KR102081642B1

KR102081642B1 - 급기펌프를 이용한 비상 마스크

Info

Publication number: KR102081642B1
Application number: KR1020180173319A
Authority: KR
Inventors: 이덕희; 박원희; 임휘영; 이창민; 권태순
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2018-12-31
Filing date: 2018-12-31
Publication date: 2020-02-26

Abstract

급기펌프를 이용한 비상 마스크는 공기가 저장되는 공기 공급부, 사용자가 착용하는 마스크부, 및 상기 공기 공급부와 상기 마스크부를 연결하는 호흡관을 포함한다. 상기 공기 공급부는 본체부 및 공기 주머니를 포함한다. 상기 본체부는 사용자가 호흡한 공기가 순환하는 상부 수납공간과, 외부 공기를 정화하여 정화된 공기를 제공하는 하부 수납공간으로 구획된다. 상기 공기 주머니는 상기 본체부와 연결되어, 상기 호흡한 공기 또는 상기 정화된 공기가 저장된다.

Description

급기펌프를 이용한 비상 마스크{EMERGENCY MASK HAVING A SUPPLY PUMP}

본 발명은 비상 마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비상시에 착용하여 수동식 급기펌프를 이용하여 공기를 저장하며, 마스크의 호흡시간을 증가시킬 수 있는 급기펌프를 이용한 비상 마스크에 관한 것이다.

화재 등과 같은 비상 상황에서 착용되는 비상 마스크의 경우, 종래 정화필터 방식의 비상마스크와 자급식 비상마스크가 대표적이다.

종래 정화필터 방식의 비상마스크는 대한민국 등록특허 제10-1895013호에서와 같이, 필터가 부착된 마스크가 구비되어, 외부로부터 인입되는 공기를 필터를 통해 직접 필터링하여 사용자에게 안전한 공기를 제공하는 형태로 개발되고 있다.

이러한, 정화필터 방식의 경우, 호흡기의 흡입력만으로 공기를 필터를 통과시킬 수 있어야 하므로, 호흡 저항을 낮추기 위해 정화통의 크기를 키워야 하며, 이에 따라 휴대성이나 보관성이 용이하지 않은 문제가 있고, 특히, 화재 공간에서 필터를 통해 공기가 완전히 정화되지 않을 수 있어 사용자가 위험에 직접 노출될 수 있는 문제가 있다.

한편, 종래 자급식 비상마스크는 대한민국 등록실용신안 제20-0483699호에서와 같이, 정화되거나 신선한 공기가 포함된 공기 주머니 또는 약제통이 일체형으로 결합되거나 또는 결합형으로 연결되어, 비상시에 사용자가 공기 주머니 또는 약제통에 포함된 공기를 직접 흡입하는 것으로, 사용자가 위험에 노출되지 않는 장점은 있으나, 공기 주머니 또는 약제통이 별도로 구비되어야 하며, 이의 크기가 제한적이어서 취급이나 보관 또는 사용이 불편한 한계가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1895013호 대한민국 등록실용신안 제20-0483699호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 급기펌프를 이용하여 정화 공기를 제공할 수 있어 사용자의 호흡의 안전성을 향상시키고, 마스크의 호흡시간을 향상시켜 비상 상황으로부터의 안정적인 탈출을 유도할 수 있는 급기펌프를 이용한 비상 마스크에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 급기펌프를 이용한 비상 마스크는 공기가 저장되는 공기 공급부, 사용자가 착용하는 마스크부, 및 상기 공기 공급부와 상기 마스크부를 연결하는 호흡관을 포함한다. 상기 공기 공급부는 본체부 및 공기 주머니를 포함한다. 상기 본체부는 사용자가 호흡한 공기가 순환하는 상부 수납공간과, 외부 공기를 정화하여 정화된 공기를 제공하는 하부 수납공간으로 구획된다. 상기 공기 주머니는 상기 본체부와 연결되어, 상기 호흡한 공기 또는 상기 정화된 공기가 저장된다.

일 실시예에서, 상기 공기 주머니는, 상기 본체부의 측면 케이스로 확장되는 한 쌍의 제1 및 제2 공기 주머니들을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 상부 수납공간에는, 상기 호흡관과 연결되어 사용자가 호흡한 공기가 인입되는 제1 관로, 상기 제1 관로와 상기 제1 공기 주머니 사이에 형성되는 제1 공기 관로, 상기 제1 공기 관로로부터 제공되는 공기가 인입되는 제2 관로, 상기 제2 관로와 상기 제2 공기 주머니 사이에 형성되는 제2 공기 관로, 및 상기 제2 공기 관로로부터 제공되는 공기를 상기 호흡관으로 제공하는 제3 관로가 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 공기 관로에는 한 쌍의 단방향 밸브가 구비되어, 상기 제1 관로로부터 상기 제1 공기주머니 방향, 및 상기 제1 공기주머니로부터 상기 제2 관로 방향으로만 공기가 진행하고, 상기 제2 공기 관로에는 한 쌍의 단방향 밸브가 구비되어, 상기 제2 관로로부터 상기 제2 공기주머니 방향, 및 상기 제2 공기주머니로부터 상기 제3 관로 방향으로만 공기가 진행할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 정화된 공기는 상기 하부 수납공간으로부터 상기 제1 관로를 통해 상기 제1 공기 주머니로 제공될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공기 공급부는, 상기 상부 수납공간에 수납되며, 상기 본체부의 전면 케이스를 통해 돌출되는 펌프부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 돌출된 펌프부를 압축함에 따라, 외부 공기는 상기 하부 수납공간으로 제공될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공기 공급부는, 상기 하부 수납공간에 수납되며, 산소를 저장하는 카트리지부, 및 상기 하부 수납공간에 형성되는 필터 수납부에 수납되고, 상기 외부 공기를 정화하는 가스 흡착부 및 필터부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공기 공급부는, 사용자에 의해 동작되어 상기 카트리지부에 저장된 산소를 유출시키는 손잡이부, 및 상기 손잡이부와 상기 카트리지부 사이에 연결되는 캠부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 손잡이부가 회전함에 따라, 상기 캠부는 상기 카트리지부를 상부 방향으로 밀어 올리고, 상기 카트리지부가 상부로 이동함에 따라 관통 바늘에 의해 상기 카트리지부가 개방될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공기 공급부는, 상기 상부 수납공간에 형성되며, 유출부를 통해 상기 하부 수납공간으로 제공되는 물이 저장되는 물 저장부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 유출부는, 상기 가스 흡착부로부터 연장되는 마개부와 정렬되어, 막힌 상태를 유지할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 공기 공급부는, 상기 본체부의 후면 케이스에 고정되어 상기 가스 흡착부를 회전시켜 개방하는 필터 동작부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가스 흡착부의 회전에 따라, 상기 마개부가 이동되어 상기 유출부는 개방되고, 상기 물은 상기 하부 수납공간의 필터부로 제공될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 가스 흡착부는 내부에 가스 흡착제가 포함되어, 상기 외부 공기의 유해 물질을 흡착하고, 상기 필터부는 카본 필터 및 수분 필터를 포함하여, 상기 외부 공기의 유해 물질을 필터링할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 본체부를 상부 및 하부 수납공간의 이중 구조로 설계되어, 임시 공기의 저장이 가능하고, 필요한 경우 신선한 공기도 선택적으로 제공할 수 있어, 대피하는 과정에서의 최소의 호흡을 유지할 수 있도록 하여, 사용자의 안전성을 유지하면서도, 종래 비상 마스크에서, 필터 구조가 갖는 호흡의 어려움 문제 또는 저장통 구조가 갖는 부피 증가의 문제를 동시에 해결할 수 있다.

즉, 비상 상황에서만 확장되는 공기 주머니가 구비되어, 보관 및 저장이 용이하고, 펌프부를 통해 공기 주머니에 최소의 공기를 저장한 상태에서 비상 상황으로부터 최소의 호흡으로 탈출이 가능하므로, 사용자의 안전한 호흡을 유지할 수 있다.

이 경우, 사용자가 호흡한 공기가 외부로 배출되지 않고, 상기 공기 주머니에 함께 저장된 상태에서 재호흡이 유도되므로, 상대적으로 안전한 공기를 재호흡하여 호흡을 유지할 수 있으며, 상기 재호흡에서의 산소 부족이 발생하면 카트리지를 통해 산소를 제공받을 수 있어, 사용자의 안정적인 호흡을 유지할 수 있다.

한편, 펌프부를 통해 제공되는 공기는, 3단계의 필터링을 통해 정화되어 공기 주머니로 저장되며, 특히, 펌프부를 펌핑하는 압력으로 필터링을 수행할 수 있어, 사용자가 별도의 호흡을 통해 필터를 통과시켜야 하여 호흡이 어려웠던 문제를 해결할 수 있다.

또한, 손잡이부의 회전 동작을 통해, 카트리지를 쉽게 개방시킬 수 있고, 필터 동작부를 회전시켜 가스 흡착부 및 필터부를 동작시킬 수 있으므로, 비상 상황에서의 작동이 수월하여 사용자의 혼란을 줄일 수 있다.

특히, 가스 흡착부에 연결된 마개부가 정상 상태에서는 물의 유출을 차단하지만, 가스 흡착부의 회전과 함께 물의 유출이 가능하게 되어, 수분 필터의 효과적인 동작이 가능하게 되므로, 수분 필터의 사용 유효 기간을 증가시킬 수 있으며, 필터 동작부의 동작으로 가스 흡착부 및 필터부를 동시에 동작시킬 수 있어, 비상 상황에서의 안정적이고 용이한 사용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비상 마스크를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 공기 공급부를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 공기 공급부의 내부 구조를 도시한 분해 정면도이다.
도 4는 도 2의 공기 공급부의 전면 케이스를 도시한 정면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2의 펌프부의 동작 상태를 도시한 사시도들이다.
도 6은 도 1의 공기 공급부 내부에서의 공기의 흐름을 도시한 내부도이다.
도 7은 도 1의 공기 공급부 내부에 카트리지와 필터부가 수납된 상태를 도시한 내부도이다.
도 8은 도 7의 카트리지의 개방 상태를 도시한 확대도이다.
도 9는 도 7의 가스 흡착부 및 필터부의 동작 상태를 도시한 내부도이다.
도 10은 도 1의 공기 공급부에서, 물 저장부의 동작 상태를 도시한 내부도이다.
도 11은 도 1의 공기 공급부의 후면을 도시한 후면도이다.
도 12는 도 7의 가스 흡착부의 회전 상태를 도시한 내부 사시도이다.
도 13은 도 1의 비상 마스크의 공기주머니에 공기를 충전할 수 있는 공기 충전소를 비치한 상태를 도시한 모식도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 비상 마스크를 도시한 정면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 비상 마스크(10)는 마스크부(20), 공기 공급부(30) 및 호흡관(40)을 포함한다.

상기 마스크부(20)는 사용자가 얼굴에 착용하는 것으로, 호흡기인 코와 입에 착용할 수 있는 구조이면 충분한 것으로, 다양한 형태로 설계될 수 있다.

상기 공기 공급부(30)는 상기 마스크부(20)와 호흡관(40)을 통해 연결되며, 상기 마스크부(20)를 통해 사용자가 호흡한 공기, 및 정화된 외부 공기가 저장되는 곳으로, 도시된 바와 같이, 사용자가 한 손이나 양손으로 휴대하거나, 사용자의 가슴 등에 부착될 수 있는 정도의 크기로 제작될 수 있다.

보다 구체적인 상기 공기 공급부(30)의 구성은 하기 도면들을 참조하여 설명한다.

도 2는 도 1의 공기 공급부를 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 공기 공급부의 내부 구조를 도시한 분해 정면도이다. 도 4는 도 2의 공기 공급부의 전면 케이스를 도시한 정면도이다. 도 5a 및 도 5b는 도 2의 펌프부의 동작 상태를 도시한 사시도들이다. 도 6은 도 1의 공기 공급부 내부에서의 공기의 흐름을 도시한 내부도이다. 도 7은 도 1의 공기 공급부 내부에 카트리지와 필터부가 수납된 상태를 도시한 내부도이다. 도 8은 도 7의 카트리지의 개방 상태를 도시한 확대도이다. 도 9는 도 7의 가스 흡착부 및 필터부의 동작 상태를 도시한 내부도이다. 도 10은 도 1의 공기 공급부에서, 물 저장부의 동작 상태를 도시한 내부도이다. 도 11은 도 1의 공기 공급부의 후면을 도시한 후면도이다. 도 12는 도 7의 가스 흡착부의 회전 상태를 도시한 내부 사시도이다.

도 2 내지 도 12를 참조하면, 본 실시예에서, 상기 공기 공급부(30)는 본체부(100), 펌프부(130), 카트리지부(140), 가스 흡착부(150), 필터부(160), 캠부(170), 손잡이부(180), 필터 수납부(190), 및 공기 주머니(200)를 포함한다.

상기 본체부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 5각 기둥의 형상을 가질 수 있으며, 내부에는 수납공간이 형성된다.

이를 위해, 상기 본체부(100)는 전면 케이스(110), 후면 케이스(115) 및 상기 전면 케이스(110)와 상기 후면 케이스(115) 사이를 연결하는 측면 케이스(120)를 포함하며, 상기 본체부(100)의 내부에 상기 펌프부(130), 카트리지부(140), 가스 흡착부(150), 필터부(160), 캠부(170), 손잡이부(180) 및 필터 수납부(190)가 수납된다.

이 경우, 상기 본체부(100)의 형상은, 도시된 바와 같은 5각 기둥 형상 외에도, 다각 기둥 또는 원기둥의 형태로 형성될 수 있으며, 이하에서 설계되는 구성이나 배열상의 특징들을 제외하고는, 상기 본체부(100)의 내부에 수납되는 구성들은 다양한 배열로 수납될 수 있다.

상기 본체부(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 수납부(121) 및 하부 수납부(122)로 구획되는, 적층 구조를 가지며, 상기 상부 수납부(121)에는 상기 펌프부(130)가 수납되고, 상기 하부 수납부(122)에는 카트리지부(140), 가스 흡착부(150), 필터부(160), 캠부(170), 손잡이부(180) 및 필터 수납부(190)가 수납된다.

이 경우, 상기 상부 수납부(121)와 상기 하부 수납부(122)는 소정의 개구부를 통해 서로 연결되며, 이에 대하여는 후술한다.

상기 상부 수납부(121)의 상면, 즉 전면(前面)은 상기 전면 케이스(110)에 의해 밀폐되며, 상기 하부 수납부(122)의 하면, 즉 후면(後面)은 상기 후면 케이스(115)에 의해 밀폐된다.

상기 전면 케이스(110)의 중앙에는 개방부(111)가 형성되며, 상기 개방부(111)는 상기 펌프부(130)와 연결되어, 상기 개방부(111)가 개방됨에 따라 상기 펌프부(130)는 상기 전면 케이스(110)로부터 돌출되어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공기 공급부(30)의 전방 방향으로 돌출된다.

이 경우, 상기 개방부(111)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 회전부(112)가 구비되어, 상기 회전부(112)의 회전에 따라 상기 개방부(111)가 개방되거나 밀폐상태를 유지하게 된다.

보다 구체적으로, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 개방부(111)의 측면에는 고리부(113)가 형성되며, 상기 전면 케이스(110)에서, 상기 고리부(113)와 맞물리는 위치에는 걸쇠부(114)가 형성된다. 그리하여, 평상시에는 상기 고리부(113)는 상기 걸쇠부(114)에 고정된 상태로 위치하며, 이에 따라 상기 개방부(111)는 상기 전면 케이스(110) 상에 고정된다.

그러나, 비상 상황에서 사용자가 상기 회전부(112)를 회전시키면, 상기 고리부(113)는 상기 걸쇠부(114)로부터 이탈하여 상기 전면 케이스(110)와 상기 개방부(111) 사이의 연결은 해제되고, 이에 따라 상기 개방부(111)는 상기 펌프부(130)와 함께 상기 전면 케이스(110)로부터 돌출되어 위치하게 된다.

이상과 같이, 비상 상황에서 상기 펌프부(130)가 돌출되면, 사용자는 상기 펌프부(130)를 펌핑(pumping)하여 외부공기를 상기 본체부(100)의 내측으로 인입시킨다.

이와 같이, 상기 펌프부(130)의 펌핑으로 외부공기가 상기 본체부(100)의 내측으로 인입되면, 상기 공기의 압력에 의해, 상기 공기 주머니(200)는 확장되어 상기 본체부(100)로부터 펼쳐지게 된다.

즉, 상기 공기 주머니(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 평상시에는 상기 본체부(100)의 내측으로 위치한 상태이지만, 비상 상황에서 상기 펌프부(130)가 펌핑되면, 상기 측면 케이스(120) 상에 형성되는 주머니 덮개(211)가 개방되면서 상기 측면 케이스(120)를 통과하여, 상기 본체부(100)의 측부쪽으로 팽창되며 펼쳐진다.

이 경우, 상기 공기 주머니(200)는 제1 및 제2 공기 주머니들(210, 220)을 포함하여, 상기 본체부(100)의 양 측부쪽으로 각각 팽창하며 펼쳐질 수 있다. 물론, 상기 공기 주머니(200)가 팽창하는 방향은 다양하게 설계될 수 있다.

한편, 상기 펌프부(130)에 의해 펌핑되어 상기 본체부(100)의 내측으로 인입되는 공기는, 상기 하부 수납공간(212)으로 제공되어 정화되며, 이에 대하여는 후술한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부 수납공간(121)은 중앙에 펌프부(130)가 형성되는 공간의 주변으로 복수의 관로 또는 공기 관로들이 형성되어, 상기 상부 수납공간(121)과 상기 공기 주머니(200)의 사이에서 공기의 흐름이 유도된다.

보다 구체적으로, 상기 호흡관(40)은 연결관(41)을 통해 연결되며, 상기 연결관(41)은 사용자가 내쉰 공기가 흐르는 제1 연결관(42)과, 사용자가 호흡할 공기가 흐르는 제2 연결관(43)으로 구분된다.

그리하여, 도 6에 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 제1 연결관(42)으로 흐르는 공기는 제1 관로(101)를 통하여 제공되며, 상기 제1 관로(101)는 인접한 제1 공기 관로(104)와 연결되므로, 상기 공기는 상기 제1 공기 관로(104)로 제공된다.

이 경우, 상기 제1 연결관(42)과 상기 제1 관로(101) 사이에는 단방향 밸브가 구비되어, 상기 공기는 상기 제1 관로(101)를 향하는 방향으로만 흐르게 된다.

또한, 상기 제1 공기 관로(104)는 2개의 서로 구별되는 구역으로 구획되며, 서로 구획된 2개의 구역에는 각각 화살표로 도시된 방향으로만 공기가 유동될 수 있도록 단방향 밸브가 각각 구비된다.

그리하여, 상기 제1 연결관(42)으로 제공된 사용자가 호흡한 공기는 결국 상기 제1 공기 관로(104)의 일 측을 통과하여 상기 제1 공기 주머니(210)로 저장된다.

또한, 상기 제1 공기 주머니(210)로 저장된 공기는 상기 제1 공기 관로(104)의 다른 측을 향하여 일방향으로 이동되어, 상기 제1 공기 관로(104)와 인접하게 위치한 제2 관로(102)로 제공된다.

한편, 상기 제1 공기 주머니(210)에는 상기 펌프부(130)의 펌핑에 따라 외부로부터 제공되는 공기가 저장되므로, 상기 제2 관로(102)로 제공되는 공기는 사용자가 호흡한 공기와 외부 공기가 섞인 상태로 제공되게 된다.

또한, 상기 펌프부(130)의 펌핑에 의해 인입된 공기는, 상기 하부 수납공간(122)으로도 제공되며, 사용자의 선택에 따라 후술되는 상기 하부 수납공간(122)에 구비되는 공기 정화부를 통해 정화된 후, 도시하지는 않았으나, 상기 제1 관로(101)에 형성된 별도의 연결부를 통해 상기 제1 관로(101) 및 상기 제1 공기 관로(104)를 통해 상기 제1 공기 주머니(210)로 제공될 수 있다.

결국, 상기 제1 공기 주머니(210)에는, 사용자의 선택에 따라, 정화된 외부 공기도 저장될 수 있다.

나아가, 후술하겠으나, 상기 정화된 외부 공기는 산소가 추가로 포함된 것으로, 산소 농도가 증가한 상태의 공기일 수 있다.

이상과 같이, 상기 제1 공기 주머니(210)에는, 사용자가 호흡한 공기, 펌핑에 의해 제공된 외부 공기, 및 사용자의 선택에 따라 산소의 농도가 증가하고 정화되어 오염되지 않은 외부 공기가 혼합되어 저장될 수 있다.

따라서, 상기 제2 관로(102)를 통해 제공되는 공기는, 상기 설명한 혼합된 공기일 수 있다. 또한, 상기 제2 관로(102)는 마찬가지로 제2 공기 관로(105)와 연결되므로, 상기 공기는 상기 제2 공기 관로(105)로 제공된다.

이 경우, 상기 제2 공기 관로(105)는 상기 제1 공기 관로(104)와 동일하게, 2개의 서로 구별되는 구역으로 구획되며, 서로 구획된 2개의 구역에는 각각 화살표로 도시된 방향으로만 공기가 유동될 수 있도록 단방향 밸브가 각각 구비된다.

그리하여, 상기 제2 관로(102)로부터 제공된 공기는 상기 제2 공기 관로(105)의 일 측을 통과하여 상기 제2 공기 주머니(220)로 저장된다.

또한, 상기 제2 공기 주머니(220)로 저장된 공기는 상기 제2 공기 관로(105)의 다른 측을 향하여 일방향으로 이동되어, 상기 제2 공기 관로(105)와 인접하게 위치한 제3 관로(103)로 제공된다.

한편, 상기 제2 공기 주머니(220)에는, 상기 펌핑에 의해 인입된 외부 공기가 저장될 수 있으므로, 상기 제1 공기 주머니(220)에 저장된 공기는 상기 제2 공기 주머니(220)에서 외부 공기와 추가로 혼합될 수 있다.

그리하여, 이렇게 혼합된 공기는, 결국 상기 제3 관로(103)를 통과하여, 상기 제2 연결관(43)을 통해 사용자의 호흡기로 제공되게 된다.

이 경우, 상기 제2 연결관(43)과 상기 제3 관로(103) 사이에는 단방향 밸브가 구비되어, 상기 공기는 상기 제2 연결관(43)을 향하는 방향으로만 흐르게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 공기 주머니(210)에 저장되는 공기는, 사용자가 호흡한 공기, 외부 공기, 및 사용자의 선택에 따라 산소의 농도가 증가하며 정화되어 오염되지 않은 외부 공기일 수 있으며, 이러한 혼합 공기에, 상기 제2 공기 주머니(210)에 미리 저장된 외부 공기가 추가로 혼합될 수 있다.

그리하여, 상기 제2 공기 주머니(210)에 저장되어, 최종적으로 사용자의 호흡기로 제공되는 공기는, 전체적으로 정화된 공기이면서 산소의 농도가 증가된 공기에 해당되므로, 사용자는 안정적으로 호흡을 수행할 수 있다.

또한, 본 실시예에서의 상기 비상 마스크는 상대적으로 오랜 시간동안 호흡을 유지할 수 있는 것 보다는, 위험 구역을 통과하면서 사용자가 수 회의 호흡만 유지할 수 있는 최소의 공기만을 제공하는 것으로, 설사 사용자가 호흡한 공기를 재호흡하여 사용하더라도 충분한 산소가 포함되는 것이므로, 사용자의 호흡의 안전성을 유지할 수 있다.

나아가, 앞서 설명한 바와 같이, 사용자가 호흡한 공기의 재호흡으로 산소 농도가 저하하는 경우라면, 산소 농도를 높이기 위한 카트리지를 사용할 수 있으며, 위험 구역에서 펌핑이 시작되는 경우라도, 외부 공기에 대한 정화를 수행할 수 있으므로, 사용자의 호흡의 안전성은 충분히 유지될 수 있다.

이하에서는, 이러한 산소 카트리지의 사용 및 외부 공기에 대한 정화 시스템에 대하여 설명한다.

즉, 상기 하부 수납공간(122)에는, 도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 카트리지부(140), 가스 흡착부(150), 필터부(160), 캠부(170), 손잡이부(180) 및 필터 수납부(190)가 수납된다.

상기 카트리지부(140)는 내부에 산소가 포함된 카트리지로서, 상기 하부 수납공간(122)의 일 측에 위치하며, 도시된 바와 같이, 2개가 한 쌍으로 구비될 수 있다. 즉, 상기 카트리지부(140)는 제1 산소통(141) 및 제2 산소통(142)을 포함하며, 한 쌍의 산소통들은 서로 인접하도록 배치된다. 이 경우, 상기 카트리지부(140)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

상기 가스 흡착부(150)는 상기 필터 수납부(190)에 구비되며, 내부에 가스 흡착제가 포함되어, 외부 공기가 상기 가스 흡착제를 통과하면서 유해물질이 흡착되어 제거된다.

이 경우, 상기 가스 흡착제로는 지올라이트(zeolite) 흡착제를 비롯한 다양한 상용화된 가스 흡착제가 사용될 수 있다.

상기 필터부(160)는 상기 가스 흡착부(150)의 하부에 위치하며, 마찬가지로 상기 필터 수납부(190)에 구비된다. 상기 필터부(160)는 제1 필터(161) 및 제2 필터(162)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 필터(161)는 예를 들어, 카본 필터, 상기 제2 필터(162)는 예를 들어, 수분 필터일 수 있다.

그리하여, 상기 가스 흡착제를 통과하며 유해물질이 제거된 상기 외부 공기에 대하여 추가적인 필터링을 통하여 정화시켜, 오염되지 않은 신선한 공기를 형성하게 된다.

상기 손잡이부(180)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 하부 수납공간(122)의 일 측에, 상기 하부 수납공간(122)의 외형 형상과 대응되는 형상으로 형성되어 위치하게 된다.

그러나, 비상 상황이 발생하는 경우, 사용자에 의해 도 7에 도시된 바와 같이, 화살표 방향으로 회전하게 된다.

상기 캠부(170)는 상기 손잡이부(180)의 끝단에 연결되며, 상기 비상 상황에서 상기 손잡이부(180)가 화살표 방향으로 회전하는 경우, 회전하여 상기 카트리지부(140)를 향하여 이동하게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 카트리지부(140)는 제1 및 제2 산소통들(141, 142)을 포함하는데, 초기 상태에서는, 즉, 상기 손잡이부(180)가 고정된 상태로 위치하는 경우에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 카트리지부(140)의 제1 접촉면(171)이 상기 제1 산소통(141)의 하면에 접촉한 상태로 위치한다.

이 후, 상기 손잡이부(180)의 회전에 따라, 상기 캠부(170)도 회전하게 되면, 상기 제1 접촉면(171)은 상기 제1 산소통(141)을 상부 방향으로 밀어 올리면서 회전하게 된다. 나아가, 상기 손잡이부(180)가 추가로 회전하게 되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2 접촉면(172)은 상기 제2 산소통(142)의 하면에 접촉한 후, 상기 제2 산소통(142)을 상부 방향으로 밀어 올리면서 회전하게 된다.

즉, 상기 캠부(170)는 2단으로 형성된 제1 및 제2 접촉면들(171, 172)을 포함하고, 상기 제1 접촉면(171)은 상기 제1 산소통(141)의 하면에 접촉하며 회전하고, 상기 제2 접촉면(172)은 상기 제2 산소통(142)의 하면에 접촉하며 회전함에 따라, 상기 제1 및 제2 산소통들(141, 142)은 상기 캠부(170)의 회전에 따라 차례로 상부 방향으로 이동하게 된다.

한편, 상기 제1 및 제2 산소통들(141, 142)은 상부 끝단은 상기 필터 수납부(190)의 고정 단자(191) 상에, 카트리지 고정부(143)를 통해 각각 고정된다.

이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 카트리지 고정부(143)의 내측에는 관통 바늘(144)이 위치하고, 상기 관통 바늘(144)은 상기 제1 및 제2 산소통들(141, 142)을 향하는 방향으로 위치한다.

그리하여, 상기 캠부(170)의 회전에 따라, 상기 제1 및 제2 산소통들(141, 142)이 차례로 상승하면, 상기 관통 바늘(144)에 의해 상기 제1 및 제2 산소통들(141, 142)의 상면이 뚫려지게 되며, 이에 따라, 상기 제1 및 제2 산소통들(141, 142)에 저장되었던 산소는 상기 제1 관로(101) 방향으로 유출된다.

결국, 상기 제1 관로(101)로 공급되는 외부 공기에는, 상기 유출된 산소가 혼합되게 되며, 이에 따라 외부 공기의 산소 농도가 증가하게 된다. 또한, 이렇게 증가한 산소 농도는, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 공기 주머니(210)로 제공되는 사용자가 호흡한 공기, 즉 내쉰 공기의 부족한 산소 농도를 보충하게 되어, 사용자가 재호흡을 수행하는 경우 충분한 산소 농도를 유지할 수 있도록 한다.

한편, 도 9, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 가스 흡착부(150)의 경우, 소정의 수납공간을 형성하며 내부에 도시하지는 않았으나 가스 흡착제가 수납된다. 또한, 상기 가스 흡착부(150)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 초기 상태에서는 내부의 가스 흡착제의 효과를 유지하기 위해 연통부(155)가 밀폐된 상태를 유지하게 된다.

이 경우, 상기 가스 흡착부(150)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 후면 케이스(115)의 일 측에 구비된 필터 작동부(153)와 연결되며, 상기 필터 작동부(153)의 화살표 방향으로의 회전에 따라, 상기 가스 흡착부(150)도 화살표 방향으로 회전하게 된다. 그리하여, 상기 연통부(155)는 개방되며, 외부 공기에 대한 흡착이 수행된다.

즉, 비상 상황에서, 사용자가 상기 후면 케이스(115)의 상기 필터 작동부(153)를 회전시키면, 이에 따라 상기 가스 흡착부(150)도 회전하게 되어, 상기 연통부(155)는 개방되며, 따라서, 펌핑을 통해 인입되는 외부 공기는 상기 연통부(155)를 통과하며, 상기 가스 흡착제에 의해 오염물질에 대한 1차적인 흡착이 수행된다.

한편, 도 10을 참조하면, 상기 상부 수납공간(121)에는, 상기 펌프부(130)의 하부에 물저장부(136)가 구비된다. 이 경우, 상기 물저장부(136)는 상기 펌프부(130)가 위치하는 영역에서 일부 영역에만 구비되며, 다른 영역과는 구획 프레임(135)에 의해 구획된다.

또한, 설명을 위하여 상기 물 저장부(136)의 상부가 개방된 것으로 도시된 것일 뿐, 상기 물 저장부(136)의 상부는 별도의 플레이트(미도시)를 통해 밀폐된 상태로 유지되어야 한다.

한편, 상기 물 저장부(136)에는 도시된 바와 같이, 유출부(137)가 형성되며, 상기 유출부(137)가 개방됨에 따라 상기 물 저장부(136)에 저장된 물은, 상기 유출부(137)를 통하여 유출된다.

이 경우, 상기 유출부(137)는 상기 하부 수납공간(122)의 상기 필터 수납부(190)와 연결되며, 이에 따라, 상기 유출부(137)가 개방되면, 상기 물 저장부(136)에 저장된 물은, 상기 유출부(137)를 통하여 상기 필터 수납부(190)로 제공될 수 있다.

다만, 초기 상태에서는, 도 9에 도시된, 상기 가스 흡착부(150)의 일 끝단으로 연장되는 마개부(151)가 상기 유출부(137)와 정렬된 상태로 위치하며, 이에 따라 상기 유출부(137)는 상기 마개부(151)에 의해 밀폐된 상태를 유지한다.

그러나, 비상 상황에서, 사용자의 선택에 따라 상기 필터 작동부(153)가 회전하게 되면, 상기 가스 흡착부(150)도 회전하고, 이에 따라 상기 마개부(151)도 회전하게 된다. 결과적으로, 상기 유출부(137)와 정렬된 상태를 유지하는 상기 마개부(151)는 위치가 틀어지게 되며, 이에 따라 상기 유출부(137)는 개방되어, 상기 물 저장부(136)에 저장된 물은 상기 유출부(137)를 통하여 상기 하부 수납공간(122)으로 유출된다.

이 경우, 상기 유출부(137)는 상기 하부 수납공간(122), 즉 상기 필터 수납부(190)에 위치하는 수분 필터인 제2 필터(162)와 중첩되도록 형성되므로, 상기 유출부(137)를 통해 유출된 물은 즉시 상기 제2 필터(162)에 제공되어, 상기 제2 필터(162)는 수분 필터로서의 기능을 수행하게 된다.

이상과 같이, 상기 필터 작동부(153)의 회전을 통해, 상기 가스 흡착부(150)가 개방되어 외부 공기에 대한 흡착이 수행됨과 동시에, 상기 제2 필터(162)는 물을 제공받아 수분 필터로서의 기능을 수행할 수 있게 된다. 즉, 하나의 필터 작동부를 통해, 흡착 및 필터의 단계가 동시에 수행되게 된다.

이상과 같이, 상기 수분 필터가 필터링을 수행하는 경우에만 수분을 제공받게 되므로, 수분 필터의 수분 증발로 인한 유효 사용기간의 축소나 필터의 필터링 효과 저하 등의 문제를 미연에 방지할 수 있다.

결국, 상기 펌핑에 의해 인입된 외부 공기는, 사용자의 선택에 의해 산소가 추가로 제공되어 산소 농도가 높아질 수 있으며, 필터의 동작을 통해, 흡착, 제1 필터(161)에 의한 카본 필터링, 및 제2 필터(162)에 의한 수분 필터링의 3단계 정화 공정이 순차적으로 수행되어, 정화된 공기로 정화되게 된다.

도 13은 도 1의 비상 마스크의 공기주머니에 공기를 충전할 수 있는 공기 충전소를 비치한 상태를 도시한 모식도이다.

도 13을 참조하면, 도 1 내지 도 12를 통해 설명한 상기 비상 마스크(10)는 일정 간격으로 공기 충전소(70)가 비치됨으로써, 수동 펌프에 의존하지 않고 직접 정화 공기를 상기 공기 충전소(70)를 통해 공기를 충전할 수 있다. 이러한 공기 충전소(70)는, 화재 등의 비상 상황의 발생이 가능한 지역인, 지하철 역사, 대형 건물의 실내 등의 공간에 다양하게 설치될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 본체부를 상부 및 하부 수납공간의 이중 구조로 설계되어, 임시 공기의 저장이 가능하고, 필요한 경우 신선한 공기도 선택적으로 제공할 수 있어, 대피하는 과정에서의 최소의 호흡을 유지할 수 있도록 하여, 사용자의 안전성을 유지하면서도, 종래 비상 마스크에서, 필터 구조가 갖는 호흡의 어려움 문제 또는 저장통 구조가 갖는 부피 증가의 문제를 동시에 해결할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 비상 마스크 20 : 마스크부
30 : 공기 공급부 40 : 호흡관
100 : 본체부 101, 102, 103 : 관로
104, 105 : 공기 관로 110 : 전면 케이스
111 : 개방부 112 : 회전부
120 : 측면 케이스 130 : 펌프부
136 : 물 저장부 137 : 유출부
140 : 카트리지부 143 : 카트리지 고정부
144 : 관통 바늘 150 : 가스 흡착부
151 : 마개부 153 : 필터 작동부
155 : 연통부 160 : 필터부
161 : 제1 필터 162 : 제2 필터
170 : 캠부 180 : 손잡이부
190 : 필터 수납부 200 : 공기 주머니

Claims

공기가 저장되는 공기 공급부, 사용자가 착용하는 마스크부, 및 상기 공기 공급부와 상기 마스크부를 연결하는 호흡관을 포함하는 비상 마스크에서,
상기 공기 공급부는,
사용자가 호흡한 공기가 순환하는 상부 수납공간과, 외부 공기를 정화하여 정화된 공기를 제공하는 하부 수납공간으로 구획되는 본체부;
상기 본체부와 연결되어, 상기 호흡한 공기 또는 상기 정화된 공기가 저장되는 공기 주머니;
상기 하부 수납공간에 형성되는 필터 수납부에 수납되고, 상기 외부 공기를 정화하는 가스 흡착부 및 필터부; 및
상기 상부 수납공간에 형성되며, 유출부를 통해 상기 하부 수납공간으로 제공되는 물이 저장되는 물 저장부를 포함하고,
상기 유출부는, 상기 가스 흡착부로부터 연장되는 마개부와 정렬되어, 막힌 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제1항에 있어서, 상기 공기 주머니는,
상기 본체부의 측면 케이스로부터 확장되는 한 쌍의 제1 및 제2 공기 주머니들을 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제2항에 있어서, 상기 상부 수납공간에는,
상기 호흡관과 연결되어 사용자가 호흡한 공기가 인입되는 제1 관로;
상기 제1 관로와 상기 제1 공기 주머니 사이에 형성되는 제1 공기 관로;
상기 제1 공기 관로로부터 제공되는 공기가 인입되는 제2 관로;
상기 제2 관로와 상기 제2 공기 주머니 사이에 형성되는 제2 공기 관로; 및
상기 제2 공기 관로로부터 제공되는 공기를 상기 호흡관으로 제공하는 제3 관로가 형성되는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제3항에 있어서,
상기 제1 공기 관로에는 한 쌍의 단방향 밸브가 구비되어, 상기 제1 관로로부터 상기 제1 공기주머니 방향, 및 상기 제1 공기주머니로부터 상기 제2 관로 방향으로만 공기가 진행하고,
상기 제2 공기 관로에는 한 쌍의 단방향 밸브가 구비되어, 상기 제2 관로로부터 상기 제2 공기주머니 방향, 및 상기 제2 공기주머니로부터 상기 제3 관로 방향으로만 공기가 진행하는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제3항에 있어서,
상기 정화된 공기는 상기 하부 수납공간으로부터 상기 제1 관로를 통해 상기 제1 공기 주머니로 제공되는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제1항에 있어서, 상기 공기 공급부는,
상기 상부 수납공간에 수납되며, 상기 본체부의 전면 케이스를 통해 돌출되는 펌프부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제6항에 있어서,
상기 돌출된 펌프부를 압축함에 따라, 외부 공기는 상기 하부 수납공간으로 제공되는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제1항에 있어서, 상기 공기 공급부는,
상기 하부 수납공간에 수납되며, 산소를 저장하는 카트리지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제8항에 있어서, 상기 공기 공급부는,
사용자에 의해 동작되어 상기 카트리지부에 저장된 산소를 유출시키는 손잡이부; 및
상기 손잡이부와 상기 카트리지부 사이에 연결되는 캠부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제9항에 있어서,
상기 손잡이부가 회전함에 따라, 상기 캠부는 상기 카트리지부를 상부 방향으로 밀어 올리고,
상기 카트리지부가 상부로 이동함에 따라 관통 바늘에 의해 상기 카트리지부가 개방되는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
삭제
삭제
제8항에 있어서, 상기 공기 공급부는,
상기 본체부의 후면 케이스에 고정되어 상기 가스 흡착부를 회전시켜 개방하는 필터 동작부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제13항에 있어서,
상기 가스 흡착부의 회전에 따라, 상기 마개부가 이동되어 상기 유출부는 개방되고, 상기 물은 상기 하부 수납공간의 필터부로 제공되는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.
제8항에 있어서,
상기 가스 흡착부는 내부에 가스 흡착제가 포함되어, 상기 외부 공기의 유해 물질을 흡착하고,
상기 필터부는 카본 필터 및 수분 필터를 포함하여, 상기 외부 공기의 유해 물질을 필터링하는 것을 특징으로 하는 비상 마스크.