KR20040092329A - Emergency breathing apparatus enabling to breath oxygen in emergency without sucking the outer air - Google Patents

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KR20040092329A
KR20040092329A KR1020030026622A KR20030026622A KR20040092329A KR 20040092329 A KR20040092329 A KR 20040092329A KR 1020030026622 A KR1020030026622 A KR 1020030026622A KR 20030026622 A KR20030026622 A KR 20030026622A KR 20040092329 A KR20040092329 A KR 20040092329A
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Abstract

PURPOSE: An emergency breathing apparatus is provided to protect human being or animals by making the breathing possible for a considerable time under the harmful circumstances, like fire, chemical, biological and radiological situation, or harmful gas, etc. and to normally breath the oxygen in emergency without sucking the outer air. CONSTITUTION: The emergency breathing apparatus includes: an air storage tank(100), filled with compressed or liquid air; an air storage(200), connected with the air storage tank and storing the air, discharged therefrom; and a sucking and discharging mask(300), connected with the air storage tank(100), and closely contacted with a nose and mouth of a human being, so as to block the suction of outer air, when breathing, to suck the air inside the air storage(200) and to discharge the out-breath to the air storage(200). A filter for removing carbon dioxide from the out-breath is arranged at least on one side of the air storage(200), the mask(300), or an air guiding tube(260).

Description

비상용 호흡장치{omitted}Emergency breathing apparatus

본발명은 화재나 화생방등의 비상상황이 발생하여, 외부공기를 호흡할수 없을 경우, 사람이 일정시간동안 외기를 호흡하지 않고도 숨을 쉴 수 있도록 한 비상용 호흡장치에 관한 것이다.The present invention relates to an emergency breathing apparatus that allows a person to breathe without breathing outside air for a certain period of time when an emergency such as a fire or a firefighting room occurs.

매연,분진,혹은 가스가 충만한 맨홀등에서 작업하는 인원들에게는 오염된 공기를 반복 흡입할 경우, 건강에 해롭고, 심하면 생명에 지장을 주는 경우가 있으며, 특히 화제나 화생방등의 비상사태에서는, 단 1회의 외기 호흡도 인간에게 치명적일 수 있다. 그러나 이러한 위험상황에 대비하여 시장에 나와있는 제품들은 사용이 불편하거나, 비상시에 실제적인 효과를 기대하기 어렵다는 단점이 있었다. 이와같은 상황을 대비한 장치로 가장 확실한 제품은 잠수부들이나 소방관들이 사용하는 휴대용 공기탱크가 흔히 사용되고 있었다. 그런데 이러한 공기탱크는 부피가 크고, 그 무게가 수십키로그램에 이르고 가격이 비싸서,소방관, 잠수부, 특수 용접공등 특수직업을 가진 사람이 아닌 경우에는 사용하기 어렵다. 또한 방독면등의 특수장비가 사용되기도 하는데 이들 방독면은 먼지나 유독가스를 차단할 수는 있어도 화재나 맨홀속등 산소가 부족한 환경에서는 무용지물이라는 단점이 있었다. 이들 단점을 보완하여 최근에는 국내실용신안출원 92-8355, 국내실용신안출원국특허 5318019에 기재된 제품처럼, 산소부족상황에서도 대처할 수 있도록 산소공급캔을 장착할수있는 방독면이 개발되기는 했으나, 비상용으로 쓸만큼의 산소를 공급하려면 여전히 산소캔의 크기가 휴대하기에는 부담스럽게 크다는 문제가 있었다. 또한 최근에 생산판매되고 있는 액체 혹은 압축산소를 이용한 휴대용 산소캔등의 호흡보조장비들은 산소저장 용량이 적기 때문에, 비상시 외부공기의 흡입없이 전호흡에 사용할 경우, 4분이내에 소진되고, 화재등의 비상사태가 발생한 지역을 벗어나기 위한 구보등의 동작에 의해 호흡량이 늘어날 경우, 사용시간은 더욱 줄어들기 때문에 비상용 호흡기구로는 한계점이 있었다.Personnel working in soot, dust, or gas-filled manholes may be harmful to their health if they repeatedly inhale contaminated air, and may be harmful to life, especially in emergencies such as fire and chemical fires. Meeting outside breathing can also be fatal to humans. However, the products on the market in preparation for such a dangerous situation had the disadvantage of being inconvenient to use or difficult to expect a practical effect in an emergency. The most obvious product for these situations was the portable air tank used by divers and firefighters. By the way, such an air tank is bulky, weighs several tens of kilograms, and is expensive, so it is difficult to use it when a person does not have a special occupation such as a fireman, a diver, a special welder, and the like. In addition, special equipment such as gas masks are used, but these gas masks can block dust or toxic gas, but they have a disadvantage of being useless in an oxygen-low environment such as a fire or a manhole. In order to compensate for these shortcomings, a gas mask that can be equipped with an oxygen supply can has been developed in recent years, such as a product described in the Korean Utility Model Application No. 92-8355 and the Korean Utility Model Application No. 5318019, but it can be used for emergency use. In order to supply oxygen, there was still a problem that the size of the oxygen can is too large to carry. In addition, respiratory aids such as portable oxygen cans, such as liquid oxygen or compressed oxygen, which have recently been produced and sold, have a low oxygen storage capacity. When the volume of breathing increases due to the operation of cantilever, etc. to escape the area where an emergency has occurred, there is a limit as an emergency breathing apparatus because the use time is further reduced.

한편 산소를 저장한다는 개념으로는 국내실용공개 1991-2289에 기재된 풍선형상의 주머니가 제안된 바가 있다. 그러나 이러한 기술은 휴대용 산소캔의 원시적 개념을 제시한 것일 뿐, 본 발명이 지향하는 지속적 호흡에 대한 개념은 전혀 없었다Meanwhile, as a concept of storing oxygen, a balloon-shaped pouch described in JP 1991-2289 has been proposed. However, this technique only suggests a primitive concept of a portable oxygen can, and there is no concept of continuous breathing to which the present invention is directed.

본 발명에서는 화재,화생방,유해가스등의 유해환경속에서도 상당기간 호흡이 가능하게 함으로서 인간이나 동물을 보호할 수 있는 비상용 호흡장치에 관한 것이다. 본발명은 공기저장용기에서 발생된 일정량의 공기를 반복해서 사용할 수 있도록 함으로서, 비상시에 외기 공기를 흡입하지 않고도 상당기간동안 정상적인 산소호흡이 가능하도록 한 비상용 호흡장치에 관한 것이다. 본발명에서는 종전기술의 문제점인 호흡용 공기의 저장량 문제를 호흡공기중 날숨을 활용함으로서 해결했다 즉 호흡중 들숨과 날숨의 성분차이를 표로 나타내면 표1과 같다.The present invention relates to an emergency breathing apparatus that can protect humans and animals by allowing breathing for a considerable period of time even in a hazardous environment such as fire, chemical fire, harmful gas, and the like. The present invention relates to an emergency breathing apparatus that allows a normal amount of oxygen breathing for a considerable period of time without inhaling outside air in an emergency by repeatedly using a predetermined amount of air generated in the air storage container. In the present invention, the problem of the storage capacity of the breathing air, which is a problem of the prior art, was solved by utilizing exhalation in breathing air.

[표1]Table 1

즉 호흡공기중 가장 분량이 많은 질소는 들숨과 날숨에서 변화는 없다. 그러므로 이 질소를 활용할 경우, 76%의 공기를 재활용하므로 비상상황에서도 외기를 마시지 않고 호흡하는데 그리 많은 공기가 필요치 않고, 호흡의 부산물인 이산화탄소나 기타 휘발성 혹은 비휘발성 유기물을 제거하고 부족한 산소만 보충할 수 있다면, 비상상황에서도 외기를 호흡하지 않고도 장시간 호흡을 하는데 문제가 없는 것이다. 그러나 표에서 보다시피 산소와 이산화탄소의 함량은 상당한 변화가 있다. 이는 호흡의 기본목적이 산소를 섭취하고 이산화탄소를 배출하는 것이므로 당연한 결과라고 할수 있으나, 그 변화율에 있어, 산소는 대략 20.95%에서 16.4%로 전체적으로 21%정도가 줄어듬에 반해, 이산화탄소는 0.03%에서 4%로 133배가 늘어나게 되므로 날숨을 재활용하기 위해서는 이산화탄소의 제거가 본발명의 매우 중요한 과제이다. 이에 본발명에는 부족한 산소의 보충할 수단으로서 압축 혹은 액화공기가 사용됨과 함께, 날숨에 포함된 이산화탄소나 기타 휘발성 혹은 비휘발성 유기물을 제거할 필터가 사용된다.In other words, nitrogen, the most abundant of respiratory air, does not change in exhalation and exhalation. Therefore, when using this nitrogen, 76% of the air is recycled, so you do not need much air to breathe without having to breathe in an emergency, and you can remove carbon dioxide or other volatile or non-volatile organic matter, which is a by-product of breathing, and supplement only insufficient oxygen. If you can, there is no problem in breathing for a long time without breathing the air even in an emergency. However, as shown in the table, the contents of oxygen and carbon dioxide have changed considerably. This is a natural result because the basic purpose of respiration is to ingest oxygen and release carbon dioxide, but in terms of the change rate, oxygen decreases by approximately 21% from about 20.95% to 16.4%, while carbon dioxide is 0.03% to 4 Since 133 times is increased by%, removal of carbon dioxide is a very important task of the present invention in order to recycle the exhalation. In the present invention, compressed or liquefied air is used as a means of supplementing insufficient oxygen, and a filter is used to remove carbon dioxide or other volatile or nonvolatile organic matter contained in the exhalation.

..

본발명은 산소가 부화된 압축 혹은 액체공기가 충진된 공기저장용기(100)와; 이 공기저장용기(100)와 결합되며 공기저장용기(100)로부터 분출된 산소가 부화된 공기가 저장되는 공기저장부(200)와; 이 공기저장용기(100)와 결합되고, 사람의 코 및 입에 밀착되어, 호흡시 외부공기의 흡입을 차단함과 동시에, 공기 저장부(200)속의 공기를 흡입하고 날숨공기가 공기저장부(200)로 배출되도록하는 흡배출 마스크부(300)로 이루어진다.The present invention is the air storage container 100 is filled with compressed or liquid air enriched with oxygen; An air storage unit 200 coupled to the air storage container 100 and storing air enriched with oxygen ejected from the air storage container 100; It is coupled to the air storage container 100, and close to the nose and mouth of the person, while blocking the intake of external air during breathing, and inhales the air in the air storage unit 200 and exhaled air is stored in the air storage unit ( It consists of a suction discharge mask 300 to be discharged to the 200.

공기 저장용기(100)에는 통상의 공기보다 산소 부화율이 높은(예를들어 50%농도산소)공기가 압축 혹은 액화상태로 저장되며, 또한 공기 저장용기(100)의 상단부에는 압축 혹은 액화공기의 분출구(101)가 형성되며, 이 분출구(101)는 공기저장용기(100)를 공기저장부(200)와 결합하기 전에는 내부의 공기가 누설되지 않도록 금속판 (110)혹은 밸브로 막혀있다.In the air storage container 100, the air having a higher oxygen enrichment rate (for example, 50% concentration oxygen) than the normal air is stored in a compressed or liquefied state, and the upper end of the air storage container 100 has an outlet for compressed or liquefied air. A 101 is formed, and the jet port 101 is blocked by the metal plate 110 or the valve so that the air therein does not leak before the air storage container 100 is coupled with the air storage unit 200.

공기저장용기(100)로부터 분출된 공기가 저장되는 공기저장부(200)는 화재등에서도 타거나,변형되지 않는 난연성과,유해가스가 내부로 침입하지 못할 정도의 기밀성을 가진 공지의 내화직물(210)로 구성되는데. 통상의 면재료로 구성해도 무방하다. 한편 공기저장부(200)는 약간의 수축성을 줌으로서 공기저장부(200)내의 공기가 대기압 이상의 공기압을 가지게 할 수 있다. 또한 날숨에 의한 들숨의 오염속도을 가급적 지연시키기 위하여 공기저장(200)부는 들숨 저장부(220)와 날숨저장부(230)로 구획하고, 들숨과 날숨의 유입부는 가급적 이격됨이 유리하다. 또한 공기저장부(200)의 형상을 구명조끼나 배낭등의 형상으로 제작하면 사용이나 휴대등이 편리하다. 또한 공기저장부(200)의 일측에는 공기 저장용기(100)와 연결되는제1연결부(240)가 위치하며, 이 제1연결부(240)에는 공기저장용기(100)와 연결되어 압축 혹은 누름등의 충격에 의해 공기 저장용기(100)상부의 공기 누설방지막(110)가 제거되어 공기가 분출되도록 하는 공기 누설방지막 제거장치(241)가 제공된다. 또한 공기 저장부(100)의 타측에는 공기흡배출 마스크(300)와 연결되는 제2연결부(250)가 설치된다. 제2연결부(250)에는 들숨시에 공기 저장부로부터 정화된 공기를 공급하는 제1통로부(261)와, 날숨의 공기를 공기 저장부에 전달하는 제2통로부(262)로 구성된 공기유도관(260)이 설치되며, 이들 제1및 제2통로부는 공기유도관(260)내에 각각 분리되어 설치됨이 바람직하다.The air storage unit 200, in which the air ejected from the air storage container 100 is stored, has a flame retardancy that does not burn or deform even in a fire or the like, and a known fireproof fabric having airtightness such that harmful gas does not enter the inside ( 210). You may comprise with a normal surface material. On the other hand, the air storage unit 200 may provide some shrinkage to allow the air in the air storage unit 200 to have an air pressure above atmospheric pressure. In addition, the air storage 200 is divided into the inhalation storage unit 220 and the exhalation storage unit 230, in order to delay the contamination rate of the inhalation as much as possible, it is advantageous that the inlet of the inhalation and exhalation is separated as possible. In addition, if the shape of the air storage unit 200 is produced in the shape of a life jacket or backpack, it is convenient to use or carry. In addition, one side of the air storage unit 200 is the first connection portion 240 is connected to the air storage container 100, the first connection portion 240 is connected to the air storage container 100 is compressed or pressed, etc. An air leakage prevention film removing device 241 is provided to remove the air leakage prevention film 110 on the air storage container 100 by the impact of the air. In addition, the other side of the air storage unit 100 is provided with a second connector 250 that is connected to the air intake and exhaust mask 300. The second connection portion 250 has an air induction comprising a first passage portion 261 for supplying purified air from the air storage portion at the time of inhalation, and a second passage portion 262 for delivering the air of the exhalation portion to the air storage portion. The pipe 260 is installed, and these first and second passage portions are preferably installed separately in the air induction pipe 260, respectively.

흡배출 마스크(300)는 적어도 코와 입을 외부로부터 차단할 수 있을 정도의 크기와 밀폐성을 가진 막으로 형성되며, 코와 입사이의 공기의 흐름을 차단하는 차단막(310)이 설치됨이 바람직하다. 흡배출 마스크(300)의 측면에는 흡배출 마스크부를 머리에 고정할 수 있도록 고정끈(320)이 설치된다. 흡배출마스크(300)와 공기저장부(200)는 상기 공기유도관(260)에 의해 연결된다.The intake and exhaust mask 300 is formed of a film having a size and a sealing enough to block at least the nose and mouth from the outside, it is preferable that a blocking film 310 to block the flow of air from the nose and incident. A fixing strap 320 is installed on the side of the suction and discharge mask 300 to fix the suction and discharge mask to the head. Intake and exhaust mask 300 and the air storage unit 200 is connected by the air induction pipe 260.

흡배출마스크(300) 혹은 공기저장부(200)에는 공기의 흐름을 차단하는 안전판(500)이 설치되는데, 이 안전판(500)은 사용전에 공기저장부(200)의 오염을 방지하는 한편 공기저장용기(100)로부터 불어나온 공기가 공기저장부(200)를 채우고 마스크를 통해 빠져나가지 않도록 가두는 역할을 한다. 이 안전판(500)은 본장치의 사용시에는 제거된다.The suction plate 300 or the air storage unit 200 is provided with a safety plate 500 to block the flow of air, the safety plate 500 to prevent the contamination of the air storage unit 200 before use, while the air storage The air blown out of the container 100 fills the air storage unit 200 and serves to confine the air not to escape through the mask. This safety plate 500 is removed when the apparatus is used.

한편 공기저장부(200)의 형상은 단순한 원형 또는 사각형등으로 할 수 있지만, 보다 바람직하게는 제3도처럼 배낭형태로 만들어 어깨에 맬 수 있도록 하거나(산소배낭), 제4도처럼 자캣 형상으로 만들어 옷처럼 입게하거나(산소자켓), 밸트등의 형상으로 허리나 어깨에 맬 수 있도록 함이 바람직하다(산소밸트).On the other hand, the shape of the air storage unit 200 may be a simple circular or rectangular shape, but more preferably made in the form of a backpack as shown in FIG. It is desirable to make it like clothes (oxygen jacket), or to be attached to the waist or shoulder in the shape of a belt (oxygen belt).

한편 사람의 날숨에서 나오는 이산화탄소, 질소화합물, 황화물, 수분, 기타 유기물 등을 제거하기 위해 필터(400)가 설치되어야 하는데, 필터의 위치는 흡배출 마스크(300) 혹은 공기유도관(260) 혹은 공기 저장부(200)내에 설치될 수 있다. 필터(400)의 형상은 필터링 효능을 극대화하기 위해 미세한 통공이 형성된 형상이 바람직하며, 상기 필터의 재료는 과산화 나트륨(Na2O2), 초과산화칼륨(2KO2),가성소오다가 사용될 수 있으며, 제조시 촉매로서 호프칼라이트가 사용될 수 있다.Meanwhile, the filter 400 should be installed to remove carbon dioxide, nitrogen compounds, sulfides, water, and other organic substances from the exhalation of the person, and the position of the filter may be a suction mask 300 or an air induction pipe 260 or air. It may be installed in the storage unit 200. The shape of the filter 400 is preferably formed in the form of fine pores in order to maximize the filtering efficiency, the material of the filter may be sodium peroxide (Na 2 O 2), excess potassium oxide (2KO2), caustic soda can be used, the catalyst in the manufacture Hofkalite can be used as the above.

이들 물질은 아래의 반응식과 같이 이산화탄소 및 수분을 흡수하여 산소를 발생한다는 장점이 있다.These materials have the advantage of generating oxygen by absorbing carbon dioxide and moisture as shown in the following reaction scheme.

Na2O2+ H2O → 2NAOH + 1/2 O2 Na 2 O 2 + H 2 O → 2NAOH + 1/2 O 2

Na2O2+ CO2→ Na2CO3+ 1/2 O2 Na 2 O 2 + CO 2 → Na 2 CO 3 + 1/2 O 2

2kO2+H2O → 2KOH + 3/2 O2,2kO 2 + H 2 O → 2KOH + 3/2 O 2,

2kO2+ CO2→ K2CO3+ 3/2 O2,2kO 2 + CO 2 → K 2 CO 3 + 3/2 O 2 ,

이하 도면에 의해 본발명의 동작을 설명한다.The operation of the present invention will be described below with reference to the drawings.

본발명은 산소가 부화된 압축 혹은 액체공기가 충진된 공기저장용기(100)와; 이 공기저장용기(100)와 결합되며 공기저장용기(100)로부터 분출된 산소가 부화된 공기가 저장되는 공기저장부(200)와; 이 공기저장용기(100)와 결합되고, 사람의 코 및 입에 밀착되어, 호흡시 외부공기의 흡입을 차단함과 동시에, 공기 저장부(200)속의 공기를 흡입하고 날숨공기가 공기저장부(200)로 배출되도록하는 흡배출 마스크부(300)로 이루어진다.The present invention is the air storage container 100 is filled with compressed or liquid air enriched with oxygen; An air storage unit 200 coupled to the air storage container 100 and storing air enriched with oxygen ejected from the air storage container 100; It is coupled to the air storage container 100, and close to the nose and mouth of the person, while blocking the intake of external air during breathing, and inhales the air in the air storage unit 200 and exhaled air is stored in the air storage unit ( It consists of a suction discharge mask 300 to be discharged to the 200.

비상시 사용자가 공기저장용기(100)를 공기저장부(200)의 제1연결부(240)에 결합하면 제1연결구(240)내에 설치된 공기누설막제거장치(241)에 의해 공기누설막(110)이 제거되면서 공기누설막제거장치(241)내의 공기통공(242)을 통해 공기저장용기(100)내의 고압공기가 공기저장부(200)으로 밀려들어간다.In case of emergency, when the user couples the air storage container 100 to the first connection part 240 of the air storage part 200, the air leakage film 110 is formed by the air leakage film removal device 241 installed in the first connector 240. The high pressure air in the air storage container 100 is pushed into the air storage unit 200 through the air through-hole 242 in the air leakage film removal device 241 is removed.

공기저장부(200)로 밀려들어간 고압공기가 공기저장부를 부풀려 적당한 압력을 가지게 되면, 사용자는 공기저장부를 어께에 메고, 공기흡배출 마스크(300)을 착용한 후, 안전판(500)를 푼다. 통상 사용자는 코로 숨을 들이 쉬고, 입으로 숨을 배출하게 되는데, 입으로 배출된 날숨은 제2통로부(262)를 통해 공기저장부(200) 쪽으로 흘러 들어가면서 필터(400)에 의해 이산화탄소 및 기타 유기물질이 제거된 후, 공기저장부(200)에 저장된 후, 제1통로부(261)를 통해 들숨에 공급되게 된다.When the high pressure air pushed into the air storage unit 200 inflates the air storage unit to have an appropriate pressure, the user carries the air storage unit to the shoulder, wears the air intake exhaust mask 300, and then loosens the safety plate 500. In general, the user inhales through the nose and breathes out through the mouth. The exhaled exhausted through the mouth flows toward the air storage unit 200 through the second passage part 262 and the carbon dioxide and the like by the filter 400. After the organic material is removed, stored in the air storage unit 200, it is supplied to the inhalation through the first passage portion 261.

본발명은 공기저장용기에서 발생된 일정량의 공기와 호흡공기중 날숨을 저장하여 이를 호흡에 활용함으로서, 비상시에 외기 공기를 흡입하지 않고도 상당기간동안 정상적인 호흡이 가능하도록 하여 종전기술의 문제점인 호흡용 공기의 저장량 문제를 해결하였다.The present invention stores a certain amount of air generated in the air storage container and the exhalation of the breathing air to use it for breathing, allowing the normal breathing for a considerable period of time without inhaling the outside air in the event of an emergency for breathing It solved the air storage problem.

Claims (3)

압축 혹은 액체공기가 충진된 공기저장용기와; 이 공기저장용기와 결합되며 공기저장용기로부터 분출된 공기가 저장되는 공기저장부와; 이 공기저장용기와 결합되고, 사람의 코 및 입에 밀착되어, 호흡시 외부공기의 흡입을 차단함과 동시에, 공기 저장부 속의 공기를 흡입하고, 날숨공기를 공기저장부로 배출하는 흡배출 마스크부로 이루어진 비상용 호흡장치.An air storage container filled with compressed or liquid air; An air storage unit coupled to the air storage container and storing air ejected from the air storage container; It is combined with the air storage container, and close to the nose and mouth of the person, to block the intake of external air during breathing, and to suck the air in the air storage unit, and discharge the exhaled air to the air storage unit to Emergency breathing apparatus. 상기 1항에 있어서 공기저장부나 흡배출 마스크나 공기유도관의 적어도 일측에, 날숨중의 적어도 이산화탄소를 제거하는 필터가 설치된 비상용 호흡장치The emergency breathing apparatus according to claim 1, wherein a filter for removing at least carbon dioxide during exhalation is provided on at least one side of the air storage unit, the intake and exhaust mask, or the air induction pipe. 날숨공기의 적어도 일부가 들숨에 사용토록 구성된 호흡장치Breathing apparatus configured to use at least some of the exhaled air for inspiration
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