KR20170009959A - 양방향-공기유동 호흡기 카트리지를 위한 프리필터 커버 - Google Patents

양방향-공기유동 호흡기 카트리지를 위한 프리필터 커버 Download PDF

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Abstract

양방향-공기유동 호흡기 카트리지를 위한 프리필터 커버로서, 프리필터 커버는 가요성 연결 부재에 의해 유연하게 연결되는 전방 및 후방 클램셸 부분을 포함하는, 프리필터 커버.

Description

양방향-공기유동 호흡기 카트리지를 위한 프리필터 커버{PREFILTER COVER FOR BIDIRECTIONAL-AIRFLOW RESPIRATOR CARTRIDGE}
본 개시는 양방향-공기유동 호흡기 카트리지를 위한 프리필터 커버에 관한 것이다.
호흡기가 종종 사용자에 의해 호흡될 공기를 처리하기 위해 사용되며, 일반적으로 호흡기 몸체와 함께, 호흡기 몸체에 부착된 하나 이상의 호흡기 카트리지를 포함한다.
개괄적으로 요약하면, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지(bidirectional-airflow respirator cartridge)를 위한 프리필터 커버(prefilter cover)가 본 명세서에 개시되며, 프리필터 커버는 가요성 연결 부재에 의해 유연하게 연결된 전방 및 후방 클램셸 부분(clamshell portion)을 포함한다. 이들 및 다른 태양이 하기의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도, 이러한 개괄적인 요약이 청구가능한 주제를 제한하도록 해석되어서는 안된다 - 그러한 주제가 처음에 출원된 바와 같은 출원의 청구범위에 제시되든지 또는 절차 수행 중에 보정되거나 달리 제시된 청구범위에 제시되든지 간에 -.
도 1은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지 상에 부분적으로 장착된, 예시적인 프리필터와 프리필터 커버의 사시도.
도 2는 도 1의 프리필터 커버, 프리필터, 및 카트리지의 분해도.
도 3은 도 2의 프리필터 커버의 확대도.
도 4는 양방향-공기유동 호흡기 카트리지 상에 완전히 장착된 예시적인 프리필터 커버의 사시도.
도 5는 호흡기 카트리지가 생략된, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지 상에 완전히 장착된 프리필터 커버의 측면도.
도 6은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지, 프리필터, 및 프리필터 커버를 포함하는 예시적인 호흡기의 전방 사시 부분 분해도.
다양한 도면에서의 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다. 일부 요소들은 동일하거나 동등한 다수로 존재할 수 있으며; 그러한 경우에 오직 하나 이상의 대표적인 요소가 도면 부호에 의해 지시될 수 있지만, 그러한 도면 부호가 그러한 동일한 요소 모두에 적용된다는 것이 이해될 것이다. 달리 지시되지 않는 한, 본 문헌의 모든 도면들은 일정한 축척으로 작성되어 있지 않으며 본 발명의 상이한 실시예들을 예시할 목적으로 선택된다. 특히, 다양한 구성요소들의 치수들은 단지 예시적인 관점에서 서술되며, 다양한 구성요소들의 치수들 간의 관계가 도면으로부터 추론되어서는 안된다 - 그렇게 지시되지 않는 한 -. "상단부", "하단부", "상부", "하부", "아래", "위", "상방" 및 "하방", 및 "제1" 및 "제2"와 같은 용어가 본 개시에 사용될 수 있지만, 이들 용어는 달리 언급되지 않는 한 단지 그들의 상대적 의미로만 사용된다는 것이 이해되어야 한다.
특성 또는 속성에 대한 수식어로서 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대체로"는, 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 특성 또는 속성이 절대적인 정확 또는 완벽한 일치를 요구함이 없이(예컨대, 정량화가능 특성에 대해 +/- 20% 이내) 당업자에 의해 쉽게 인식가능할 것임을 의미한다. 용어 "실질적으로"는, 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 역시 절대적인 정확 또는 완벽한 일치를 요구함이 없이 높은 정도의 근사(예컨대, 정량화가능 특성에 대해 +/- 10% 이내)를 의미한다. 동일한, 동등한, 균일한, 일정한, 엄밀하게 등과 같은 용어는, 절대적인 정확 또는 완벽한 일치를 요구하기보다는 특정 환경에 적용가능한 통상의 허용오차(tolerance) 또는 측정 오차 내에 있는 것으로 이해된다.
용어 해설
용어 "프리필터"는 호흡기 카트리지의 공기-투과성 주 영역(air-permeable major area)의 상류측에 인접하게 위치되도록 구성된 그리고 프리필터를 통해 호흡기 카트리지 내로 이동하는 공기스트림으로부터 적어도 일부의 공기 중의 입자를 포획하거나 달리 제거하도록 구성된 다공성 재료, 예컨대 섬유질 재료를 의미한다.
어구 "양방향-공기유동 호흡기 카트리지"는 그것의 적어도 2개의 대체로 대향하는 주 면(major face)을 통해 공기유동을 수용하도록 구성된 호흡기 카트리지를 의미한다.
예컨대 프리필터, 프리필터 커버, 및 호흡기 카트리지와 같은 물품에 적용되는 바와 같은 용어 "근위(proximal)"는 물품이 사용되는 호흡기에 관하여 정의되며, 물품이 호흡기 상의 제 위치에 있을 때 호흡기 몸체에 가장 가까운 물품의 단부를 의미한다. 그러한 물품에 적용되는 바와 같은 용어 "원위(distal)"는 호흡기 몸체로부터 가장 멀리 떨어진 물품의 단부를 의미한다.
용어 "전방"이 또한 물품이 사용되는 호흡기에 관하여 정의되며, 호흡기를 착용한 사용자의 안면으로부터 멀어지는 쪽의 방향을 의미한다. 용어 "후방"은 호흡기를 착용한 사용자의 안면에 가장 가까운 방향을 의미한다.
예컨대 프리필터, 프리필터 커버, 및 호흡기 카트리지와 같은 물품에 적용되는 바와 같은, "내부", "내향" 등과 같은 용어는 호흡기 카트리지에 관하여 정의되며, 호흡기 카트리지의 내부를 향하는 방향을 의미한다. "외부", "외향" 등과 같은 용어는 호흡기 카트리지의 내부로부터 멀어지는 쪽의 방향을 의미한다.
"공기-투과성"이라는 것은 임의의 종래 수단에 의해, 예컨대 천공된 관통-구멍 등을 제공함으로써 달성될 수 있는, 그것을 통한 공기유동을 허용하는 것을 의미한다.
"제거가능한" 및 유사 용어는 물품이 사용자에 의해 손으로 다른 물품으로부터, 물품들 중 어느 하나를 파괴하거나 용납할 수 없을 정도로 손상시킴이 없이, 제거(분리)될 수 있음을 의미한다.
"일체형(integral)" 및 유사 용어는, 동일한 재료로 구성되고 단일 작업, 예컨대 성형 작업에서 함께 제조된 것을 의미한다.
예시적인 양방향-공기유동 호흡기 카트리지(200) 상에 부분적으로 장착된 예시적인 프리필터 커버(1)가 도 1에 도시된다. 도 2는 도 1의 부분 조립체의 분해도를 제시하고, 도 3은 프리필터 커버(1)의 확대도를 제시한다. 프리필터 커버(1)는 근위 단부(11) 및 원위 단부(12)와 공기-투과성 주 영역(13)을 갖춘 전방 클램셸 부분(10)을 포함하는 그리고 근위 단부(21) 및 원위 단부(22)와 공기-투과성 주 영역(23)을 갖춘 후방 클램셸 부분(20)을 추가로 포함하는, 클램셸 설계를 갖는다. 프리필터 커버(1)는 전방 클램셸 부분(10)을 후방 클램셸 부분(20)과 유연하게 연결하는 적어도 하나의 가요성 연결 부재(40)를 추가로 포함한다. 특정 실시예에서, 적어도 하나의 가요성 연결 부재(40)는 예컨대 도 3에 나타난 바와 같이 전방 클램셸 부분(10)의 원위 단부(12)를 후방 클램셸 부분(20)의 원위 단부(22)와 유연하게 연결한다.
프리필터 커버(1)는 양방향-공기유동 호흡기 카트리지, 예컨대 본 명세서에 묘사된 바와 같은 예시적인 카트리지(200)와 함께 사용되도록 구성된다. 예시적인 카트리지(200)는 근위 단부(211) 및 원위 단부(212)와 전방 면(front face)(201) 및 후방 면(rear face)(202)을 포함하고, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 카트리지(200)의 전방 면(201)의 공기-투과성 주 영역(213)을 통해서뿐만 아니라, 카트리지(200)의 후방 면(202)의 대응하는 공기-투과성 주 영역(도 1과 도 2의 시점에서 보이지 않음)을 통해 공기유동을 수용하도록 구성된다. 다양한 유형의 양방향-공기유동 카트리지가 예컨대 레가레(Legare)의 미국 특허 제8460423호에, 드와이어(Dwyer)의 미국 특허 출원 공개 제2013/0125896호에, 2013년 2월 1일자로 출원되고 발명의 명칭이 '슬리브-끼워맞춤 호흡기 카트리지(Sleeve-Fit Respirator Cartridge)'인 미국 특허 출원 제13/757434호에, 그리고 2013년 11월 15일자로 출원되고 발명의 명칭이 '부유 탄성중합체 슬리브를 갖춘 호흡기(Respirator with Floating Elastomeric Sleeve)'인 미국 특허 출원 제14/081396호에 기술되며, 이들 모두의 개시내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
공기스트림이 호흡기 카트리지에 들어가기 전에 적어도 일부의 입자가 유동 공기스트림으로부터 제거되기 위해, 호흡기 카트리지 내로의 임의의 공기유동이 통과하여야 하는 프리필터를 사용하는 것이 종종 바람직하다. 양방향-공기유동 카트리지에 대해, 프리필터가 그러한 기능을 수행하기 위해 카트리지의 제1(예컨대, 전방) 주 면 상에 사용될 수 있고, 프리필터가 마찬가지로 카트리지의 제2(예컨대, 후방) 주 면 상에 사용될 수 있다. 따라서, 프리필터 커버(1)는 양방향-공기유동 호흡기 카트리지(200)의 전방 면(201) 상에 제거가능하게 장착되도록 구성된 전방 클램셸 부분(10), 및 양방향-공기유동 호흡기 카트리지(200)의 후방 면(202) 상에 제거가능하게 장착되도록 구성된 후방 클램셸 부분(20)을 포함한다. (용어 "장착된" 및 "면"은 광범위하게 사용되며, 예를 들어 전방 클램셸 부분이 특별히 전방 면의 최전방 표면에 부착되어야 하는 것을 요구하지 않는다.)
전방 클램셸 부분(10)이 카트리지(200)의 전방 면(201) 상에 제거가능하게 장착될 때, 전방 클램셸 부분(10)은 전방 프리필터(110)를 전방 클램셸 부분(10)의 공기-투과성 주 영역(13)과 카트리지(200)의 전방 면(201)의 공기-투과성 주 영역(213) 사이에 유지하여, 전방 프리필터(110)가 카트리지(200)의 공기-투과성 주 영역(213)에 대해 폐색, 여과 관계(occlusive, filtering relation)에 있다. 폐색, 여과 관계라는 것은 공기유동이 단지 프리필터를 통과하는 것에 의해 카트리지의 공기-투과성 주 영역을 통해 카트리지의 내부로 이동할 수 있도록 프리필터가 위치되는 것을 의미한다. 유사하게, 후방 클램셸 부분(20)이 카트리지(200)의 후방 면(202) 상에 제거가능하게 장착될 때, 후방 클램셸 부분(20)은 후방 프리필터(120)를 후방 클램셸 부분(20)의 공기-투과성 주 영역(23)과 카트리지(200)의 후방 면(202)의 공기-투과성 주 영역(어떠한 도면에서도 보이지 않음) 사이에 유지하여, 후방 프리필터가 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역에 대해 폐색, 여과 관계에 있다.
적어도 일부 실시예에서, 위의 배열은 전방 프리필터(110)를 전방 클램셸 부분(10)의 공기-투과성 주 영역(13)의 내부 표면(14)과 카트리지(200)의 전방 면(201)의 공기-투과성 주 영역(213)의 외부 표면(214) 사이에 개재된 상태로 유지할 수 있다. 유사한 배열이 후방 프리필터(120)를 후방 클램셸 부분(20)의 공기-투과성 주 영역(23)의 내부 표면(24)과 카트리지(200)의 후방 면(202)의 공기-투과성 주 영역의 외부 표면 사이에 개재된 상태로 유지할 수 있다. 특정 실시예에서, 클램셸 부분(예컨대, 그것의 내부 표면)은 프리필터의 특정 영역을 호흡기 카트리지의 외부 표면에 대해 가압(예컨대, 핀칭(pinching))하도록 구성된 하나 이상의 압착 구조체(compressing structure)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 전방 클램셸 부분(10)은 전방 프리필터(110)의 내부 표면(114)의 일부분을 카트리지(200)의 전방 면(201)의 수용 구조체(receiving structure)(261)에 대해 가압하는 적어도 하나의 압착 구조체(61)를 포함할 수 있다(예시적인 압착 구조체(61)와 수용 구조체(261)가 도 3과 도 2에 각각 도시됨). 몇몇 실시예에서, 그러한 압착 구조체(61)는 전방 클램셸 부분(10)의 공기-투과성 주 영역(13)과 적어도 부분적으로 경계를 이룰 수 있고(그것을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있고); 유사하게, 수용 구조체(261)는 카트리지(200)의 전방 면(201)의 공기-투과성 주 영역(213)과 적어도 부분적으로 경계를 이룰 수 있다. 그러한 배열은 예컨대 공기-투과성 주 영역의 에지 주위에서의 임의의 공기 누출을 최소화하는 역할을 할 수 있다.
용어 '압착 구조체' 및 '수용 구조체'는 광범위하게 사용되며, 임의의 적합한 설계를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 그러한 압착 구조체의 적어도 일부분이 전방 클램셸 부분(10)의 공기-투과성 주 영역(13)의 표면(14)으로부터 부풀어 서 있을 수 있다(즉, 카트리지(200)의 내부를 향해, 그것으로부터 내향으로 돌출할 수 있음). 다른 실시예에서, 그러한 압착 구조체는 반드시 표면(14)의 다른 부분을 넘어 내향으로 돌출하지는 않는, 단지 전방 클램셸 부분(10)의 내부 표면(14)의 특정 영역일 수 있다. 유사한 고려사항이 카트리지(200)의 전방 면(201)의 공기-투과성 주 영역(213)의 외부 표면(214)에 관하여 수용 구조체(261)에 적용된다. 전술된 유형들 중 임의의 것의, 유사한 압착 구조체와 수용 구조체가 후방 클램셸 부분(20)과 카트리지(200)의 후방 면(202) 상에 각각 존재할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 프리필터(100)는 하기에 기술되는 바와 같이 전적으로 프리필터 커버(1)에 의해 가해지는 압력에 의해 프리필터 커버(1)와 카트리지(200) 사이의 제 위치에 유지될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 하나 이상의 보조 메커니즘(예컨대, 래치(latch), 클래스프(clasp), 스냅(snap), 핀서(pincer), 핀 등)이 프리필터(100)를 제 위치에 유지하는 것을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 유사하게, 임의의 유형의 접착제, 기계적 체결구(예컨대, 후크 및 루프 체결구) 등이 그러한 효과를 위해 사용될 수 있다.
클램셸 부분의 제1 및 제2 위치
상기에 기술된 배열을 달성하기 위해, 전방 및 후방 클램셸 부분(10, 20)이, 적어도, 전방 및 후방 프리필터가 프리필터 커버(1)의 각자의 전방 및 후방 클램셸 부분 내에 용이하게 위치되도록 허용하는 "개방" 위치인 제1 위치와, 프리필터 커버(1)(각자의 프리필터를 보유함)가 카트리지(200) 상에 장착, 예컨대 그것에 부착될 때 이루어지는 "폐쇄" 위치인 제2 위치 사이에서 이동가능할 수 있다. 예시적인 제1 위치가 도 1, 도 2 및 도 3에 예시되고; 예시적인 제2 위치가 도 4와 도 5에 예시된다.
더 상세하게는, 전방 클램셸 부분(10)과 후방 클램셸 부분(20)은, 적어도, (예컨대 도 3에 나타난 바와 같이) 전방 클램셸 부분(10)의 공기-투과성 주 영역(13)과 후방 클램셸 부분(20)의 공기-투과성 주 영역(23)이 서로에 대해 제1-위치 각도 α로 배향되는 제1 위치와; (예컨대 도 5에 나타난 바와 같이) 전방 클램셸 부분(10)의 공기-투과성 주 영역(13)과 후방 클램셸 부분(20)의 공기-투과성 주 영역(23)이 서로에 대해 제2-위치 각도 β로 배향되고 (도 4와 도 5에서 명백한 바와 같이) 서로 적어도 대체로 중첩 관계에 있는 제2 위치 사이에서 서로에 대해 이동가능할 수 있다. 이들 측정의 목적을 위해, 그러한 각도는 대체로 전방 클램셸 부분(10)의 원위 단부(12)와 후방 클램셸 부분의 원위 단부(22) 사이에 놓인 정점(vertex)을 사용하여 측정된다. 도 3의 예시적인 실시예에서, 상기에 정의된 바와 같은 제1-위치 각도 α는 약 180도의 범위이다(바꾸어 말하면, 전방 및 후방 클램셸 부분은 그것들이 대체로 반대 방향들로 연장될 정도로 이동되었음). 그러나, 임의의 적합한 제1-위치 각도 α가, 그것이 전방 및 후방 프리필터가 필터 커버(1)의 각자의 전방 및 후방 클램셸 부분 내에 용이하게 위치되도록 허용하는 한, 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 다양한 실시예에서, 전방 클램셸 부분과 후방 클램셸 부분 사이의 그러한 제1-위치 각도는 약 45, 60, 75, 90, 120, 140, 또는 160도 이상일 수 있다.
제2 위치에 있는 프리필터 커버의 예가 도 4에, 카트리지(200)가 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분과 후방 클램셸 부분 사이에 존재하는 상태로 사시도로 도시된다. 제2 위치의 예가 또한 도 5에, 카트리지(200)(그리고 프리필터(100))가 제시의 명료함을 위해 생략된 상태로 그리고 제2-위치 각도 β가 식별되는 상태로 측면도로 도시된다. 프리필터 커버(1)가 카트리지(200) 상에 완전히 장착될 때 제2 위치가 이루어지는 것이 인식될 것이다. 전방 및 후방 클램셸 부분(10, 20)이 이러한 제2 위치에 있을 때, 전방 클램셸 부분(10)의 공기-투과성 주 영역(13)과 후방 클램셸 부분(20)의 공기-투과성 주 영역(23)은 종종 서로 적어도 대체로 중첩 관계에 있을 수 있다.
도 5의 측면도에서 가장 쉽게 볼 수 있는 바와 같이, 도 4와 도 5의 예시적인 실시예에서, 위에 정의된 바와 같은 제2-위치 각도 β는 약 5 내지 15도의 대략적인 범위이다. 몇몇 실시예에서, 제2-위치 각도 β는 거의 0도일 수 있는데, 즉 전방 클램셸 부분(10)의 공기-투과성 주 영역(13)과 후방 클램셸 부분(20)의 공기-투과성 주 영역(23)이 서로 대체로, 실질적으로, 또는 엄격하게 평행할 수 있다(그리고 적어도 대체로 중첩 관계에 있을 수 있음). 그러나, 도 5로부터 명백한 바와 같이, 이들 주 영역이 서로 엄격하게 평행하여야 하는 것이 반드시 요구되지는 않는다. 따라서, 다양한 실시예에서, 제2 위치에 있을 때, 제2-위치 각도 β는 약 35, 25, 20, 15, 10, 또는 5도 미만일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2-위치 각도 β는 음(negative)일 수 있다(예컨대, 전방 및 후방 부분(10, 20)의 원위 단부(12, 22)가 서로 근접한 것보다, 커버(1)의 전방 및 후방 부분(10, 20)의 근위 단부(11, 21)가 서로 더 근접한 설계에서).
어느 하나의 주 영역(13 또는 23)이 엄격하게 평면형이어야 하는 것이 요구되지 않음이 도 5로부터 명백할 것이다. 이들 영역이 단지 제1, 개방 위치와 제2, 폐쇄 위치 사이의 차이를 설명하기 위한 편리한 기준으로서 사용되는 것이 강조된다. 예컨대 하나의 공기-투과성 주 영역이 다소 아치형 또는 돔형인 경우에(도 5의 설계에서의 주 영역(13)이 그러할 수 있는 바와 같이), 주 영역에 걸쳐 취해진 평균이 이러한 특성화의 목적을 위한 기준 "평면"으로서 사용될 수 있는 것이 이해될 것이다.
클램셸 부분들 사이의 오프셋 연결(offset connection)
예컨대 2개의 별개의 프리필터 커버로서 공급되기보다는, 프리필터 커버(1)의 전방 클램셸 부분(10)과 후방 클램셸 부분(20)은, 부분(10, 20)을 연결하고 그것들이 전술된 바와 같이 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동되도록 허용하는 적어도 하나의 가요성 연결 부재(40)에 의해 연결된다. 가요성 연결 부재(40)는 전방 클램셸 부분과 후방 클램셸 부분(10, 20) 사이의 오프셋 연결을 제공하도록 구성될 수 있다. 그러한 오프셋 연결은, 부분(10, 20)이 제2 (폐쇄) 위치에 있을 때, 특정 전방-후방 치수(두께)의 카트리지(200)가 클램셸 커버 부분(10, 20) 사이의 간극(gap) 내로 끼워맞춤되도록 허용하는 오프셋 거리(offset distance)가 부분(10, 20) 사이에 제공되는 것을 제공할 수 있다.
측정의 편의를 위해, 그러한 오프셋 거리는 (도 5에 예시된 바와 같이) 전방 클램셸 부분(10)의 공기-투과성 주 영역(13)의 내부 표면(14)으로부터, 후방 클램셸 부분(20)의 공기-투과성 주 영역(23)의 내부 표면(24)까지의 거리(64)일 수 있다. 다양한 실시예에서, 프리필터 커버(1)가 제2, 폐쇄 위치에 있을 때, 오프셋 거리(64)는 약 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6 cm 이상일 수 있다. (역시, 공기-투과성 주 영역과 그것의 내부 표면이 편리한 기준으로서 사용되고; 공기-투과성 주 영역들 중 하나가 평면형이기보다는 아치형이고/이거나 제2, 폐쇄 위치에 있을 때 다른 주 영역에 비해 경사져 있으면, 이러한 계산의 목적을 위해 평균값이 사용될 수 있다.)
가요성 연결 부재 또는 부재들(40)의 설계는 원하는 바에 따라 선택될 수 있다. 본 명세서에 묘사된 설계에서, 단일의 시트-유사(sheet-like) 연결 부재(40)가 사용된다. 그러나, 복수의 로드(rod)-유사 부재, 필라멘트 연결 부재(배향이 무작위든지 또는 서로 평행하든지 간에) 등이 사용될 수 있다. 또한, 원하는 가요성은 임의의 적합한 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 연결 부재 또는 부재들(40)은 본질적으로 가요성(inherently flexible)일 수 있는데, 이는 본 명세서에 기술된 바와 같은 사용을 위해 그것들의 물리적 특성(예컨대, 굽힘 모듈러스(bending modulus))과 치수의 조합이 그것들의 전체 길이(전방 클램셸 부분(10)으로부터 후방 클램셸 부분(20)까지)를 따라 그것들을 충분히 가요성으로 만드는 것을 의미한다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 성형된 고무와 같은 탄성 가요성, 예컨대 탄성중합체 재료로 구성된 연결 부재(40)가 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 연결 부재(40)가 그것의 전체 길이를 따라 본질적으로 가요성이든지 아니든지 간에, 그것이 그럼에도 불구하고 원하는 바에 따라 작동할 수 있도록, 하나 이상의 특정 기하학적 특징부가 제공될 수 있다.
이러한 접근법의 일례에서, 가요성 연결 부재(40)는 (도 3과 도 5에서 가장 쉽게 볼 수 있는 바와 같이) 전방 클램셸 부분(10)에 근접한 제1 리빙 힌지(living hinge)(41)와 후방 클램셸 부분(20)에 근접한 제2 리빙 힌지(42)를 포함할 수 있다. 리빙 힌지의 개념은 당업자에게 잘 알려져 있으며, 예컨대 가요성 연결 부재(40)의 폭을 가로질러 연장되는 국소적으로 얇은 영역(locally thinned area)의 형태의 리빙 힌지를 제공함으로써 달성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 그러한 국소적으로 얇은 영역은 약 0.5, 0.4, 또는 0.3 mm 미만인 두께를 포함할 수 있다. 추가의 실시예에서, 그러한 국소적으로 얇은 영역은 약 0.05, 0.1, 0.15, 또는 0.2 mm 이상인 두께를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그러한 국소적으로 얇은 영역은 가요성 연결 부재의 길이 방향을 따라 얇은 영역에 인접하게 이웃하는 가요성 연결 부재의 적어도 하나의 영역의 두께보다 상당히 작은 두께를 나타낼 수 있다. 그러한 이웃하는 영역은, 다양한 예시적인 실시예에서, 약 0.7, 1.0, 2.0, 3.0, 또는 4.0 mm 이상의 두께를 포함할 수 있다. 따라서, 다양한 실시예에서, 그러한 국소적으로 얇은 영역은 가요성 연결 부재의 길이 방향을 따라 얇은 영역에 인접하게 이웃하는 가요성 연결 부재의 적어도 하나의 영역의 두께의 약 70, 60, 50, 40, 30, 20, 또는 10% 미만인 두께를 나타낼 수 있다. 종종, 그러한 얇은 영역은 얇은 영역보다 상당히 더 두꺼운 2개의 그러한 인접하게-이웃하는 영역 사이에 브래키팅(bracketing)될 수 있다.
예컨대 2개의(또는 그 초과의) 리빙 힌지가 사용되면, 가요성 연결 부재(40)가 그것의 전체 길이를 따라 본질적으로 가요성인 것이 필요하지 않을 수 있다. 오히려, 도 3과 도 5의 배열에 도시된 바와 같이, 2개의 그러한 리빙 힌지(41, 42) 사이에 있는 연결 부재(40)의 주 부분(43)이 상대적으로 비가요성일 수 있고/있거나, 프리필터 커버(1)가 제2 (폐쇄) 위치에 배치될 때 위에서 논의된 오프셋 거리를 달성하도록 선택되는 길이를 가질 수 있다. 따라서, 다양한 실시예에서, 가요성 연결 부재(40) 내의 제1 및 제2 리빙 힌지는 가요성 연결 부재의 길이를 따라 약 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6 cm 이상만큼 서로 분리될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 가요성 연결 부재(40)는 전방 클램셸 부분(10) 및/또는 후방 클램셸 부분(20)의 재료와는 상이한 재료로 제조될 수 있다. 그렇다면, 그러한 가요성 연결 부재(40)는 임의의 편리한 방식으로 전방 및 후방 클램셸 부분에 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 전방 클램셸 부분(10), 후방 클램셸 부분(20), 및 적어도 하나의 가요성 연결 부재(40)는 모두 단일의 일체형 성형 피스(single integral molded piece)의 일체형 부분일 수 있다. 예를 들어, 모든 그러한 부분은 위에 언급된 바와 같은 탄성, 탄성중합체 고무 화합물로 제조될 수 있다. 그러나, 하나 이상의 리빙 힌지가 존재하는 실시예에서, 모든 그러한 부분은 리빙 힌지로서의 역할을 잘 하는 것으로 알려져 있는 임의의 적합한 재료(예컨대, 성형된 열가소성 재료)로 제조될 수 있다. 특히 예컨대 폴리프로필렌 및 그것의 블렌드와 공중합체와 같은 폴리올레핀계 성형 재료가 리빙 힌지 응용에서의 사용에 상응하는 물리적 특성(예컨대, 내피로성)을 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나, 임의의 적합한 재료가 원하는 바에 따라 사용될 수 있다.
프리필터
프리필터(100)를 참조하면, 이 구성요소, 구체적으로 그것의 전방 및 후방 부분(110, 120)은 임의의 적합한 방식으로 제공될 수 있다. 언급된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 전방 및 후방 부분(110, 120)은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지(200)의 전방 및 후방 면 상에 끼워맞춤되기 위해 그것들 각자의 전방 및 후방 클램셸 커버 부분 내에 개별적으로 위치된 물리적으로 별개의 피스일 수 있다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 전방 프리필터 부분(110)과 후방 프리필터(120)는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 전방 프리필터(110)의 원위 단부(112)와 후방 프리필터(120)의 원위 단부(122) 사이에서 연장되는 프리필터 연결 부분(140)에 의해 유연하게 연결될 수 있다. 이러한 유형의 특정 실시예에서, 전방 프리필터 부분(110), 후방 프리필터 부분(120), 및 프리필터 연결 부분(140)은 모두 하나의 단일형, 일체형 프리필터의 부분일 수 있으며, 여기서 프리필터 연결 부분(140)은 전방 프리필터 부분(110)의 원위 단부(112)와 후방 프리필터 부분(120)의 원위 단부(122) 사이에서 일체적으로 연장된다. (그러한 실시예에서, 프리필터 연결 부분(140)이, 비록 필터 재료로 제조되지만, 반드시 임의의 입자-여과 기능을 수행하지는 않을 것임이 이해될 것이다.) 그러한 실시예에서, 하나의 단일형 일체형 프리필터는 예컨대 전방 프리필터 부분(110)이 근위 단부(111)와 원위 단부(112)를 포함하도록 그리고 후방 프리필터 부분(120)이 유사하게 근위 단부(121)와 원위 단부(122)를 포함하도록, 예컨대 필터 재료의 시트로부터 다이-커팅(die-cutting)함으로써 원하는 형상으로 제공될 수 있다. 이러한 유형의 추가 실시예에서, 전방 프리필터 부분(110)과 후방 프리필터 부분(120)은 하나의 단일형 프리필터가 전방-후방 가역적(front-rear reversible)이도록 서로 적어도 대체로 유사하게 크기 및 형상설정될 수 있다. 이는, 예컨대 도 2에 관하여, 110으로 표지된 부분("전방" 프리필터 부분)이 프리필터 커버의 "후방" 클램셸 부분(20) 내에 적절하게 끼워맞춤될 수 있고; 유사하게, 120으로 표지된 프리필터(100)의 부분("후방" 프리필터 부분)이 프리필터 커버의 "전방" 클램셸 부분(10) 내에 적절하게 끼워맞춤될 수 있음을 의미한다.
예컨대 원하는 바에 따라 선택된 기공 크기를 갖는 임의의 적합한 재료가, 그것이 입자(이 용어는 예컨대 고체 입자, 액체 소적, 에어로졸 등을 광범위하게 포함함)를 여과하는 원하는 능력을 제공할 수 있는 한, 프리필터(100)로서의 역할을 할 수 있다. 그러한 재료는 예컨대 천 재료(직포이든지 또는 부직포이든지 간에), 망상 재료, 다공성 재료, 멤브레인(membrane), 스크린(screen), 메시(mesh) 등일 수 있다. 예컨대 멜트-블로운(melt-blown) 섬유 또는 멜트-스펀(melt-spun) 섬유의 부직 웨브가, 특히 지속적 전기 대전(일렉트릿(electret)) 형태일 때 유용할 수 있다. 로진-울(rosin-wool) 섬유질 웨브 및 유리 섬유 또는 용액-블로운, 또는 정전기 분무된 섬유의 웨브뿐만 아니라 전기 대전된 피브릴화-필름(fibrillated-film) 섬유가 또한 적합할 수 있다. 전하는 섬유를 물과 접촉시킴으로써, 코로나 대전(corona charging)에 의해, 마찰대전(tribocharging)에 의해 등등으로 일부 섬유에 부여될 수 있다. 예컨대 하이드로-대전(hydro-charging) 공정을 통해 생성되는 웨브의 여과 성능을 향상시키기 위해 첨가제가 섬유 내에 포함될 수 있다. 특히 불소 원자가 유성 미스트 환경(oily mist environment)에서의 여과 성능을 개선하기 위해 필터 층 내의 섬유의 표면에 배치될 수 있다.
그것의 조성에 무관하게, 프리필터(100)는 알맞게는 시트-유사 재료로서 제공될 수 있는데, 이 시트-유사 재료는 공기스트림이 카트리지(200)의 공기-투과성 주 면에 도달하기 위해서는 시트-유사 재료의 최단 치수를 통과하여야 하도록 위치된다. 몇몇 실시예에서, 프리필터(100)는 필터 재료의 다수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 더 작은 입자를 여과하는 하나 이상의 하류측 층에 의해 배킹(backing)되는, 더 큰 입자를 여과하는 상류측 층을 제공하는 것이 요구될 수 있다. (그러한 여과는 또한 예컨대 단일-층이지만 비대칭인 프리필터, 예컨대 이른바 심층 필터(depth filter)를 이용하여 달성될 수 있다.) 따라서, 몇몇 경우에, 프리필터(100)의 외부 표면 및 내부 표면 중 적어도 하나는 프리필터의 바람직한 외부-내부 배향을 식별하는 표시를 나타낼 수 있다.
언급된 바와 같이, 위에서 논의된 바와 같이 프리필터(100)를 제 위치에 유지하기 위해, 전방 클램셸 부분(10)이 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 전방 면 상에 제거가능하게 장착될 수 있고, 후방 클램셸 부분(20)이 호흡기 카트리지의 후방 면 상에 제거가능하게 장착될 수 있다. 제거가능한 장착의 임의의 적합한 방법이 사용될 수 있고, 임의의 적합한 부착 모드에 의존할 수 있다. 그러한 부착은 예컨대 하나 이상의 체결구, 이를테면 예를 들어 클립, 밴드, 래치 등에 의존할 수 있다. 그러한 체결구는 프리필터 커버(1) 또는 카트리지(200)와 함께 제공될(예컨대, 그것에 부착될) 수 있다. 또는, 그러한 체결구는 사용자에 의해 부착되도록 별도로 제공될 수 있다. 종종, 그러한 체결구는, 하나의 체결구가 클램셸 부분 상에 있고 다른 체결구가 카트리지 상에 있는, 상호보완적 쌍으로 제공될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 전방 및 후방 클램셸 부분은 카트리지(200)에 체결되기보다는 서로 체결되도록(예컨대, 기다란 래치에 의해) 구성될 수 있다. 그러한 클램셸 부분은 이에 따라 하나 또는 둘 모두의 클램셸 부분이 반드시 임의의 특정 체결구에 의해 카트리지에 체결되지는 않고서 카트리지 상의 제 위치에 유지될 수 있다(바꾸어 말하면, 카트리지 상에 제거가능하게 장착될 수 있음). 오히려, 전방 클램셸 부분이 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 전방 면 상에 제거가능하게 장착되고 후방 클램셸 부분이 호흡기 카트리지의 후방 면 상에 제거가능하게 장착되는 개념은 예컨대 전방 및 후방 클램셸 부분이 카트리지 그 자체에 체결되기보다는 서로 체결되는 배열을 포함하며, 이때 클램셸 부분(및 프리필터)은 클램셸 부분과 카트리지 사이의 임의의 특정 체결 메커니즘에 의해서보다는 클램셸 부분의 압력에 의해 카트리지 상의 제 위치에 유지되는 것이 강조된다. 이러한 제거가능한 장착의 개념은 마찬가지로 클램셸 부분이 예컨대 둘 모두의 클램셸 부분의 외부 주위를 래핑(wrapping)하여 내향 압력을 인가하여서 그것들을 카트리지 상의 제 위치에 유지하는 하나 이상의 밴드에 의해 제 위치에 유지되는 배열을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 클램셸 부분은 호흡기 카트리지에 제거가능하게 부착됨으로써 호흡기 카트리지의 면 상에 제거가능하게 장착될 수 있다. 특정 실시예에서, 그러한 부착은 클램셸 부분과 카트리지 사이의 스냅-끼워맞춤(snap-fit)에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 카트리지(200)의 전방 면(201)에 대한 전방 클램셸 부분(10)의 스냅-끼워맞춤을 돕기 위해, 전방 클램셸 부분(10)은 전방 클램셸 부분(10)의 제1 주 에지(36)의 적어도 일부를 따라 연장되는 제1 측벽(16)(예컨대 도 3에 나타남)과, 전방 클램셸 부분(10)의 대체로 대향하는 제2 주 에지(38)의 적어도 일부를 따라 연장되는 제2 측벽(18)을 적어도 포함할 수 있다. 전방 클램셸 부분(10)의 제1 측벽(16)은 카트리지(200)의 제1 측벽(218)의 상호보완적인 정합 특징부(complementary mating feature)에 스냅 끼워맞춤될 수 있는 제1 정합 특징부(17)(또한 도 3에 가장 잘 나타남)를 포함할 수 있다. (카트리지(200)의 제1 측벽(218)의 그러한 상호보완적인 정합 특징부는, 비록 어떠한 도면에서도 보이지 않지만, 도 2에 도시된 바와 같은 카트리지(200)의 제2 측벽(216)의 정합 특징부(217)와 유사할 수 있다.) 마찬가지로, 전방 클램셸 부분(10)의 제2 측벽(18)은 카트리지(200)의 제2 측벽(216)의 상호보완적인 정합 특징부(217)에 스냅 끼워맞춤될 수 있는 제2 정합 특징부(예컨대, 특징부(17)와 유사하지만, 어떠한 도면에서도 보이지 않음)를 포함할 수 있다. 그러한 상호보완적인 정합 특징부는 예컨대 디텐트(detent) 구조체, 예컨대 돌출부, 리세션(recession) 등의 임의의 적합한 조합의 형태를 취할 수 있다.
유사한 고려사항이 카트리지(200)의 후방 면(202)에 스냅-끼워맞춤되는 후방 클램셸 부분(20)에 적용된다. 예를 들어, 후방 클램셸 부분(20)은 후방 클램셸 부분(20)의 제1 주 에지(37)의 적어도 일부를 따라 연장되는 제1 측벽(26)(예컨대 도 3에 나타남)과, 후방 클램셸 부분(20)의 대체로 대향하는 제2 주 에지(39)의 적어도 일부를 따라 연장되는 제2 측벽(28)을 적어도 포함할 수 있다. 후방 클램셸 부분(20)의 제1 측벽(26)은 카트리지(200)의 제1 측벽(218)의 상호보완적인 후방 정합 특징부에 스냅 끼워맞춤될 수 있는 제1 정합 특징부(27)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 후방 클램셸 부분(20)의 제2 측벽(28)은 카트리지(200)의 제2 측벽(216)의 상호보완적인 후방 정합 특징부에 스냅 끼워맞춤될 수 있는 제2 정합 특징부를 포함할 수 있다.
카트리지(200)의 후방 정합 특징부는 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다. 특정 실시예에서, 카트리지(200)(구체적으로, 그것의 하우징)는 측벽(216, 218) 등을 갖춘 본체(230)를 제공하고 그것에 리드(lid)(231)를 부착함으로써(이들 구성요소 둘 모두는 도 2에서 가장 쉽게 볼 수 있음) 제조될 수 있다. (도 2에서와 같이) 리드(231)가 카트리지 본체의 측벽의 인접한 주 표면으로부터 부풀어 약간 돌출하는 립(lip)(227)을 구비하는 설계에서, 이러한 립은 예컨대 후방 클램셸 부분(20)의 정합 특징부(27)가 그것에 스냅 끼워맞춤될 수 있는 상호보완적인 정합 특징부로서 사용될 수 있다. (리드가 후방 면보다는 카트리지의 전방 면 상에 제공되면, 유사한 고려사항이 전방 클램셸 부분(10)을 카트리지(200)의 전방 면에 스냅 끼워맞춤하는 것에 관하여 적용된다.)
존재하는 경우, 전술된 측벽(예컨대, 전방 클램셸 부분(10)의 측벽(16, 18)과, 후방 클램셸 부분(20)의 측벽(26, 28))은 임의의 적합한 형태를 취할 수 있고, 원하는 바에 따라 전방 클램셸 부분(10) 및/또는 후방 클램셸 부분(20)의 주변부(perimeter)의 임의의 부분 주위로 연장될 수 있다. 그러한 측벽(그것이 예컨대 임의의 스냅 끼워맞춤 정합 구조체를 포함하든지 또는 포함하지 않든지 간에)은 알맞게는 프리필터 커버가 제2, 폐쇄 위치에 있을 때 프리필터 커버(1)를 카트리지(200) 상의 제 위치에 안정되게 유지하는 것을 돕기 위해 적어도 대체로 내향으로 연장될 수 있다.
카트리지
양방향-공기유동 호흡기 카트리지(200)는 임의의 적합한 설계를 가질 수 있고, 임의의 적합한 기능성을 포함할 수 있다. 종종, 카트리지(200)(예컨대, 본체(230)와 리드(231)에 의해 적어도 부분적으로 한정되는 하우징 내의, 그것의 내부 공간)는 기체 상태의 유체(예컨대, 공기스트림)와 상호작용하여 그것으로부터 하나 이상의 성분(예컨대, 기체, 증기, 에어로졸 등)을 적어도 부분적으로 제거하는 하나 이상의 재료를 수용할 수 있다. 유체 내의 성분은 예컨대 능동 흡수흡착제 상에 또는 그것 내에 흡수흡착될 수 있고, 반응성 성분과 반응될 수 있고, 촉매에 노출될 수 있고 등등일 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 카트리지(200)는 흡수흡착성, 촉매성, 반응성, 또는 이들의 조합인 복수의 물체(예컨대, 비드(bead), 플레이크(flake), 과립(granule), 입자, 또는 응집체(agglomerate))를 수용할 수 있다.
그러한 사용에 잠재적으로 적합한 재료는 예컨대 활성탄; 알루미나 및 다른 금속 산화물; 중탄산나트륨; 흡착, 화학 반응, 또는 아말감화에 의해 유체로부터 성분을 제거할 수 있는 금속 입자(예를 들어, 은 입자); (일산화탄소의 산화를 촉매할 수 있는) 홉칼라이트 및/또는 금과 같은 촉매제; 아세트산과 같은 산성 용액 또는 수성 수산화나트륨과 같은 알칼리성 용액으로 처리된 점토 및 다른 광물; 이온 교환 수지; 분자 체(molecular sieve) 및 다른 제올라이트; 실리카; 살생제; 살진균제 및 살바이러스제를 포함한다. 임의의 그러한 재료의 혼합물이 채용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그러한 재료는 필터 베드(filter bed) 내에 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 그러한 재료는 입자-로딩된 웨브 내에 입자로서 제공될 수 있다. 이들 접근법 중 임의의 것의 조합이 사용될 수 있다. 원한다면, 그러한 재료는 예컨대 기체 제거 능력을 향상시키기 위해 하나 이상의 함침제로 처리될 수 있다. 처리된 재료의 예는 화학적으로 표면-처리된 활성탄을 포함한다. 프리필터(100)가 공기 중의 입자의 적어도 어느 정도의 여과를 수행하는 데 사용될 수 있지만, 카트리지(200) 내의 재료는 또한 공기 중의 입자의 추가 여과를 수행할 수 있다(예컨대 공기스트림으로부터 기체 상태의 성분 또는 증기 성분을 제거하는 것에 더하여든지 또는 그것 대신에든지 간에).
(맞물림 해제된) 양방향-공기유동 호흡기 카트리지(200), 프리필터(100), 및 프리필터 커버(1)를 포함하는 예시적인 호흡기(300)가 도 6에 전방 사시 부분 분해도로 도시된다. 예시된 실시예에서, 예시적인 호흡기(300)는 코와 입을 덮도록 그리고 내부 공기 공간을 한정하도록 사용자에 의해 착용될 수 있는 반면형 마스크 호흡기(half mask respirator)이다. 그러나, 본 명세서에 개시된 바와 같은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지(200), 프리필터(100), 및 프리필터 커버(1)는 예컨대 전면형 마스크 호흡기(full mask respirator), 동력식 공기 호흡기(powered air respirator) 등을 비롯한 임의의 유형의 호흡기와 함께 사용될 수 있다. 예시적인 호흡기(300)는 호흡기 몸체(예컨대, 마스크 몸체)(310)와, 호흡기 몸체(310)의 대체로 대향된 측들에 위치된 하나 이상의(도시된 실시예에서, 2개의) 양방향-공기유동 호흡기 카트리지(200)를 포함한다. (임의의 추가의 호흡기 카트리지가 본 명세서에 기술된 바와 같은 프리필터와 프리필터 커버를 포함할 수 있다.)
몇몇 실시예에서, 호흡기 몸체(310)는 하나 이상의 적어도 반-강성(semi-rigid) 부분(311)과 탄성 안면-접촉 부분(312)을 포함할 수 있다. 호기 밸브(exhalation valve)(313)가 호기된 공기가 내부 공기 공간으로부터 배출되도록 허용하기 위해 제공될 수 있다. 호흡기(300)는 또한 호흡기 몸체(310)를 사용자의 두부 상에 지지할 수 있는 하니스(harness) 조립체(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
양방향-공기유동 호흡기 카트리지는 임의의 원하는 방식으로 호흡기 몸체와 유체적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 호흡기 몸체(310)는 호흡기 카트리지(200)의 노즐(241)을 수용하도록 각각 구성된 하나 이상의 수용부(receiver)(340)를 포함할 수 있다. 카트리지 노즐(241)은 수용부(340)와 협력하여 호흡기 카트리지(200)로부터 호흡기 몸체(310)까지의 공기유동 채널을 제공할 수 있다. 이러한 유형의 배열이 2013년 2월 1일자로 출원되고 발명의 명칭이 '슬리브-끼워맞춤 호흡기 카트리지'인 미국 특허 출원 제13/757434호에 더 상세히 기술된다. 몇몇 실시예에서, 이러한 일반적인 유형의 수용부는 2013년 11월 15일자로 출원되고 발명의 명칭이 '부유 탄성중합체 슬리브를 갖춘 호흡기'인 미국 특허 출원 제14/081396호에 기술된 바와 같이 예컨대 그것 내로의 카트리지 노즐의 기밀 끼워맞춤을 향상시키기 위해 탄성중합체 슬리브를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 양방향-공기유동 카트리지의 측부(구체적으로, 근위 단부)가 카트리지 리셉터클(cartridge receptacle)에 정합될 수 있으며, 이러한 카트리지 리셉터클은 호흡기 몸체에 정합될 수 있다. 이러한 일반적인 유형의 배열이 드와이어의 미국 특허 출원 공개 제2013/0125896호에 개시된다.
위에 열거된 설계들 모두는 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 근위 단부가 호흡기 몸체와 유체적으로 연결되는(직접적이든지 또는 간접적이든지 간에) 제1 범주에 속한다. 제2, 대안적인 범주에서, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지는 호흡기 몸체와의 유체 연결이 카트리지의 근위 단부를 통해서보다는 카트리지의 후방 주 면을 통해서 이루어지도록 구성될 수 있다. 이러한 일반적인 유형의 설계가 레가레의 미국 특허 제8460423호에 개시된다. 본 명세서에 개시된 프리필터 커버와 프리필터가 예컨대 하나 이상의 노치(notch), 절결부(cutout) 등을 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분 내에 그리고/또는 프리필터의 후방 부분 내에 제공함으로써 이러한 제2 범주의 설계에 사용될 수 있는 것이 강조된다.
본 명세서에 제시된 예시적인 실시예가 전방 클램셸 부분과 후방 클램셸 부분 사이의 가요성 연결부가 호흡기 카트리지의 근위 단부에 위치되는 단부-랩(end-wrap) 접근법을 사용하였지만, 전방 클램셸 부분과 후방 클램셸 부분 사이의 가요성 연결부가 호흡기 카트리지의 측부(lateral side)에 있는(예컨대, 카트리지(200)의 어느 하나의 측벽(216 또는 218) 부근에 있는) 측부-랩(side-wrap) 접근법을 사용하는 것도 가능함에 또한 유의한다. 유사한 고려사항이 프리필터(100)에 적용된다.
일반적으로, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지(200)는 하나 이상의 래치, 스냅, 나사, 클래스프, 커넥터, 또는 당업계에 알려진 다른 적합한 상호보완적인 특징부에 의해 호흡기 몸체(310)에 고정될 수 있다(예컨대, 위에 언급된 유체 연결부들 중 임의의 것의 정합에 의해 적어도 부분적으로 유지되는 것에 더하여). 도 6에 예시된 예시적인 실시예에서, 카트리지(200)는 그것의 근위 단부(211)로부터 돌출하는 플랜지(242)를 포함하며, 이러한 플랜지(242)는 래치를 형성하도록 호흡기 몸체(310)의 상호보완적인 정합 부재(314)와 가역적으로 맞물림 가능하다. 돌출 플랜지(242)는 이에 따라, 카트리지(200)가 예컨대 호흡기 몸체(310)에 대해 활주가능하게 안착될 때, 정합 부재(314)와 스냅식으로 정합되어 맞물린다. 카트리지(200)를 제거하는 것이 요구될 때, 수동 압력이 (채용되는 특정 설계에 따라) 돌출 플랜지(242) 및/또는 정합 부재(314)에 가해져 이들 구성요소를 서로 맞물림 해제시켜서 카트리지(200)가 호흡기 몸체(310)로부터 활주가능하게 맞물림 해제되도록 허용할 수 있다. 예컨대 카트리지(200)와 호흡기 몸체(310)의 나사식 맞물림 및 맞물림 해제 등을 수반하는 많은 다른 구성이 채용될 수 있다. 카트리지(200)와 호흡기 몸체(310)는 카트리지(200)와 호흡기 몸체(310)를 정합을 위해 적절하게 정렬시키도록 협력하는, 돌출부, 채널, 또는 당업계에 알려진 바와 같은 다른 적합한 정렬 특징부와 같은, 하나 이상의 정렬 특징부를 포함할 수 있다.
원하는 시간에, 호흡기(300)의 사용자는 프리필터(100)를 교체할 수 있다. 존재하는 경우, 임의의 체결구 또는 래치가 래칭해제, 제거 등이 된 후에, 외향 압력이 전방 및 후방 클램셸 부분(10, 20)에 인가되어 이들 부분을 그것들의 제2 (폐쇄) 위치로부터 제1 (개방) 위치를 향해 이동시킬 수 있다. 이러한 조작을 용이하게 하기 위해, 특징부(예컨대, 전방 프라이 탭(pry tab)(31)과 후방 프라이 탭(32))가 프리필터 커버(1) 내에 제공될 수 있다. 특정 실시예에서, 프리필터 커버(1)의 개방과, 카트리지(200)로부터의 프리필터 커버(1)의 상응하는 제거가, 어떠한 특수한 공구의 사용 없이, 손가락을 사용하는 사용자에 의해 수동으로 수행될 수 있다. (다양한 실시예에서, 프리필터 커버(1)의 제거는 카트리지(200)가 호흡기 몸체(310)와 맞물린 상태에서, 또는 카트리지(200)가 호흡기 몸체(310)로부터 맞물림 해제된 상태에서 수행될 수 있다.) 일단 프리필터 커버(1)가 카트리지(200)로부터 제거되면, 그것 내의 프리필터(100)가 제거되고 폐기되거나 재활용될 수 있다. 이어서 적어도 하나의 새로운 프리필터(하나의 단일형 프리필터의 형태이든지 또는 별개의 개별 전방 및 후방 프리필터의 형태이든지 간에)가 적절히 위치될 수 있고, 전방 및 후방 클램셸 부분(10, 20)이 그것들의 제2, 폐쇄 위치를 향해 이동되어, 예컨대 그것들을 카트리지(200) 상의 제 위치에 스냅-끼워맞춤할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 먼저 후방 클램셸 부분(20)이 카트리지(200)의 후방 면에 부착된 다음에, 클램셸 부분들이 제2, 폐쇄 위치로 이동되고, 예컨대 전방 클램셸 부분(10)이 카트리지(200)의 전방 면에 부착될 수 있다. (도 1은 전방 클램셸 부분(10)이 카트리지의 전방 면(201)에 아직 부착되지 않은 상태에서, 후방 클램셸 부분(20)이 카트리지(200)의 후방 면(202)에 부착된, 이러한 유형의 예시적인 부착 방법을 도시한다.) 또는, 역순을 따를 수 있다. 또한, 전방 및 후방 클램셸 부분의 서로에 대한 이동은 둘 모두의 부분을 이동시키는 것, 후방 부분이 정지해 유지되는 동안 전방 부분을 이동시키는 것, 및 전방 부분이 정지해 유지되는 동안 후방 부분을 이동시키는 것과 같은 모든 변형을 포함한다. 본 명세서에 개시된 사용을 용이하게 하기 위해, 원한다면 예컨대 적어도 하나의 프리필터 커버와 함께, 복수의 프리필터를 포함하는 키트(kit)(예컨대, 리필 키트)가 제공될 수 있다.
예시적인 실시예의 리스트
실시예 1은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지를 위한 프리필터 커버로서, 프리필터 커버는 근위 단부 및 원위 단부와 공기-투과성 주 영역을 갖춘 전방 클램셸 부분, 근위 단부 및 원위 단부와 공기-투과성 주 영역을 갖춘 후방 클램셸 부분, 및 전방 클램셸 부분과 후방 클램셸 부분을 유연하게 연결하는 적어도 하나의 가요성 연결 부재를 포함하며, 전방 클램셸 부분은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 전방 면 상에 제거가능하게 장착되도록 구성되고, 후방 클램셸 부분은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 후방 면 상에 제거가능하게 장착되도록 구성되는, 프리필터 커버이다. 실시예 2는, 적어도 하나의 가요성 연결 부재는 전방 클램셸 부분의 원위 단부와 후방 클램셸 부분의 원위 단부를 유연하게 연결하는, 실시예 1의 프리필터 커버이다.
실시예 3은, 프리필터 커버는, 전방 클램셸 부분이 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 전방 면 상에 제거가능하게 장착될 때, 전방 클램셸 부분이 전방 프리필터를 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역 사이에 유지하여, 전방 프리필터가 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역에 대해 폐색, 여과 관계에 있고; 후방 클램셸 부분이 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 후방 면 상에 제거가능하게 장착될 때, 후방 클램셸 부분이 후방 프리필터를 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역 사이에 유지하여, 후방 프리필터가 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역에 대해 폐색, 여과 관계에 있도록 구성되는, 실시예 1 또는 실시예 2의 프리필터 커버이다.
실시예 4는, 전방 및 후방 클램셸 부분은 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역이 약 45도 이상의 서로에 대한 제1-위치 각도로 배향되는 제1 위치와, 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역이 약 35도 이하의 서로에 대한 제2-위치 각도로 배향되고 서로 적어도 대체로 중첩 관계에 있는 제2 위치 사이에서 서로에 대해 이동가능하고, 적어도 하나의 가요성 연결 부재는 오프셋 연결을 제공하여, 전방 및 후방 클램셸 부분이 제2 위치에 있을 때, 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역의 내부 표면과 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역의 내부 표면은 평균적으로 약 1 cm 이상인 서로로부터의 오프셋 거리에 위치되는, 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 한 실시예의 프리필터 커버이다. 실시예 5는, 제1-위치 각도는 약 90도 이상이고, 제2-위치 각도는 약 20도 이하이며, 오프셋 거리는 약 2 cm 이상인, 실시예 4의 프리필터 커버이다.
실시예 6은, 전방 클램셸 부분, 후방 클램셸 부분, 및 적어도 하나의 가요성 연결 부재는 모두 단일의 일체형 사출-성형 피스의 일체형 부분인, 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 한 실시예의 프리필터 커버이다. 실시예 7은, 적어도 하나의 가요성 연결 부재는 길이를 갖고, 전방 클램셸 부분에 근접한 제1 리빙 힌지와 후방 클램셸 부분에 근접한 제2 리빙 힌지를 포함하며, 제1 및 제2 리빙 힌지는 가요성 연결 부재의 길이를 따라 약 1 cm 이상만큼 서로 분리되는, 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 한 실시예의 프리필터 커버이다. 실시예 8은, 각각의 리빙 힌지는 가요성 연결 부재의 폭을 가로질러 연장되는 국소적으로 얇은 영역에 의해 제공되며, 국소적으로 얇은 영역은 가요성 연결 부재의 길이 방향을 따라 국소적으로 얇은 영역에 인접하게 이웃하는 가요성 연결 부재의 적어도 하나의 영역의 두께의 약 30% 미만인 두께를 나타내는, 실시예 7의 프리필터 커버이다. 실시예 9는, 적어도 하나의 가요성 연결 부재는 본질적으로 가요성인 재료로 구성되는, 실시예 1 내지 실시예 8 중 어느 한 실시예의 프리필터 커버이다.
실시예 10은 적어도 하나의 프리필터가 장착되고 프리필터 커버가 제거가능하게 부착된 양방향-공기유동 호흡기 카트리지로서, 근위 단부 및 원위 단부를 갖는 본체, 및 공기-투과성 주 영역을 갖는 전방 면 및 공기-투과성 주 영역을 갖는 후방 면을 포함하는 양방향-공기유동 호흡기 카트리지; 근위 단부 및 원위 단부와 공기-투과성 주 영역을 갖는 전방 클램셸 부분, 근위 단부 및 원위 단부와 공기-투과성 주 영역을 갖는 후방 클램셸 부분, 및 전방 클램셸 부분과 후방 클램셸 부분을 유연하게 연결하는 적어도 하나의 가요성 연결 부재를 포함하는 프리필터 커버; 및 전방 프리필터 및 후방 프리필터를 포함하며, 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 전방 면 상에 제거가능하게 장착되고, 전방 프리필터를 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역 사이에 유지하여, 전방 프리필터가 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역에 대해 폐색, 여과 관계에 있고, 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 후방 면 상에 제거가능하게 장착되고, 후방 프리필터를 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역 사이에 유지하여, 후방 프리필터가 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역에 대해 폐색, 여과 관계에 있는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지이다.
실시예 11은, 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분은 전방 프리필터를 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역의 내부 표면 및 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역의 외부 표면과 접촉하게 유지하고, 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분은 후방 프리필터를 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역의 내부 표면 및 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역의 외부 표면과 접촉하게 유지하는, 실시예 10의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지이다.
실시예 12는, 전방 프리필터와 후방 프리필터는 전방 프리필터와 후방 프리필터 사이에서 연장되는 프리필터 연결 부분에 의해 유연하게 연결되는, 실시예 10 또는 실시예 11의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지이다. 실시예 13은, 전방 프리필터 및 후방 프리필터와 프리필터 연결 부분은 하나의 단일형 프리필터의 부분이고, 프리필터 연결 부분은 전방 프리필터 부분과 후방 프리필터 부분 사이에서 일체적으로 연장되는, 실시예 12의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지이다. 실시예 14는, 전방 프리필터 부분과 후방 프리필터 부분은 하나의 단일형 프리필터가 전방-후방 가역적이도록 서로 적어도 대체로 유사하게 크기 및 형상설정되는, 실시예 13의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지이다. 실시예 15는, 하나의 단일형 프리필터는 섬유질 필터 재료의 다수의 층으로 구성된 다층 프리필터인, 실시예 13 또는 실시예 14의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지이다. 실시예 16은, 하나의 단일형 프리필터는 외부 표면과 내부 표면을 포함하고, 외부 표면 및 내부 표면 중 적어도 하나는 다층 프리필터의 바람직한 외부-내부 배향을 식별하는 표시를 나타내는, 실시예 15의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지이다.
실시예 17은, 전방 클램셸 부분은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 전방 면에 제거가능하게 스냅-끼워맞춤되고, 후방 클램셸 부분은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 후방 면에 제거가능하게 스냅-끼워맞춤되는, 실시예 10 내지 실시예 16 중 어느 한 실시예의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지이다. 실시예 18은, 전방 클램셸 부분은 전방 클램셸 부분의 제1 주 에지의 적어도 일부를 따라 연장되는 제1 측벽과 전방 클램셸 부분의 대체로 대향하는 제2 주 에지의 적어도 일부를 따라 연장되는 제2 측벽을 적어도 포함하고, 전방 클램셸 부분의 제1 측벽은 카트리지의 제1 측벽의 상호보완적인 정합 특징부에 스냅 끼워맞춤되는 제1 정합 특징부를 포함하고, 전방 클램셸 부분의 제2 측벽은 카트리지의 제2 측벽의 상호보완적인 정합 특징부에 스냅 끼워맞춤되는 제2 정합 특징부를 포함하며, 카트리지의 제2 측벽은 카트리지의 제1 측벽에 대체로 대향하는, 실시예 17의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지이다. 실시예 19는, 전방 클램셸 부분은, 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 적어도 부분적으로 경계를 이루고, 전방 프리필터의 일부분을 카트리지의 전방 면의 수용 구조체에 대해 가압하는 적어도 하나의 전방 압착 구조체를 포함하며, 수용 구조체는 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역과 적어도 부분적으로 경계를 이루는, 실시예 10 내지 실시예 18 중 어느 한 실시예의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지이다.
실시예 20은 실시예 10 내지 실시예 19 중 어느 한 실시예의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지가 유체적으로 연결된 호흡기 몸체를 포함하는 호흡기이다. 실시예 21은, 카트리지는 카트리지의 근위 단부에 위치된 연결부에 의해 호흡기 몸체에 유체적으로 연결되는, 실시예 20의 호흡기이다. 실시예 22는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지는 호흡기 몸체에 유체적으로 연결된 제1 카트리지이고, 호흡기는 동일한 호흡기 몸체에 유체적으로 연결된 제2 양방향-공기유동 호흡기 카트리지를 추가로 포함하는, 실시예 20 또는 실시예 21의 호흡기이다. 실시예 23은, 호흡기는 반면형-마스크 호흡기, 전면형-마스크 호흡기, 또는 동력식-공기 호흡기인, 실시예 20 내지 실시예 22 중 어느 한 실시예의 호흡기이다.
실시예 24는 키트로서, 실시예 1 내지 실시예 9 중 어느 한 실시예의 적어도 하나의 프리필터 커버; 및 프리필터 연결 부분에 의해 유연하게 연결된 전방 프리필터 부분과 후방 프리필터 부분을 각각 포함하는 복수의 프리필터를 포함하는 키트이다. 실시예 25는, 복수의 프리필터의 각각의 프리필터에 대해, 전방 프리필터 부분 및 후방 프리필터 부분과 프리필터 연결 부분은 하나의 단일형 프리필터의 부분이고, 프리필터 연결 부분은 전방 프리필터 부분과 후방 프리필터 부분 사이에서 일체적으로 연장되는, 실시예 24의 키트이다.
본 명세서에 개시된 예시적인 특정 요소, 구조, 특징, 상세 사항, 구성 등이 다수의 실시예에서 변경 및/또는 조합될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 모든 그러한 변형 및 조합은, 단지 예시적인 실례로서의 역할을 하도록 선택된 그러한 대표적인 설계가 아니라, 구상된 발명의 범위 내에 있는 것으로 본 발명자에 의해 고려된다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기술된 특정한 예시적인 구성으로 제한되어서는 안되며, 오히려 적어도 청구범위의 표현에 의해 기술되는 구성 및 그러한 구성의 등가물로 확장된다. 본 명세서에서 대안으로 분명하게 언급된 요소들 중 임의의 것은, 원하는 바에 따라 임의의 조합으로, 명시적으로 청구범위에 포함되거나 청구범위로부터 배제될 수 있다. 본 명세서에서 개방형(open-ended) 언어(예를 들어, 포함한다(comprise) 및 그의 파생어)로 언급된 요소들 중 임의의 것 또는 요소들의 조합은 폐쇄형(closed-ended) 언어(예를 들어, 이루어지다(consist) 및 그의 파생어) 및 부분적으로 폐쇄형 언어(예를 들어, 본질적으로 이루어지다 및 그의 파생어)로 추가적으로 언급되는 것으로 간주된다. 기재된 바와 같은 본 명세서와 본 명세서에 참고로 포함되는 임의의 문헌의 개시내용 간에 임의의 상충 또는 불일치가 있는 경우에는, 기재된 바와 같은 본 명세서가 우선할 것이다.

Claims (23)

  1. 양방향-공기유동 호흡기 카트리지(bidirectional-airflow respirator cartridge)를 위한 프리필터 커버(prefilter cover)로서, 상기 프리필터 커버는 근위 단부(proximal end) 및 원위 단부(distal end)와 공기-투과성 주 영역(air-permeable major area)을 갖는 전방 클램셸 부분(clamshell portion), 근위 단부 및 원위 단부와 공기-투과성 주 영역을 갖는 후방 클램셸 부분, 및 상기 전방 클램셸 부분의 원위 단부와 상기 후방 클램셸 부분의 원위 단부를 유연하게 연결하는 적어도 하나의 가요성 연결 부재를 포함하며,
    상기 전방 클램셸 부분은 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 전방 면(front face) 상에 제거가능하게 장착되도록 구성되고, 상기 후방 클램셸 부분은 상기 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 후방 면(rear face) 상에 제거가능하게 장착되도록 구성되는, 프리필터 커버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프리필터 커버는,
    상기 전방 클램셸 부분이 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 전방 면 상에 제거가능하게 장착될 때, 상기 전방 클램셸 부분이 전방 프리필터를 상기 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 상기 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역 사이에 유지하여, 상기 전방 프리필터가 상기 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역에 대해 폐색, 여과 관계(occlusive, filtering relation)에 있고,
    상기 후방 클램셸 부분이 상기 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 후방 면 상에 제거가능하게 장착될 때, 상기 후방 클램셸 부분이 후방 프리필터를 상기 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 상기 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역 사이에 유지하여, 상기 후방 프리필터가 상기 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역에 대해 폐색, 여과 관계에 있도록
    구성되는, 프리필터 커버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전방 클램셸 부분과 상기 후방 클램셸 부분은 상기 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 상기 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역이 약 45도 이상의 서로에 대한 제1-위치 각도로 배향되는 제1 위치와, 상기 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 상기 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역이 약 35도 이하의 서로에 대한 제2-위치 각도로 배향되고 서로 적어도 대체로 중첩 관계에 있는 제2 위치 사이에서 서로에 대해 이동가능하고,
    상기 적어도 하나의 가요성 연결 부재는 오프셋 연결(offset connection)을 제공하여, 상기 전방 클램셸 부분과 상기 후방 클램셸 부분이 상기 제2 위치에 있을 때, 상기 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역의 내부 표면과 상기 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역의 내부 표면은 평균적으로 약 1 cm 이상인 서로로부터의 오프셋 거리(offset distance)에 위치되는, 프리필터 커버.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전방 클램셸 부분, 상기 후방 클램셸 부분, 및 상기 적어도 하나의 가요성 연결 부재는 모두 단일의 일체형 사출-성형 피스(single integral injection-molded piece)의 일체형 부분인, 프리필터 커버.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가요성 연결 부재는 길이를 갖고, 상기 전방 클램셸 부분에 근접한 제1 리빙 힌지(living hinge) 및 상기 후방 클램셸 부분에 근접한 제2 리빙 힌지를 포함하며, 상기 제1 리빙 힌지와 상기 제2 리빙 힌지는 상기 가요성 연결 부재의 길이를 따라 약 1 cm 이상만큼 서로 분리되는, 프리필터 커버.
  6. 제5항에 있어서, 각각의 리빙 힌지는 상기 가요성 연결 부재의 폭을 가로질러 연장되는 국소적으로 얇은 영역(locally thinned area)에 의해 제공되며, 상기 국소적으로 얇은 영역은 상기 가요성 연결 부재의 길이 방향을 따라 상기 국소적으로 얇은 영역에 인접하게 이웃하는 상기 가요성 연결 부재의 적어도 하나의 영역의 두께의 약 30% 미만인 두께를 나타내는, 프리필터 커버.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가요성 연결 부재는 본질적으로 가요성인 재료(inherently flexible material)로 구성되는, 프리필터 커버.
  8. 적어도 하나의 프리필터가 장착되고 프리필터 커버가 제거가능하게 부착된 양방향-공기유동 호흡기 카트리지로서,
    근위 단부 및 원위 단부를 갖는 본체, 및
    공기-투과성 주 영역을 갖는 전방 면 및 공기-투과성 주 영역을 갖는 후방 면
    을 포함하는 양방향-공기유동 호흡기 카트리지;
    근위 단부 및 원위 단부와 공기-투과성 주 영역을 갖는 전방 클램셸 부분,
    근위 단부 및 원위 단부와 공기-투과성 주 영역을 갖는 후방 클램셸 부분, 및
    상기 전방 클램셸 부분의 원위 단부와 상기 후방 클램셸 부분의 원위 단부를 유연하게 연결하는 적어도 하나의 가요성 연결 부재
    를 포함하는 프리필터 커버; 및
    전방 프리필터 및 후방 프리필터
    를 포함하며,
    상기 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분은 상기 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 전방 면 상에 제거가능하게 장착되고, 상기 전방 프리필터를 상기 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 상기 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역 사이에 유지하여, 상기 전방 프리필터가 상기 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역에 대해 폐색, 여과 관계에 있고,
    상기 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분은 상기 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 후방 면 상에 제거가능하게 장착되고, 상기 후방 프리필터를 상기 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 상기 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역 사이에 유지하여, 상기 후방 프리필터가 상기 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역에 대해 폐색, 여과 관계에 있는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지.
  9. 제8항에 있어서, 상기 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분은 상기 전방 프리필터를 상기 프리필터 커버의 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역의 내부 표면 및 상기 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역의 외부 표면과 접촉하게 유지하고, 상기 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분은 상기 후방 프리필터를 상기 프리필터 커버의 후방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역의 내부 표면 및 상기 카트리지의 후방 면의 공기-투과성 주 영역의 외부 표면과 접촉하게 유지하는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지.
  10. 제8항에 있어서, 상기 전방 프리필터와 상기 후방 프리필터는 상기 전방 프리필터의 원위 단부와 상기 후방 프리필터의 원위 단부 사이에서 연장되는 프리필터 연결 부분에 의해 유연하게 연결되는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전방 프리필터 및 상기 후방 프리필터와 상기 프리필터 연결 부분은 하나의 단일형 프리필터의 부분이고, 상기 프리필터 연결 부분은 상기 전방 프리필터 부분의 원위 단부와 상기 후방 프리필터 부분의 원위 단부 사이에서 일체적으로 연장되는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전방 프리필터 부분 및 상기 후방 프리필터 부분은 상기 하나의 단일형 프리필터가 전방-후방 가역적(front-rear reversible)이도록 서로 적어도 대체로 유사하게 크기 및 형상설정되는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지.
  13. 제11항에 있어서, 상기 하나의 단일형 프리필터는 섬유질 필터 재료의 다수의 층으로 구성된 다층 프리필터인, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지.
  14. 제13항에 있어서, 상기 하나의 단일형 프리필터는 외부 표면 및 내부 표면을 포함하고, 상기 외부 표면 및 상기 내부 표면 중 적어도 하나는 상기 다층 프리필터의 바람직한 외부-내부 배향을 식별하는 표시를 나타내는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지.
  15. 제8항에 있어서, 상기 전방 클램셸 부분은 상기 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 전방 면에 제거가능하게 스냅-끼워맞춤(snap-fitting)되고, 상기 후방 클램셸 부분은 상기 양방향-공기유동 호흡기 카트리지의 후방 면에 제거가능하게 스냅-끼워맞춤되는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전방 클램셸 부분은 상기 전방 클램셸 부분의 제1 주 에지의 적어도 일부를 따라 연장되는 제1 측벽, 및 상기 전방 클램셸 부분의 대체로 대향하는 제2 주 에지의 적어도 일부를 따라 연장되는 제2 측벽을 적어도 포함하고,
    상기 전방 클램셸 부분의 제1 측벽은 상기 카트리지의 제1 측벽의 상호보완적인 정합 특징부(complementary mating feature)에 스냅 끼워맞춤되는 제1 정합 특징부를 포함하고, 상기 전방 클램셸 부분의 제2 측벽은 상기 카트리지의 제2 측벽의 상호보완적인 정합 특징부에 스냅 끼워맞춤되는 제2 정합 특징부를 포함하며, 상기 카트리지의 제2 측벽은 상기 카트리지의 제1 측벽에 대체로 대향하는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지.
  17. 제8항에 있어서, 상기 전방 클램셸 부분은, 상기 전방 클램셸 부분의 공기-투과성 주 영역과 적어도 부분적으로 경계를 이루고, 상기 전방 프리필터의 일부분을 상기 카트리지의 전방 면의 수용 구조체(receiving structure)에 대해 가압하는 적어도 하나의 전방 압착 구조체(compressing structure)를 포함하며, 상기 수용 구조체는 상기 카트리지의 전방 면의 공기-투과성 주 영역과 적어도 부분적으로 경계를 이루는, 양방향-공기유동 호흡기 카트리지.
  18. 제8항의 양방향-공기유동 호흡기 카트리지가 유체적으로 연결된 호흡기 몸체를 포함하는 호흡기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 카트리지는 상기 카트리지의 근위 단부에 위치된 연결부에 의해 상기 호흡기 몸체에 유체적으로 연결되는, 호흡기.
  20. 제18항에 있어서, 상기 양방향-공기유동 호흡기 카트리지는 상기 호흡기 몸체에 유체적으로 연결된 제1 카트리지이고, 상기 호흡기는 동일한 호흡기 몸체에 유체적으로 연결된 제2 양방향-공기유동 호흡기 카트리지를 추가로 포함하는, 호흡기.
  21. 제18항에 있어서, 상기 호흡기는 반면형-마스크 호흡기(half-mask respirator), 전면형-마스크 호흡기(full-mask respirator), 또는 동력식-공기 호흡기(powered-air respirator)인, 호흡기.
  22. 키트(kit)로서,
    제1항의 적어도 하나의 프리필터 커버; 및
    프리필터 연결 부분에 의해 유연하게 연결된 전방 프리필터 부분과 후방 프리필터 부분을 각각 포함하는 복수의 프리필터
    를 포함하는 키트.
  23. 제22항에 있어서, 상기 복수의 프리필터의 각각의 프리필터에 대해, 상기 전방 프리필터 부분 및 상기 후방 프리필터 부분과 상기 프리필터 연결 부분은 하나의 단일형 프리필터의 부분이고, 상기 프리필터 연결 부분은 상기 전방 프리필터 부분의 원위 단부와 상기 후방 프리필터 부분의 원위 단부 사이에서 일체적으로 연장되는, 키트.
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