KR102119523B1

KR102119523B1 - 재호흡 장치

Info

Publication number: KR102119523B1
Application number: KR1020180152344A
Authority: KR
Inventors: 정승일
Original assignee: 정승일
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-06-05
Anticipated expiration: 2038-11-30

Abstract

본 발명은 육상 환경과 수중 환경에서 모두 사용 가능하며, 호흡 저항을 최소화하면서 재호흡을 수행하도록 하는 재호흡 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 재호흡 장치는 풀페이스 마스크의 날숨 호흡낭으로부터 유입되는 공기를 일시적으로 보관하며, 유입되는 공기 내에 이산화탄소를 제거하는 제1 실린더, 제1 실린더로부터 공기를 유입하고, 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 들숨 호흡낭으로 공기를 유입시키는 제2 실린더, 제2 실린더를 제1 영역 및 제2 영역으로 구획하며, 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 제2 실린더의 공기를 들숨 호흡낭으로 유입시키거나, 제1 실린더의 공기를 제2 실린더로 유입시키는 피스톤, 제1 실린더 또는 제2 실린더에 구비되며, 피스톤 동작에 의해 제1 실린더를 제1 영역 또는 제2 영역과 연통하고, 제1 영역 또는 제2 영역을 들숨 호흡낭과 연통하는 밸브, 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 피스톤 및 밸브를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

재호흡 장치{Respiratory device}

본 발명은 재호흡 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 육상 환경과 수중 환경에서 모두 사용 가능하며, 호흡 저항을 최소화하면서 재호흡을 수행하도록 하는 재호흡 장치에 관한 것이다.

화재를 진압하는 소방관은 화재현장에서 공기 공급장치를 통해 공기를 공급받는다. 이러한 공기 공급장치는 소방관의 등에 배낭형태로 적재된 공기통의 공기를 소방관의 안면에 착용된 마스크로 공급한다. 이러한 마스크는 소방관의 안면을 투시가능하게 차폐하면서 공기 공급장치의 공기를 소통시키므로 소방관을 유독가스로부터 보호하는 중요한 역할을 한다.

그러나 상술한 공기 공급장치는 저장할 수 있는 공기의 양에 한계가 있고, 많은 양의 압축 공기를 저장하기 위함에 따른 무게와 부피가 커지는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 한국등록특허 제10-1865298호에는 사용자가 내뱉은 공기를 자가 순환하여 재호흡을 수행할 수 있는 화재대피용 라이프마스크에 대한 내용을 게시하고 있다.

게시된 화재대피용 라이프마스크는 유독가스로부터 보호하는 호흡부와 시야를 확보하는 고글부 및 체결수단이 구비되어 있는 라이프마스크(M)에 있어서, 호흡부는, 마스크 내측에 사용자의 코와 입주변에 1회 호흡량보다 많은 용적량을 갖는 호흡공간부와, 상기 호흡공간부 내측으로 압축산소를 공급하는 산소공급부와, 호흡공간부 내측에 마련되어 사용자의 날숨에 포함된 이산화탄소를 필터링 한 후 일부는 호흡공간부 내에서 순환될 수 있도록 하고 잉여공기는 배출부를 통해 외부로 배출되는 호흡처리수단에 대한 구성을 게시하고 있다.

게시된 화재대피용 라이프마스크는 재호흡이 가능한 내용을 게시하고 있으나, 재호흡을 사용자의 들숨 동작과 날숨 동작에 의존하여 수행하기 때문에 호흡 저항이 발생하여 사용자가 호흡이 힘든 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 육상 환경과 수중 환경에서 모두 사용 가능하며, 호흡 저항을 최소화하면서 재호흡을 수행하도록 하는 재호흡 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 재호흡 장치는 풀페이스 마스크의 날숨 호흡낭으로부터 유입되는 공기를 일시적으로 보관하며, 유입되는 공기 내에 이산화탄소를 제거하는 제1 실린더, 상기 제1 실린더로부터 공기를 유입하고, 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 들숨 호흡낭으로 공기를 유입시키는 제2 실린더, 상기 제2 실린더를 제1 영역 및 제2 영역으로 구획하며, 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 상기 제2 실린더의 공기를 들숨 호흡낭으로 유입시키거나, 상기 제1 실린더의 공기를 상기 제2 실린더로 유입시키는 피스톤, 상기 제1 실린더 또는 상기 제2 실린더에 구비되며, 상기 피스톤 동작에 의해 상기 제1 실린더를 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역과 연통하고, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역을 상기 들숨 호흡낭과 연통하는 밸브, 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 상기 피스톤 및 상기 밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 재호흡 장치는 상기 밸브는 상기 제1 실린더에 구비되어 상기 제1 영역과 연통하는 제1 밸브, 상기 제1 실린더에 구비되어 상기 제2 영역과 연통하는 제2 밸브, 상기 제1 영역에 구비되어 상기 제1 밸브와 연통되는 제3 밸브, 상기 제2 영역에 구비되어 상기 제2 밸브와 연통되는 제4 밸브, 상기 제1 영역에 구비되어 상기 들숨 호흡낭과 연통되는 제5 밸브, 상기 제2 영역에 구비되어 상기 들숨 호흡낭과 연통되는 제6 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 재호흡 장치에 있어서, 상기 제어부는 제1 날숨 동작 및 제1 들숨 동작을 수행하면 상기 제1 밸브, 상기 제3 밸브 및 상기 제6 밸브를 개방시키고, 상기 피스톤을 동작시켜 상기 제1 실린더의 공기를 상기 제1 영역으로 유입되도록 하고, 상기 제2 영역의 공기를 상기 들숨 호흡낭으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 재호흡 장치에 있어서, 상기 제어부는 제2 날숨 동작 및 제2 들숨 동작을 수행하면, 상기 제2 밸브, 상기 제4 밸브 및 상기 제5 밸브를 개방시키고, 상기 피스톤을 동작시켜 상기 제1 실린더의 공기를 상기 제2 영역으로 유입되도록 하고, 상기 제1 영역의 공기를 상기 들숨 호흡낭으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 재호흡 장치에 있어서, 상기 제2 실린더와 상기 들숨 호흡낭 사이에 구비되어, 상기 제2 실린더로부터 상기 들숨 호흡낭으로 유입되는 공기에 산소를 보충하는 산소 실린더를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 풀페이스 마스크 내부의 산소가 기 설정된 값 이하로 떨어질 경우, 상기 산소 실린더에 구비되는 제7 밸브를 제어하여 산소를 공급하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 재호흡 장치에 있어서, 상기 제2 실린더와 상기 들숨 호흡낭 사이에 구비되어, 상기 제2 실린더로부터 상기 들숨 호흡낭으로 유입되는 공기에 공기를 보충하는 공기 실린더를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 풀페이스 마스크 내부의 압력이 기 설정된 값 이하로 떨어질 경우, 상기 공기 실린더에 구비되는 제8 밸브를 제어하여 공기를 공급하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 재호흡 장치는 피스톤을 통해 날숨 동작 또는 들숨 동작에 따라 사용자의 호흡을 지원함으로써, 사용자의 호흡 저항을 최소화시켜 사용자로 하여금 편안한 호흡을 할 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 시스템의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연결관의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 과제 해결 수단의 특징 및 이점을 보다 명확히 하기 위하여, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 특정 실시 예를 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.

다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하의 설명 및 도면에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "?부", "?기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 시스템의 내부 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연결관의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 시스템은 풀페이스 마스크(100) 및 재호흡 장치(200)를 포함한다.

풀페이스 마스크(100)는 프레임(110), 에어 포켓(120), 호흡낭(130) 및 호흡관(140)을 포함하여 구성된다.

프레임(110)은 풀페이스 마스크(100)의 외관을 형성하기 위한 구성으로, 사용자의 머리를 감싸도록 형성되며 내부를 밀폐시킬 수 있다. 도시되지는 않지만 프레임(110)은 내부에 패킹을 구비하여 안면에 밀착되어 내부를 밀폐하도록 형성될 수 있다. 또한 프레임(110)은 하드(Hard)한 재질로 형성되어 외부 충격으로부터 사용자의 머리를 보호할 수 있다.

이러한 프레임(110)은 하드한 재질로 형성되되, 사용자의 얼굴을 감싸도록 구성되기 때문에, 사용자의 두부와 안면을 감싸고, 전방을 투시하는 렌즈(111a)가 전면에 배치되는 제1 프레임(111)과, 제1 프레임(111)과 힌지 결합되어 제1 프레임(111)을 사용자의 머리에 고정시키는 제2 프레임(112)을 구성될 수 있다. 즉 사용자는 제2 프레임(112)이 개방된 상태로 제1 프레임(111)을 머리에 착용한 후 제2 프레임(112)을 장착하여 착용할 수 있다.

에어 포켓(120)은 프레임(110)의 내부 상부면에 결합될 수 있다. 바람직하게 에어 포켓(120)은 제1 프레임(111)의 상부면 즉, 사용자 머리의 상부와 접촉하도록 배치될 수 있다.

이러한 에어 포켓(120)은 플라스틱, 합성 수지 등과 같이, 일정 강도를 가지면서 플랙서블(flexible) 한 재질로 형성되어, 외부 충격이 가해질 때 하드한 재질의 프레임(110)으로부터 사용자의 두부를 보호할 수 있다.

또한 에어 포켓(120)은 외부 충격에 따른 두부를 보호하면서, 호흡낭(130)을 배치하기 위한 공간을 형성한다.

이러한 에어 포켓(120)은 후술할 날숨 호흡낭(131)이 내부에 배치되는 제1 에어 포켓(121)과, 제1 에어 포켓(121)과 이웃하게 프레임(110)의 내부 상면에 결합되는 제2 에어 포켓(122)을 포함할 수 있다. 즉 제1 에어 포켓(121) 및 제2 에어 포켓(122)은 두부 상부의 좌측 및 우측에 대칭하게 배치될 수 있다.

호흡낭(130)은 에어 포켓(120) 내부에 구비되어 프레임(110)의 내부 공간과, 외부에 구비되는 재호흡 장치(200)와 연통된다. 이러한 호흡낭(130)은 들숨 동작 또는 날숨 동작에 의해 재호흡 장치(200)에 공기를 유입시키거나, 재호흡 장치(200)로부터 공기를 유입받을 수 있다.

또한 호흡낭(130)은 고무 또는 실리콘 등 플렉서블 한 재질로 형성될 수 있으며, 공기의 유입 또는 유출에 따라 부피가 커지거나 작아질 수 있다.

이러한 호흡낭(130)은 제1 에어 포켓(121) 내부에 구비되어 날숨 동작에 따른 공기를 일시적으로 저장하는 날숨 호흡낭(131) 및 제2 에어 포켓(122) 내부에 구비되어 들숨 동작에 따른 공기를 일시적으로 저장하는 들숨 호흡낭(132)을 포함하여 구성될 수 있다.

한편 일반적으로 호흡낭은 외부에 배치되어 파이프를 통해 연결하게 되는데, 본 발명의 실시예에 따른 호흡낭(130)은 에어 포켓(120) 내부에 마련된 공간에 배치됨으로써, 부피를 줄이고 호흡낭을 외부에 배치함에 따른 무수적인 구성들을 최소화하여 무게를 줄일 수 있으며, 호흡낭이 외부에 노출되지 않고, 에어 포켓(120) 내부에 구비되기 때문에 충격이나 접촉에 의해 파손되지 않도록 할 수 있다.

호흡관(140)은 호흡낭(130) 및 에어 포켓(120)을 관통하여 호흡낭(130) 프레임(110)의 내부 공간과, 재호흡 장치(200)를 연통시키며, 호흡낭(130)의 내부 공간 상에 복수의 홀(141)이 형성될 수 있다. 여기서 복수의 홀(141)은 프레임(110) 내부 공간의 공기를 호흡낭(130)으로 유입시키거나, 호흡낭(130) 내부의 공기를 재호흡 장치(200)로 유출시키는 통로 역할을 수행할 수 있다.

또한 호흡관(140)은 복수의 홀(141)을 통해 날숨 동작에 의해 호흡낭(130)의 공기가 전부다 빠졌을 경우, 프레임(110) 내부 공기가 직접적으로 재호흡 장치(200)로 이동할 수 있도록 지원할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 풀페이스 마스크(100)는 제1 에어 포켓(121), 제2 에어 포켓(122) 및 재호흡 장치(200)를 서로 연통하는 제1 T형 파이프(150)를 더 포함할 수 있다. 즉 제1 T형 파이프(150)는 제1 에어 포켓(121), 제2 에어 포켓(122) 및 재호흡 장치(200)를 연통하도록 하여 어느 한 쪽에 공기가 부족하더라도 나머지 공간에서 부족한 공기를 채워지도록 할 수 있다. 즉 제1 T형 파이프(150)는 에어 포켓(120)의 팽창이 원활히 될 수 있도록 압력을 감소시키는 역할을 수행할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 풀페이스 마스크(100)는 제1 에어 포켓(121), 제2 에어 포켓(122) 및 재호흡 장치(200)로부터 들숨 호흡낭(132)으로 공기를 이동시키는 통로와 연통하는 제2 T형 파이프(170)를 더 포함할 수 있다.

여기서 제2 T형 파이프(170)는 에어 포켓(120)의 수축이 원할하게 이루어질 수 있도록 에어 포켓(120)의 압력을 증가시킬 수 있다. 예를 들어 피스톤(230)이 동작하게 되면, 날숨 호흡낭(131)의 공기가 제1 실린더(210)로 유입됨에 따라 제1 에어 포켓(121)의 압력이 감소하게 된다. 이에 따라 제2 T형 파이프(170)를 통해 상대적으로 양압이 발생되는 재호흡 장치(200)로부터 들숨 호흡낭(132)으로 공기를 이동시키는 통로와 연통함으로써, 제1 에어 포켓(121)의 압력을 증가시킬 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 풀페이스 마스크(100)는 호흡낭(130) 및 재호흡 장치(200)를 연결하며, 내부에 날숨 호흡낭(131)과 연결되는 연결관(160)을 포함할 수 있다. 연결관(160)은 제1 내부관(162), 들숨 호흡낭(132)과 연결되는 제2 내부관(163)을 포함하여 구성될 수 있다. 즉 제1 내부관(162)과 제2 내부관(163)은 외부관(161)에 의해 하나의 통로로 재호흡 장치(200)에 연결될 수 있다. 이에 따라 두개의 연결관을 하나로 줄임으로써 구조를 단순화할 수 있다.

재호흡 장치(200)는 풀페이스 마스크(100)로부터 배출되는 공기를 소정의 처리를 통해 다시 풀페이스 마스크(100)로 공급하여 재호흡을 하도록 하기 위한 장치이다.

이러한 재호흡 장치(200)는 사용자의 등에 매는 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니고, 조끼 형태, 목에 거는 형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 장치(200)에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 장치(200)는 제1 실린더(210), 제2 실린더(220), 피스톤(230), 밸브(241, 242, 243, 244, 245, 246) 및 제어부(미도시)를 포함한다.

제1 실린더(210)는 풀페이스 마스크(100)의 날숨 호흡낭(130)과 연결되어, 날숨 호흡낭(130)으로부터 유입되는 공기를 일시적으로 보관하며, 유입되는 공기 내에 이산화탄소를 제거할 수 있다. 이러한 제1 실린더(210)는 도시되지는 않지만, 이산화탄소를 흡착하기 위한 흡착부재를 포함하여 구성될 수 있다.

제2 실린더(220)는 제1 실린더(210)와 연결되어 형성될 수 있으며, 서로 공간이 구획되어 형성될 수 있다. 이러한 제2 실린더(220)는 제1 실린더(210)로부터 공기를 유입하고, 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 들숨 호흡낭으로 공기를 유입시킬 수 있다.

피스톤(230)은 제2 실린더(220)를 제1 영역(221) 및 제2 영역(222)으로 구획하며, 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 제2 실린더(220)의 공기를 들숨 호흡낭(132)으로 유입시키거나, 제1 실린더(210)의 공기를 제2 실린더(220)로 유입시킬 수 있다.

이러한 피스톤(230)은 제어부의 제어 하에 모터(213) 제어를 통해 날숨 동작 또는 들숨 동작에 따라 구획된 제1 영역(221) 방향 또는 제2 영역(222) 방향으로 왕복 이동하여 사용자의 호흡을 지원할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 장치(200)는 사용자의 호흡 저항을 최소화시켜 사용자로 하여금 편안한 호흡을 할 수 있도록 지원할 수 있다.

밸브(241, 242, 243, 244, 245, 246)는 제1 밸브(241) 내지 제6 밸브(246)로 구성될 수 있다. 이러한 밸브(241, 242, 243, 244, 245, 246)는 솔레노이드밸브 또는 고무첵밸브로 구성될 수 있다. 제1 밸브(241)는 제1 실린더(210)에 구비되어 제2 실린더(220)의 제1 영역(221)과 연통될 수 있다. 제2 밸브(242)는 제1 실린더(210)에 구비되어 제2 실린더(220)의 제2 영역과 연통될 수 있다. 제3 밸브(243)는 제2 실린더(220)의 제1 영역(221)에 구비되어 제1 밸브(241)와 연통되어 제1 실린더(210)의 공기를 제1 영역(221)으로 유입시킬 수 있다. 제4 밸브(244)는 제2 실린더(220)의 제2 영역(222)에 구비되어 제2 밸브(242)와 연통되어 제1 실린더(210)의 공기를 제2 영역(222)으로 유입시킬 수 있다. 제5 밸브(245)는 제2 실린더(220)의 제1 영역(221)에 구비되어 들숨 호흡낭(132)과 연통되어, 제1 영역(221)의 공기를 들숨 호흡낭(132)으로 유입시킬 수 있다. 제6 밸브(246)는 제2 실린더(220)의 제2 영역(222)에 구비되어 들숨 호흡낭(132)과 연통되어 제2 영역(222)의 공기를 들숨 호흡낭(132)으로 유입시킬 수 있다.

제어부는 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 피스톤(230) 및 밸브(241, 242, 243, 244, 245, 246)를 제어할 수 있다.

즉 제어부는 제1 날숨 동작 및 제1 들숨 동작을 수행하면 제1 밸브(241), 제3 밸브(243) 및 제6 밸브(246)를 개방시키고, 피스톤(230)을 동작시켜 제1 실린더(210)의 공기를 제1 영역(221)으로 유입되도록 하고, 제2 영역(222)의 공기를 들숨 호흡낭(132)으로 유입되도록 할 수 있다.

또한 제어부는 제2 날숨 동작 및 제2 들숨 동작을 수행하면, 제2 밸브(242), 제4 밸브(244) 및 제5 밸브(245)를 개방시키고, 피스톤(230)을 동작시켜 제1 실린더(210)의 공기를 제2 영역으로 유입되도록 하고, 제1 영역(221)의 공기를 들숨 호흡낭으로 유입되도록 할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 먼저 제어부는 최초 제1 날숨 동작이 수행되면 센서를 통해 제1 날숨 동작을 파악하고, 피스톤(230)을 제2 영역(222) 방향으로 기준선(A)까지 하강시킴과 동시에 제1 밸브(241), 제3 밸브(243) 및 제6 밸브(246)를 개방시킨다. 이에 따라 제1 실린더(210)의 공기는 제1 밸브(241) 및 제3 밸브(243)를 통해 제1 영역(221)으로 유입되고, 제2 영역(222)의 공기는 제6 밸브(246)를 통해 들숨 호흡낭(132)으로 유입된다.

다음으로 제어부는 제1 들숨 동작이 수행되면 센서를 통해 제1 들숨 동작을 파악하고, 피스톤(230)을 제2 영역(222) 방향으로 기준선(A)으로부터 다시 한번 하강시킴과 동시에 제1 밸브(241), 제3 밸브(243) 및 제6 밸브(246)를 개방시키고, 제1 실린더(210)의 공기를 제1 밸브(241) 및 제3 밸브(243)를 통해 제1 영역(221)으로 유입시키고, 제2 영역(222)에 남아 있는 공기를 들숨 호흡낭(132)으로 유입시킨다.

다음으로 제어부는 제1 들숨 동작 이후 제2 날숨 동작이 수행되면 센서를 통해 제2 날숨 동작을 파악하고, 피스톤(230)을 제1 영역(221) 방향으로 기준선(A)까지 상승시킴과 동시에 제2 밸브(242), 제4 밸브(244) 및 제5 밸브(245)를 개방시킨다. 이에 따라 제1 실린더(210)의 공기는 제2 밸브(242) 및 제4 밸브(244)를 통해 제2 영역(221)으로 유입되고, 제2 영역의(222)의 공기는 제5 밸브(245)를 통해 들숨 호흡낭(132)으로 유입된다.

그리고 제어부는 제2 들숨 동작이 수행되면 센서를 통해 제2 들숨 동작을 파악하고, 피스톤(230)을 제1 영역(221) 방향으로 기준선(A)으로부터 다시 한번 상승시킴과 동시에 제2 밸브(242), 제4 밸브(244) 및 제5 밸브(245)를 개방시키고, 제1 실린더(210)의 공기를 제2 밸브(242) 및 제4 밸브(244)를 통해 제2 영역(221)으로 유입시키고, 제1 영역(221)에 남아 있는 공기를 들숨 호흡낭(132)으로 유입시킨다.

이와 같이 제어부는 피스톤이 제2 영역 방향으로 하강하였다가 다시 제1 영역 방향으로 상승하는 사이클을 지속적으로 반복 수행하도록 할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 장치(200)는 제2 실린더(220)와 들숨 호흡낭(132) 사이에 구비되어, 제2 실린더(220)로부터 들숨 호흡낭(132)으로 유입되는 공기에 산소를 보충하는 산소 실린더(250)를 더 포함할 수 있다.

여기서 제어부는 산소 센서를 통해 풀페이스 마스크(100)의 산소가 기 설정된 값 이하로 떨어질 경우, 산소 실린더(250)에 구비되는 제7 밸브(251)를 제어하여 산소를 공급하도록 할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 재호흡 장치(200)는 제2 실린더(220)와 들숨 호흡낭(132) 사이에 구비되어, 제2 실린더(220)로부터 들숨 호흡낭(132)으로 유입되는 공기에 공기를 보충하는 공기 실린더(260)를 더 포함할 수 있다. 여기서 공기 실린더(260)에 포함된 공기는 대기 공기가 될 수 있다.

여기서 제어부는 풀페이스 마스크(100) 내부의 압력이 기 설정된 값 이하로 떨어질 경우, 공기 실린더(260)에 구비되는 제8 밸브(261)을 제어하여 공기를 공급할 수 있다. 이에 따라 제어부는 공기 실린더(260)를 통해 화재 현장에서 양압을 유지하며, 수중 환경에서 오염 물질이나 물이 유입되는 것을 사전 방지할 수 있다.

더하여 제어부는 사용자의 날숨 동작 또는 들숨 동작의 속도를 파악하여, 사용자의 날숨 동작 또는 들숨 동작의 속도에 따라 피스톤(230)의 움직임 속도와, 사용자의 호흡량에 따른 피스톤(230) 행정의 크기 즉, 기준선(A)을 기준으로 제1 영역(221) 또는 제2 영역(222) 방향으로 이동하는 폭을 제어할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.

본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.

100 : 풀페이스 마스크 110 : 프레임
111 : 제1 프레임 111a : 렌즈부
112 : 제2 프레임 120 : 에어 포켓
121 : 제1 에어 포켓 122 : 제2 에어 포켓
130 : 호흡낭 131 : 날숨 호흡낭
132 : 들숨 호흡낭 140 : 호흡관
141 : 홀 150 : T형 파이프
160 : 연결관 161 : 외부관
162 : 제1 내부관 163 : 제2 내부관
200 : 재호흡 장치 210 : 제1 실린더
220 : 제2 실린더 221 : 제1 영역
222 : 제2 영역 230 : 피스톤
241 : 제1 밸브 242 : 제2 밸브
243 : 제3 밸브 244 : 제4 밸브
245 : 제5 밸브 246 : 제6 밸브
250 : 산소 실린더 260 : 공기 실린더
300 : 재호흡 시스템

Claims

풀페이스 마스크의 날숨 호흡낭으로부터 유입되는 공기를 일시적으로 보관하며, 유입되는 공기 내에 이산화탄소를 제거하는 제1 실린더;
상기 제1 실린더로부터 공기를 유입하고, 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 들숨 호흡낭으로 공기를 유입시키는 제2 실린더;
상기 제2 실린더를 제1 영역 및 제2 영역으로 구획하며, 날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 상기 제2 실린더의 공기를 들숨 호흡낭으로 유입시키거나, 상기 제1 실린더의 공기를 상기 제2 실린더로 유입시키는 피스톤;
상기 제1 실린더 또는 상기 제2 실린더에 구비되며, 상기 피스톤 동작에 의해 상기 제1 실린더를 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역과 연통하고, 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역을 상기 들숨 호흡낭과 연통하는 밸브;
날숨 동작 또는 들숨 동작에 의해 상기 피스톤 및 상기 밸브를 제어하는 제어부; 를 포함하고,
상기 밸브는,
상기 제1 실린더에 구비되어 상기 제1 영역과 연통하는 제1 밸브;
상기 제1 실린더에 구비되어 상기 제2 영역과 연통하는 제2 밸브;
상기 제1 영역에 구비되어 상기 제1 밸브와 연통되는 제3 밸브;
상기 제2 영역에 구비되어 상기 제2 밸브와 연통되는 제4 밸브;
상기 제1 영역에 구비되어 상기 들숨 호흡낭과 연통되는 제5 밸브;
상기 제2 영역에 구비되어 상기 들숨 호흡낭과 연통되는 제6 밸브;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 재호흡 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
제1 날숨 동작 및 제1 들숨 동작을 수행하면 상기 제1 밸브, 상기 제3 밸브 및 상기 제6 밸브를 개방시키고, 상기 피스톤을 동작시켜 상기 제1 실린더의 공기를 상기 제1 영역으로 유입되도록 하고, 상기 제2 영역의 공기를 상기 들숨 호흡낭으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 재호흡 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
제2 날숨 동작 및 제2 들숨 동작을 수행하면, 상기 제2 밸브, 상기 제4 밸브 및 상기 제5 밸브를 개방시키고, 상기 피스톤을 동작시켜 상기 제1 실린더의 공기를 상기 제2 영역으로 유입되도록 하고, 상기 제1 영역의 공기를 상기 들숨 호흡낭으로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 재호흡 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 실린더와 상기 들숨 호흡낭 사이에 구비되어, 상기 제2 실린더로부터 상기 들숨 호흡낭으로 유입되는 공기에 산소를 보충하는 산소 실린더; 를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 풀페이스 마스크 내부의 산소가 기 설정된 값 이하로 떨어질 경우, 상기 산소 실린더에 구비되는 제7 밸브를 제어하여 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 재호흡 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 실린더와 상기 들숨 호흡낭 사이에 구비되어, 상기 제2 실린더로부터 상기 들숨 호흡낭으로 유입되는 공기에 공기를 보충하는 공기 실린더; 를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 풀페이스 마스크 내부의 압력이 기 설정된 값 이하로 떨어질 경우, 상기 공기 실린더에 구비되는 제8 밸브를 제어하여 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 재호흡 장치.