KR102213155B1 - Emergency Breathing Apparatus With Air Purification Function - Google Patents
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Abstract
Description
개시된 내용은 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 평상시에는 공기 중의 유해가스를 정화하는 공기청정기능을 수행하고, 재난안전으로 화재가 발생하거나 CO2 농도가 위험수준으로 판단되는 경우에는 비상상태로 전환 작동하게 됨으로서 질식 사고를 방지하며 안전하게 호흡을 유지할 수 있도록 개량된 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치에 관한 것이다.The disclosed content relates to an emergency breathing apparatus equipped with an air cleaning function, and more specifically, it performs an air cleaning function that purifies harmful gases in the air at normal times, and a fire occurs due to disaster safety or the CO2 concentration is reduced to a dangerous level. When it is judged, it relates to an emergency breathing apparatus equipped with an improved air cleaning function to prevent suffocation accidents by switching to an emergency state and to maintain breathing safely.
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.Unless otherwise indicated herein, the content described in this section is not prior art to the claims of this application, and inclusion in this section is not admitted to be prior art.
지진과 같은 자연재난, 미세먼지, 화재, 자동차 매연과 같은 사회재난 등으로 환경이 오염되어 인간의 호흡에 많은 지장을 주고 있으며, 실내의 공기까지 심하게 오염되어 남녀노소 구분하지 않고 인간의 호흡질환은 점점 증가되고 있는 추세이다.Natural disasters such as earthquakes, fine dust, fire, and social disasters such as automobile fumes are polluting the environment, causing a lot of obstacles to human breathing, and even indoor air is severely polluted, regardless of gender, regardless of gender, It is an increasing trend.
빌딩이나 아파트와 같은 사무용 또는 주거용의 대형 건물에는 별도로 실내 화재를 대비한 비상호흡기를 구비하고 있지 않으므로, 화재시 안정적으로 호흡하면서 안전하게 대피하기 어렵다.Since large office or residential buildings such as buildings or apartments do not have an emergency respirator separately for indoor fire, it is difficult to safely evacuate while breathing stably in case of fire.
건물에 화재가 발생하거나 유해가스불출 등의 재해가 발생할 경우, 건물 내에 있던 사람들이 유독성의 물질을 흡입하여 질식 사고를 당하지 않고 안정적으로 호흡하면서 안전하게 대피할 수 있는 설비가 매우 중요하다.In the event of a fire in a building or a disaster such as the release of harmful gases, it is very important that people in the building inhale toxic substances and breathe stably and safely evacuate without suffering a suffocation accident.
평상시에는 공기정화기능을 발휘함과 더불어, 특히 화재등의 긴급상황으로 판단되는 경우, 유독가스를 마지시 않고 안전하게 호흡할 수 있는 비상호흡장치에 대한 연구개발이 지속적으로 이뤄져왔다.In addition to the normal air purification function, research and development on emergency breathing devices that can breathe toxic gases continuously and safely, especially when it is judged as an emergency situation such as a fire, has been continuously conducted.
공기정화 기능을 구비한 선행기술로써, 이산화탄소와 반응효율이 우수한 수산화리듐 또는 소다석회를 수용액 상태로 만들어 공기 중에 분사하여 이산화탄소, 먼지 및 이물질을 효율적으로 제거할 수 있도록 설계 제작된 이산화탄소 저감기능을 겸비한 공기청정기(한국특허공보 제10-0943537호, 2010년 02월 22일자 공고)가 있다.As a prior art with an air purification function, it has a carbon dioxide reduction function designed and manufactured to efficiently remove carbon dioxide, dust and foreign matter by spraying it into the air by making carbon dioxide and lithium hydroxide or soda lime with excellent reaction efficiency into an aqueous solution. There is an air purifier (Korean Patent Publication No. 10-0943537, announced on February 22, 2010).
하지만, 전술한 선행기술은 수산화리튬 또는 소다석회를 혼합하여 미리 수용액 상태로 만들고, 이후 폴링이 충진된 용기속으로 수용액을 분사하는 요소들을 구성하기 때문에 기구적으로 복잡할 뿐 아니라 미세먼지를 제거 혹은 정화시키지 못하는 문제점이 있다.However, the above-described prior art is not only mechanically complicated, but also removes fine dust or removes fine dust because it constitutes elements that make the aqueous solution state in advance by mixing lithium hydroxide or soda lime, and then spray the aqueous solution into the container filled with polling. There is a problem that cannot be purified.
다른 선행기술로써, 한국등록실용신안 제20-0338192호 비상용 산소호흡기가 개시되어 있는 바, 이 기술은 산소결핍이나 유독가스질식 등의 비상상황 발생시 위난자가 안전한 상황에 이를 때까지 산소를 흡입할 수 있도록 고농도의 산소를 공급한다.As another prior art, Korean Utility Model No. 20-0338192 has disclosed an emergency oxygen respirator.This technology can inhale oxygen until an emergency situation such as oxygen deficiency or toxic gas suffocation occurs until the victim reaches a safe situation. Supply high concentration of oxygen
이 선행기술은 비상상황 발생시에 한정하여 위난자에게 산소를 제공할 수 있으며, 공기중에 미세먼지에 대한 정화기능을 전혀 수행할 수 없는 문제점이 있다.This prior art is limited in the event of an emergency situation and can provide oxygen to the victim, and there is a problem in that it cannot perform the function of purifying fine dust in the air at all.
개시된 내용은 평상시에는 실내 공기정화기의 기능을 수행하며, 화재나 재해 등 비상상황이 발생한 경우, 위난자들이 정상적인 호흡을 유지할 수 있는 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The disclosed content is to provide an emergency breathing apparatus having an air cleaning function capable of maintaining normal breathing in case of an emergency situation such as a fire or a disaster, which performs the function of an indoor air purifier in normal times.
또한 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.In addition, it is not limited to the technical problems as described above, and it is obvious that another technical problem may be derived from the following description.
개시된 내용의 한 실시예에 따르면, 공기유입구, 공기배출구 및 상류측이 상기 공기유입구에 연통되고 하류측이 상기 공기배출구에 연통되어 내부에서 공기가 유동가능하게 형성된 메인유로를 포함하는 본체;According to an embodiment of the disclosure, an air inlet, an air outlet, and an upstream side are in communication with the air inlet and a downstream side is in communication with the air outlet so as to allow air to flow therein;
상기 본체 내부에서 상기 메인유로에 연결설치되며, 상기 메인유로를 통과하는 유동공기를 정화시키는 적어도 하나 이상의 공기청정필터;At least one air cleaning filter connected to the main passage in the main body and purifying the flowing air passing through the main passage;
상기 메인유로의 일측에 연결설치되는 제1 호흡기통로;A first respiratory passage connected to one side of the main passage;
상기 메인유로의 타측에 연결설치되는 제2 호흡기통로;A second respiratory passage connected to the other side of the main passage;
상기 제1 호흡기통로에 연결설치되는 날숨공기주머니;An exhalation air bag connected to the first respiratory tract;
상기 제2 호흡기통로에 연결설치되는 들숨공기주머니;An inhalation air bag connected to the second respiratory tract;
상기 들숨공기주머니 및 날숨공기주머니에 연결되며, 사용자의 들숨 및 날숨시에 형성되는 호흡기를 수용하는 적어도 하나 이상의 안면산소 마스크;At least one facial oxygen mask connected to the inhalation air bag and the exhalation air bag and accommodating a respirator formed when the user inhales and exhales;
상기 제1 호흡기통로 일측에 설치되며, 상기 제1 호흡기통로를 선택적으로 개방 및 폐쇄시키는 날숨제어용 전환밸브;A switching valve for exhalation control installed on one side of the first respiratory passage and selectively opening and closing the first respiratory passage;
상기 제2 호흡기통로 일측에 설치되며, 상기 제2 호흡기통로를 선택적으로 개방 및 폐쇄시키는 들숨제어용 전환밸브;A switching valve for inhalation control installed on one side of the second respiratory passage and selectively opening and closing the second respiratory passage;
산소분사용 전자밸브를 구비하며, 상기 제2 호흡기통로 일측에 연결설치되고, 몸체 내부에 미리 설정된 압력으로 충진된 산소를 상기 제2 호흡기통로에 선택적으로 제공하는 산소공급유닛;An oxygen supply unit provided with an oxygen injection solenoid valve, connected to one side of the second respiratory passage, and selectively providing oxygen filled with a preset pressure inside the body to the second respiratory passage;
상기 유동공기가 통과하도록 상기 공기청정필터와 상기 제2 호흡기통로 사이에 설치되며, 내부에 CO2흡착제가 충진되고, 상기 흡착제 중 적어도 일부가 상기 유동공기에 포함된 CO2와 반응하여 상기 유동공기에 관한 CO2를 여과시키는 CO2 필터 캐니스터;It is installed between the air cleaning filter and the second breathing passage so that the flowing air passes, and a CO2 adsorbent is filled therein, and at least a part of the adsorbent reacts with CO2 contained in the flowing air, CO2 filter canister for filtering CO2;
상기 공기청정필터의 입구측에 인접하게 설치되는 먼지감지센서;A dust detection sensor installed adjacent to the inlet side of the air cleaning filter;
상기 CO2필터 캐니스터의 출구측에 인접하게 설치되는 CO2센서;A CO2 sensor installed adjacent to the outlet side of the CO2 filter canister;
전원에 의해 회전하는 모터를 구비하며, 상기 메인유로의 일측에 장착되고, 상기 메인유로에 미리 설정된 유속을 선택적으로 발생시키는 공기순환펌프;An air circulation pump having a motor rotating by a power source, mounted on one side of the main flow path, and selectively generating a preset flow rate in the main flow path;
상기 순환펌프와 CO2센서, 먼지감지센서, 들숨제어용 전환밸브, 날숨제어용 전환밸브 및 산소분사용 전자밸브에 전기적으로 연결되며, 미리 설정된 알고리즘에 따라 비상상황으로 판단될 경우, 상기 제1 및 제2 호흡기 통로가 개방되도록 상기 들숨제어용 전환밸브 및 날숨제어용 전환밸브를 제어하는 제어부; 및It is electrically connected to the circulation pump, CO2 sensor, dust detection sensor, switching valve for inhalation control, switching valve for exhalation control, and electronic valve for oxygen injection, and when it is determined as an emergency situation according to a preset algorithm, the first and second A control unit for controlling the inhalation control switching valve and the exhalation control switching valve so that the respiratory passage is opened; And
상기 제어부에 구비되며, 상기 비상상황에 관한 신호정보를 외부 관제소에 전송하는 통신부를 포함하여 구성되는 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치를 제공한다.It is provided in the control unit, and provides an emergency breathing apparatus having an air cleaning function configured to include a communication unit for transmitting signal information on the emergency situation to an external control station.
다른 기술적 특징에 따르면, 들숨공기유입 방지부와 날숨공기유입 방지부를 더 포함하여 구성되는 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치를 제공한다. According to another technical feature, there is provided an emergency breathing apparatus having an air cleaning function configured to further include an inhalation air inflow prevention unit and an exhalation air inflow prevention unit.
또 다른 기술적 특징에 따르면, CO2필터 캐니스터의 일측에 내부 투시부가 구성되며, 상기 내부 투시부는 상기 CO2 흡착제의 색상 변화를 외부에 제공하는 반사체를 포함하는 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치를 제공한다.According to another technical feature, an internal transparent part is configured on one side of the CO2 filter canister, and the internal transparent part provides an emergency breathing apparatus having an air cleaning function including a reflector for providing color change of the CO2 adsorbent to the outside. .
또 다른 기술적 특징에 따르면, 산소 충전압력을 검출하여 상기 제어부에 제공하는 산소센서가 산소공급유닛에 구성되는 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치를 제공한다.According to another technical feature, an oxygen sensor that detects an oxygen filling pressure and provides it to the control unit provides an emergency breathing apparatus having an air cleaning function configured in an oxygen supply unit.
개시된 실시 예에 따르면, 평상시에는 공기정화기능에 의해 미세먼지가 제거된 공기를 호흡기로 사용할 수 있고, 화재나 재난 등의 긴급상황 발생시에 안면산소마스크를 통해서 산소 및 정화된 재호흡기를 사용함으로써 안전하게 대피 및 피난할 수 있는 장점이 있다.According to the disclosed embodiment, air from which fine dust has been removed by the air purification function can be used as a respirator in normal times, and in case of an emergency such as a fire or disaster, evacuation safely by using oxygen and a purified rebreather through a facial oxygen mask. And it has the advantage of being able to evacuate.
개시된 실시 예에 따르면, 긴급상황 발생시에 조대가 도착하기 전까지 안면산소마스크를 착용한 사람들에게 안전하게 산소 및 재호흡 공기를 공급할 수 있으며, 무선통신부를 통해서 외부 관제소 또는 구조대원과 연통되어 장비의 산소충전상태, 사용가능한 산소의 잔량, 전원의 상태를 파악할 수 있는 장점이 있다.According to the disclosed embodiment, when an emergency occurs, oxygen and rebreathing air can be safely supplied to people wearing facial oxygen masks until the arrival of the cohort, and oxygen is charged by communicating with an external control station or rescue personnel through a wireless communication unit. It has the advantage of being able to check the state, the remaining amount of available oxygen, and the state of the power supply.
본 실시 예들의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present embodiments are not limited to the effects mentioned above, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 개시된 내용의 실시예에 따른 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치의 구성을 도시한 개략도,
도 2는 개시된 내용의 실시예에 따른 비상호흡장치의 본체 외관을 도시한 개략도,
도 3은 개시된 내용의 실시예에 따라 이산화탄소 흡착제에 대한 상태 검사를 도시한 개략도,
도 4a는 개시된 내용의 실시예에 따라 평상시 비상호흡장치의 공기 정화 흐름을 도시한 개략도,
도 4b는 개시된 내용의 실시예에 따라 비상상황시 비상호흡장치의 산소 및 재호흡기 흐름을 도시한 개략도,
도 5는 개시된 내용의 실시예에 따라 공기주머니의 역류방지패드의 작동상태를 도시한 개략도,
도 6은 개시된 내용의 실시예에 따라 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도,
도 7a 및 도 7b는 개시된 내용의 실시예에 따라 미리 설정된 알고리즘에 의해 비상상황 발생시 및 평상시 제어흐름을 도시한 플로우 챠트,1 is a schematic diagram showing the configuration of an emergency breathing apparatus having an air cleaning function according to an embodiment of the disclosed content;
2 is a schematic diagram showing the appearance of the main body of the emergency breathing apparatus according to an embodiment of the disclosed content;
3 is a schematic diagram showing a state inspection for a carbon dioxide adsorbent according to an embodiment of the disclosed content;
Figure 4a is a schematic diagram showing the air purification flow of the emergency breathing apparatus in a normal time according to an embodiment of the disclosed content;
Figure 4b is a schematic diagram showing the flow of oxygen and rebreather in an emergency breathing apparatus in an emergency situation according to an embodiment of the disclosed content;
5 is a schematic diagram showing an operating state of a backflow prevention pad of an air bag according to an embodiment of the disclosed subject matter;
6 is a block diagram schematically showing the configuration of a control unit according to an embodiment of the disclosed content;
7A and 7B are flow charts showing an emergency situation and a normal control flow by a preset algorithm according to an embodiment of the disclosed subject matter;
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들을 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 개선된 공기정화장치의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of an improved air purification apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치의 구성을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of an emergency breathing apparatus having an air cleaning function according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 기술이 포함된 공기정화장치는, Referring to FIG. 1, an air purification apparatus including a carbon dioxide removal technology according to an embodiment of the present invention,
공기유입구(1), 공기배출구(2), 상류측이 상기 공기유입구(1)에 연통되고 하류측은 상기 공기배출구(2)에 연통되며 내부에서 공기가 유동가능하게 형성된 메인유로(3)를 포함하는 본체(100); 상기 본체(100) 내부에서 상기 메인유로(3)에 연결설치되며, 상기 메인유로(3)를 통과하는 유동공기를 정화시키는 적어도 하나 이상의 공기청정필터(4); 상기 메인유로(3)의 일측에 연결설치되는 제1 호흡기통로(5);The air inlet (1), the air outlet (2), and the upstream side communicate with the air inlet (1), and the downstream side communicates with the air outlet (2), and includes a main passage (3) formed to allow air to flow therein. The
상기 메인유로(3)의 타측에 연결설치되는 제2 호흡기통로(6); 상기 제1 호흡기통로(5)에 연결설치되는 날숨공기주머니(7); 상기 제2 호흡기통로(5)에 연결설치되는 들숨공기주머니(8); 상기 들숨공기주머니(7) 및 날숨공기주머니(8)에 연결되며, 사용자(H)의 들숨 및 날숨시에 형성되는 호흡기를 수용하는 적어도 하나 이상의 안면산소 마스크(9); 상기 제1 호흡기통로(5) 일측에 설치되며, 상기 제1 호흡기통로(5)를 선택적으로 개방 및 폐쇄시키는 날숨제어용 전환밸브(21); 상기 제2 호흡기통로(6) 일측에 설치되며, 상기 제2 호흡기통로(6)를 선택적으로 개방 및 폐쇄시키는 들숨제어용 전환밸브(22); 산소분사용 전자밸브(31)를 구비하며, 상기 제2 호흡기통로(6) 일측에 연결설치되고, 몸체(32) 내부에 미리 설정된 압력으로 충진된 산소를 상기 제2 호흡기통로에 선택적으로 제공하는 산소공급유닛(30); 상기 유동공기가 통과하도록 상기 공기청정필터(4)와 상기 제2 호흡기통로(6) 사이에 설치되며, 내부에 CO2흡착제가 충진되고, 상기 흡착제 중 적어도 일부가 상기 유동공기에 포함된 CO2와 반응하여 상기 유동공기에 관한 CO2를 여과시키는 CO2 필터 캐니스터(10)를 포함하여 구성된다.A second
또한, 개시된 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치는, 상기 공기청정필터(4)의 입구측에 인접하게 설치되는 먼지감지센서(23); 상기 CO2필터 캐니스터(10)의 출구측에 인접하게 설치되는 CO2센서(24); 전원에 의해 회전하는 모터(미도시함)를 구비하며, 상기 메인유로(3)의 일측에 장착되고, 상기 메인유로(3)에 미리 설정된 유속을 선택적으로 발생시키는 공기순환펌프(12); 상기 순환펌프(12)와 CO2센서(24), 먼지감지센서(23), 들숨제어용 전환밸브(22), 날숨제어용 전환밸브(21) 및 산소분사용 전자밸브(31)에 전기적으로 연결되며, 미리 설정된 알고리즘에 따라 비상상황으로 판단될 경우, 상기 제1 및 제2 호흡기 통로(5, 6)가 개방되도록 상기 들숨제어용 전환밸브(21) 및 날숨제어용 전환밸브(22)를 제어하는 제어부(40); 및 상기 제어부(40)에 구비되며, 상기 비상상황에 관한 신호정보를 외부 관제소(50)에 전송하는 통신부(41)를 포함하여 구성된다.In addition, the emergency breathing apparatus having the disclosed air cleaning function includes: a
도 2는 개시된 내용의 실시예에 따른 비상호흡장치의 본체 외관을 도시한 개략도이다.2 is a schematic diagram showing the appearance of a main body of an emergency breathing apparatus according to an embodiment of the disclosed subject matter.
도 2를 참조하면, 본체(100)는 작동스위치(37)를 비롯하여, 선택스위치(38), 비상상황 발생시 외부관제소와 연통할 수 있는 무선통신스위치(39), 타이머 및 산소잔량 표시기(35, 36) 등을 포함하는 스위치부를 포함하여 구성되며, 이동의 편의를 위해 상기 본체(100)의 하부는 이동용 바퀴(미도시함)들을 더 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the
도 1 및 2를 참조하면, 상기 공기순환펌프(12)는 제어부(4)에 의해 팬모터 구동속도가 제어된다. 상기 구동속도는 평상시 및 비상상활 발생시에 미리 설정된 알고리즘에 의해 주기적 혹은 간헐적으로 증속이나 감속 및 정지 제어된다.1 and 2, the
상기 안면산소마스크(9)는 연결호스(11a, 11b)를 통해서 각각 날숨주머니(7) 및 들숨주머니(8)에 연결되며, 비상상황 발생시 본체(100)로부터 배출되어 위난자로 하여금 호흡용 마스크로 사용할 수 있다.The facial oxygen mask (9) is connected to the exhalation bag (7) and the inhalation bag (8) through connection hoses (11a, 11b), respectively, and is discharged from the main body (100) in case of an emergency to allow the victim to breathe mask Can be used as
상기 먼지감지센서(23)는 IR방식 또는 NDIR 방식에 의한 센서로 구성하여 미세먼지 뿐만 아니라 크기가 큰 먼지와 크기가 매우 작은 초미세먼지도 측정할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the
또한, 상기 CO2센서(24)는 IR(Infrared 적외선) 방식 센서 또는 NDIR(Non-dispersive infrared, 비분산 적외선) 방식 센서로 구성될 수 있다.In addition, the
바람직하게는, NDIR 방식의 CO2 센서는 빛의 파장을 여러개로 측정하기 때문에 정밀도가 좋으며, 압력, 수분, 먼지 등을 측정하는데 적당하며, 측정된 신호값들은 센서인터페이스(sensor interface)를 통하여 상기 제어부(40)에 제공된다.Preferably, the CO2 sensor of the NDIR method has good precision because it measures several wavelengths of light, and is suitable for measuring pressure, moisture, dust, etc., and the measured signal values are transmitted to the controller through a sensor interface. Provided in (40).
하나의 실시예로서, 상기 공기청정필터(4)는 유입된 공기 중 미세먼지 및 초미세먼지 등의 이물질을 여과하는 미세먼지필터, 예를 들면, 부직포로 형성된 필터 혹은 화학작용의 활성탄을 사용한 화학필터를 구성할 수 있다. As an embodiment, the
보다 바람직하게는, 0.3um입자를 1회 통과시켰을때, 집진효율이 99.7% 이상되는 헤파(high efficiency particulate air, HEPA)필터를 사용할 수 있고, 미세분진, 바이러스, 곰팡이 등의 0.15um 이상의 먼지를 99.9995%까지 여과하는 울파(ultra-low particulate air, ULPA)필터를 사용하는 것이 적당하다.More preferably, a high efficiency particulate air (HEPA) filter having a dust collection efficiency of 99.7% or more can be used when 0.3um particles are passed once, and dusts of 0.15um or more such as fine dust, viruses, and mold can be used. It is appropriate to use an ultra-low particulate air (ULPA) filter that filters up to 99.9995%.
상기 CO2필터 캐니스터(10)는 내부에 유입되는 공기 중 이산화탄소를 여과하는 이산화탄소필터를 포함할 수 있다. 일반적으로 이산화탄소와 반응하여 이산화탄소가 흡착될 수 있는 흡착제가 내장될 수 있다.The
상기 흡착제는 소다라임계 소재를 포함하여 구성되며, 상기 유동공기 혹은 정화된 유동공기가 통과될 때 표면적이 증가되도록 미리 설정된 입자 혹은 과립 상태로 충전시키는 것이 바람직하다.The adsorbent is composed of a soda-lime-based material, and it is preferable to fill in a predetermined particle or granular state such that the surface area increases when the flowing air or purified flowing air is passed.
도 3은 개시된 내용의 실시예에 따라 이산화탄소(CO2) 흡착제에 대한 상태 검사를 도시한 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating a state inspection of a carbon dioxide (CO2) adsorbent according to an embodiment of the disclosed subject matter.
본 발명에 의한 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치는, 상기 CO2필터 캐니스터(10)의 일측에 내부 투시부(40)가 구성되며, 상기 내부 투시부(40)는 상기 CO2 흡착제(S)의 색상 변화를 외부에 제공하는 반사체(41)를 포함하여 구성된다.The emergency breathing apparatus having an air cleaning function according to the present invention includes an internal
상기 내부 투시부(40)의 입구는 확대경이나, 렌즈 및 프리즘을 포함하여 구성될 수 있으며, 배율을 고려하여 일련의 렌즈-반사체 조합들이 반사체(41)를 향해 더 구성될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the entrance of the inner
상기 내부 투시부(40)의 반사체(41)에 의해 이산화탄소(CO2)에 대한 흡착제(소다라임)의 반응 및 흡착과정에서 갈색으로 상태 변화가 발생시에 이를 외부에서 시각적으로 검사 및 파악할 수 있게 된다.When the state of the adsorbent (soda lime) reacts to carbon dioxide (CO2) by the
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치는, 상기 들숨공기유입 방지부(13)와 날숨공기유입 방지부(14)를 더 포함하여 구성된다. 바람직하게는, 상기 들숨공기유입 방지부(13)는 상기 날숨공기주머니(7)의 토출구(7a)에 인접하게 설치되며, 상기 날숨공기유입 방지부(14는 상기 들숨공기주머니(8)의 토출구(8a)에 인접하게 설치된다.1 and 5, the emergency breathing apparatus having an air cleaning function according to the present invention is configured to further include the inhalation air
상기 밸브(21, 22)들은 솔레노이드 작동에 의해 상기 제1 호흡기통로(5)와 제2 호흡기통로(6)를 선택적으로 개방 및 폐쇄시키는 솔레노이드 제어밸브를 포함하여 구성되며, 상기 제어부(40)에 전기적으로 연결된다.The valves (21, 22) are configured to include a solenoid control valve that selectively opens and closes the first respiratory passage (5) and the second respiratory passage (6) by solenoid operation, and the
실시예에 따라, 상기 상기 밸브(21, 22)들은 힌지(21a, 22a)에 회동하며 제1 호흡기통로(5) 및 제2 호흡기통로(6)의 내부를 선택적으로 개방 혹은 폐쇄 구동시키는 밸브로 구성할 수도 있다.According to an embodiment, the
상기 들숨공기유입 방지부(13)와 날숨공기유입 방지부(14)는 각각의 토출구(7a, 8a)로 역류될 수 있는 호흡기 및 공기흐름을 방지하는 패드로 구성하는 것이 바람직하며, 축(14a)에 의해 지지될 수 있다.The inhalation air
상기 산소공급유닛(30)은 몸체(32)의 내부에 충전된 압력을 완화시키는 산소감압유닛(34)를 포함하여 구성되며, 호스를 포함하는 공압연결수단에 의해 상기 들숨주머니(8) 혹은 들숨주머니와 연통되는 제2 호흡기통로(6)과 연통된다.The
또한, 상기 산소공급유닛(30)은 산소 충전압력을 검출하여 상기 제어부(40)에 제공하는 산소센서(33)를 더 포함하여 구성된다.In addition, the
도 4a는 개시된 내용의 실시예에 따라 평상시 비상호흡장치의 공기 정화 흐름을 도시한 개략도이며, 도 4b는 개시된 내용의 실시예에 따라 비상상황시 비상호흡장치의 산소 및 재호흡기 흐름을 도시한 개략도이다.FIG. 4A is a schematic diagram showing the flow of air purification in an emergency breathing apparatus according to an embodiment of the disclosed subject matter, and FIG. 4B is a schematic diagram showing the flow of oxygen and rebreather in an emergency breathing apparatus in an emergency situation according to an embodiment of the disclosed subject matter .
도 4a 및 4b를 참조하면, 평상시 날숨제어용 전환밸브(21) 및 들숨제어용 전환밸브(22)는 각각 제1 호흡기통로(5)와 제2 호흡기통로(6)를 폐쇄 작동되어, 외부공기가 도면에 표시된 화살표 방향을 따라 순환되며, 이 과정에서 미세먼지 및 이산화탄소가 흡착될 수 있다.4A and 4B, the switching
또한, 비상상황 발생시, 날숨제어용 전환밸브(21) 및 들숨제어용 전환밸브(22)는 각각 제1 호흡기통로(5)와 제2 호흡기통로(6)를 개방하도록 전환 작동되고, 이때 외부공기의 유동 혹은 순환은 정지되며 산소공급유닛(30)에 의해 산고가 안면마스크(9)에 제공될 수 있다.In addition, in the event of an emergency, the exhalation
위난자의 날숨은 제1 호흡기통로(5)를 경유하여 CO2 필터 캐니스터의 내부를 통과하게 되며, 이 과정에서 날숨에 포함된 이산화탄소는 흡착제와 반응하여 흡수됨으로서 안전하고 산소가 재공급되는 호흡기로서 제공된다.The exhalation of the victim passes through the inside of the CO2 filter canister through the first respiratory passage (5), and in this process, the carbon dioxide contained in the exhalation reacts with the adsorbent and is absorbed, providing a safe and re-supplied respiratory system. do.
이 과정에서, 산소탱크(32)에 저장된 고압산소는 산소감압수단(34)에서 저압으로 조절되고 산소공급관 혹은 호스부재를 통해 산소분사 전자밸브(31)로 전해지며, 상기 산소분사 전자밸브(31)의 작동이 시작되면 상기 들숨공기주머니(8) 내부에 산소가 공급된다.In this process, the high-pressure oxygen stored in the
실시예에 따르면, 상기 전환밸브(21, 22)들은 화재감지 신호 혹은 비상호흡기로 사용하고자 할 때 제어부(40)에 의해 자동으로 전환된다.According to an embodiment, the switching
도 6 내지 도 7b를 참조하면, 본 발명에 의한 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치는, 상기 제어부(40)는 산소의 충전상태 확인, 사용가능한 산소의 잔량 확인, 충전배터리 충전상태, 내부에 위치한 위난자 혹은 조난자의 정보를 외부 관제소에 제공할 수 있으며, 무선통신부(41)를 통해서 외부의관제소(50) 및 구조대원과 통신 및 긴급상황을 원격으로 확인할 수 있게 된다.6 to 7B, in the emergency breathing apparatus having an air cleaning function according to the present invention, the
실시예에 따르면, 제어부(40)는 상기 산소탱크(32)의 압력신호를 수신하며, 상기 산소탱크(32) 내의 산소충전압력이 10%보다 큰 지를 판단하여 기준치보다 적을 경우에는 경고신호를 송출하며, 상기 압력센서는 상기 산소탱크(32)의 분당 산소 소모량 및 잔량을 체크하고 경보신호를 송출하게 된다.According to an embodiment, the
만약, 산소충전압력이 10%보다 큰 경우 산소센서(33)으로부터 신호 정보 데이타를 토대로 미리 설정된 알고리즘에 따라 데이타 분석 및 판단, 예를 들면 들숨 산소량이 20%~25%를 유지하는지를 판단하여 이 범위를 벗어날 경우 산소공급의 산소분사전자밸브를 개방 작동시킨다.If the oxygen charging force is greater than 10%, data analysis and judgment according to a preset algorithm based on the signal information data from the
한편, 상기 제어부(40)는 상기 CO2 필터캐니스터 입구부의 이산화탄소 농도와 출구부 농도 데이터를 수신하여, 이산화탄소 제거율이 60% 이상을 유지하는지 여부를 판단하고, 미리 설정된 범위 이내가 되도록 공기의 순환작동을 제어한다. 만약, 이산화탄소 제거율이 60%이하인 경우 경고신호를 송출한다.On the other hand, the
이 과정에서, 상기 제어부(40)는 20mm/sec의 속도로 스캔을 하게 되며, 이산화탄소 필터 구성의 정상동작 상태를 감시하고, 대피자가 과도한 이산화탄소를 흡수하지 않도록 한다. In this process, the
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.The disclosed contents are only examples, and various changes can be made by those of ordinary skill in the art without departing from the gist of the claims claimed in the claims, so the scope of protection of the disclosed contents is It is not limited to the embodiment.
100 : 본체
1 : 공기유입구
2 : 공기유출구
4 : 공기청정필터
5 : 제1 호흡기통로
6 : 제2 호흡기통로
7 : 날숨공기주머니
8 : 들숨공기주머니
10 : CO2 필터 캐니스터
23, 24 : 미세먼지 및 CO2 감지 센서
30 : 산소공급유닛
40 : 제어부
41 : 무선통신부100: main body
1: Air inlet
2: Air outlet
4: Air cleaning filter
5: first respiratory tract
6: second respiratory tract
7: Exhalation air bag
8: inhalation air bag
10: CO2 filter canister
23, 24: Fine dust and CO2 detection sensor
30: oxygen supply unit
40: control unit
41: Ministry of Wireless Communication
Claims (5)
상기 본체 내부에서 상기 메인유로에 연결설치되며, 상기 메인유로를 통과하는 유동공기를 정화시키는 적어도 하나 이상의 공기청정필터;
상기 메인유로의 일측에 연결설치되는 제1 호흡기통로;
상기 메인유로의 타측에 연결설치되는 제2 호흡기통로;
상기 제1 호흡기통로에 연결설치되는 날숨공기주머니;
상기 제2 호흡기통로에 연결설치되는 들숨공기주머니;
상기 들숨공기주머니 및 날숨공기주머니에 연결되며, 사용자의 들숨 및 날숨시에 형성되는 호흡기를 수용하는 적어도 하나 이상의 안면산소 마스크;
상기 제1 호흡기통로 일측에 설치되며, 상기 제1 호흡기통로를 선택적으로 개방 및 폐쇄시키는 날숨제어용 전환밸브;
상기 제2 호흡기통로 일측에 설치되며, 상기 제2 호흡기통로를 선택적으로 개방 및 폐쇄시키는 들숨제어용 전환밸브;
산소분사용 전자밸브를 구비하며, 상기 제2 호흡기통로 일측에 연결설치되고, 몸체 내부에 미리 설정된 압력으로 충진된 산소를 상기 제2 호흡기통로에 선택적으로 제공하는 산소공급유닛;
상기 유동공기가 통과하도록 상기 공기청정필터와 상기 제2 호흡기통로 사이에 설치되며, 내부에 CO2흡착제가 충진되고, 상기 CO2흡착제 중 적어도 일부가 상기 유동공기에 포함된 CO2와 반응하여 상기 유동공기에 관한 CO2를 여과시키는 CO2 필터 캐니스터;
상기 공기청정필터의 입구측에 인접하게 설치되는 먼지감지센서;
상기 CO2필터 캐니스터의 출구측에 인접하게 설치되는 CO2센서;
전원에 의해 회전하는 모터를 구비하며, 상기 메인유로의 일측에 장착되고, 상기 메인유로에 미리 설정된 유속을 선택적으로 발생시키는 공기순환펌프;
상기 공기순환펌프와 CO2센서, 먼지감지센서, 들숨제어용 전환밸브, 날숨제어용 전환밸브 및 산소분사용 전자밸브에 전기적으로 연결되며, 미리 설정된 알고리즘에 따라 비상상황으로 판단될 경우, 상기 제1 및 제2 호흡기 통로가 개방되도록 상기 들숨제어용 전환밸브 및 날숨제어용 전환밸브를 제어하는 제어부; 및
상기 제어부에 구비되며, 상기 비상상황에 관한 신호정보를 외부 관제소에 전송하는 통신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치.
A main body including an air inlet, an air outlet and an upstream side communicating with the air inlet and a downstream side communicating with the air outlet to allow air to flow therein;
At least one air cleaning filter connected to the main passage in the main body and purifying the flowing air passing through the main passage;
A first respiratory passage connected to one side of the main passage;
A second respiratory passage connected to the other side of the main passage;
An exhalation air bag connected to the first respiratory tract;
An inhalation air bag connected to the second respiratory tract;
At least one facial oxygen mask connected to the inhalation air bag and the exhalation air bag and accommodating a respirator formed when the user inhales and exhales;
A switching valve for exhalation control installed on one side of the first respiratory passage and selectively opening and closing the first respiratory passage;
A switching valve for inhalation control installed on one side of the second respiratory passage and selectively opening and closing the second respiratory passage;
An oxygen supply unit provided with an oxygen injection solenoid valve, connected to one side of the second respiratory passage, and selectively providing oxygen filled with a preset pressure inside the body to the second respiratory passage;
It is installed between the air cleaning filter and the second breathing passage so that the flowing air passes, a CO2 adsorbent is filled therein, and at least a portion of the CO2 adsorbent reacts with CO2 contained in the flowing air to the flowing air. A CO2 filter canister for filtering CO2 about;
A dust detection sensor installed adjacent to the inlet side of the air cleaning filter;
A CO2 sensor installed adjacent to the outlet side of the CO2 filter canister;
An air circulation pump having a motor rotating by a power source, mounted on one side of the main channel, and selectively generating a predetermined flow rate in the main channel;
It is electrically connected to the air circulation pump, CO2 sensor, dust detection sensor, inhalation control switching valve, exhalation control switching valve, and oxygen injection solenoid valve, and when it is determined as an emergency situation according to a preset algorithm, the first and second 2 a control unit for controlling the inhalation control switching valve and the exhalation control switching valve so that the respiratory passage is opened; And
An emergency breathing apparatus having an air cleaning function, which is provided in the control unit and includes a communication unit for transmitting signal information regarding the emergency situation to an external control station.
들숨공기유입 방지부와 날숨공기유입 방지부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치.
The method according to claim 1,
An emergency breathing apparatus with an air cleaning function, characterized in that it further comprises an inhaled air inflow prevention part and an exhaled air inflow prevention part.
상기 CO2필터 캐니스터의 일측에 내부 투시부가 구성되며, 상기 내부 투시부는 상기 CO2 흡착제의 색상 변화를 외부에 제공하는 반사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치.
The method according to claim 1,
An emergency breathing apparatus with an air cleaning function, characterized in that an inner transparent part is configured on one side of the CO2 filter canister, and the inner transparent part includes a reflector for providing a color change of the CO2 adsorbent to the outside.
상기 밸브들은 솔레노이드 제어밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치.
The method according to claim 2,
The emergency breathing apparatus having an air cleaning function, characterized in that the valves are configured to include a solenoid control valve.
상기 산소공급유닛은 산소 충전압력을 검출하여 상기 제어부에 제공하는 산소센서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기청정기능을 구비한 비상호흡장치.The method according to claim 1,
The oxygen supply unit is an emergency breathing apparatus having an air cleaning function, characterized in that it further comprises an oxygen sensor that detects the oxygen filling pressure and provides it to the control unit.
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2019
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