KR102014513B1 - 산소순환호흡장치 - Google Patents

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Abstract

산소순환호흡장치가 개시된다. 실시예에 따르면, 입에 대응하여 형성되고, 일측에는 들숨호스가 연결되고, 타측에는 날숨호스가 연결되며, 들숨호스에 수동산소 공급밸브가 형성된 마우스피스; 상기 수동산소 공급밸브에 연결되는 산소공급호스와 연결된 산소저장용기; 상기 산소저장용기에 연결되며 공급되는 산소의 압력을 감지하고 고압 산소의 이동을 차단하는 고압산소 감압장치; 상기 산소공급호스에 연결되는 인입관이 형성되고, 상기 들숨호스와 연결되어 산소를 배합하는 호흡공기 압력장치; 상기 호흡공기 압력장치에 연결되어 이산화탄소 및 수분을 제거하는 필터부; 상기 날숨호스에 연결되어 날숨을 저장하며 상기 필터부와 연결되는 날숨저장주머니; 상기 수동산소 공급밸브, 고압산소 감압장치, 호흡공기 압력장치, 필터부의 작동을 제어하는 제어부;;를 포함하여 구성된다.

Description

산소순환호흡장치{Re-breathing Apparatus for Disaster}
개시되는 내용은 산소순환호흡장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재난재해 환경에서 산소호흡이 가능하도록 하는 산소순환호흡장치에 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.
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 사용되고 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.
공기호흡기는 사용시간이 40~60분으로 짧으며, 15~20kg으로 무겁고, 사용법이 어려워 전문교육을 이수한 전문가만이 사용할 수 있는 단점이 있었다.
또한 공기호흡기에는 LED비상등, 산소공급 조절장치 등 전자제어장치가 없어 위험한 환경에서 생존율이 저하되는 단점이 있었다.
문헌 1 : 한국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0071061호 문헌 2 : 한국 등록실용신안 20-0316831호
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 일반공기(수분이 함양된 공기)를 적절히 혼합하여 순도 25% 이상의 산소를 공급할 수 있도록 함으로써 자발 호흡이 가능하도록 하는 산소순환호흡장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
실시예의 목적은, 입에 대응하여 형성되고, 일측에는 들숨호스가 연결되고, 타측에는 날숨호스가 연결되며, 들숨호스에 수동산소 공급밸브가 형성된 마우스피스; 상기 수동산소 공급밸브에 연결되는 산소공급호스와 연결된 산소저장용기; 상기 산소저장용기에 연결되며 공급되는 산소의 압력을 감지하고 고압 산소의 이동을 차단하는 고압산소 감압장치; 상기 산소공급호스에 연결되는 인입관이 형성되고, 상기 들숨호스와 연결되어 산소를 배합하는 호흡공기 압력장치; 상기 호흡공기 압력장치에 연결되어 이산화탄소 및 수분을 제거하는 필터부; 상기 날숨호스에 연결되어 날숨을 저장하며 상기 필터부와 연결되는 날숨저장주머니; 상기 수동산소 공급밸브, 고압산소 감압장치, 호흡공기 압력장치, 필터부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 산소순환호흡장치에 의해 달성될 수 있다.
개시된 실시예에 따르면, 산소저장용기로부터 호흡에 적합한 공기를 공급받고 사용 시간을 월등히 연장시킬 수 있어 사용자의 안전을 보장할 수 있고, 작업 능률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 산소순환호흡장치를 나타낸 도면,
도 2는 실시예에 따른 산소순환호흡장치에서 '마우스피스'를 나타낸 단면도,
도 3은 실시예에 따른 산소순환호흡장치에서 '고압차단 안전장치'를 나타낸 분해사시도,
도 4는 실시예에 따른 산소순환호흡장치에서 '제어부'를 나타낸 구성도,
도 5a 및 도 5b는 실시예에 따른 산소순환호흡장치에서 '안전밸브'를 나타낸 사시도로써 도 5a는 열림상태, 도 5b는 닫힘 상태를 나타낸 도면,
도 6은 실시예에 따른 산소순환호흡장치에서 '안전밸브'를 나타낸 분해사시도.
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 도면 중에서, 도 1은 실시예에 따른 산소순환호흡장치를 나타낸 도면, 도 2는 실시예에 따른 산소순환호흡장치에서 '마우스피스'를 나타낸 단면도, 도 3은 실시예에 따른 산소순환호흡장치에서 '고압차단 안전장치'를 나타낸 분해사시도, 도 4는 실시예에 따른 산소순환호흡장치에서 '제어부'를 나타낸 구성도, 도 5a 및 도 5b는 실시예에 따른 산소순환호흡장치에서 '안전밸브'를 나타낸 사시도로써 도 5a는 열림상태, 도 5b는 닫힘 상태를 나타낸 도면, 도 6은 실시예에 따른 산소순환호흡장치에서 '안전밸브'를 나타낸 분해사시도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 산소순환호흡장치는,
입에 대응하여 형성되고, 일측에는 들숨호스(21)가 연결되고, 타측에는 날숨호스(22)가 연결되며, 들숨호스(21)에 수동산소 공급밸브(32)가 형성된 마우스피스(2);
상기 수동산소 공급밸브(32)에 연결되는 산소공급호스(33)와 연결된 산소저장용기(3);
상기 산소저장용기(3)에 연결되며 공급되는 산소의 압력을 감지하고 고압 산소의 이동을 차단하는 고압산소 감압장치(4);
상기 산소공급호스(33)에 연결되는 인입관(51)이 형성되고, 상기 들숨호스(21)와 연결되어 산소를 배합하고 상기 들숨호스(21)가 연결되어 호흡공기를 공급하는 호흡공기 압력장치(5);
상기 호흡공기 압력장치(5)에 연결되어 이산화탄소 및 수분을 제거하는 필터부(6);
상기 날숨호스(22)에 연결되어 날숨을 저장하며 상기 필터부(6)와 연결되는 날숨저장주머니(7);
상기 수동산소 공급밸브(32), 고압산소 감압장치(4), 호흡공기 압력장치(5), 필터부(6)의 작동을 제어하는 제어부(8);를 포함하여 구성된다.
상기 마우스피스(2)는 사용자의 입으로 산소를 공급하는 모듈이며, 대기압력(의식적으로 빨아들어야 공기가 흡입되는 압력)으로 편안하게 호흡할 수 있는 것이며, 들숨호스(21)가 연결되는 제1결합구와, 날숨호스(22)가 연결되는 제2결합구가 형성되고, 입에 대응하는 흡입구(23)가 형성된 본체(20);를 포함한다.
들숨은 공기를 흡입하는 호흡을 의미하고, 날숨은 공기를 내쉬는 상태를 의미한다.
마우스피스(2)에는 양압 음압 조절장치가 포함된다.
양압 음압 조절장치는 CO2 및 수분제거 모듈에 속하는 것으로, 사용자가 편안한 호흡을 할 수 있는 1기압의 호흡 압력을 유지하도록 양압(1기압보다 큼)일 경우 호흡압력을 줄이고, 음압(1기압보다 적음)일 경우 호흡압력을 높이는 작동을 한다.
상기 들숨호스(21)는 직경 25mm, 날숨호스(22)는 직경 30mm의 크기의 주름관 형상이며, 각각의 길이는 200~300mm로 신축성이 있고, 재질은 불연성 FRP이다.
상기 제1결합구에는 들숨호스(21)로 날숨이 유입되지 않도록 차단하는 날숨방지패드(212)가 형성된다.
상기 제2결합구에는 날숨호스(22)로 들숨이 유입되지 않도록 차단하는 들숨방지패드(223)가 형성된다.
따라서 들숨일 경우에는 날숨입구가 막히고, 날숨일 때는 들숨 입구가 차단되게 하여 날숨과 들숨이 섞이지 않도록 한다.
아울러 상기 마우스피스(2)의 본체(20) 일측에 엘이디 비상등(25)이 형성된다.
엘이디 비상등(25)은 재난사고 혹은 비상사태가 발생하여 정전, 암흑의 상태에서 시야를 확보하여 탈출구를 찾거나 장애물을 피하기 위한 것으로 50Lum 이상의 밝기를 가지는 작업(비상)등이 적용된다.
비상상황을 전자회로에서 감지하여 자동으로 전원이 공급되어 LED등이 점등되게 한다.
또한 엘이디 비상등(25)은 고휘도 발광을 유발함으로써 사용자의 위치를 표시하도록 하여 수중이나 어두운 장소에서 안전을 도모할 수 있다.
수동산소 공급밸브(32)는 산소공급부분의 기계 모듈에 속하며, 산소공급전자제어모듈에서 적당한 산소를 공급하지 못하거나 사용자의 호흡이 힘든 경우 수동 산소 공급버튼을 개발하여 산소를 수동으로 공급하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수동산소 공급밸브(32)는 양측에 연결구(321)가 각기 형성되는 밸브바디(322)와, 양측 연결구(321)와 통하는 통로(323)가 형성되며, 통로(323)를 개폐하는 디스크(324)와, 디스크(324)가 일측에 형성되고 외측에 스프링(327)이 결합된 로드(325) 및 로드(325)에 형성되어 디스크(324)의 개도율을 조절하는 버튼(326)을 포함하여 구성된다.
상기 밸브바디(322)의 일측 개구부 주위에는 배수구(328)가 형성되어 내부의 수분이 배출되도록 한다.
따라서 버튼(326)을 누르면 로드(325)가 일측으로 이동되고, 스프링(327)은 수축되며 디스크(324)는 통로(323)를 개방하게 되어 호흡공기 압력장치(5)의 인출관(52)으로부터 배합 산소가 마우스피스(2)로 유입될 수 있다.
버튼(326)을 누르는 힘을 해제하면 스프링(327)의 복원탄성에 의해 로드(325)가 반대방향으로 이동하고 디스크(324)는 통로(323)를 폐쇄하여 차단하게 된다.
상기 산소저장용기(3)는 내부의 기체가 산소 90%, 질소 10%로 구성되고, 200bar의 압력을 갖는다.
산소저장용기(3)는 산소의 충전상태를 상시 감시하여 충전압력이 주위 환경에 의해 과도하게 높아지면 경고음을 울리도록 한다.
또한 산소저장용기(3)의 산소가 불필요하게 세고 있는 것은 아닌지를 상시 감시하고, 산소저장용기(3)의 압력을 사용자가 사용하므로 0.1Mpa 이하로 낮아지면 산소압력부족을 사용자에게 알려주도록 한다.
산소저장용기(3)에는 배출되는 산소가스의 압력을 안정적으로 유지할 수 있도록 고압차단 안전장치(9)가 형성된다.
고압차단 안전장치(9)는 안전 고압(20Mpa이상) 산소저장용기(3)의 밸브(35)를 열 때에 고압으로 갑자기 분사되는 것을 방지하게 된다.
따라서 산소저장용기(3)의 밸브(35)를 갑작스럽게 열더라도 고압의 산소가 고압차단 안전장치(9)를 경유하면서 압력이 감소되어 서서히 분사되도록 하여 안전사고를 방지할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 고압차단 안전장치(9)는, 산소저장용기(3)의 출구에 형성된 밸브포트(37)에 결합되도록 외주면에 나사산이 형성된 결합구(92)와, 상기 결합구(92)의 내부에 삽입되며 산소저장용기(3)의 출구에 나사결합되도록 외주면에 나사산이 형성된 슬러그(94); 상기 슬러그(94)에 결합되며 결합구(92)의 외부로 돌출된 축(96); 상기 축(96)에 결합되는 핸들(98);을 포함하여 구성된다.
축(96)에는 와셔(93)와 오링(95)이 결합되어 밀폐성을 갖도록 한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 핸들(98)을 회전시키면 슬러그(94)가 나사 회전되면서 출구를 개방하게 된다.
또는 도 5b에 도시된 바와 같이, 핸들(98)을 반대로 회전시키면 슬러그(94)가 나사 회전되면서 출구를 막아 폐쇄하게 된다.
따라서 슬러그(94)의 나사 회전에 의해 개도율이 완만하게 조절됨으로써 급격한 산소 배출이 제어될 수 있다.
산소저장용기(3)는 총중량 1.5kg이하, 충전가스 산소 90%이상, 내용적 2.5ℓ이하, 최고충전압력(FP) 20Mpa, 내압시험압력(TP) 30Mpa로 기술표준원 KS E 4118 규격에 적합한 것을 사용한다.
상기 고압산소 감압장치(4)는, 산소저장용기(3)로부터 배출되는 기체를 7.5bar로 감압시켜 배출하되, 배출되는 산소의 압력을 감지하는 압력센서(41)와, 산소저장용기(3)의 배출구에 형성되어 배출되는 산소량을 조절하는 저장용기 안전밸브와, 산소저장용기의 압력을 표시해주는 압력게이지를 포함하여 구성된다.
상기 고압산소 감압장치(4)의 출구에 연결된 관로에서 일측으로 분기되어 호흡공기 압력장치(5)가 연결되고, 상기 관로에서 타측으로 분기되는 산소공급호스(33)는 수동산소 공급밸브(32)에 연결되어 산소가 공급되도록 한다.
고압산소 감압장치(4)는 산소저장용기(3)의 높은 압력(20Mpa이상)을 산소공급전자제어모듈 혹은 수동 산소공급 버튼이 그대로 사용할 없기 때문에 산소공급전자제어 모듈에서 사용 가능한 압력(0.8Mpa 이하)으로 조절하는 1단계 감압장치이다.
DFSV(diaphragm first stage valve) 방식의 메인피스톤에서 서브 피스톤(고압막대)을 추가하여 산소저장용기(3)의 압력을 스프링의 장력, 주변 압력에 따라 자동으로 0.8Mpa 이하가 조절되도록 개발. 재질은 부식과 강도에 강한 SUS304 계열을 적용한다.
고압산소 감압장치(4)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 산소저장용기(3)와 통하도록 연결되며 일측 개구부에 밸브디스크(722)가 삽입되고, 상기 밸브디스크(722)를 지지하는 스프링(724)이 삽입되며, 외주면에 너트(726)가 나사 결합된 바디(720);
바디(720)의 타측에 형성된 니플(727)에 나사 결합되며 상기 밸브디스크(722)에 연결되는 조정너트(726)와, 조정너트(726)를 회전시키는 조절핸들(740);를 포함하여 구성된다.
조절핸들(740)의 회전에 연동되어 조정너트(726)가 회전함으로서 밸브디스크(722)가 열리거나 닫히는 작동을 하게 되고, 개방율이 미세하게 조절될 수 있다.
상기 고압차단 안전장치(9)는, 산소저장용기(3)의 산소충전압력이 30.1Mpa 이상이면 산소저장용기 보호를 위해 자동으로 고압의 산소를 배출시키는 것이다.
바람직하게는 사용자의 호흡산소 22% 이상을 유지하기 위한 전자제어장치가 포함된다.
날숨의 산소량을 측정하는 제3산소센서(S3)와, 들숨의 산소량을 측정하는 제1산소센서(S1)와, 이산화탄소(CO2) 및 수분제거장치의 산소량을 측정하는 제4산소센서(미도시)의 산소측정량을 분석하여, 사용자 호흡산소가 22%이하이면 자동산소 공급밸브(39)를 많이 열어 호흡 산소를 공급하고, 반대로 호흡 산소가 22%이상이면 자동산소 공급밸브(39)를 차단시켜 호흡 산소량을 줄이도록 한다.
상기 자동산소 공급밸브(39)는 산소 농도를 감지하여 적정한 농도를 유지하도록 자동 제어하게 된다.
상기 호흡공기 압력장치(5)는 사용자가 들숨으로 호흡할 때 항상 산소 22% 이상을 공급하기 위한 것으로, 산소저장용기(3)에서 공급되는 90% 이상의 산소와 한번 호흡되어 CO2가 발생되고 CO2제거장치, 즉 필터부(6)에서 오는 공기와 산소를 배합하게 된다.
바람직하게는 호흡 산소농도가 4% 이하면 4분 안에 즉시 사망하고 19~20%에서는 가슴이 답답한 느낌을 떨칠 수 없고 두통 식욕부진 구토 등의 증세가 동반된다.
21%를 넘어서면 상황은 반전된다.
30%까지는 산소농도증가에 따라 비례적으로 운동능력도 향상된다.
그러나 65%를 초과하면 산소중독증이 나타나 세포가 과다 산소로 인해 피해를 입게 되고, 대기권에서 24시간 지속적으로 산소 100%를 마시거나, 6.5M 이상 깊은 수심에서 산소 100%를 마시게 되면 사망하게 된다.
상기 호흡공기 압력장치(5)는
산소공급호스(33)에 연결되는 인입관(51)이 형성되고, 상기 들숨호스(21)와 연결되는 인출관(52) 및 산소농도를 감지하는 제1산소센서(S1)와 제2압력센서(53)가 형성되며,
내부에서 산소와, 호흡 후 배출되는 질소를 배합하게 된다. 바람직하게는 대기와 동일하도록 산소는 22v%로 유지되도록 한다.
상기 호흡공기 압력장치(5)의 인입관(51)에는 자동산소 공급밸브(39)가 형성되어 산소 유입량을 조절하게 된다.
자동산소 공급밸브(39)는 제어부(8)의 제어에 의해 개도율이 자동으로 조절된다.
상기 필터부(6)는
호흡공기 압력장치(5)에 연결되는 출구관(61)과, 날숨공기 저장주머니(7)에 연결되는 날숨공급관(83)에 연결되는 입구관(62)이 형성되고,
수분 배기밸브(64)가 형성되어 이루어진다.
상기 출구관(61)에 제2산소센서(S2)가 형성되고 필터부(6)의 가스를 호흡공기 압력장치(5)로 강제 이송시키도록 송기장치(65)가 형성된다.
상기 송기장치(65)는 필터부(6)의 출구관(61)에 형성된 프로펠러(651)와, 상기 프로펠러(651)를 구동시키는 모터(652)로 구성된다.
따라서 모터(652)의 작동에 의해 프로펠러(651)가 회전되어 필터부(6)의 가스를 이송시킬 수 있게 된다.
상기 날숨공기 저장주머니(7)는 호흡에서 발생되는 날숨을 저장하는 것으로, 이산화탄소, 질소, 수분 등이 함유되어 있고, 이산화탄소 및 수분을 필터부에서 제거되도록 하고 질소는 다시 호흡공기 압력장치(5)에서 산소와 배합되어 재 호흡에 사용될 수 있다.
날숨공기 저장주머니(7)는 날숨호스(22)가 일측에 연결되어 날숨이 저장되고,
날숨호스(22)와 날숨공기 저장주머니(7)의 연결부위에 날숨가변 배기밸브(72)가 형성되고, 상기 날숨가변 배기밸브(72)는 날숨이 날숨공기 저장주머니(7)로 유입되는 유입량을 조절할 수 있다.
상기 제어부(8)는
LCD모니터(80)와 전자제어보드를 포함하고,
산소공급 밸브의 제어모듈, 산소 저장용기의 압력 감시모듈, 전원 관리모듈, 산소센서의 데이터 처리모듈, 비상호출 통신모듈, 산소배합 모터의 제어모듈을 포함하여 구성된다.
상기 LCD모니터(80)에는 입력부(82)가 형성되고, 입력부(82)에는 외부공기 오염도 감시(821), 산소량 및 농도 감시(822), 공기량 및 수분 감시(823), 용기압력 감시(824) 기능이 표시된다.
출력부(84)에는 산소유량조절(841), 배합장치제어(842), LED 조명제어(843), 산소공급밸브제어(844), 호흡압력모터제어(845)가 포함된다.
상기 전자제어보드에서는 적정량의 산소를 공급하기 위한 자동 산소공급제어, 각종 요소기기들의 상황을 나타내는 전자 게이지, 요소기기들의 상태에 대한 전자 경보, 3개의 산소센서에 대한 데이터 처리, 그리고 LED작업(비상)등을 제어하고, 산소저장용기 충전압력을 감시하도록 하여 고온에서 과대 충전되는 것을 사용자에게 알려주도록 한다.
산소저장용기(3)에는 전자 게이지가 구비되어 제어부(8)와 연동된다. 전자 게이지는 산소저장용기 충전상태, 충전압력감시, 배터리부족감시, 알람부저 등을 LCD그래픽 문자, 색상으로 표시할 수 있다.
바람직하게는 전자 게이지는 사용자에게 정보를 제공하도록 하고 사용자의 손목 혹은 손에 잡을 수 있는 형상으로 이루어진다.
산소저장용기(3)의 압력을 상시 감시하여 잔압이 약 0.1Mpa 이하일 때 경보음을 발생시켜 사용자에게 산소량 부족을 알리고 대피하거나 산소를 재충전하도록 알려주는 전자 경보수단이 포함된다.
산소저장용기(3)의 압력은 200bar의 고압력이다.
제1산소센서(S1) 내지 제3산소센서(S3)는 날숨부분, 들숨부분, CO2 제거부분에 각각 형성된다.
각 산소센서(S1~S3)는 산소량을 계측한 후 사용자에게 22%이상 적정량의 산소를 공급하거나, 공급이 잘되고 있는지를 감시하도록 하고, CO2 제거 부분은 정상적으로 동작하는지를 감시하도록 한다.
한편 상기 제어부(8)에 연동되며 마우스피스 착용자에 대한 비상호출을 담당하는 비상호출 송신모듈(86)을 더 포함한다.
상기 비상호출 송신모듈(86)은 음성발생부 또는 발광부를 포함하여 구성된다.
따라서 마우스피스 착용자가 일에 몰두하다가 현장에서의 체류제한시간을 놓치게될 경우 비상호출 송신모듈(86)을 통해 경고함으로써 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
한편 본 실시예에 따르면, 날숨 가변배기밸브(미도시)가 포함될 수 있다.
날숨 가변배기밸브는 필터부(6)(이산화탄소 및 수분제거 모듈)에 속하는 것으로, 사용자가 편안하게 호흡할 수 있도록 하기 위함이며, 날숨 때에 과도한 양압(날숨이 힘든 경우)을 방지하기 위해 장력 스프링에 의해 밀어주고, 반대로 들숨 때에 과도한 음압(들숨이 힘든 경우)을 방지하기 인장력 스프링에 의해 당겨주도록 하여 호흡하기 편한 1기압의 압력을 항상 유지하도록 한다.
한편 본 실시예에 따르면 과 호흡 압력 배출장치(미도시)가 포함될 수 있다.
과 호흡 압력 배출장치는 필터부(6)(이산화탄소 및 수분제거 모듈)에 속하는 것으로, 호흡압력이 설정치보다 1.2 기압 높게 유지(산소공급 장치로부터 산소가 공급)되면 과도한 양압이 발생하게 되므로 이를 방지하기 위해 자동 배출시키게 된다.
상기 필터부(6)는 이산화탄소 및 수분을 제거하는 것으로, 22%의 산소를 호흡한 후 날숨에서 발생되는 4%의 CO2(이산화탄소)와 수분을 제거한 후 약 18%의 산소를 산소배합모듈로 공급게 된다.
의료용 소다라임을 이용하여 CO2와 수분을 제거하도록 하며, 호흡에서 발생되는 수분은 수분배기밸브(64)를 통해 배출되도록 하여 CO2제거장치의 소다라임 필터가 응고되는 것을 방지하도록 한다.
소다라임은 이산화탄소와 물을 흡수하는 작용을 하는 과립상의 물질로 이산화탄소흡수장치에 넣어 사용한다. 주 성분은 수산화칼슘, 수산화나트륨, 무수규산이다.
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 : 마우스피스 3 : 산소저장용기
4 : 고압산소 감압장치 5 : 호흡공기 압력장치
6 : 필터부 7 : 날숨저장주머니
8 : 제어부 21 : 들숨호스
22 : 날숨호스 25 : 엘이디 비상등
32 : 수동산소 공급밸브 33 : 산소공급호스
9 ; 고압차단 안전장치 92 : 결합구
94 : 슬러그 96 : 축
98 : 핸들

Claims (11)

  1. 입에 대응하여 형성되고, 일측에는 들숨호스가 연결되고, 타측에는 날숨호스가 연결되며, 들숨호스에 수동산소 공급밸브가 형성된 마우스피스;
    상기 수동산소 공급밸브에 연결되는 산소공급호스와 연결된 산소저장용기;
    상기 산소저장용기에 연결되며 공급되는 산소의 압력을 감지하고 고압 산소의 이동을 차단하는 고압산소 감압장치;
    상기 산소공급호스에 연결되는 인입관이 형성되고, 상기 들숨호스와 연결되어 산소를 배합하고 상기 들숨호스(21)가 연결되어 호흡공기를 공급하는 호흡공기 압력장치;
    상기 호흡공기 압력장치에 연결되어 이산화탄소 및 수분을 제거하는 필터부;
    상기 날숨호스에 연결되어 날숨을 저장하며 상기 필터부와 연결되는 날숨저장주머니;
    상기 수동산소 공급밸브, 고압산소 감압장치, 호흡공기 압력장치, 필터부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 필터부는
    호흡공기 압력장치에 연결되는 출구관과, 날숨공기 저장주머니에 연결되는 날숨공급관에 연결되는 입구관이 형성되고, 수분 배기밸브가 형성되며,
    날숨의 산소량을 측정하는 제3산소센서와, 들숨의 산소량을 측정하는 제1산소센서를 포함하고,
    상기 출구관에 형성되는 제2산소센서;
    상기 출구관에 형성된 프로펠러와, 상기 프로펠러를 구동시키는 모터로 구성되는 송기장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소순환호흡장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마우스피스는
    들숨호스가 연결되는 제1결합구와, 날숨호스가 연결되는 제2결합구가 형성되고, 입에 대응하는 흡입구가 형성된 본체;
    상기 제1결합구에는 들숨호스로 날숨이 유입되지 않도록 차단하는 날숨방지패드가 형성되고,
    상기 제2결합구에는 날숨호스로 들숨이 유입되지 않도록 차단하는 들숨방지패드가 형성되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 산소순환호흡장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 마우스피스의 본체 일측에 엘이디 비상등이 형성된 것을 특징으로 하는 산소순환호흡장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수동산소 공급밸브는 양측에 연결구가 각기 형성되고, 연결구와 통하는 통로가 형성되며, 상기 통로를 개폐하는 디스크와, 상기 디스크의 개도율을 조절하는 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 산소순환호흡장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고압산소 감압장치는,
    산소저장용기로부터 배출되는 기체를 감압시켜 배출하며, 배출되는 산소의 압력을 감지하는 압력센서;
    상기 산소저장용기의 배출구에 형성되어 배출되는 산소량을 조절하는 저장용기 안전밸브;
    상기 산소저장용기의 압력을 표시해주는 압력게이지;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소순환호흡장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 고압산소 감압장치의 출구에 연결된 관로에서 일측으로 분기되어 호흡공기 압력장치가 연결되고, 상기 관로에서 타측으로 분기되는 산소공급호스는 수동산소 공급밸브에 연결되어 산소가 공급되는 것이며,
    상기 호흡공기 압력장치는,
    산소공급호스에 연결되는 인입관이 형성되고, 상기 들숨호스와 연결되는 인출관 및 산소농도를 감지하는 제1산소센서, 제2압력센서를 포함하고,
    내부에서 산소와, 호흡 후 배출되는 질소를 배합하는 것을 특징으로 하는 산소순환호흡장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 인입관에는 자동산소 공급밸브가 형성되어 산소 유입량을 조절하는 것을 특징으로 하는 산소순환호흡장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는
    LCD모니터와 전자제어보드를 포함하고,
    산소공급 밸브의 제어모듈, 산소 저장용기의 압력 감시모듈, 전원 관리모듈, 산소센서의 데이터 처리모듈, 비상호출 통신모듈, 산소배합 모터의 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 산소순환호흡장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부에 연동되며 마우스피스 착용자에 대한 비상호출을 담당하는 비상호출 송신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 산소순환호흡장치.
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