KR102340295B1 - 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템에 관한 것으로서, 사용자가 수용될 수 있으며 일측에 사용자가 출입할 수 있는 출입도어(150)가 개폐 가능하게 결합되며, 부피가 가변 가능하게 구비되는 챔버부(100)와; 상기 챔버부(100)에 결합되어 상기 챔버부(100) 내부의 압력을 조절하고, 상기 챔버부(100)의 부피를 조절하는 압력조절부(200)를 포함하며, 상기 챔버부(100)는, 일단에 상기 출입도어(150)가 결합되며 타단이 개방형성되며, 외부형상이 고정된 고정챔버(110)와; 상기 고정챔버(110)의 타단에 결합되며 가스 주입여부에 따라 부피가 팽창되거나 수축되어 접혀지는 가변챔버(120)를 포함하며, 상기 가변챔버(120)는, 상기 고정챔버(110)의 타단에 고정결합되는 아라미드튜브(121)와;상기 아라미드튜브(121)의 내벽면에 일체로 결합되는 내압튜브(122)와; 상기 아라미드튜브(121)의 외벽면에 그물망 형태로 고정결합되며 상기 압력조절부(200)로부터 가스를 공급받아 팽창되며 상기 아라미드튜브(121)가 펼쳐지게 하는 외골격튜브(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템{TUBE TYPE MULTI-PRESSURE INTEGRATED CHAMBER SYSTEM}
본 발명은 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세히는 가스의 주입여부에 따라 부피가 가변 가능하게 구비되며 내부의 압력을 다양하게 조절하여 사용할 수 있는 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템에 관한 것이다.
양압 산소치료기(Hyperbaric Therapy)는 액체에 용해되는 기체의 양은 압력에 비례한다는 헨리의 법칙을 활용하여 혈장 내 산소 용존도를 증가시키기 위한 치료 장치이다. 이러한 양압 산소 치료기는 특수 제작된 챔버의 내부에 재활치료가 필요한 환자나 외상, 염증, 병균감염, 부종 등이 있는 환자를 수용하여, 고 농도의 산소를 호흡할 수 있도록 한다.
챔버 내부에 수용된 환자가 고 농도의 산소로 호흡하게 되면, 헨리의 법칙에 의해 환자의 혈장 내 산소 용존도가 증가하게 된다. 그리고 혈장 내 산소 용존도가 증가하면 조직세포에 고 농도의 산소를 공급할 수 있게 되므로 세포의 치유와 재생기능을 향상시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 양압 산소 치료기는 고농도의 산소가 필요한 사람에게 치료 및 피로회복 목적으로 주로 사용되고 있다.
그리고 음압 치료 장치는 챔버 내부에 음압을 형성하여, 피부와 혈관을 주기적으로 팽창과 압축시킬 수 있는 장치이다. 챔버 내부에 음압이 형성되면, 챔버 내부에 수용된 사람은 음압에 의한 물리적 자극을 받게 되고, 이에 따라 챔버 내부에 수용된 사람의 혈액순환 및 세포 분화가 촉진될 수 있다. 이러한 효과로 인해, 음압 치료장치는 주로 혈액순환 개선과 부종이나 족부 병증 및 하지 정맥류 등의 치료에 사용되고 있다.
이와 같은 양압 산소치료기 및 음압 치료장치는 의료분야에서 활발하게 사용되고 있으며, 최근 스포츠 선수들에 게 피로회복과 재활치료를 위해 양압 챔버 및 음압 챔버의 형태로 사용되고 있다. 음압·저산소 챔버는 운동선수에게 음압환경을 조성해줄 수 있어 운동선수의 운동 수행능력을 향상시킬 수 있고, 경기 전 사전 환경 적응 등을 도울 수 있다. 양압·고산소 챔버는 운동선수에게 고 농도의 산소를 공급해줄수 있어 경기 및 트레이닝 후 신속한 피로회복을 도울 수 있다.
이와 관련하여 한국등록특허 제10-1521544호에 '분리 가능한 고압 산소 치료용 챔버'가 개시된 바 있다. 개시된 고압 산소 치료용 챔버는 밀폐된 하나 이상의 공간마다 선택적으로 산소 압력을 달리 설정하여 유지할 수 있고, 밀폐된 하나 이상의 공간으로 분리 또는 결합 가능한 고압 산소 치료용 챔버에 관한 것이다. 하지만, 개시된 고압 산소 치료용 챔버는 분리된 챔버 마다 압력을 다르게 유지할 수 있을 뿐 하나의 챔버에서 양압 및 음압환경을 동시에 구현할 수는 없다는 문제점이 있다.
또한, 개시된 고압 산소 치료용 챔버는 외부가 경질 재질로 형성되어 부피가 일정하므로 전체 부피가 커 보관과 휴대가 어려워 사용장소를 바꿀 수 없는 한계가 있다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 챔버의 크기가 가변 가능하여 휴대 및 보관이 용이한 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 산소 압력을 다양하게 조절할 수 있고, 음압조절도 가능하여 다양한 압력 환경이 구현될 수 있는 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 압력하에서도 안정적으로 사용할 수 있는 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템은, 사용자가 수용될 수 있으며 일측에 사용자가 출입할 수 있는 출입도어(150)가 개폐 가능하게 결합되며, 부피가 가변 가능하게 구비되는 챔버부(100)와; 상기 챔버부(100)에 결합되어 상기 챔버부(100) 내부의 압력을 조절하고, 상기 챔버부(100)의 부피를 조절하는 압력조절부(200)를 포함하며, 상기 챔버부(100)는, 일단에 상기 출입도어(150)가 결합되며 타단이 개방형성되며, 외부형상이 고정된 고정챔버(110)와; 상기 고정챔버(110)의 타단에 결합되며 가스 주입여부에 따라 부피가 팽창되거나 수축되어 접혀지는 가변챔버(120)를 포함하며, 상기 가변챔버(120)는, 상기 고정챔버(110)의 타단에 고정결합되는 아라미드튜브(121)와;상기 아라미드튜브(121)의 내벽면에 일체로 결합되는 내압튜브(122)와; 상기 아라미드튜브(121)의 외벽면에 그물망 형태로 고정결합되며 상기 압력조절부(200)로부터 가스를 공급받아 팽창되며 상기 아라미드튜브(121)가 펼쳐지게 하는 외골격튜브(130)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 외골격튜브(130)는, 상기 아라미드튜브(121)의 외주연에 길이방향을 따라 일정 간격으로 결합한 복수의 링튜브(131); 상기 복수의 링튜브(131)를 서로 연결하는 복수개의 직선튜브(133)와; 상기 고정챔버(110)와 접하게 배치된 링튜브(131)로부터 상기 압력조절부(200) 측으로 연장형성된 가스유입관(135)을 포함하며, 상기 압력조절부(200)는, 상기 고정챔버(110)의 외측에 구비되어 상기 고정챔버(110)로 산소를 공급하여 상기 챔버부(100) 내부의 압력을 조절하는 산소압력조절부(220)와; 상기 산소압력조절부(220)의 일측에 구비되어 상기 고정챔버(110)의 내부와 연결되어 상기 챔버부(100) 내부의 공기를 배출하여 상기 챔버부(100) 내부를 음압으로 형성하는 음압조절부(230)와; 상기 가스유입관(135)과 결합되어 상기 외골격튜브(130)로 공기를 주입하여 상기 외골격튜브(130)를 팽창시키는 외골격튜브팽창부(240)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 음압조절부(230)와 상기 외골격튜브팽창부(240)를 서로 연결하는 압축기연결배관(234)과; 상기 외골격튜브팽창부(240)에 구비되어 상기 외골격튜브(130)로 공기가 주입되는 주입모드와 상기 외골격튜브(130) 내부의 공기가 외부로 배출되는 배출모드를 선택적으로 전환시키는 모드전환밸브(245)를 더 포함하며, 상기 배출모드 선택시, 상기 음압조절부(230)가 구동되고 상기 압축기연결배관(234)을 통해 상기 외골격튜브(130) 내부의 공기가 외부로 배출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 가스유입관(135)의 관로 상에는 외부에서 내부로의 일방향 공기 이동만 허용하는 체크밸브(137)가 구비되고, 상기 체크밸브(137)에 대응되는 영역에 구비되어 상기 체크밸브(137)를 통해 상기 외골격튜브(130)로 이산화탄소를 공급하여 상기 외골격튜브팽창부(240)와 함께 상기 외골격튜브(130)가 팽창되게 하는 임플레이터부(300)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임플레이터부(300)는, 이산화탄소가 저장되는 이산화탄소탱크(310)와; 상기 이산화탄소탱크(310)의 탱크입구(311)에 결합되어 외부가압에 의해 상기 탱크입구(311)를 강제로 개방하여 상기 탱크입구(311)를 통해 배출된 이산화탄소를 상기 체크밸브(137)로 안내하는 임플레이터(320)를 포함하며, 상기 임플레이터(320)는, 상기 탱크입구(311)에 수직방향으로 배치되며 하부에 칼날(322e)이 형성되고 내부에 이산화탄소가 이동되는 유로가 형성되며 상기 체크밸브(137)에 대응되는 높이의 외주연에 가스배출홀(322d)이 형성된 공이(322)와; 상기 공이(322)의 상부에 회전가능하게 구비되어 사용자에 의한 회전조작시 상기 공이(322)를 하부로 가압하여 상기 칼날(322e)이 상기 탱크입구(311)를 개방하게 하는 회동가압레버(330)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템은 챔버부가 형상이 고정된 고정챔버와 튜브형상의 가변챔버가 결합한 형태로 구비되고, 가변챔버가 공기의 주입여부에 의해 팽창되는 외골격튜브에 일체로 결합된다. 이에 의해 챔버부의 크기가 조절될 수 있어 사용하지 않을 경우 부피를 줄여 보관 또는 이동할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 다중압력 일체형 챔버시스템은 챔버부 내부로 산소를 공급하여 양압상태의 산소챔버로 활용하거나, 챔버부 내부의 공기를 외부로 배출시켜 음압상태로 활용할 수 있다. 즉, 하나의 챔버로 양압과 음압의 두 가지 상태로 모두 활용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 다중압력 일체형 챔버시스템은 외골격튜브를 팽창하기 위해 외골격튜브팽창부와 함께 임플레이터부를 추가로 구비한다. 이에 따라 외골격튜브의 팽창속도를 필요에 따라 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템의 부피가 팽창된 상태를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템의 부피가 수축된 상태를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템의 챔버부의 고정챔버의 구성을 분해하여 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템의 챔버부의 가변챔버의 구성을 분해하여 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템의 챔버부의 출입도어의 구성을 분해하여 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템의 압력조절부의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도,
도 8은 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템의 임플레이터부와 외골격튜브의 결합구조를 도시한 사시도,
도 9는 임플레이터부의 동작과정을 도시한 예시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템(1)의 가변챔버(120)에 가스가 공급되어 부풀어 오른 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 가변챔버(120)의 가스가 배출되어 수축된 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템(1)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템(1)은 내부에 사용자가 수용될 수 있는 공간을 갖는 챔버부(100)와, 챔버부(100)에 결합되어 챔버부(100) 내부의 압력을 다양하게 조절하거나 챔버부(100)로 공기를 공급하여 챔버부(100)를 팽창시키는 압력조절부(200)와, 챔버부(100)를 빠르게 부풀릴 수 있도록 이산화탄소를 공급하는 임플레이터부(300)를 포함한다.
본 발명에 따른 다중압력 일체형 챔버시스템(1)은 챔버부(100)가 형상이 고정된 고정챔버(110)에 가스의 공급여부에 따라 팽창 및 수축되며 부피가 가변되는 가변챔버(120)가 서로 결합되어 형성된다. 이에 따라 본 발명의 다중압력 일체형 챔버시스템(1)은 도 2에 도시된 바와 같이 가스를 배출하여 부피를 최소화하여 보관 또는 휴대를 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 산소를 공급하여 챔버부(100) 내부의 압력을 다양하게 조절하거나, 진공펌프(231)를 이용해 챔버부(100) 내부의 압력을 음압으로 형성할 수 있다. 이렇게 하나의 챔버부(100)를 이용해 다양하게 압력을 조절하여 다양한 목적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 챔버부(100)는 고정챔버(110)의 일단에 출입도어(150)가 결합되고, 타단에 가변챔버(120)가 결합된다. 도 4는 고정챔버(110)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.
도시된 바와 같이 고정챔버(110)는 양단이 개방된 원통형상의 압력챔버본체(111)와, 압력챔버본체(111)의 상부에 결합되는 관찰창(112)과, 압력챔버본체(111)와 출입도어(150) 사이에 결합되는 내압씰링부재(113)를 포함한다.
압력챔버본체(111)는 다양한 압력에 견딜 수 있는 재질과 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해 압력챔버본체(111)는 FRP 재질로 형성될 수 있다. 압력챔버본체(111)의 측면에는 임플레이터(320)가 결합되는 임플레이터고정브라켓(114)이 구비된다.
관찰창(112)은 관리자가 챔버부(100) 내부의 상황을 바깥에서 육안으로 확인할 수 있게 한다. 이를 위해 관찰창(112)은 투명소재로 형성되는 것이 바람직하다.
관찰창(112)은 투명한 아크릴소재로 형성되며, 압력에 견딜 수 있는 두께로 구비된다.
도 5는 가변챔버(120)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다. 도시된 바와 같이 가변챔버(120)는 일단이 개방되고 타단이 밀폐된 원통형태의 아라미드튜브(121)와, 아라미드튜브(121)의 내벽면에 일체로 접착되어 결합되는 내압튜브(122)와, 아라미드튜브(121)의 외벽면에 일체로 결합되는 외골격튜브(130)를 포함한다.
아라미드튜브(121)는 아라미드원단을 일정길이를 갖는 원통관 형태로 가공하여 형성된다. 아라미드튜브(121)는 도 2에 도시된 바와 같이 수축된 상태를 유지하다 외벽면에 일체로 부착된 외골격튜브(130)로 가스가 주입되며 부풀어오르면 외골격튜브(130)의 형상변화에 연동하여 함께 부풀어 올라 원통관 형상을 유지하게 된다.
내압튜브(122)는 아라미드튜브(121)의 내벽면에 결합되어 아라미드튜브(121)의 강도를 보강한다. 내압튜브(122)는 압력에 견디는 PVC소재로 형성된다. 내압튜브(122)는 아라미드튜브(121)의 내벽면에 접착제를 통해 접착되거나, 열에 의해 융착되어 일체로 결합된다.
아라미드튜브(121)를 형성하는 아라미드원단은 방탄조끼, 고압 호스의 보강등에 사용되는 원단으로 200KPa의 고압에도 견딜 수 있다고 알려졌다. 아라미드튜브(121)와 내압튜브(122)가 이중으로 결합되어 음압은 물론이고 양압에도 충분히 견딜 수 있게 된다.
외골격튜브(130)는 아라미드튜브(121)의 외벽면에 결합되며 가스주입여부에 따라 줄어들거나 팽창되며 아라미드튜브(121)의 형상이 가변되게 한다. 외골격튜브(130)는 아라미드튜브(121)의 외벽면을 그물망 형태로 꼼꼼하게 감싸는 것이 아라미드튜브(121)의 전영역을 고르게 펼칠 수 있어 바람직하다.
외골격튜브(130)는 아라미드튜브(121)의 길이방향을 따라 외주면을 감싸게 형성된 복수개의 링튜브(131)와, 복수개의 링튜브(131)를 서로 연결하는 복수개의 직선튜브(133)를 포함한다. 복수개의 링튜브(131)와 복수개의 직선튜브(133)는 서로 연통되게 형성되어 내부의 가스가 이동될 수 있게 구비된다.
본 발명의 바람직한 실시예의 외골격튜브(130)는 두 개의 링튜브(131)와 네 개의 직선튜브(133)을 갖도록 형성되었으나 이는 일 실시예일 뿐이며 개수는 증가될 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예의 외골격튜브(130)는 아라미드튜브(121)의 후방에는 구비되지 않았으나 이는 일 실시예일 뿐이며 후방을 감싸는 형태로 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 외골격튜브(130)의 일단에는 고정챔버(110)의 임플레이터고정브라켓(114) 측을 향해 일정 길이 연장형성된 가스유입관(135)이 구비된다. 가스유입관(135)은 확대 도시된 바와 같이 단부에 가스유입공(136)이 형성된다. 가스유입공(136)에는 압력조절부(200)의 외골격튜브팽창부(240)의 튜브공기공급관(248)이 결합되어 압축기(241)를 경유한 고압의 공기를 외골격튜브(130)로 유입시킨다.
외골격튜브(130)의 외측 판면에는 확대 도시된 바와 같이 체크밸브(137)가 구비된다. 체크밸브(137)는 임플레이터부(300)로부터 이산화탄소를 공급받아 더욱 빠르게 외골격튜브(130)가 팽창될 수 있게 한다.
체크밸브(137)는 일방향 밸브의 형태로 구비되어 내부의 가스가 외부로 배출되는 것은 차단되고 외부의 가스가 내부로 유입되는 것만 허용한다.
접합패드(140)는 아라미드튜브(121)의 일단에 구비되어 아라미드튜브(121)와 고정챔버(110)를 고정시킨다. 아라미드튜브(121)와 고정챔버(110)는 접합패드(140)에 의해 접합되어 고정된다.
도 6의 (a)는 출입도어(150)를 도시한 사시도이고, 도 6의 (b)는 출입도어(150)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다. 도시된 바와 같이 출입도어(150)는 고정챔버(110)의 일측에 개폐 가능하게 구비되어 사용자가 챔버부(100) 내부로 출입할 수 있게 한다.
출입도어(150)는 고정챔버(110)의 개방된 일단을 밀폐할 수 있는 크기로 형성된 도어본체(151)와, 도어본체(151)의 외측판면에 결합되어 도어본체(151)를 보강하는 커버핸들(155)과, 도어본체(151)의 외주연에 결합되어 압력누설을 방지하는 커버오링(153)을 포함한다.
도어본체(151)에는 고정챔버(110)를 향해 돌출되게 형성된 고정패드(151a)가 구비된다. 도어본체(151)는 압력챔버본체(111)의 외경에 대응되는 직경을 갖도록 형성되고, 고정패드(151a)는 압력챔버본체(111)의 내경에 대응되는 직경으로 형성된다. 이에 의해 출입도어(150)가 압력챔버본체(111)에 닫힐 때, 고정패드(151a)가 압력챔버본체(111)의 내벽면에 끼워져 출입도어(150)가 고정챔버(110)에 닫힌 상태가 유지될 수 있다.
이때, 고정패드(151a)의 외주면에는 커버오링(153)이 결합되어 압력챔버본체(111)와의 사이에 압력의 누설을 방지한다.
커버핸들(155)은 도어본체(151)의 외벽면에 결합되어 사용자가 손잡이(155a)를 잡은 상태로 좌우로 돌려 도어본체(151)의 고정패드(151a)가 고정챔버(110) 내부에 끼워지며 닫혀지게 한다.
이렇게 고정패드(151a)가 도어본체(151) 내부로 끼워져 출입도어(150)가 닫히는 구조에 의해 챔버부(100) 내부에 양압 또는 음압이 형성되더라도 출입도어(150)가 닫혀진 상태가 안정적으로 유지될 수 있게 된다.
도 7은 압력조절부(200)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다. 도 3과 도 7에 도시된 바와 같이 압력조절부(200)는 산소공급부(210)와, 산소공급부(210)로부터 공급받는 산소에 의해 챔버부(100) 내부의 압력을 조절하는 산소압력조절부(220)와, 챔버부(100) 내부의 공기를 외부로 배출하여 챔버부(100) 내부를 음압으로 조절하는 음압조절부(230)와, 외골격튜브(130)로 공기를 공급하여 외골격튜브(130)가 팽창하게 하는 외골격튜브팽창부(240)와, 산소압력조절부(220)와 음압조절부(230) 및 외골격튜브팽창부(240)를 챔버부(100)의 외측에 고정시키는 챔버결합프레임(250)을 포함한다.
산소공급부(210)는 산소압력조절부(220)로 산소를 공급하고, 산소압력조절부(220)는 산소공급부(210)로부터 공급받은 산소를 챔버부(100) 내부로 공급하여 챔버부(100) 내부의 산소압력을 조절한다.
산소공급부(210)는 산소탱크(211)와, 산소탱크(211)의 산소를 산소압력조절부(220)로 공급하는 산소공급관(213)을 포함한다. 산소탱크(211)는 챔버부(100)를 고압산소 챔버로 활용할 때 산소 압력을 가압하는 용도로 사용되거나, 챔버부(100)가 음압챙버로 활용될 때 사용자의 산소마스크로 산소를 공급하는 용도로 사용된다. 산소탱크(211)의 상부에는 산소공급관(213)을 개폐하는 밸브와, 산소탱크(211)의 압력을 표시하는 산소탱크압력게이지가 구비된다.
산소압력조절부(220)는 산소탱크(211)의 산소를 챔버부(100)로 공급하여 내부의 압력을 조절하고 내부의 이산화탄소를 흡수한다. 산소압력조절부(220)는 워터탱크(221)와, 산소공급관(213)과 연결되어 산소를 공급받는 산소탱크연결관(222)과, 챔버부(100)로의 산소공급여부를 선택하는 산소전환밸브(224)와, 산소전환밸브(224)와 산소탱크연결관(222)을 연결하는 밸브연결관(223)과, 산소전환밸브(224)와 챔버부(100)를 연결하는 챔버산소공급관(226)과, 산소전환밸브(224)의 일측에 구비되어 챔버부(100)로부터 배출되는 이산화탄소를 흡수하는 이산화탄소흡수장치(227)를 포함한다.
산소압력조절부(220)는 관리자에 의해 산소전환밸브(224)가 조작되면, 산소탱크(211)를 개방하여 산소공급관(213)을 통해 고압의 산소를 공급받는다. 산소는 산소탱크연결배관(222)과 밸브연결관(223)과 산소전환밸브(224) 및 챔버산소공급관(226)을 경유하여 챔버부(100)로 공급된다. 이때, 워터탱크(221)는 산소가 유동 되는지를 확인하게 하며, 산소필터의 역할을 수행한다.
한편, 이산화탄소흡수장치(227)의 배면에는 챔버부(100)의 압력을 감지하는 압력감지부(미도시)가 구비된다. 압력감지부(미도시)에 의해 감지된 압력은 외부의 압력계(미도시)에 표시되고, 관리자는 압력을 확인하고 챔버부(100)가 희망하는 압력으로 조절되도록 산소탱크(211)의 산소를 추가로 공급하거나 공급을 멈추게 된다.
음압조절부(230)는 챔버부(100) 내부를 음압으로 형성한다. 음압조절부(230)는 챔버부(100) 내부의 공기를 외부로 배출하는 진공펌프(231)와, 챔버부(100) 내부를 음압으로 조절하는 음압전환밸브(233)와, 진공펌프(231)와 음압전환밸브(233)를 연결하는 펌프밸브연결관(223)과, 음압전환밸브(233)와 챔버부(100) 내부를 연결하는 챔버흡입배관(235)과, 펌프밸브연결관(223)으로부터 분기되어 외골격튜브팽창부(240)와 연결되는 압축기연결배관(234)과, 진공펌프(231)를 수용하는 제2수용박스(237)와, 제2수용박스(237)의 전방에 구비되는 음압에어필터(236)를 포함한다.
진공펌프(231)는 음압전환밸브(233)가 동작하면 구동되며 챔버흡입배관(235)으로 진공압을 인가하여 챔버부(100) 내부의 공기가 외부로 배출되게 한다. 이에 의해 챔버부(100) 내부에 음압이 형성되게 한다.
챔버부(100) 내부의 공기는 챔버흡입배관(235)과 음압전환밸브(233)와 펌프밸브연결관(223)을 거쳐 진공펌프(231)를 경유한 후 음압에어필터(236)를 거쳐 외부로 배출된다.
여기서, 압축기연결배관(234)은 외골격튜브팽창부(240)의 모드전환밸브(245)와 연결되어 외골격튜브(130)의 공기를 빼야할 때 외골격튜브(130)로 진공압이 인가되게 한다.
외골격튜브팽창부(240)는 외골격튜브(130)로 공기를 공급하여 외골격튜브(130)와 함께 가변챔버(120)가 팽창되게 한다. 외골격튜브팽창부(240)는 압축기(241)와, 압축기(241)와 연결되어 압축기(241)에서 압축된 고압의 공기가 이동되는 압축기실린더(242)와, 압축기(241)에서 압축된 고압의 공기가 저장되는 압축공기저장조(243)와, 외골격튜브(130)로 공기를 공급하는 주입모드 또는 외골격튜브(130)로부터 공기를 배출하는 배출모드 중 어느 하나를 선택하는 모드전환밸브(245)와, 모드전환밸브(245)와 외골격튜브(130)를 연결하며 외골격튜브(130)로 공기를 공급하는 튜브공기공급관(248)을 포함한다.
이 때, 튜브공기공급관(248)의 일측에는 외골격튜브(130) 내부의 압력을 측정하는 튜브압력게이지(247)가 구비되고, 튜브압력게이지(247)와 모드전환밸브(245)를 연결하는 중간연결관(246)이 구비된다.
튜브공기공급관(248)은 도 5에 도시된 바와 같이 외골격튜브(130)의 가스유입관(135)의 가스유입공(136)과 연결된다.
관리자는 챔버부(100)의 사용을 위해 외골격튜브(130)를 팽창시킬 때는 모드전환밸브(245)를 일측으로 회전시키고, 챔버부(100)의 사용 후 외골격튜브(130)의 공기를 빼야하는 경우 모드전환밸브(245)를 타측으로 회전시킨다.
주입모드를 위해 모드전환밸브(245)를 일측으로 회전시키면, 압축기(241)가 구동되며 고압의 공기가 압축기밸브연결관(223)과 모드전환밸브(245), 중간연결관(246) 및 튜브공기공급관(248)을 경유하여 외골격튜브(130)의 가스유입관(135)으로 유입된다. 이에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 접혀져 있던 외골격튜브(130)가 팽창되고, 외골격튜브(130)에 고정된 가변챔버(120)도 함께 펼쳐지게 된다.
한편, 외골격튜브(130)를 접기 위해 모드전환밸브(145)를 타측으로 회전시켜 배출모드를 구동하면, 음압조절부(230)의 진공펌프(231)가 구동되고 압축기연결배관(234)을 통해 외골격튜브(130)의 공기가 외부로 배출된다. 이에 의해 외골격튜브(130)의 팽창과 수축이 용이하게 진행될 수 있다.
도 8은 임플레이터부(300)와 외골격튜브(130)의 결합구조를 도시한 예시도이고, 도 9는 임플레이터부(300)의 동작과정을 도시한 예시도이다. 임플레이터부(300)는 빠른 속도로 가변챔버(120)와 외골격튜브(130)를 펼쳐야 할 경우 외골격튜브팽창부(240)와 함께 사용된다.
임플레이터부(300)는 이산화탄소가 저장되는 이산화탄소탱크(310)와, 이산화탄소탱크(310)의 상부에 구비되어 이산화탄소탱크(310)의 이산화탄소탱크(310)를 개폐하는 임플레이터(320)와, 임플레이터(320)를 가압하여 임플레이터(320)가 이산화탄소탱크(310)를 개방하게 하는 회동가압레버(330)를 포함한다.
임플레이터부(300)는 고정챔버(110)의 외측에 구비된 임플레이터고정브라켓(114)에 고정된다. 임플레이터고정브라켓(114)에는 밸브노출공(114a)이 관통 형성되고, 가스유입관(135)의 체크밸브(137)가 삽입된다. 밸브노출공(114a)을 통해 체크밸브(137)가 임플레이터부(300) 측으로 돌출되게 노출되고, 고정너트(340)가 임플레이터(320)를 관통하여 체크밸브(137)에 결합된다.
도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 임플레이터(320)는 이산화탄소탱크(310)의 탱크입구(311)의 상부를 감싸도록 배치된 임플레이터바디(321)와, 임플레이터바디(321) 내부에 수직하게 배치된 공이(322)를 포함한다. 임플레이터바디(321)에는 체크밸브(137)가 삽입되는 체크밸브삽입공(321a)과, 공이(322)가 수용되는 공이수용공(321b)이 형성된다. 체크밸브삽입공(321a)을 통해 체크밸브(137)는 임플레이터바디(321) 내부에 위치된다.
공이(322)는 회동가압레버(330)에 의해 상하로 이동되며 이산화탄소탱크(310)를 개폐한다. 공이(322)는 회동가압레버(330)와 접촉되는 공이헤드(322a)와, 공이헤드(322a)의 하부에 일정길이 수직하게 연장되는 수직관(322c)과, 수직관(322c)의 하단에 형성된 칼날(322e)을 포함한다.
수직관(322c)은 하부가 개방되고 내부에는 이산화탄소가 이동되는 유로가 형성된다. 수직관(322c)의 외주면에는 이산화탄소를 배출하는 가스배출홀(322d)이 복수개 형성된다.
공이헤드(322a)에는 오링(322b)이 결합되어 공이헤드(322a)와 임플레이터바디(321) 사이에서 이산화탄소의 누설을 방지한다.
회동가압레버(330)는 회동축(331)을 중심으로 상하로 회동 조작된다. 관리자는 외골격튜브(130)를 빠르게 팽창시키고자 하면 회동가압레버(330)를 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 회동시켜 회동가압레버(330)가 공이헤드(322a)를 가압하게 한다.
회동가압레버(330)가 공이헤드(322a)를 가압하면, 공이(322)가 하강하며 칼날(322e)이 밀폐된 이산화탄소탱크(310)의 상면을 뚫어 이산화탄소가 배출되게 한다.
이산화탄소(G)는 상부로 이동되어 체크밸브(137)로 유입되고 외골격튜브(130)가 팽창되게 한다. 한번 사용된 이산화탄소탱크는 새것으로 교체하여 사용된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템(1)의 사용과정을 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템(1)은 사용하지 않을 경우 도 2에 도시된 바와 같이 가변챔버(120)와 외골격튜브(130)가 접혀지거나 압축된 상태로 고정챔버(110) 내에 수용되게 위치된다. 이 상태로 보관하거나 이동하게 된다. 이 때, 산소공급부(210)의 산소탱크(211)는 산소압력조절부(220)와 분리된 상태로 보관될 수 있다.
튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템(1)은 외부로 산소전환밸브(224), 음압전환밸브(233) 및 모드전환밸브(245)가 드러난다. 관리자는 필요에 따라 이들 밸브 중 하나를 구동하여 챔버부(100)를 펼치거나, 챔버부(100) 내부의 압력상태를 조절할 수 있다.
튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템(1)을 사용하고자 할 경우, 사용자는 모드전환밸브(245)를 일측으로 돌려 주입모드를 실행시키고 외골격튜브팽창부(240)의 압축기(241)가 구동되게 한다. 이에 의해 압축공기가 외골격튜브(130)로 공급되고, 도 1에 도시된 바와 같이 외골격튜브(130)가 팽창되게 된다. 이 때, 외골격튜브(130)와 일체로 결합한 가변챔버(120)도 함께 펼쳐지며 챔버부(100)의 형상이 형성된다.
챔버부(100)의 외부 형상이 형성되면, 사용자가 출입도어(150)를 개방한 후 챔버부(100) 내부로 들어간다. 그리고 관리자는 외부에서 산소전환밸브(224)를 구동하여 챔버부(100) 내부로 산소탱크(211)의 산소를 공급하여 내부의 산소압력을 조절할 수 있다.
또한, 경우에 따라 음압전환밸브(233)를 구동하여 진공펌프(231)를 이용해 챔버부(100) 내부의 공기를 외부로 배출하여 챔버부(100) 내부를 음압상태로 조절할 수 있다.
다양한 압력으로 챔버부(100)의 사용이 완료되면, 관리자는 모드전환밸브(245)를 타측으로 조작하여 배출모드를 실행시키고 외골격튜브(130)의 공기가 배출되게 한다. 외골격튜브(130)의 공기가 배출되면 가변챔버(120)도 접혀지며 도 2에 도시된 바와 같이 부피가 줄어들게 된다.
한편, 외골격튜브팽창부(240)에 의한 외골격튜브(130)의 팽창속도보다 빠른 속도로 외골격튜브(130)가 팽창되길 희망할 경우, 관리자는 임플레이터부(300)의 회동가압레버(330)를 회동시켜 이산화탄소탱크(310)의 이산화탄소가 외골격튜브(130)로 공급되게 한다. 이에 더욱 빠른 속도로 외골격튜브(130)가 팽창되게 할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템은 챔버부가 형상이 고정된 고정챔버와 튜브형상의 가변챔버가 결합한 형태로 구비되고, 가변챔버가 공기의 주입여부에 의해 팽창되는 외골격튜브에 일체로 결합된다. 이에 의해 챔버부의 크기가 조절될 수 있어 사용하지 않을 경우 부피를 줄여 보관 또는 이동할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 다중압력 일체형 챔버시스템은 챔버부 내부로 산소를 공급하여 양압상태의 산소챔버로 활용하거나, 챔버부 내부의 공기를 외부로 배출시켜 음압상태로 활용할 수 있다. 즉, 하나의 챔버로 양압과 음압의 두 가지 상태로 모두 활용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 다중압력 일체형 챔버시스템은 외골격튜브를 팽창하기 위해 외골격튜브팽창부와 함께 임플레이터부를 추가로 구비한다. 이에 따라 외골격튜브의 팽창속도를 필요에 따라 조절할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템
100 : 챔버부 110 : 고정챔버
111 : 압력챔버본체 112 : 관찰창
113 : 내압씰링부재 114 : 입플레이터고정브라켓
114a :밸브노출공 120 : 가변챔버
121 : 아라미드튜브 122 : 내압튜브
130 : 외골격튜브 131 : 링튜브
133 : 직선튜브 135 : 가스유입관
136 : 가스유입공 137 : 체크밸브
140 : 접합패드 150 : 출입도어
151 : 도어본체 151a : 고정패드
153 : 커버오링 155 : 커버핸들
200 : 압력조절부 210 : 산소공급부
211 : 산소탱크 213 : 산소공급관
220 : 산소압력조절부 221 : 워터탱크
222 : 산소탱크연결관 223 : 밸브연결관
224 : 산소전환밸브 226 : 챔버산소공급관
227 : 이산화탄소흡수장치 229 : 제1수용박스
230 : 음압조절부 231 : 진공펌프
232 : 펌프밸브연결관 233 : 음압전환밸브
234 : 압축기연결배관 235 : 챔버흡입배관
236 : 음압에어필터 237 : 제2수용박스
240 : 외골격튜브팽창부 241 : 압축기
242 : 압축기실린더 243 : 압축공기저장조
244 : 압축기밸브연결관 245 : 모드전환밸브
246 : 중간연결관 247 : 튜브압력게이지
248 : 튜브공기공급관 249 : 제3수용박스
250 : 챔버결합프레임 300 : 임플레이터부
310 : 이산화탄소탱크 311 : 탱크입구
320 : 임플레이터 321 : 임플레이터바디
321a : 체크밸브삽입공 321b : 공이수용공
322 : 공이 322a : 공이헤드
322b : 오링 322c : 수직관
322d : 가스배출홀 322e : 칼날
330 : 회동가압레버 331 : 회동축
340 : 고정너트

Claims (5)

  1. 사용자가 수용될 수 있으며 일측에 사용자가 출입할 수 있는 출입도어(150)가 개폐가능하게 결합되며, 부피가 가변가능하게 구비되는 챔버부(100)와; 챔버부(100)에 결합되어 챔버부(100) 내부의 압력을 조절하고, 챔버부(100)의 부피를 조절하는 압력조절부(200)를 포함하며,
    상기 챔버부(100)는, 일단에 출입도어(150)가 결합되며 타단이 개방형성되며, 외부형상이 고정된 고정챔버(110)와; 고정챔버(110)의 타단에 결합되며 가스 주입여부에 따라 부피가 팽창되거나 수축되어 접혀지는 가변챔버(120)를 포함하며,
    상기 가변챔버(120)는, 고정챔버(110)의 타단에 고정결합되는 아라미드튜브(121)와; 아라미드튜브(121)의 내벽면에 일체로 결합되는 내압튜브(122)와; 아라미드튜브(121)의 외벽면에 그물망 형태로 고정결합되고 압력조절부(200)로부터 가스를 공급받아 팽창되며, 아라미드튜브(121)가 펼쳐지게 하는 외골격튜브(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외골격튜브(130)는, 아라미드튜브(121)의 외주연에 길이방향을 따라 일정 간격으로 결합한 복수개의 링튜브(131); 복수개의 링튜브(131)를 서로 연결하는 복수개의 직선튜브(133)와; 고정챔버(110)와 접하게 배치된 링튜브(131)로부터 상기 압력조절부(200) 측으로 연장형성된 가스유입관(135)을 포함하며,
    상기 압력조절부(200)는, 고정챔버(110)의 외측에 구비되어 고정챔버(110)로 산소를 공급하여 챔버부(100) 내부의 압력을 조절하는 산소압력조절부(220)와; 산소압력조절부(220)의 일측에 구비되어 고정챔버(110)의 내부와 연결되어 챔버부(100) 내부의 공기를 배출하여 챔버부(100) 내부를 음압으로 형성하는 음압조절부(230)와; 가스유입관(135)과 결합되어 상기 외골격튜브(130)로 공기를 주입하여 외골격튜브(130)를 팽창시키는 외골격튜브팽창부(240)를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 음압조절부(230)와 외골격튜브팽창부(240)를 서로 연결하는 압축기연결배관(234)과; 외골격튜브팽창부(240)에 구비되어 외골격튜브(130)로 공기가 주입되는 주입모드와 외골격튜브(130) 내부의 공기가 외부로 배출되는 배출모드를 선택적으로 전환시키는 모드전환밸브(245)를 더 포함하며,
    상기 배출모드 선택시, 음압조절부(230)가 구동되고 압축기연결배관(234)을 통해 외골격튜브(130) 내부의 공기가 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가스유입관(135)의 관로 상에는 외부에서 내부로의 일방향 공기 이동만 허용하는 체크밸브(137)가 구비되고, 체크밸브(137)에 대응되는 영역에 구비되어 체크밸브(137)를 통해 외골격튜브(130)로 이산화탄소를 공급하여 외골격튜브팽창부(240)와 함께 외골격튜브(130)가 팽창되게 하는 임플레이터부(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 임플레이터부(300)는, 이산화탄소가 저장되는 이산화탄소탱크(310)와; 이산화탄소탱크(310)의 탱크입구(311)에 결합되어 외부가압에 의해 탱크입구(311)를 강제로 개방하여 탱크입구(311)를 통해 배출된 이산화탄소를 체크밸브(137)로 안내하는 임플레이터(320)를 포함하며,
    상기 임플레이터(320)는, 탱크입구(311)에 수직방향으로 배치되며 하부에 칼날(322e)이 형성되고 내부에 이산화탄소가 이동되는 유로가 형성되며 체크밸브(137)에 대응되는 높이의 외주연에 가스배출홀(322d)이 형성된 공이(322)와; 공이(322)의 상부에 회전가능하게 구비되어 사용자에 의한 회전조작시 공이(322)를 하부로 가압하여 칼날(322e)이 탱크입구(311)를 개방하게 하는 회동가압레버(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브식 다중압력 일체형 챔버시스템.
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