바디(210)의 일측에 구비된다. 감압 릴리프밸브(260)는 도 6에 도시된 바와 같이 밸브챔버(261), 밸브부재(263), 탄성체(S) 및 스프링시트(265)로 구성된다.
밸브챔버(261)는 도 6에 도시된 바와 같이 바디(210)에 구멍이 형성됨에 따라 바디(210)에 구비된다. 밸브챔버(261)는 도시된 바와 같이 감압밸브(220)와 연통되어 감압밸브(220)에서 감압된 공기 중 일부가 유입되는 관로(261a)가 상부에 구비된다. 밸브챔버(261)는 도시된 바와 같이 배출공(265a)이 형성된 스프링시트(265)에 의해 하부가 통기가능하게 차폐된다.
밸브부재(263)는 도 6에 도시된 바와 같이 탄성체(S)와 함께 밸브챔버(261)에 삽입된다. 밸브부재(263)는 도시된 바와 같이 스프링시트(265)에 지지된 탄성체(S)의 탄성력에 의해 상승하여 밸브챔버(261)의 관로(261a)를 차폐한다.
하지만, 밸브부재(263)는 감압밸브(220)가 내장된 바디(210)의 내부에 감압된 공기가 과밀될 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 하강한다. 밸브부재(263)는 도시된 바와 같이 관로(261a)를 통해 유입되는 과밀된 공기의 압력에 의해 탄성체(S)를 압축시키면서 하강한다. 따라서, 밸브부재(263)는 도시된 바와 같이 관로(261a)를 통해 유입되는 공기를 스프링시트(265)의 배출공(265a)으로 안내하여 외부로 배출하고, 배출이 완료될 경우 탄성체(S)의 탄성력에 의해 도 6에 도시된 바와 같이 원위치로 복귀한다.
한편, 전술한 핸드헬드 인디케이터(500)는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 한 손으로 파지할 수 있는 크기로 제조된 케이스(510) 및 케이스(510)에 내장되는 구동모듈(520)을 포함한다. 케이스(510)는 전술한 바와 같이 고압호스(H1)가 연결되고, 도 14에 도시된 바와 같이 압력센서(51a)가 내부에 설치된다. 그리고, 케이스(510)는 도 13에 도시된 바와 같이 액정형태의 디스플레이(DP)가 설치된다. 압력센서(51a)는 고압호스(H1)에서 고압으로 공급되는 공기의 압력을 케이스(510)의 내부에서 실시간으로 측정한다. 디스플레이(DP)는 압력센서(51a)의 센싱값을 기반으로 제공되는 공기통(1)의 잔량 및 사용 잔여시간을 화상으로 표시한다. 디스플레이(DP)는 전술한 배터리(B)의 잔량을 표시할 수도 있다.
구동모듈(520)은 도 14에 도시된 바와 같이 구성되어 압력센서(51a) 및 디스플레이(DP)의 구동을 제어한다. 즉, 구동모듈(520)은 핸드헬드 인디케이터(500)에 구비된 전자부품들의 구동을 제어하는 제어부이다. 구동모듈(520)은 도시된 압력수집부(50b), 변화량산출부(50c), 잔여시간산출부(50d) 및 표시제어부(50e)로 구성된다. 이러한 구동모듈(520)의 세부 구성은 기능(software)적인 분리를 의미하며, 하드웨어적으로 서로 분리되어 있다는 것을 의미하지는 않는다.
압력수집부(50b)는 압력센서로부터 측정된 공기압을 약 1분에서 3분 정도의 단위시간 동안 주기적으로 수신하여 수집한다. 변화량산출부(50c)는 압력수집부(50b)에서 단위시간 동안 수집된 압력을 통해 압력 변화량을 산출한다. 잔여시간산출부(50d)는 변화량산출부(50c)에서 산출된 단위시간 동안의 압력 변화량과 현재 압력을 이용하여 공기통의 사용 잔여시간을 산출한다. 표시제어부(50e)는 잔여시간산출부(50d)에서 산출된 잔여시간이 디스플레이(DP)에 화상으로 현시되도록 주기적으로 갱신 제어한다.
구동모듈(520)은 도 29의 좌측에 도시된 바와 같이 공기통(1)의 총 사용 잔여시간을 산출할 수 있으며, 더 나아가 도 29의 우측에 도시된 바와 같이 공기통(1)의 경보 잔여시간을 산출하여 표시할 수도 있다. 예컨대, 구동모듈(520)은 압력수집부(50b)에 수신되는 공기통(1)의 잔여 압력이 미리 설정된 경고잔압(예: 55bar 내지 75bar)에 해당할 경우 후술되는 도시된 알러트(543)를 통해 경보신호를 발생시키며, 이러한 경고잔압에 도달할 경우 사용 잔여시간이 10분 미만임을 표시제어부(50e)를 통해 디스플레이(DP)에 현시한다. 즉, 구동모듈(520)은 잔여시간산출부(50d)에서 산출된 공기통(1)의 총 사용시간을 기준으로 잔여시간을 계산할 수도 있으나, 경보시점을 기준으로 사용 잔여시간을 다시 산출하여 표시할 수도 있다. 이때, 구동모듈(520)은 경고잔압(경보시점)을 기준으로 잔여시간을 산출할 경우, 75bar 지점(미리 설정된 기준압력임)을 목표로 사용 잔여시간을 계산하며, 공기통의 압력이 75bar가 되면 다시 사용 잔여시간을 산출하게 된다.
이에 대해 좀더 자세히 설명하면, 압력센서(5)는 주기적으로 공기통의 압력을 검출하여 구동모듈(520)로 전송한다(S10). 공기통의 압력 검출 주기는 필요에 따라 다양하게 설계될 수 있으나, 분(min)당 적어도 수회 내지 수십회 정도가 검출되도록 구성할 수 있다.
구동모듈(520)은 압력센서(5)로부터 측정된 공기압을 주기적으로 수신하여 측정시간 정보와 함께 후술되는 레코더(533)에 저장한다. 구동모듈(520)은 미리 설정된 잔여시간 갱신 주기가 되면, 단위시간 동안 수집된 압력값을 통해 압력 변화량을 산출한다. 여기서, 압력 변화량은 단위시간 이전에 측정된 압력과 현재 압력 간의 차이값이다. 그리고, 공기통(1)의 총 사용 잔여시간(Tr)은 위와 같이 산출된 단위시간 동안의 압력 변화량과 현재 압력값을 이용한 하기 수식 1을 통해 산출된다.
[수식 1]
Figure 112017084949590-pat00001
여기서, Tr은 잔여시간이고, Pt는 이전(t시간 전)의 압력이고, Pp는 현재 압력이고, t[min]는 단위시간으로 Pt의 측정시간과 Pp의 측정시간 간의 시간 차이다. 만일 이전 압력값인 Pt가 현재 압력값(Pp)을 기준으로 3분 전에 측정된 압력 값이면 t는 '3’이 될 것이고, 2분 전에 측정된 압력 값이면 t는 '2’가 될 것이다.
구동모듈(520)은 산출된 잔여시간이 실시간으로 디스플레이(DP)에 현시되도록 제어하여 잔여시간을 주기적으로 갱신하며, 잔여시간 또는 잔여 압력이 설정된 기준값 이하일 경우 알러트(543)를 통해 경보신호를 발생시킨다.
즉, 구동모듈(520)은 도 30에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 잔여시간 갱신 시점이 되면, 단위시간(Tu) 동안 수집된 압력값의 변화량(Pt-Pp)을 통해 잔여시간을 산출한다. 여기서, 단위시간(Tu)은 1분 내지 3분이 될 수 있고, 갱신 주기(Tp)는 10초 내지 30초가 정도가 될 수 있다. 단위시간(Tu)은 갱신 주기(Tp)보다 더 긴 시간으로 설정되는 것이 바람직하며, 대략 10배 정도로 설정될 수 있다. 예컨대, 갱신 주기가 15초이면 단위시간은 150초 정도로 설정될 수 있다. 이는 갱신 시점이 되면 현재 압력값과 150초 전의 압력값의 변화량을 이용하여 잔여시간을 예측한다는 것이다.
한편, 구동모듈(520)은 총 사용 잔여시간이 아니라 미리 설정된 경보시점(예를 들어 75bar)까지의 사용 잔여시간을 산출하여 디스플레이할 수도 있으며, 이 경우에는 하기 수식 2를 이용하여 구할 수 있다.
[수식 2]
Figure 112017084949590-pat00002
여기서, Tr은 잔여시간이고, Pt는 이전(t시간 전)의 압력이고, Pp는 현재 압력이고, Pa는 미리 설정된 경보발생 시점의 압력값이고, t는 단위시간으로 Pt의 측정시간과 Pp의 측정시간 간의 시간 차이다.
하기 표 1은 호흡 유량에 따른 사용 잔여시간을 측정한 데이터로, 최초 호흡 시작 후 3분 동안 측정하여 잔여시간을 측정하고, 매 15초마다 압력 감소 변화를 반영하여 잔여시간을 측정한다.
최초 잔여시간의 표시는 3분이 경과된 후에 계산하여 디스플레이시킨다. 하기 표 1에서 보는 바와 같이, 분당 호흡 유량에 따라 압력 변화가 심하며, 호흡 유량이 많을수록 분당 압력 감소가 심해져서 잔여시간이 급격하게 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 표 1은 호흡 유량을 최소 22.5l/min부터 최대 52.5l/min까지 조정하면서 테스트한 결과를 나타냈다.
잔여시간 계산 시간과 잔여시간 표시 시간이 다소 다른 것은 잔여시간 계산 주기와 잔여시간 표시 주기가 다소 다르기 때문이다. 실험의 편의상 잔여시간 계산은 1분 단위로 수행하였고, 잔여시간 표시는 수십초 단위로 갱신하였기 때문이다.
유 량 경과시간(min) 압력(bar) 잔여시간
표시 		잔여시간 계산치(3min)
22.5l/min 0 317 --- ---
1 310 --- ---
2 303 --- ---
3 295 33 30.0
4 290 34 32.3
5 284 31 33.0
6 278 32 35.8
7 272 33 32.8
8 267 34 33.9
37.5l/min 9 257 29 26.0
10 248 21 21.6
11 240 19 18.3
12 231 17 18.0
52.5l/min 13 218 15 14.3
14 206 12 11.6
15 193 9 9.3
22.5l/min 16 189 10 11.8
17 185 14 15.7
18 181 22 26.5
19 177 25 25.5
37.5l/min 20 170 20 19.0
21 163 15 14.7
22 157 12 12.3
23 150 11 11.3
24 145 11 11.7
25 138 10 9.9
실험예에서 보는 바와 같이, 호흡량이 많을 경우 공기 유량도 많아지는 데, 유량이 22.5l/min(경과시간 0~8분)일 경우에는 분당 압력 감소량이 5 내지 7bar 정도이나, 유량이 52.5l/min(경과시간 13~15분)일 경우에는 분당 압력 감소량이 12 내지 13bar 정도이다. 이와 같이 호흡 유량이 많을수록 압력 감소도 빨라지는 것을 알 수 있다.
그리고, 표 1에 나타낸 바와 같이 호흡 유량이 변할 경우 그 변화에 따른 잔여시간의 변화가 바로 나타나는 것이 아니라 2분 내지 3분 후에 나타남을 확인할 수 있다. 예컨대, 경과시간 16분 경에 호흡유량이 52.5l/min에서 22.5l/min로 급격히 감소하였으나, 여전히 사용 잔여시간은 10분으로 나타나며, 2~3분이 경과된 경과시간 19분 경에 잔여시간이 다시 25분으로 조정되어 정상적으로 반영됨을 알 수 있다.
참고로, 공기통(1)은 용기 용량과 사용 시간이 6.8L(45분), 4.2L(30분), 9L(60분) 정도가 있으며, 최고 충전압력은 300MPa 정도이다. 실시예에서는 6.8L-45분 기준으로 사용 잔여시간을 측정한 것이다.
이와 같이 호흡 유량에 따른 사용 잔여시간을 그래프로 나타내면 도 31과 같다. 도 31에서와 같이 유량 증감에 따라 사용 잔여시간이 증감되어 나타남을 확인할 수 있다. 후반부에 다시 사용 잔여시간이 증가한 것은 호흡 유량이 이전보다 줄어서 잔여시간이 늘어난 것이다.
하기 표 2는 사용 잔여시간의 계산 시에 단위시간을 3분, 2분, 1분으로 변경하여 계산할 경우 예측 잔여시간의 변화를 나타낸 것이다.
표 2의 결과를 그래프로 나타내면 도 32와 같다. 즉, 단위시간이 짧을수록 변화의 폭이 급격하며, 단위시간이 길수록 변화의 폭이 완만해짐을 알 수 있다.
따라서, 단위시간이 1분(min) 이하일 경우 사용 잔여시간이 너무 급격히 변하여 사용자의 혼란을 야기할 수 있고, 단위시간이 3분 이상으로 너무 길 경우 사용자의 잔여시간에 대한 인지가 늦어질 우려가 있다.
유량
(lpm)		 경과시간
(min)		 압력
(bar)		 잔여시간 계산치
(단위시간 3분)		 잔여시간 계산치
(단위시간 2분)		 잔여시간 계산치
(단위시간 1분)
22.5 0 317 --- --- ---
1 310 --- --- ---
2 303 --- 32.6 32.6
3 295 30.0 29.3 27.5
4 290 32.3 33.1 43.0
5 284 33.0 38.0 34.8
6 278 35.8 33.8 33.8
7 272 32.8 32.8 32.8
8 267 33.9 34.9 38.4
37.5 9 257 26.0 24.3 18.2
10 248 21.6 18.2 19.2
11 240 18.3 19.4 20.6
12 231 18.0 18.4 17.3
52.5 13 218 14.3 13.0 11.0
14 206 11.6 10.5 10.9
15 193 9.3 9.4 9.1
22.5 16 189 11.8 13.4 28.5
17 185 15.7 27.5 27.5
18 181 26.5 26.5 26.5
19 177 25.5 25.5 25.5
37.5 20 170 19.0 17.3 13.6
21 163 14.7 12.6 12.6
22 157 12.3 12.6 13.7
23 150 11.3 11.5 10.7
24 145 11.7 11.7 14.0
25 138 9.9 10.5 9.0
표 2에 나타낸 바와 같이 호흡 유량이 변할 경우 그 변화에 따른 잔여시간의 변화가 바로 나타나는 것이 아니라 단위시간에 따라 달리 나타남을 알 수 있다.
예컨대, 경과시간 16분에 호흡유량이 52.5l/min에서 22.5l/min로 급격히 감소한 경우에, 단위시간이 1분인 경우에는 사용 잔여시간이 경과시간 15분 경에 9.1분에서 경과시간 16분 경에 28.5분으로 바로 반영되었으나, 단위시간이 2분인 경우에는 경과시간 16분 경에 사용 잔여시간은 13.4분으로 나타나며, 1분이 경과된 경과시간 17분에 잔여시간이 다시 27.5분으로 조정되어 정상적으로 반영됨을 알 수 있다. 단위시간이 3분인 경우에도 경과시간 16분 경에 사용 잔여시간은 11.8분으로 나타나며, 2분이 경과된 경과시간 18분에 잔여시간이 다시 26.5분으로 조정되어 정상적으로 반영됨을 알 수 있다.
따라서, 사용 잔여시간을 산출하는 단위시간은 1분 내지 3분이 적절하며, 이 범위를 벗어날 경우 잔여시간이 너무 급격히 변하여 사용자의 혼란을 초래하거나 잔여시간에 대한 사용자의 인지가 늦어져 적절한 대응 타이밍을 놓칠 수 있다. 단위시간은 가장 바람직하기로는 2분 내지 3분이다.
결론적으로, 전술한 구동모듈(520)은 사용자가 공기통(1)의 사용 잔여시간에 맞춰 최적의 행동 및 대응하도록 호흡 유량의 변화, 즉 공기통(1)의 압력 변화에 따라 사용 잔여시간을 산출하여 제공한다.
한편, 구동모듈(520)은 도 14에 도시된 바와 같이 전원제어부(50a)가 구비된다. 전원제어부(50a)는 압력센서(51a)에서 고압호스(H1)의 압력을 측정하는 센싱신호가 수신될 경우 자동으로 구동모듈(520)에 구동신호를 인가하는 일종의 구동스위치이다. 즉, 구동모듈(520)은 압력센서(51a)와 연동되어 압력센서(51a)가 작동할 경우 위와 같이 공기통(1)의 사용 잔여시간을 환산하여 디스플레이한다. 그리고, 구동모듈(520)은 압력센서(51a)의 작동이 중단되어 전원제어부(50a)로부터 인가되던 구동신호가 중단될 경우 작동을 종료한다. 따라서, 구동모듈(520)은 사용자가 공기통(1)의 사용이 완료되어 공기통(1)을 백팩(10)에 분리함에 따라 압력센서(51a)에서 압력이 측정되지 않을 경우 구동이 자동으로 종료된다. 결론적으로, 구동모듈(520)은 공기통(1)의 장착상태에 따라 자동으로 온 또는 오프된다.
다른 한편, 핸드헬드 인디케이터(500)는 도 13에 도시된 바와 같이 온도센서(51b) 및 모드스위치(S1)가 마련될 수 있다. 온도센서(51b)는 도 13에 도시된 바와 같이 케이스(510)에 설치되어 일부분이 케이스(510)의 외부로 노출된다. 온도센서(51b)는 케이스(510)의 주변온도를 측정하여 도 14에 도시된 바와 같이 구동모듈(50)에 인가한다. 그리고, 구동모듈(50)은 온도센서(51b)에서 측정된 온도를 표시제어부(50e)를 통해 디스플레이(DP)에 현시하여 현재 주변의 온도를 사용자에게 확인시킨다.
모드스위치(S1)는 사용자의 조작에 의해 구동모듈(520)에 구비된 표시제어부(50e)의 작동을 제어하여 디스플레이(DP)에 온도센서(51b)의 온도, 공기통(1)의 잔량 및 사용 잔여시간을 순차적으로 표시한다. 예를 들어, 모드스위치(S1)는 1회 조작될 경우 디스플레이(DP)에 온도를 현시하고, 다시 조작될 경우 공기통(1)의 잔량 및 사용 잔여시간을 디스플레이(DP)에 현시하도록 표시제어부(50e)에 조작신호를 인가하여 표시제어부(50e)의 작동을 제어한다. 따라서, 핸드헬드 인디케이터(500)는 주변의 온도나 공기통(1)의 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
핸드헬드 인디케이터(500)는 도 14에 도시된 바와 같이 리더기(531) 및 레코더(533)를 더 포함할 수 있다. 리더기(531)는 도 13에 도시된 바와 같이 공기통(1)의 사용자 정보(예: 사용자 성명)가 저장된 막대형의 알에프 식별테그(T)로부터 무선으로 정보를 독출한다. 리더기(531)는 핸드헬드 인디케이터(500)에 알에프 식별테그(T)가 근접하거나 밀착될 경우 사용자 정보를 독출한다. 리더기(531)는 독출된 사용자 정보를 레코더(533)에 전송한다. 리더기(531)는 사용시에 작동되도록 전술한 모드스위치(S1)가 설정시간 동안 조작되어야 구동모듈(520)에 의해 작동된다. 이때, 구동모듈(520)은 전술한 전원제어부(50a)를 통해 리더기(531)에 공급되는 전원을 제어함에 따라 리더기(531)의 작동을 제어한다. 그리고, 구동모듈(520)은 후술되는 타이머(543a)를 통해 모드스위치(S1)가 전술한 설정시간(예: 2초) 동안 조작되었는지 확인한다.
레코더(533)는 리더기(531)에서 전송되는 사용자 정보를 저장한다. 레코더(533)는 핸드헬드 인디케이터(500)의 내부에 구비될 수 있으며, 이와 달리 백팩(10)에 별도로 구비될 수도 있다. 레코더(533)는 도 14에 도시된 바와 같이 핸드헬드 인디케이터(500)에 구비된 통신부(545)를 통해 저장된 정보를 관제서버(미도시)로 전송한다. 이러한 관제서버는 사용자와 멀리 떨어진 지역에 마련된 단말기이다. 따라서, 관제서버는 사용자에 대한 정보를 다른 사람에게 확인시킬 수 있다.
예컨대, 사용자는 건물의 화재시 건물의 내부에서 화재를 진압하는 소방관일 수 있다. 그리고, 관제서버는 건물의 외부에 설치된 소방관 지휘부의 단말기일 수 있다. 따라서, 지휘부의 지휘관은 관제서버에서 제공되는 사용자 정보를 통해 건물의 내부에서 활동하는 소방관이 누구인지를 용이하게 확인할 수 있다.
레코더(533)는 사용자 정보와 함께 전술한 공기통(1)의 잔량이나 사용 잔여시간도 통신부(545)를 통해 관제서버에 전송할 수 있다. 그리고, 레코더(533)는 후술되는 유동감지센서(541)로부터 수신되는 감지신호의 수신시간 및 알러트(543)의 작동시간을 저장하여 관제서버에 전송할 수도 있다. 즉, 레코더(533)는 다양한 데이터를 관제서버에 전송하거나 저장하므로 블랙박스와 같은 역할을 한다.
레코더(533)는 도 14에 도시된 바와 같이 시계(535)로부터 현재시간을 제공받을 수 있다. 시계(535)는 도시된 바와 같이 별개의 보조배터리(537)에 의해 작동하면서 현재시간을 레코더(533)에 전달한다. 따라서, 레코더(533)는 전술한 바와 같은 데이터의 저장시 저장시간을 함께 저장하고, 저장시간을 관제서버에 전송할 수 있다. 특히, 레코더(533)는 시계(535)가 보조배터리(537)에 의해 작동하므로 배터리(B)가 방전되어도 현재시간을 제공받을 수 있다. 여기서, 전술한 시계(535) 및 보조배터리(537)는 핸드헬드 인디케이터(500)에 구비될 수 있으나, 이와 달리 백팩(10)에 구비될 수도 있다.
한편, 핸드헬드 인디케이터(500)는 도 14에 도시된 바와 같이 유동감지센서(541) 및 알러트(543)가 구비될 수 있다. 유동감지센서(541) 및 알러트(543)는 핸드헬드 인디케이터(500)의 케이스(510)에 구비된다. 유동감지센서(541)는 케이스(510)의 유동을 감지하여 구동모듈(520)에 인가한다. 유동감지센서(541)는 예컨대, 스마트폰 등에 설치되어 유동을 감지하는 자이로센서나 지자기 센서 등으로 구성할 수 있다.
알러트(543)는 유동감지센서(541)의 감지값에 따라 음향이나 조명 또는 진동 등의 경보를 발생시킨다. 알러트(543)는 후술되는 바와 같이 설정된 시간 동안 유동감지센서(541)로부터 감지값이 인가되지 않을 경우 경보를 발생시킨다.
알러트(543)는 도 14에 도시된 바와 같이 타이머(543a), 경보신호 발생기(543b) 및 워닝디바이스(54)로 구성할 수 있다. 타이머(543a)는 유동감지센서(541)로부터 수신되는 감지신호의 수신시간 및 기 설정된 다음 수신예정시간을 카운팅한다. 타이머(543a)는 다음 수신예정시간이 예컨대, 20초 내지 25초로 설정될 수 있다. 즉, 타이머(543a)는 유동감지센서(541)로부터 최초의 감지신호가 수신되면, 이때부터 다음 수신예정시간을 카운팅한다. 이러한 타이머(543a)는 핸드헬드 인디케이터(500)에 구비될 수 있으나 백팩(10)에 구비될 수도 있으며, 전술한 시계(535)로 대신할 수도 있다.
경보신호 발생기(543b)는 타이머(543a)의 다음 수신예정시간 동안 감지신호가 미수신될 경우 경보신호를 후술되는 워닝디바이스(54)에 인가한다. 즉, 경보신호 발생기(543b)는 워닝디바이스(54)를 구동시키는 경보신호를 발생시킨다.
워닝디바이스(54)는 경보신호 발생기(543b)의 경보신호에 의해 음향이나 조명 또는 진동을 출력하여 위험을 경고한다. 워닝디바이스(54)는 예컨대, 도 13 및 도 15에 도시된 바와 같이 케이스(510)에 설치되는 램프(54a)나 스피커(54b) 및 미도시된 부저 중 적어도 어느 하나로 구성할 수 있다. 워닝디바이스(54)는 스피커(54b)로 구성될 경우, 스피커(54b)의 차폐가 방지되면서 음향이 원활하게 배출되도록 도 13에 도시된 바와 같이 케이스(510)의 후방측에 형성된 후방공(510a)의 내측에 구비될 수 있다.
결론적으로, 알러트(543)는 유동감지센서(541)로부터 최초의 감지신호가 수신된 후 20초 내지 25초 이내에 다음 감지신호가 수신되지 않을 경우, 워닝디바이스(54)의 램프(54a)나 스피커(54b) 또는 미도시된 부저를 통해 경고음이나 조명 또는 진동을 출력한다. 즉, 알러트(543)는 공기통 사용자가 위험상황에 직면하여 유동이 감지되지 않을 경우 경보를 발생시킨다. 따라서, 사용자는 주변의 다른 사람에게 위험상황을 자동으로 알릴 수 있다.
알러트(543)는 전술한 바와 같이 경보가 발생된 후 타이머(543a)가 다시 작동한다. 이러한 타이머(543a)는 경보신호 발생기(543b)에서 경보신호가 인가됨과 동시에 기 설정된 1초 내지 8초의 추가 수신예정시간을 다시 카운팅한다. 그리고, 경보신호 발생기(543b)는 타이머(543a)의 추가 수신예정시간 동안 유동감지센서(541)로부터 감지신호가 다시 수신되면 경보신호의 송출을 차단하여 워닝디바이스(54)의 작동을 중단시킨다. 즉, 알러트(543)는 경보가 발생된 후 사용자가 다시 유동하여 추가 수신예정시간 이내에 유동감지센서(541)로부터 다시 감지신호가 수신될 경우 경보를 중단시킨다. 따라서, 알러트(543)는 사용자의 유동상태에 따라 자동으로 경보가 중단된다.
하지만, 알러트(543)는 전술한 추가 수신예정시간이 경과하여도 유동감지센서(541)로부터 감지신호가 계속해서 미수신될 경우 타이머(543a)를 다시 작동시킨다. 즉, 타이머(543a)는 추가 수신예정시간이 경과할 경우 곧바로 기 설정된 최후 수신예정시간(약 3초 내지 8초)을 카운팅한다. 그리고, 경보신호 발생기(543b)는 최후 수신예정시간 동안에도 감지신호가 미수신될 경우 워닝디바이스(54)에 출력변경신호를 인가하여 워닝디바이스(54)의 음향이나 조명 또는 진동의 세기를 강화시키거나, 다른 리듬의 음향 또는 다른 색상의 조명이나 다른 패턴의 진동으로 변화시킨다. 따라서, 알러트(543)는 사용자 주변의 다른 사람들에게 사용자의 긴박한 상황을 자동으로 알릴 수 있다.
알러트(543)는 도 13에 도시된 바와 같이 핸드헬드 인디케이터(500)의 케이스(510)에 구비된 리셋스위치(S2)가 연속적으로 반복작동할 경우 경보신호 발생기(543b)의 작동을 중단시킬 수 있다. 즉, 알러트(543)는 경보발생을 수동으로 해제할 수도 있다. 리셋스위치(S2)는 예컨대, 연속적으로 2회가 조작될 경우 전술한 타이머(543a)의 다음 수신예정시간이나 추가 수신예정시간을 초기화한다. 이때, 리셋스위치(S2)는 구동모듈(520)에 초기화신호를 인가한다. 그리고, 구동모듈(520)은 초기화신호에 따라 타이머(543a)에 설정된 다음 수신예정시간이나 추가 수신예정시간을 초기화한다.
한편, 핸드헬드 인디케이터(500)는 도 13에 도시된 바와 같이 수동스위치(S3)가 구비될 수 있다. 수동스위치(S3)는 알러트(543)를 수동으로 작동시켜서 경보를 발생시킨다. 수동스위치(S3)는 사용자에 의해 조작될 경우 알러트(543)에 조작신호를 인가한다. 그리고, 알러트(543)는 조작신호에 의해 워닝디바이스(54)를 작동시켜서 경보를 발생시킨다. 따라서, 사용자는 위급상황시 수동으로 자신의 위치를 주변에 알릴 수 있다.
또, 핸드헬드 인디케이터(500)는 도 14에 도시된 바와 같은 통신부(545)를 통해 알러트(543)의 작동상태를 전술한 관제서버로 전송하여 사용자의 급박함을 지휘부에 알릴 수 있으며, 이와 반대로 관제서버로부터 경보신호를 수신하여 알러트(543)를 작동시킬 수도 있다. 즉, 핸드헬드 인디케이터(500)는 사용자의 위급상황을 관제서버에 자동으로 통보하거나, 관제서버에 의해 원격으로 작동되는 알러트(543)를 통해 위급상황을 사용자에게 알린다. 따라서, 사용자는 다양한 방법으로 보호될 수 있다.
또한, 핸드헬드 인디케이터(500)는 앞서 설명된 바와 같이, 공기통(1)의 잔여 압력이 미리 설정된 경고잔압(예: 55bar 내지 75bar)에 해당할 경우, 구동모듈(520)에 의해 알러트(543)를 작동시킨다. 이때, 구동모듈(520)은 도 14에 도시된 바와 같은 압력수집부(50b)를 통해 경고잔압이 확인됨에 따라 경보신호를 발생시켜서 알러트(543)를 작동시킨다.
이에 더하여, 핸드헬드 인디케이터(500)는 알러트(543)의 작동시간이나 횟수를 전술한 바와 같이 블랙박스 역할을 하는 레코더(533)에 전송하여 저장한다. 따라서, 사용자는 화재진압 등의 작업이 완료된 후 다양한 자료를 확인할 수 있다.
한편, 핸드헬드 인디케이터(500)는 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 마스크(40)의 내부에 설치되는 이너램프모듈(49)을 통해 공기통(1)의 잔량이나 배터리(B)의 충전량을 표시할 수 있다. 이너램프모듈(49)은 도 19에 도시된 바와 같이 도시된 바와 같이 편자와 같은 형태로 형성되고, 도 20에 도시된 바와 같이 마스크(40)에 설치되는 통기유닛(43)에 일체적으로 고정된다. 이너램프모듈(49)은 도 19에 확대 도시된 바와 같이 LED로 구성된 잔량표시램프(49a) 및 충전량 표시램프(49b) 중 적어도 어느 하나가 구비되며, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이 통기유닛(43)의 전방을 차폐하는 커버프레임(CF)의 커넥터를 통해 배터리(B)의 전원이 인가되는 전선(미도시)이 내부에 배선된다. 이러한 전선이나 통전에 관한 기술은 통상의 마스크에서 적용된 기술이므로 그 자세한 설명은 생략한다. 다만, 본 발명은 후술되는 바와 같이 핸드헬드 인디케이터(500)에 의해 잔량표시램프(49a) 및 충전량 표시램프(49b)의 작동이 제어되도록 구성된 것이 차이점이다.
이너램프모듈(49)은 공기통(1)의 잔량 및 배터리(B)의 충전량이 단계적으로 표시되도록, 도 19에 확대 도시된 바와 같이 잔량표시램프(49a) 및 충전량 표시램프(49b)가 복수의 LED로 각각 구성된다. 즉, 잔량표시램프(49a) 및 충전량 표시램프(49b)는 공기통(1)의 잔량 및 배터리(B)의 충전량에 따라 점등되는 개수를 증가시키거나 감소시켜서 잔량 및 충전량을 단계적으로 표시한다. 이때, 핸드헬드 인디케이터(500)는 구동모듈(520)을 통해 전술한 압력센서(51a)의 센싱값을 기반으로 잔량표시신호를 생성하고, 배터리(B)에서 공급되는 전원을 기반으로 충전량표시신호를 생성하여 이너램프모듈(49)에 인가한다. 따라서, 이너램프모듈(49)은 핸드헬드 인디케이터(500)에서 인가되는 신호에 의해 잔량표시램프(49a) 및 충전량 표시램프(49b)를 작동시킨다. 예를 들어, 핸드헬드 인디케이터(500)는 잔량 및 충전량이 충분할 경우 모든 램프가 점등되는 신호를 인가하고, 잔량 및 충전량이 감소될 경우 이에 맞는 수량으로 램프가 점등되는 신호를 인가한다.
이너램프모듈(49)은 도 19에 확대 도시된 바와 같이 조도센서(49c)가 구비된다. 따라서, 이너램프모듈(49)은 조도센서(49c)의 감지값에 따라 잔량표시램프(49a) 및 충전량 표시램프(49b)의 조도를 자동으로 조절한다.
이너램프모듈(49)은 전술한 통신부(545)를 통해 관제서버로부터 경보신호가 인가될 경우, 수신되는 경보신호에 의해 잔량표시램프(49a)나 충전량 표시램프(49b)가 점멸되도록 구성될 수 있다. 따라서, 마스크 착용자는 잔량표시램프(49a)나 충전량 표시램프(49b)의 점멸에 의해 위험상황을 용이하게 인지할 수 있다. 결론적으로, 지휘부는 건물의 내부에 위치한 마스크 착용자에게 위험을 원격으로 알릴 수 있다.
한편, 마스크(40)는 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이 렌즈(41)의 테두리를 따라 고무재 러버프레임(42)이 구비된다. 러버프레임(42)은 착용자의 안면에 밀착되어 외부로부터 안면을 실링하여 보호한다. 러버프레임(42)은 도 20에 도시된 바와 같이 렌즈(41)의 하부에 통기유닛(43)이 설치된다.
통기유닛(43)은 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이 장착공(43a)이 일측에 구비된다. 통기유닛(43)은 도 1에 도시된 바와 같이 서브 레귤레이터(30)가 장착공(43a)에 결합됨에 따라 마스크(40)의 내부에 2차로 감압된 공기를 공급한다. 통기유닛(43)은 도 23에 도시된 바와 같이 호기공(43b)이 타측에 구비됨에 따라 마스크(40)의 내부에서 발생되는 착용자의 호기를 외부로 배출한다. 이러한 호기공(43b)은 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이 개폐밸브(44)가 설치된다.
개폐밸브(44)는 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이 디스크(44a), 탄성체(S), 로드(44b) 및 가이드(44c)로 구성된다. 디스크(44a)는 도시된 바와 같이 고무재 다이어프램이 부착된 판재로 구성되고, 도 24에 도시된 바와 같이 탄성체(S)에 가압됨에 따라 호기공(43b)에 밀착되어 호기공(43b)을 차폐한다. 디스크(44a)는 도시된 바와 같이 중앙에 로드(44b)가 관통상태로 설치된다. 탄성체(S)는 도시된 바와 같이 로드(44b)의 외측에서 디스크(44a)를 지지한다.
디스크(44a)는 평상시 도 24에 도시된 바와 같이 호기공(43b)을 차폐한다. 하지만, 디스크(44a)는 호기공(43b)을 통해 착용자의 호기가 배출될 경우 호기의 압력에 의해 이동되어 도 25에 도시된 바와 같이 호기공(43b)과 이격되며, 이에 따라 호기공(43b)을 개방한다. 그리고, 디스크(44a)는 착용자의 흡기시 호기에 의한 압력이 상실됨에 따라 탄성체(S)의 탄성력에 의해 다시 원위치로 복귀하여 호기공(43b)을 차폐한다. 따라서, 디스크(44a)는 착용자의 호기시에만 호기공(43b)을 개방하고, 착용자의 흡기시에는 호기공(43b)을 차폐하여 외부의 오염된 공기가 호기공(43b)으로 유입되는 것을 방지한다.
로드(44b)는 디스크(44a)의 이동시 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이 가이드(44c)에 의해 안내됨에 따라 원활하게 이동한다.
한편, 통기유닛(43)은 도 22에 도시된 바와 같이 록커(L)가 장착된다. 록커(L)는 개폐밸브(44)의 디스크(44a)를 도 25에 도시된 바와 같이 호기공(43b)에서 이격된 상태로 고정한다. 록커(L)는 도 23에 도시된 바와 같이 캠실린더(45), 캠하우징(46) 및 조작레버(47)로 구성된다.
캠실린더(45)는 도 24 및 도 26에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되고, 로드(44b)가 중앙에 고정된다. 캠실린더(45)는 외주면(측방)에 단차형태의 경사홈(45a)이 형성된다. 캠실린더(45)는 경사홈(45a)이 외주면의 양측에 제각기 형성될 수 있다. 경사홈(45a)은 도 23 및 도 26에 도시된 바와 같이 캠실린더(45)의 원주방향을 따라 경사를 갖는다. 캠실린더(45)는 도 26에 도시된 바와 같이 상부를 통해 내측에 탄성체(S)가 내장될 수도 있다. 캠실린더(45)는 도 26에 도시된 바와 같이 상단부 외주면에 끼움돌기(45b)가 형성된다.
캠하우징(46)은 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이 캠실린더(45)가 삽입되는 원통형의 부재로 구성된다. 캠하우징(46)은 도 23에 도시된 바와 같이 외주면에 나사공이 형성된 날개가 형성되어 도 24에 도시된 바와 같이 나사공을 관통하는 나사에 의해 통기유닛(43)에 고정된다. 캠하우징(46)은 도 23 및 도 26에 도시된 바와 같이 캠실린더(45)의 경사홈(45a)에 삽입되는 적어도 하나의 삽입돌기(46a)가 내주면에 형성된다.
조작레버(47)는 도 24 및 도 26에 도시된 바와 같이 캡형태로 형성되고, 측방에 손잡이로 사용되는 파지돌기(47a)가 형성된다. 조작레버(47)는 도 26에 확대 도시된 바와 같이 내주면에 복수의 걸림돌기(47c)가 원주방향을 따라 형성된다. 조작레버(47)는 도 26에 도시된 바와 같이 캠실린더(45)가 상부가 내부에 삽입되어 도 23에 도시된 바와 같이 캠실린더(45)의 일부가 내장된다. 이때, 조작레버(47)는 걸림돌기(47c)들 사이에 전술한 캠실린더(45)의 끼움돌기(45b)가 끼워져서 걸린다. 따라서, 조작레버(47)는 파지돌기(47a)가 돌아갈 경우 걸림돌기(47c)를 통해 끼움돌기(45b)를 회전시킨다. 이때, 캠실린더(45)는 끼움돌기(45b)와 함께 회전된다.
조작레버(47)는 평상시 도 20에 도시된 바와 같이 파지돌기(47a)가 마스크(40)의 좌측에 위치한다. 조작레버(47)는 파지돌기(47a)가 도 21에 도시된 바와 같이 반대편으로 돌아갈 경우 피벗회전한다. 이때, 조작레버(47)는 정회전되면서 끼움돌기(45b) 및 걸림돌기(47c)를 통해 캠실린더(45)를 회전시킨다.
캠실린더(45)는 평상시 도 27의 (a)에 도시된 바와 같이 캠하우징(46)의 내부에 상단부를 제외한 모든 부분이 삽입되어 있다. 캠실린더(45)는 조작레버(47)가 정회전할 경우, 도 27의 (b)에 도시된 바와 같이 캠하우징(46)의 상부로 상승한다. 이때, 캠실린더(45)는 도 27의 (a)에 도시된 바와 같이 외주면에 원주방향을 따라 경사를 갖는 경사홈(45a)이 캠하우징(46)의 삽입돌기(46a)를 타고 회전됨에 따라 도 25에 도시된 바와 같이 내부에 삽입된 탄성체(S)를 압축시키면서 도 27의 (b)에 도시된 바와 같이 상승한다. 캠실린더(45)는 완전히 회전될 경우 도 27의 (b)에 도시된 바와 같이 경사홈(45a)의 수평형 단부가 삽입돌기(46a)의 상단에 안착된다. 따라서, 캠실린더(45)는 삽입돌기(46a)에 의해 하부가 지지됨에 따라 상승된 상태를 유지한다.
캠실린더(45)는 조작레버(47)의 정회전에 의한 상승시, 도 25에 도시된 바와 같이 개폐밸브(44)의 로드(44b)를 당겨서 로드(44b)에 고정된 개폐밸브(44)의 디스크(44a)를 이동시킨다. 이때, 디스크(44a)는 호기공(43b)을 개방한다. 그리고, 디스크(44a)는 캠실린더(45)가 도 27의 (b)에 도시된 바와 같이 상승된 상태로 삽입돌기(46a)에 하부가 지지되어 고정됨에 따라 이동된 상태를 유지한다.
캠실린더(45)는 조작레버(47)가 반대로 역회전될 경우 도 27의 (a)에 도시된 바와 같이 다시 원위치로 복귀한다. 이때, 캠실린더(45)는 도 24에 도시된 바와 같이 내부에서 압축되었던 탄성체(S)의 탄성복원력에 의해 원위치로 원활하게 복귀한다. 따라서, 디스크(44a)는 도 24에 도시된 바와 같이 호기공(43b)을 다시 차폐한다.
호기공(43b)은 공기통(1)의 공기가 소진되어 긴급한 경우 위와 같은 조작레버(47)의 작동에 의해 개방된다. 따라서, 호기공(43b)은 위급상황시 외부의 공기를 마스크(40)의 내부로 공급할 수 있다.
한편, 통기유닛(43)은 개폐밸브(44)의 작동을 감지하여 호기공(43b)의 개폐상태를 확인하는 감지유닛(48)이 구비된다. 감지유닛(48)은 도 20에 도시된 바와 같이 조작레버(47)의 일측에 구비되어 조작레버(47)와 함께 회전하는 마그네트(48a) 및 마그네트(48a)의 자력을 감지하는 홀센서(48b), 그리고 후술되는 바와 같이 홀센서(48b)의 감지신호에 따라 개폐밸브(44)의 개폐상태를 표시하는 개폐상태 표시부로 구성된다. 개폐상태 표시부는 조명광으로 개폐밸브(44)의 개폐상태를 표시하도록 구성할 수 있다. 개폐상태 표시부는 백팩(10)이나 핸드헬드 인디케이터(500)에 별개의 램프를 설치하여 구비할 수 있으나, 이와 달리 전술한 이너램프모듈(49)을 이용할 수도 있다. 즉, 개폐상태 표시부는 이너램프모듈(49)로 구성될 수 있다.
마그네트(48a)는 도 26에 도시된 바와 같이 조작레버(47)의 외주면에 파지돌기(47a)와 대향상태로 돌출형성된 돌출부에 설치된다. 홀센서(48b)는 도 20에 도시된 바와 같이 통기유닛(43)에 설치된다. 홀센서(48b)는 전술한 이너램프모듈(49)로부터 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 홀센서(48b)는 도 21에 도시된 바와 같이 조작레버(47)가 정회전할 경우 마그네트(48a)와 마주한다. 따라서, 홀센서(48b)는 자력을 감지하여 감지신호를 전술한 핸드헬드 인디케이터(500)의 구동모듈(520)로 전송한다. 그리고, 구동모듈(520)은 홀센서(48b)의 감지신호에 의해 호기공(43b)이 도 25에 개방된 것을 확인하도록, 전술한 이너램프모둘(49)에 순차점등신호를 전송한다. 이때, 이너램프모듈(49)의 잔량표시램프(49a)나 충전량 표시램프(49b)에 구비된 다수의 엘이디들을 순차적으로 점멸시켜서 마스크 착용자에게 호기공(43b)이 개방되었음을 알린다. 따라서, 착용자는 호기공(43b)의 개방상태를 육안으로 용이하게 확인할 수 있다. 특히, 착용자는 잔량표시램프(49a)나 충전량 표시램프(49b)의 엘이디들이 순차적으로 점멸되고, 이러한 점멸이 반복됨에 따라 호기공(43b)의 개방상태를 더욱 명확하게 확인할 수 있다.
한편, 전술한 통기유닛(43)은 전술한 바와 같이 마스크(40)의 러버프레임(42)에 고정된 후, 도 19에 도시된 바와 같이 전방이 플라스틱재 커버프레임(CF)으로 차폐되어 보호된다. 커버프레임(CF)은 도 17에 도시된 바와 같이 다수의 통기공이 형성된 통기커버(CV)가 결합된다. 따라서, 호기공(43b)의 호기는 커버프레임(CF)의 통기커버(CV)를 통해 마스크(40)의 외부로 배출된다.
여기서, 전술한 커버프레임(CF)은 도 16에 도시된 바와 같이 통기유닛(43)의 장착공(43a)에 대응하는 구멍이 형성된다. 따라서, 커버프레임(CF)은 도 1에 도시된 바와 같이 장착공(43a)을 통해 서브 레귤레이터(30)가 착탈가능하게 장착된다. 이러한 서브 레귤레이터(30)의 장착구조는 당업계에 알려진 통상적인 구조이므로 그 자세한 설명을 생략한다.
그리고, 커버프레임(CF)은 도 16에 도시된 바와 같이 일측에 커넥터(CN)가 구비된다. 커넥터(CN)는 전술한 배터리(B)의 전원을 마스크(40)의 내부로 인가한다. 커넥터(CN)는 도 1에 도시된 바와 같이 서브 레귤레이터(30)가 장착공(43a)에 장착될 경우 서브 레귤레이터(30)에 구비된 대응 커넥터(미도시)가 결합됨에 따라 배터리(B)의 전원을 공급받는다. 그리고, 서브 레귤레이터(30)의 대응 커넥터는 배터리(B)에 통전가능하게 연결된 전선(미도시)이 매립되어 서브 레귤레이터(30)에 연결되는 감압호스(H2)의 전선을 통해 전원을 공급받는다. 이러한 통전구조는 당업계에 알려진 통상적인 구조이므로 그 자세한 설명은 생략한다.
한편, 마스크(40)는 도 16에 도시된 바와 같은 무선통신기(600)가 구비될 수 있다. 그리고, 백팩(10)은 허리띠(14)에 도 28에 도시된 무선중계기(700)가 착탈가능하게 장착될 수 있다. 무선통신기(600)는 착용자의 음성을 음성신호로 변환하여 무선으로 송신하거나, 무선으로 외부의 음성신호를 수신하여 출력한다. 무선통신기(600)는 전술한 이너램프모듈(49)과 같이 통기유닛(43)의 전방을 차폐하는 커버프레임(CF)의 커넥터(CN)와 연결된 전선(미도시)을 통해 배터리(B)의 전원이 인가된다.
무선통신기(600)는 도 17에 도시된 바와 같이 스피커(632)가 구비된 이어키트(630) 및 도 19에 도시된 바와 같이 이너램프모듈(49)에 구비되어 마스크(40)의 내부에 위치하는 마이크(620)로 구성된다. 이어키트(630)는 마이크(620)로부터 수신되는 음성신호를 무선으로 무선중계기(700)에 전송하고, 무선중계기(700)를 통해 수신되는 음성신호를 스피커(632)를 통해 음향으로 출력한다. 따라서, 착용자는 무선중계기(700)를 통해 자신의 음성을 다른 사람의 무전기(미도시)로 전달할 수 있고, 스피커(632)를 통해 다른 사람의 무전기에서 송신되는 음성을 청취할 수 있다.
이어키트(630)는 도 17에 도시된 바와 같이 확성기(634)가 일체적으로 구비될 수 있다. 확성기(634)는 스피커로 구성되어 마이크(620)의 음성을 증폭시켜서 외부로 출력한다. 따라서, 마스크 착용자는 주변에 있는 다른 사람들에게 음성을 명확하게 전달할 수 있다.
이어키트(630)는 도 17에 도시된 바와 같이 무선으로 음성신호를 송수신하고, 마이크(620)의 음성을 확성기(634)로 전달하며, 스피커(620) 및 확성기(634)의 작동을 제어하는 제어모듈(610)이 내장된다. 제어모듈(610)은 예컨대, 블루투스 기능에 의해 무선중계기(700)로 음성신호를 송수신하도록 구성되는 것이 바람직하다.
무선중계기(700)는 도 28에 도시된 바와 같이 버튼(720)이 구비되고, 내부에 송수신 제어모듈(710)이 내장된 대략 원형의 케이스로 구성된다. 무선중계기(700)는 도시된 바와 같이 커넥터(CN)가 구비된 통신선을 갖는다. 커넥터(CN)는 사용자의 무전기(미도시)에 연결된다. 무선중계기(700)는 후면에 클립(미도시)이 마련되어 백팩(10)의 허리띠(14)나 멜빵(13)에 고정된다.
무선중계기(700)는 무선통신기(600)에서 송신되는 음성신호를 무선으로 수신하여 다른 사람의 무전기에 전송하거나, 다른 사람의 무전기에서 발신되는 음성신호를 무선으로 무선통신기(600)에 전송한다. 송수신 제어모듈(710)은 사용자의 무전기에 다른 사람의 무전기로부터 송신된 음성신호가 수신될 경우, 수신된 음성신호를 이어키트(630)로 전달하여 스피커(620)를 통해 음향으로 출력한다. 그리고, 송수신 제어모듈(710)은 버튼(720)이 가압될 경우 마이크(620)의 음성을 사용자의 무전기로 전달하여 사용자의 무전기를 통해 다른 사람의 무전기로 전송한다. 즉, 송수신 제어모듈(710)은 버튼(720)의 조작에 의해 사용자의 무전기를 원격으로 제어한다.
무선중계기(700)는 전술한 바와 같이 무선통신기(600)의 이어키트(630)와 무선으로 송수신하므로 고장시 새것으로 교체될 경우 이어키트(630)와 다시 통신이 가능하다. 이어키트(630)는 고장시 새것으로 교체될 경우 무선중계기(700)와 통신이 가능하다. 즉, 무선중계기(700) 및 이어키트(630)는 무선으로 통신함에 따라 고장시 각각이 교체될 경우 서로 다시 통신할 수 있다.
한편, 백팩(10)은 도 4에 도시된 바와 같은 램프모듈(17)이 설치된다. 램프모듈(17)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 백팩(10)의 마운팅보드(11)에 설치된다. 램프모듈(17)은 도 3에 도시된 바와 같이 전면케이스(C1)에 후면케이스(C2)가 결합되고, 내부에 배터리(B) 및 발광램프(17a)가 실장된 기판(17b)가 내장된다. 램프모듈(17)은 도시된 바와 같이 배터리(B)의 전후방을 보호하는 탄성판(17c)이 내장되며, 후면케이스(C2)에 결합되는 배터리커버(C3)에 의해 배터리(B)의 이탈이 방지된다.
램프모듈(17)은 배터리(B)의 전원에 의해 발광램프(17a)를 구동시키며, 배터리(B)의 전원을 전술한 바와 같이 핸드헬드 인디케이터(500)나 마스크(40)로 인가한다. 램프모듈(17)은 색상변경이 가능한 엘이디로 발광램프(17a)가 구성된다. 램프모듈(17)은 핸드헬드 인디케이터(500)로부터 인가되는 구동신호에 의해 작동한다.
핸드헬드 인디케이터(500)는 도 14에 도시된 바와 같은 압력센서(51a)로부터 인가되는 센싱신호를 기반으로 구동모듈(520)이 램프모듈(17)에 구동신호를 인가한다. 핸드헬드 인디케이터(500)는 압력센서(51a)의 센싱값이 전술한 경고잔압이 아닐 경우 램프모듈(17)에 점등신호를 인가한다. 따라서, 램프모듈(17)은 평상시 초록색과 같은 색상으로 점멸하여 백팩 착용자의 위치를 현시한다.
하지만, 핸드헬드 인디케이터(500)는 압력센서(51a)의 센싱값이 전술한 경고잔압에 해당할 경우, 공기통(1)의 공기가 위험수준으로 소진되었다고 판단하여 램프모듈(17)에 색상변경신호를 인가한다. 이때, 램프모듈(17)은 적색과 같은 색상으로 점멸하여 위험을 경고한다. 즉, 핸드헬드 인디케이터(500)는 위험한 상황이 감지될 경우 발광램프(17a)의 색상을 변경시킨다. 따라서, 백팩 착용자는 주변의 다른 사람에게 용이하게 발견될 수 있다.
핸드헬드 인디케이터(500)는 도 14에 도시된 바와 같은 전술한 압력수집부(50b)가 압력센서(51a)의 센싱값을 기반으로 경고잔압을 판단하면, 표시제어부(50e)가 전술한 구동신호나 색상변경신호를 생성하여 통신부(545)를 통해 램프모듈(17)에 신호를 인가하도록 구성할 수 있다. 핸드헬드 인디케이터(500)는 경고잔압시 알러트(543)에 인가되는 경보신호를 램프모듈(17)에 인가하여 발광램프(17a)의 색상을 변경할 수도 있다.
한편, 핸드헬드 인디케이터(500)는 도 13에 도시된 바와 같이 케이스(510)에 아날로그 게이지가 구비될 수도 있다. 아날로그 게이지는 고압호스(H1)로부터 공급되는 공기의 압력을 눈금으로 현시하는 통상의 게이지이다. 따라서, 핸드헬드 인디케이터(500)는 공기통(1)의 공기압을 실시간으로 다양하게 제공할 수 있다.
전술한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 본질적 특징이 충족될 수 있을 경우 동일 사상의 범주내에서 적절한 변형(구조나 구성의 변경이나 부분적 생략 또는 보완)이 가능하다. 또한, 전술한 실시예들은 특징의 일부 또는 다수가 상호 간에 조합될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 구조 및 구성은 변형이나 조합에 의해 실시할 수 있으므로 이러한 구조 및 구성의 변형이나 조합이 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10: 백팩 17: 램프모듈
30: 서브 레귤레이터 40: 마스크
41: 렌즈 42: 러버프레임
43: 통기유닛 44: 개폐밸브
44a: 디스크 44b: 로드
44c: 가이드 45: 캠실린더
46: 캠하우징 47: 조작레버
48: 감지유닛 48a: 마그네트
48b: 홀센서 49: 이너램프모듈
51a: 압력센서 51b: 온도센서
54: 워닝디바이스 200: 메인 레귤레이터
210: 바디 220: 감압밸브
221: 밸브부재 222: 챔버
230: 휘슬모듈 231: 밸브하우징
233: 밸브부재 235: 휘슬
240: 리필밸브 241: 밸브케이싱
243: 커버 245: 밸브부재
500: 핸드헬드 인디케이터 510: 케이스
520: 구동모듈 530: 정보입력기
531: 리더기 533: 레코더
541: 유동감지센서 543: 알러트
543a: 타이머 543b: 경보신호 발생기
600: 무선통신기 700: 무선중계기
B: 배터리 H1: 고압호스
H2: 감압호스 S: 탄성체
S1: 모드스위치 S2: 리셋스위치

Claims (24)

  1. 공기통(1)이 착탈가능하게 장착되는 마운팅보드(11), 상기 마운팅보드(11)에 설치되는 멜빵(13) 및 허리띠(14)를 갖는 백팩(10);
    상기 백팩(10)에 장착되고, 상기 공기통(1)에서 배출되는 고압의 공기를 1차로 감압하는 메인 레귤레이터(200);
    상기 메인 레귤레이터(200)에서 감압된 공기를 2차로 감압하는 서브 레귤레이터(30);
    상기 서브 레귤레이터(30)가 장착되어 2차로 감압된 공기를 착용자의 안면으로 급기하는 마스크(40);
    상기 공기통(1)에서 배출되는 고압의 공기를 공급하는 고압호스(H1)가 일측에 연결되고, 상기 고압호스(H1)의 공기압을 실시간으로 측정하는 압력센서(51a)를 가지며, 상기 공기통(1)의 모니터링을 위해 상기 압력센서(51a)의 센싱값을 기반으로 상기 공기통(1)의 잔량을 표시하는 핸드헬드 인디케이터(500); 및
    상기 핸드헬드 인디케이터(500)에 전원을 공급하는 배터리(B);를 포함하고,
    상기 핸드헬드 인디케이터(500)는,
    상기 압력센서(51a)에서 실시간으로 측정되는 센싱값을 상기 공기통(1)의 사용 잔여시간으로 환산하여 상기 공기통(1)의 잔량과 함께 사용 잔여시간을 모니터링이 가능하도록 표시하는 것을 특징으로 하며,
    상기 메인 레귤레이터(200)는,
    상기 백팩(10)에 장착된 상기 공기통(1)의 배출구가 연결되어 상기 공기통(1)으로부터 고압의 공기를 공급받는 연결공(211)이 형성되고, 상기 연결공(211)과 연통되어 상기 연결공(211)으로 공급되는 고압의 공기가 양측으로 분기되는 분기유로(213)를 가지며, 상기 분기유로(213)의 일측으로 분기되는 고압의 공기를 상기 핸드헬드 인디케이터(500)에 연결된 상기 고압호스(H1)로 공급하는 고압포트(215) 및 상기 분기유로(213)의 타측에서 감압된 공기를 배출하는 감압포트(217)를 갖는 블럭형태의 바디(210); 및
    상기 바디(210)의 타측에 내장되어 상기 분기유로(213)의 타측으로 분기되는 고압의 공기를 1차로 감압하는 감압밸브(220);를 포함하고,
    상기 감압밸브(220)는,
    상기 바디(210)의 타측에 이동가능하게 내장되고, 상기 분기유로(213)의 타측을 선단을 통해 개폐하며, 상기 분기유로(213)의 타측으로 배출되는 공기의 일부를 후단으로 배출하는 밸브부재(221);
    상기 밸브부재(221)의 후단에 공기가 충전되는 공간을 제공하여 충전되는 공기압에 의해 상기 밸브부재(221)의 후단이 가압됨에 따라 상기 밸브부재(221)를 상기 분기유로(213)의 타측을 향해 이동시키는 챔버(222); 및
    상기 밸브부재(221)의 후단을 탄력적으로 지지하는 탄성체(S);를 포함하며,
    상기 메인 레귤레이터(200)는,
    상기 바디(210)에 장착되고, 상기 감압밸브(220)의 감압된 공기에 의하여 경보음을 발생시키는 휘슬모듈(230);을 더 포함하고,
    상기 휘슬모듈(230)은,
    상기 바디(210)에 공급되는 고압의 공기 및 상기 감압밸브(220)에서 감압된 공기가 제각기 유입되는 고압공(23a) 및 감압공(23b)이 일측 및 타측에 형성된 밸브하우징(231);
    상기 밸브하우징(231)에 내장되는 탄성체(S);
    상기 탄성체(S)에 가압된 상태로 상기 밸브하우징(231)에 내장되고, 상기 고압공(23a)으로 유입되는 공기의 압력에 의해 이동하면서 상기 감압공(23b)을 개방하는 밸브부재(233); 및
    상기 밸브부재(233)에 의해 상기 감압공(23b)이 개방됨에 따라 상기 밸브하우징(231)의 내부로 유입되는 감압된 공기를 배기하면서 경고음을 발생시키는 휘슬(235);을 포함하며,
    상기 메인 레귤레이터(200)는,
    상기 공기통(1)과 연결된 상기 연결공(211) 및 상기 분기유로(213)가 마련된 상기 바디(210)에 설치되고, 상기 공기통(1)에 고압의 공기를 리필하는 리필밸브(240);를 더 포함하고,
    상기 리필밸브(240)는,
    상기 바디(210)에 설치되고, 상기 연결공(211)과 연통된 상기 분기유로(213)에 리필을 위한 공기를 공급하는 충전공(241a)이 형성되며, 일측이 개방된 밸브케이싱(241);
    상기 밸브케이싱(241)의 개방된 일측을 차폐하고, 내주면에 단턱이 형성되어 상기 충전공(241a)과 연통되는 연통공간(243a)이 마련된 커버(243);
    상기 밸브케이싱(241)에 내장되고, 리필을 위한 공기를 상기 밸브케이싱(241)의 충전공으로 바이패스시키는 바이패스유로(245a)를 가지며, 리필을 위한 공기의 공기압에 의해 이동하면서 상기 충전공(241a)과 연통된 상기 커버(243)의 연통공간으로 상기 바이패스유로(245a)를 이동시키는 밸브부재(245); 및
    상기 밸브부재(245)를 탄력적으로 지지하는 탄성체(S);를 포함하며,
    상기 서브 레귤레이터(30)가 장착되는 상기 마스크(40)의 내부에 설치되어 상기 배터리(B)의 전원에 의해 작동하고, 상기 공기통(1)의 잔량을 표시하는 잔량표시램프(49a) 및 상기 배터리(B)의 충전량을 표시하는 충전량 표시램프(49b) 중 적어도 어느 하나를 갖는 이너램프모듈(49);를 포함하고,
    상기 핸드헬드 인디케이터(500)는,
    상기 압력센서(51a)의 센싱값을 기반으로 생성된 잔량표시신호를 상기 이너램프모듈(49)에 인가하여 상기 이너램프모듈(49)의 상기 잔량표시램프(49a)를 작동시키는 것을 특징으로 하며,
    상기 마스크(40)는,
    투시가능한 재질로 이루어진 렌즈(41);
    상기 렌즈(41)의 테두리를 따라 마련되어 착용자의 안면에 밀착되는 고무재 러버프레임(42);
    상기 러버프레임(42)에 설치되어 상기 렌즈(41)의 하부에 위치하고, 상기 서브 레귤레이터(30)가 장착되어 2차로 감압된 공기가 소통되는 장착공(43a), 착용자의 호기를 배출하는 호기공(43b)이 형성된 통기유닛(43); 및
    상기 통기유닛(43)의 상기 호기공(43b)을 개폐하는 개폐밸브(44);를 포함하고,
    상기 마스크(40)의 상기 개폐밸브(44)는,
    상기 통기유닛(43)의 상기 호기공(43b)을 착용자의 호기에 의해 이동하면서 개폐하는 디스크(44a);
    상기 디스크(44a)를 이동가능하게 탄력적으로 지지하는 탄성체(S);
    상기 디스크(44a)에 일체적으로 구비되어 상기 디스크(44a)와 함께 이동하는 로드(44b); 및
    상기 로드(44b)의 이동을 안내하는 가이드(44c);를 포함하며,
    상기 마스크(40)는,
    상기 개폐밸브(44)의 상기 디스크(44a)를 상기 호기공(43b)에서 이격된 상태로 고정하는 록커(L);를 더 포함하고,
    상기 록커(L)는,
    상기 로드(44b)가 고정되고, 측방에 경사홈(45a)이 형성된 캠실린더(45);
    상기 캠실린더(45)가 삽입되고, 상기 경사홈(45a)에 삽입되는 삽입돌기(46a)가 내주면에 마련된 캠하우징(46); 및
    상기 캠실린더(45)에 결합되어 상기 캠실린더(45)와 함께 회전하고, 상기 캠실린더(45)를 회전시키면서 상기 캠하우징(46)의 상기 삽입돌기(46a)가 삽입된 상기 경사홈(45a)을 통해 상기 캠실린더(45)를 승강시키며, 측방에 파지돌기(47a)가 돌출된 조작레버(47);를 포함하며,
    상기 마스크(40)는,
    상기 개폐밸브(44)의 작동상태를 감지하는 감지유닛(48);을 더 포함하고,
    상기 감지유닛(48)은,
    상기 조작레버(47)의 일측에 구비되어 상기 조작레버(47)와 함께 회전하는 마그네트(48a);
    상기 마그네트(48a)의 자력을 감지하는 홀센서(48b); 및
    상기 홀센서(48b)의 감지신호에 따라 상기 개폐밸브(44)의 개폐상태를 표시하는 개폐상태 표시부;를 포함하고,
    상기 메인 레귤레이터(200)는,
    상기 분기유로(213)가 상기 바디(210)의 내부에 상기 바디(210)의 길이방향과 평행하게 수평상태로 형성되고, 상기 분기유로(213)의 중간에 상기 연결공(211)이 연통됨에 따라 상기 연결공(211)에서 공급되는 고압의 공기를 상기 바디(210)의 양측으로 분기하는 것을 특징으로 하고,
    상기 리필밸브(240)는,
    상기 분기유로(213)와 연통되는 상기 밸브케이싱(241)의 상기 충전공(241a)이, 원통형의 단면으로 형성된 상기 밸브케이싱(241)의 일측 또는 양측에 형성되되, 상기 밸브케이싱(241)의 길이방향을 따라 형성됨으로써, 상기 밸브부재(245)의 상기 바이패스유로(245a)로 바이패스되는 리필을 위한 공기를 상기 바이패스유로(245a)에서 공급받아서 상기 분기유로(213)에 제공하는 것을 특징으로 하며,
    상기 리필밸브(240)의 상기 밸브부재(245)는,
    상기 탄성체(S)에 지지되고, 내부에 중공을 갖는 제1밸브부재(24a); 및
    상기 제1밸브부재(24a)의 일측에 결합되고, 상기 바이패스유로(245a)가 측방으로 형성되며, 상기 커버(243)의 단턱에 밀착되는 플랜지(FL)가 외주면에 마련된 원통형의 제2밸브부재(24b);를 포함하며,
    상기 마스크(40)에 구비된 상기 록커(L)는,
    상기 캠실린더(45)의 외주면에 돌출형성되는 끼움돌기(45b); 및
    상기 끼움돌기(45b)가 끼워져서 걸리고, 상기 조작레버(47)에 형성되어 상기 조작레버(47)에 의해 회전하면서 상기 끼움돌기(45b)를 상기 캠실린더(45)와 함께 회전시키는 걸림돌기(47c);를 더 포함하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
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  8. 제 1 항에 있어서, 상기 핸드헬드 인디케이터(500)는,
    상기 공기통(1)의 고압공기가 관류하는 상기 고압호스(H1) 및 상기 고압호스(H1)의 압력을 측정하는 상기 압력센서(51a)가 일측 및 내부에 각각 설치되고, 상기 공기통(1)의 잔량 및 사용 잔여시간을 화상으로 표시하는 디스플레이(DP)를 가지며, 한 손 파지가 가능한 크기로 이루어진 케이스(510); 및
    상기 케이스(510)에 내장되어 상기 압력센서(51a) 및 상기 디스플레이(DP)의 구동을 제어하고, 상기 디스플레이(DP)에 표시되는 상기 잔량 및 사용 잔여시간을 제공하며, 상기 잔량 및 사용 잔여시간의 갱신을 위한 데이터를 주기적으로 상기 디스플레이(DP)에 제공하는 구동모듈(520);을 포함하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 구동모듈(520)은,
    상기 압력센서(51a)로부터 상기 고압호스(H1)의 압력을 측정한 센싱신호가 수신되면 구동을 시작하고, 구동이 시작된 후 실시간으로 수신되던 센싱신호의 수신이 중단되면 구동을 종료하는 것을 특징으로 하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 핸드헬드 인디케이터(500)는,
    상기 케이스(510)의 주변의 온도를 측정하여 측정된 온도를 상기 디스플레이(DP)에 표시하는 온도센서(51b); 및
    상기 구동모듈(520)의 작동을 제어하여 상기 온도, 상기 잔량 및 상기 사용 잔여시간을 순차적으로 상기 디스플레이(DP)에 표시하는 모드스위치(S1);를 더 포함하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 핸드헬드 인디케이터(500)는,
    상기 공기통(1)의 사용자 정보가 입력되는 정보입력기;를 더 포함하고,
    상기 정보입력기는,
    상기 케이스(510)의 내부에서 상기 공기통(1)의 사용자 정보가 저장된 알에프 식별태그의 사용자 정보를 무선으로 독출하는 리더기(531); 및
    상기 리더기(531)에서 독출된 사용자 정보를 저장하는 레코더(533);를 포함하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 핸드헬드 인디케이터(500)는,
    상기 케이스(510)의 유동을 실시간으로 감지하여 상기 구동모듈(520)에 인가하는 유동감지센서(541); 및
    상기 유동감지센서(541)의 감지값에 따라 경보를 발생시키는 알러트(543);를 더 포함하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 알러트(543)는,
    상기 유동감지센서(541)로부터 수신되는 감지신호의 수신시간 및 기 설정된 다음 수신예정시간을 카운팅하는 타이머(543a);
    상기 타이머(543a)의 상기 다음 수신예정시간 동안 감지신호가 미수신되면 경보신호를 인가하는 경보신호 발생기(543b); 및
    상기 경보신호 발생기(543b)의 경보신호에 의해 음향이나 조명 또는 진동을 출력하는 워닝디바이스(54);를 포함하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 타이머(543a)는,
    상기 경보신호 발생기(543b)에서 경보신호가 인가됨과 동시에 기 설정된 1초 내지 8초의 추가 수신예정시간을 카운팅하고,
    상기 경보신호 발생기(543b)는,
    상기 타이머(543a)의 상기 추가 수신예정시간 동안 상기 유동감지센서(541)로부터 감지신호가 다시 수신되면 경보신호의 송출을 차단하여 상기 워닝디바이스(54)의 작동을 중단시키는 것을 특징으로 하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 타이머(543a)는,
    상기 감지신호가 미수신되어 상기 추가 수신예정시간이 경과하면 곧바로 기 설정된 최후 수신예정시간을 카운팅하고,
    상기 경보신호 발생기(543b)는,
    상기 최후 수신예정시간 동안에도 상기 감지신호가 미수신되면 상기 워닝디바이스(54)에 출력변경신호를 인가하여 상기 워닝디바이스(54)의 음향이나 조명 또는 진동의 세기를 강화시키거나 변화시키는 것을 특징으로 하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 알러트(543)는,
    상기 경보신호 발생기(543b)의 작동이 중단되도록, 상기 타이머(543a)에 설정된 상기 다음 수신예정시간이나 상기 추가 수신예정시간을 초기화하여 상기 출력변경신호의 송출을 중단시키는 리셋스위치(S2);를 더 포함하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
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  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크(40)에 설치되고, 착용자의 음성을 음성신호로 변환하여 무선으로 송신하거나, 외부로부터 무선으로 음성신호를 수신하여 출력하는 무선통신기(600); 및
    상기 백팩(10)의 멜빵(13)이나 허리띠(14)에 설치되어 상기 무선통신기(600)에서 송신되는 음성신호를 무선으로 수신하여 무전기에 전송하거나, 상기 무전기에서 발신되는 음성신호를 무선으로 상기 무선통신기(600)에 전송하는 무선중계기(700);를 더 포함하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 무선중계기(700)는,
    상기 무전기의 송신모드를 원격으로 제어하고, 음성신호를 송수신하는 송수신 제어모듈(710); 및
    상기 송수신 제어모듈(710)을 작동시키는 버튼(720);을 포함하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리(B)의 전원에 의해 작동하고, 상기 백팩(10)의 마운팅보드(11)에 설치되며, 색상변경이 가능한 발광램프(17a)를 갖는 램프모듈(17);을 더 포함하는 모니터링 기능을 갖는 공기통 장착형 휴대식 공기공급장치.
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