KR200397869Y1 - 호흡용 압축 공기 충전 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 호흡용 압축 공기 충전 장치에 대한 것으로서, 이를 위하여 본 고안은 외기를 소정의 압력으로 압축시키는 공기 압축 수단(10)으로부터 공급되는 압축 공기를 통과시켜 필터(20)를 통해 여과시켜 호흡에 유해한 공기를 에어탱크(30)에 충전시키는 호흡용 압축 공기 충전 장치에 있어서, 상기 공기 압축 수단(10)으로부터 공급되는 압축 공기의 일부가 상기 필터(20)를 통과해서 유도되고, 다른 일부는 상기 필터(20)를 우회해서 유도되면서 각각 유도되는 압축 공기의 압력차와 일산화탄소와 이산화탄소의 함유량을 측정하는 감지부(40)와; 상기 감지부(40)로부터 감지되는 신호값을 기설정한 기준값과의 비교에 의해 연산 처리하는 연산부(50)와; 연산된 신호값을 가시적으로 확인이 가능하도록 표시하는 표시부(60)를 구비하는 구성인 바 필터(20)의 정확한 교체 주기 등의 필터 관리를 정확히 할 수 있도록 하는 동시에 항상 양질의 압축 공기가 에어탱크(30)에 충전될 수 있도록 한다.

Description

호흡용 압축 공기 충전 장치{Apparatus to fill compressed air for breathing}

본 고안은 호흡용 압축 공기 충전 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어 컴프레서로부터 압축되어 공급되는 압축공기를 유용한 상태로서 충전시키도록 하면서 필터의 정확한 교체 시기를 알 수 있도록 하는 호흡용 압축 공기 충전 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수중에서의 다이버들이나 화재 발생 시의 소방관들은 정상적인 조건에서의 호흡이 곤란한 환경에서 작업을 해야 하므로 작업 중에는 반드시 별도의 호흡장치를 구비해야만 한다.

이때 사용되는 호흡장치는 작업 중 이동과 사용이 편리해야 하므로 휴대용으로 이루어지는 것이 대부분이며, 휴대 구성 중 가장 사이즈가 큰 구성이 에어탱크이다.

이때 사용되는 에어탱크는 흔히 봄베(bombe)라고도 하며, 이 내부에는 다량의 호흡용 공기가 압축된 상태로 채워지도록 하고 있다.

에어탱크에 채워지는 공기는 일명 공기 압축기라고 하는 에어 컴프레서를 이용하여 압축을 하게 되며, 이때 공기의 압축 과정에서 심한 악취나 습기 등의 호흡에 유익하지 못한 성분들이 발생된다.

이와 같은 유해한 성분들이 에어탱크에 함께 공급되면 작업자의 호흡에 지장을 주게 되므로 작업이 곤란해지는 상황이 될 수도 있는 바 따라서 현재는 에어 컴프레서에서 압축되도록 한 공기를 에어탱크에 공급하기 전에 이들 성분들은 별도의 여과장치를 통해 걸러지도록 하고 있다.

도 1은 에어탱크로의 압축 공기를 공급하는 일반적인 압축공기 공급 구조를 도시한 것이다.

도면에서 부호 10은 공기 압축 수단이며, 이 공기 압축 수단에서는 대기를 흡입하여 강제 압축되도록 한다.

공기 압축 수단(10)에서 공기가 압축되면서 통상 압축 과정에서 발생되는 열에 의해 공기로부터는 미세한 양의 습기와 함께 유해 가스 및 악취를 동시에 발생시키게 된다.

미세한 양의 습기와 유해 가스 및 악취를 포함하고 있는 공기는 필터(20)를 통과하면서 걸러지게 한 다음 에어탱크(30)에 공급되도록 한다.

이때 사용되는 필터(20)에는 통상 흡착식 여과제를 사용하고 있으므로 일정 기간을 사용하고 나면 정화 능력이 급격히 저하되므로 교환을 해주어야 한다.

한편 필터(20)는 활성탄과 모레큐라시브스(molecular sieves) 및 여과지가 내장되도록 함으로써 공기 압축 수단(10)으로부터 공기가 압축되면서 발생되는 미량의 습기와 악취 및 유해 가스가 흡착 방식에 의해서 여과되도록 하고 있다.

이와 같은 필터(20)의 사용 주기는 제조사마다 약간의 차이가 있기는 하나 주로 일정한 주기로 교체가 이루어지도록 하고 있다.

이런 필터 교체 시기는 제작사에서의 반복 실험 및 누적 실험 데이터의 평균치로서 얻어진 결과이다.

하지만 공기 압축 수단(10)을 통한 공기 압축 환경은 청정 지역일 수도 있지만 공해가 심한 지역일 수도 있어 압축 공기 내에서의 오염물질 함유량이 각기 달라질 수가 있다. 따라서 압축 공기 충전을 청정 지역에서 수행하게 되는 경우에는 필터(20)의 사용 주기를 더욱 연장시킬 수가 있고, 반대로 오염이 심한 지역에서 압축 공기 충전을 수행하게 되는 경우에는 반대로 필터(20)의 사용 주기가 단축되므로 정확한 필터(20)의 사용 수명을 알 수가 없다.

또한 압축 공기의 충전 중 필터(20) 내에서의 공기 유동이 원활치 못하게 되면 충전 시간이 과다하게 소요되기도 하고, 공기 압축 수단(10)의 기계적 손상을 초래하기도 하면서 필터링 효율을 저하시키게 되는 동시에 충전된 압축 공기의 질을 떨어트리게 되면서 인체에 악영향을 미치게 되는 대단히 심각한 문제를 초래하게 된다.

따라서 본 고안은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 본 고안의 주된 목적은 압축 공기를 충전하면서 필터의 성능을 실시간으로 체크할 수 있도록 하는 호흡용 압축 공기 충전 장치를 제공하는데 있다.

또한 본 고안은 필터를 통한 유해한 공기의 충전을 최대한 방지하도록 하여 보다 안전한 작업이 되도록 하는 호흡용 압축 공기 충전 장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 외기를 소정의 압력으로 압축시키는 공기 압축 수단으로부터 공급되는 압축 공기를 통과시켜 필터를 통해 여과시켜 호흡에 유해한 공기를 에어탱크에 충전시키는 호흡용 압축 공기 충전 장치에 있어서, 상기 공기 압축 수단으로부터 공급되는 압축 공기의 일부가 상기 필터를 통과해서 유도되고, 다른 일부는 상기 필터를 우회해서 유도되면서 각각 유도되는 압축 공기의 압력차와 일산화탄소와 이산화탄소의 함유량을 측정하는 감지부와; 상기 감지부로부터 감지되는 신호값을 연산 처리하는 연산부와; 연산된 신호값을 가시적으로 확인이 가능하도록 표시하는 표시부를 포함하는 구성이다.

상기의 구성에서 감지부에는 필터를 통해 유도되는 압축 공기로부터 온·습도를 체크할 수 있도록 하는 것도 바람직하다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 호흡용 압축 공기 충전 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도시한 바와 같이 본 고안의 호흡용 압축 공기 충전 장치는 공기 압축 수단(10)으로부터 압축되어 공급되는 공기가 필터(20)를 통과하면서 여과되어 에어탱크(30)에 충전되도록 하는 기본적인 구성에서는 종전과 동일하다.

즉 공기 압축 수단(10)은 외기를 강제 흡입하여 호흡용 공기에 적합한 압력, 약 200~300㎏/㎤으로 압축되도록 한다.

필터(20)는 공기 압축 수단(10)으로부터 압축되어 유도되는 압축 공기가 통과되도록 하면서 공기의 압축 시 발생되는 미량의 습기와 악취 및 유해 가스를 흡착 방식에 의해 필터링되도록 한다.

에어탱크(30)는 필터(20)를 통해 필터링된 압축 공기가 채워지게 되는 부위로서, 실질적으로 호흡용 공기가 충전되어 있게 되는 구성이다.

이상과 같은 구성은 전술한 종래의 구성에서도 동일하게 구비되어 있으며, 다만 본 고안에서는 공기 압축 수단(10)으로부터 압축되어 공급되는 압축 공기를 일부는 필터(20)를 통과하도록 하고, 다른 일부는 필터(20)를 우회해서 지나도록 하며, 필터(20)를 통과한 압축 공기는 다시 일부가 에어탱크(30)에 충전되도록 하면서 다른 일부는 필터(20)를 우회해서 유도되는 압축 공기와 함께 감지부(40)에 공급되도록 한다.

감지부(40)에는 필터(20)를 우회하여 유도되는 압축 공기와 필터(20)를 통과한 후 유도되는 압축 공기의 압력을 각각 체크하는 압력 센서(41)와 필터(20)를 통과한 압축 공기로부터 일산화탄소 및 이산화탄소의 함유량을 체크하는 각각의 가스 감지 센서(42)(43)가 구비되도록 한다.

이들 압력 센서(41)에 의한 압력 측정 범위는 대략 0~1,500㎏/㎤이다.

그리고 필터(20)를 통과한 압축 가스로부터 일산화탄소 및 이산화탄소의 함유량을 체크하는 각각의 가스 감지 센서(42)(43)는 감지부(40)에서 교체가 가능하게 구비되도록 하는 것이 바람직하며, 필터(20)를 통과한 공기를 센서의 흡입압력조건(대기압±10%)에 맞추도록 한다.

이때 일산화탄소의 측정범위는 0~5000ppm 이며, 이산화탄소의 측정범위는 0~2000ppm이 되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

한편 감지부(40)에는 필터(20)를 통과해서 유도되는 압축 공기로부터 온·습도를 체크할 수 있도록 온·습도 센서(44)가 구비되도록 하는 것도 보다 바람직하다.

온·습도 센서(44)는 가스 감지 센서(42)(43)와 마찬가지로 감지부(40)에서의 교체가 용이하게 구비되도록 하는 것이 보다 바람직하며, 필터(20)를 통과한 압축 공기를 대기 조건에 맞춰 온도 및 습도를 측정하도록 하는 것이다.온·습도 센서(44)에 의한 측정범위는 온도가 -40~123.8℃, 습도는 0~100%가 되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

연산부(50)는 감지부(40)에서 체크되는 압력차와 일산화탄소 및 이산화탄소의 함유량 그리고 온·습도를 실사용 단위로 연산 처리하도록 하는 구성이다.

특히 연산부(50)에서는 감지부(40)의 압력 센서(41)에 의해서 체크한 필터(20)를 경유한 압축 공기와 필터(20)를 우회한 압축 공기의 압력차를 구하고, 내부에 이미 차압의 기준값으로 설정한 설정값과 비교하도록 한다.

그리고 표시부(60)는 연산된 신호값을 가시적으로 확인이 가능하도록 표시되게 하는 구성이다. 즉 표시부(60)는 연산부(50)에서 정확히 연산 처리된 압력 센서(41)로부터 체크되는 압력값과 이들 압력값간 차압, 그리고 필터(20)를 통과한 압축 공기에서의 일산화탄소 함유량과 이산화탄소 함유량 및 온·습도를 작업자가 직접 육안으로 확인할 수 있도록 표시되게 하는 구성이다.

한편 도면 중 미설명 부호 70은 압축 공기의 압력 변화를 가시적으로 볼 수 있도록 하는 압력 게이지이며, 부호 80은 압축 공기를 일정한 압력으로 유도되게 하는 레귤레이터이다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 압축 공기 충전 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선 공기 압축 수단(10)에서 외기를 강제 흡입하여 일정한 압력으로 압축시키도록 한다.

압축된 공기 중 일부는 필터(20)로 유도되어 필터링되도록 하고, 다른 일부는 필터(20)를 우회하도록 한다.

필터(20)를 통과하면서 필터링되어 토출되는 압축 공기는 에어탱크(30)에 충전되며, 일부는 필터(20)를 우회해서 유도되는 압축 공기와 함께 감지부(40)에 유도된다.

이때 감지부(40)에는 필터(20)를 통과한 압축 공기의 압력을 체크하는 압력 센서(41)와 함께 필터(20)를 우회한 압축 공기의 압력을 체크하는 압력 센서(41)로부터 각각 체크된 압력값을 비교하여 이때의 압력차를 검출한다.

감지부(40)에서 감지된 압축 공기의 압력값은 연산부(50)에서 필터(20)를 통과 또는 우회한 압축 공기간 차압을 연산하는 동시에 이들 차압이 이미 연산부(50)에 설정되어 있는 기준값과를 비교한다.

이와 함께 필터(20)를 통과하여 에어탱크(30)에 충전되기 위해 공급되는 압축 공기의 일부는 감지부(40)에서 일산화탄소 및 이산화탄소의 함유 정도를 각각의 가스 감지 센서(42)(43)에 의해 체크하고, 이를 연산부(50)에서 기설정된 기준값과 비교하도록 한다.

한편 압축 공기의 압력과 일산화탄소 및 이산화탄소의 함유량과 함께 필터(20)를 통과한 압축 공기에 포함되어 있는 온·습도도 감지부(40)의 온·습도 센서(44)에 의해서 체크되도록 하고, 체크된 압축 공기의 온·습도는 연산부(50)에서 기설정 기준값과 비교되도록 한다.

연산부(50)에서 연산된 각 압축 공기의 차압과 일산화탄소량 및 이산화탄소량 그리고 온·습도는 표시부(60)에서 관리자가 육안으로 확인할 수 있도록 수치적으로 표시된다.

이때 연산부(50)에서 연산 중 차압이나 일산화탄소량 및 이산화탄소량과 온·습도가 기설정된 기준치보다 크게 나타나면 이는 필터(20)에 문제가 발생되거나 수명이 다 했음을 의미하게 되므로 그 즉시 전체 설비 구동을 중단시켜 압축 공기 충전 작업이 중단되도록 한다.

이와 같이 표시부(60)를 통해 정확한 수치가 표시되도록 하면 필터(20)의 교체 주기를 정확히 체크할 수가 있을 뿐만 아니라 필터(20)의 사용 수명을 정확히 인지할 수가 있으므로 필터(20) 관리가 대단히 편리해지게 된다.

또한 필터(20)를 조기에 교체함에 따른 비경제적인 손실을 최대한 줄일 수가 있고, 특히 에어탱크(30)에 충전되는 압축 공기를 항상 인체에 유익한 상태로 공급되도록 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 공기 압축 수단(10)을 통해 압축되는 압축 공기를 일부는 필터(20)를 통과하도록 하고, 다른 일부는 필터(20)를 우회하도록 하여 이들 압축 공기의 차압과 필터(20)를 통과한 압축 공기에서의 일산화탄소 및 이산화탄소와 온·습도량을 정확히 체크할 수 있도록 하면서 이를 토대로 필터(20)의 정확한 교체 주기 등의 필터 관리를 정확히 할 수 있도록 하는 동시에 항상 양질의 압축 공기가 에어탱크(30)에 충전될 수 있도록 하는 매우 유용한 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 호흡용 압축 공기 충전 장치를 개략적으로 도시한 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 호흡용 압축 공기 충전 장치를 개략적으로 도시한 블럭도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 공기 압축 수단

20 : 필터

30 : 에어탱크

40 : 감지부

41 : 압력 센서

42, 43 : 가스 감지 센서

44 : 온·습도 센서

50 : 연산부

60 : 표시부

Claims (5)

1. 외기를 소정의 압력으로 압축시키는 공기 압축 수단(10)으로부터 공급되는 압축 공기를 통과시켜 필터(20)를 통해 여과시켜 호흡에 유해한 공기를 에어탱크(30)에 충전시키는 호흡용 압축 공기 충전 장치에 있어서,

   상기 공기 압축 수단(10)으로부터 공급되는 압축 공기의 일부가 상기 필터(20)를 통과해서 유도되고, 다른 일부는 상기 필터(20)를 우회해서 유도되면서 각각 유도되는 압축 공기의 압력차와 일산화탄소와 이산화탄소의 함유량을 측정하는 감지부(40)와;

   상기 감지부(40)로부터 감지되는 신호값을 기설정한 기준값과의 비교에 의해 연산 처리하는 연산부(50)와;

   연산된 신호값을 가시적으로 확인이 가능하도록 표시하는 표시부(60);

   를 포함하는 구성인 호흡용 압축 공기 충전 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부(40)에는 상기 필터(20)를 우회하여 유도되는 압축 공기와 상기 필터(20)를 통과한 후 유도되는 압축 공기의 압력을 각각 체크하는 압력 센서(41)와, 상기 필터(20)를 통과한 압축 공기로부터 일산화탄소 및 이산화탄소의 함유량을 체크하는 각각의 가스 감지 센서(42)(43)가 구비되는 호흡용 압축 공기 충전 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연산부(50)에서는 상기 감지부(40)에서 체크되는 압축 공기의 압력차를 구하고, 체크되는 압력차가 설정값 이상으로 체크되면 이를 경고하면서 작업이 중단되도록 하는 호흡용 압축 공기 충전 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 일산화탄소 및 이산화탄소용 가스 감지 센서(42)(43)는 상기 감지부(40)로부터 교체가 용이하게 구비되는 호흡용 압축 공기 충전 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부(40)에는 상기 필터(20)를 통과해서 유도되는 압축 공기로부터 온·습도를 체크할 수 있도록 온·습도 센서(44)가 구비되도록 하는 호흡용 압축 공기 충전 장치.