KR20170036854A - 비상 호흡 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 입과 연결되는 공간이 내부에 형성되며 상기 사용자의 들숨과 날숨에 포함된 산소 기체 및 이산화탄소 기체의 밀도 및 분자량 차이 및 그레이엄의 확산 법칙(Graham's law)에 의하여 상기 O2 및 상기 CO2를 상호 분리하는 호흡백을 포함하는 것을 특징으로 하여, 경량화 및 컴팩트화의 구현을 통하여 휴대의 편의성을 높이고 유독 가스가 가득한 공간에서 일정 시간 동안 호흡이 가능하도록 한 비상 호흡 장치에 관한 것이다.

Description

비상 호흡 장치{EMERGENCY BREATHING APPARATUS}

본 발명은 비상 호흡 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경량화 및 컴팩트화의 구현을 통하여 휴대의 편의성을 높이고 유독 가스가 가득한 공간에서 일정 시간 동안 호흡이 가능하도록 한 비상 호흡 장치에 관한 것이다.

화재가 일어났을 때 가장 큰 사망 또는 부상 요인 중 하나는 화재로 인하여 발생하는 각종 유독 가스이며, 이러한 유독 가스는 몇차례만 흡입하더라도 의식을 잃게 되어 화재가 일어난 장소로부터 탈출하지 못하고 사망에 이를 수 있다.

통상, 화재는 대부분 건물의 실내로부터 발생하는 경우가 많으며, 이때 화재 현장으로부터 탈출하기 위하여 필요한 시간은 대략 2 내지 5분 정도이다.

상기와 같은 관점에서 화재 현장으로부터 정상적인 호흡을 하면서 탈출할 수 있도록 발명된 것으로, 공개특허 제10-2004-0084195호의 "간이 공기재호흡기"와, 공개특허 제10-2005-0092997호의 "비상용 산소공급장치"와, 공개특허 제10-2008-0047523호의 "비상시 산소 안전 마스크"와, 등록특허 제10-1047082호의 "휴대용 자가 산소호흡장치 및 이를 구비한 마스크" 등과 같은 것을 들 수 있다.

전술한 선행기술들은 방독면이나 산소 탱크를 부착한 호흡 장치의 형태로 제공되는 것으로, 이러한 장치들을 이용하여 정상적으로 호흡하면서 화재 현장으로부터 탈출할 수 있을 것이지만, 문제는 전술한 바와 같은 호흡 장치들이 상시 휴대하고 다니기엔 하중 및 크기가 큰 문제점이 있는 것이다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 탈출용 산소호흡기(이하 '산소호흡기1')가 개발되어 시판되고 있다.

전술한 산소호흡기1은 섭씨 150도에도 견디는 난연 원단 재질의 두건 내부에 산소 캔을 장착하고, 수시로 밸브를 손으로 조작하여 10L의 압축 산소를 5-10분간 공급하도록 한 제품이다.

그러나, 전술한 산소호흡기1은 전체적으로 170g 정도이지만 부피는 500cc 이상이므로, 평소 휴대하고 다니기에는 여전히 부담되는 크기이며, 이러한 산소호흡기1은 비닐 두건 속에 압축산소탱크(산소 부피 10L)를 장착하고 수시로 밸브를 열어 비닐 두건 내부의 산소 농도를 유지해주는 것이다.

그리고, 이러한 산소호흡기1은 10L의 산소로 5분 정도 사용하는 수준이므로, 산소의 낭비가 심하고 밸브 조작 때문에 한 손이 자유롭기 못한 문제점이 있다.

또한, 에어서플라이™ EEBD M-15(이하 '산소호흡기2')가 개발되어 시판되고 있다.

전술한 산소호흡기2는 알미늄 캔 속에 압축된 18L의 산소가 레버를 작동하면 일시에 아래의 산소백에 채워지게 되고 마우스피스를 통해 들숨과 날숨시 공기는 흡착제를 통과하며 이산화탄소가 걸러지는 구조이다.

참고로, 사람의 들숨시 21%의 산소와, 질소 및 기타 물질이 흡입되고, 날숨시에 17%의 산소와, 4%의 이산화탄소와, 질소 및 기타 물질이 배출된다.

즉, 산소호흡기2는 날숨시 4%의 이산화탄소를 이산화탄소 흡착제로 걸러 나머지 17%의 산소를 재활용하는 구조이며, 18L의 산소를 활용하여 15분 이상 작동하게 하는 것으로, 날숨시 배출된 이산화탄소를 흡착 제거해 줌으로써 산소의 농도를 높게 유지하여 산소의 낭비를 최소화하기 위한 것이다.

그러나, 이러한 산소호흡기2는 흡착제 때문에 무게가 매우 커서 평소 휴대는 곤란한 한계가 있다.

요컨대, 산소호흡기1의 경우는 두건을 사용하므로 산소의 낭비가 큰 문제가 있었다.

따라서, 산소호흡기1은 일정 시간 동안의 정상적인 호흡이 가능하도록 큰 산소탱크가 필요하며, 반드시 두건을 써야 하므로, 170g 내외의 무게를 가지면서 부피도 커지는 문제가 있는만큼 상시 휴대하기에는 문제가 있는 것이다.

또한, 산소호흡기2의 경우는 이산화탄소 흡착제가 구비되어야 하므로 대략 800g 이상의 무게나 부피를 가지고 있다는 점에서, 산소호흡기1과 같이 무게나 부피가 너무 커서 상시 휴대하기에는 문제가 있는 것이다.

특히, 산소호흡기1, 2를 포함한 전술한 선행기술들의 경우 고가의 제품이 많으므로, 대중화의 걸림돌 중 하나가 되고 있다.

한편, 일반적인 사람은 1분에 20회 내외의 호흡을 하며, 1회 호흡 공기량은 500cc 내외인데, 이중에서 산소는 21%, 즉 100cc 정도이며, 한번 호흡할 때마다 20cc, 즉 4%의 산소가 소모되고 4%의 이산화탄소가 발생된다.

그러므로, 일반적인 사람이 1분간 호흡할 때 필요한 산소의 양은 20x20 = 400cc 이며, 예를들어 3분간 호흡을 하기 위해서는 산소 1.2 L가 필요하다.

그러나 산소 농도가 12~15% 이하가 되면 호흡이 곤란해지며, 특히 화재시와 같은 위급한 상황에서 사람은 호흡이 2, 3배 이상 빨라짐에 따라 산소의 소비량 또한 급증하게 된다.

3L의 산소백의 경우, 예를 들어 산소 농도가 15% 이하가 되는 것으로 가정하면(3L x 0.15 = 450cc) 450cc의 산소가 헛되게 버려지므로, 이러한 버려지는 산소를 최대한 활용할 수 있다면 장치 전체의 크기를 줄일 수 있을 것이다.

따라서, 평소 주머니나 핸드백 등에 수납하여 휴대하고 다닐 수 있음은 물론 화재 현장과 같이 유독 가스가 대량으로 발생하는 곳에서도 일정 시간 이상의 정상적인 호흡이 가능하도록 하는 장치의 개발이 절실한 것이다.

공개특허 제10-2004-0084195호 공개특허 제10-2005-0092997호 공개특허 제10-2008-0047523호 등록특허 제10-1047082호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 경량화 및 컴팩트화의 구현을 통하여 휴대의 편의성을 높이고 유독 가스가 가득한 공간에서 일정 시간 동안 호흡이 가능하도록 하는 비상 호흡 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사용자의 입과 연결되는 공간이 내부에 형성되며 상기 사용자의 들숨과 날숨에 포함된 산소 기체(이하 O2) 및 이산화탄소 기체(이하 CO2)의 밀도 및 분자량 차이에 의하여 상기 O2 및 상기 CO2를 상호 분리하는 호흡백을 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 비상 호흡 장치는, 상기 사용자가 입에 물고 호흡 가능한 마우스피스와, 상기 마우스피스의 단부와 연결되어 상기 공간과 연통되고, 상기 사용자의 들숨시에만 개방되는 제1 체크밸브를 더 포함하며, 상기 제1 체크밸브는 상기 호흡백에 내장되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 비상 호흡 장치는, 상기 사용자가 입에 물고 호흡 가능한 마우스피스와, 상기 마우스피스의 단부와 연결되어 상기 공간과 연통되고, 상기 사용자의 들숨시에만 개방되는 제1 체크밸브와, 상기 마우스피스의 단부와 연결되어 상기 공간과 연통되고, 상기 사용자의 날숨시에만 개방되는 제2 체크밸브를 더 포함하며, 상기 제1 체크밸브와 상기 제2 체크밸브는 상기 호흡백에 내장되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 비상 호흡 장치는, 상기 제2 체크밸브의 단부와 연결되어 상기 호흡백의 바닥면 부근까지 연장되는 내부 유로를 형성하는 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 호흡백과 상기 마우스피스와 상기 제1 체크밸브 및 상기 제2 체크밸브는 난연재 또는 내열재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 호흡백과 상기 마우스피스와 상기 제1 체크밸브 및 상기 제2 체크밸브는 난연성 및 내열성이 큰 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 호흡백의 상기 공간은 체적이 가변되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 호흡백은 가로 길이보다 세로 길이가 더 긴 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 호흡백은, 상기 마우스피스가 연결되는 제1 길이를 가진 상단부 가장자리와, 상기 상단부 가장자리와 평행하게 상기 제1 길이를 가진 하단부 가장자리와, 상기 상단부 가장자리의 양단부와 상기 하단부 가장자리의 양단부를 상호 연결하며 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 가진 양측 가장자리를 포함하며, 상기 상단부 가장자리와 상기 하단부 가장자리 및 상기 양측 가장자리에 의하여 상기 사용자의 들숨 및 날숨에 따른 O2 및 CO2가 수용되는 상기 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 길이와 상기 제2 길이의 비는 1:5~10인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 비상 호흡 장치는, 상기 마우스피스에 탈착 결합되어 상기 호흡백의 상기 공간에 O2를 공급하는 산소 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 호흡백은 말거나 절첩하여 부피를 줄여 수납 가능한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 사용자의 입과 연결되는 공간이 내부에 형성되며 사용자의 들숨과 날숨에 포함된 산소 기체(이하 O2) 및 이산화탄소 기체(이하 CO2)의 밀도 차이 및 확산 속도 차이에 의하여 O2 및 CO2를 상호 분리하는 호흡백을 포함하는 구조로부터 경량화 및 컴팩트화의 구현을 통하여 휴대의 편의성을 높이고 유독 가스가 가득한 공간에서 일정 시간 동안 호흡할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 호흡백의 공간이 가지는 체적이 가변되도록 하면서 난연성과 내열성이 크며 얇고 플렉시블한 소재로 제작함으로써, 경우에 따라 미사용시에는 호흡백을 접거나 말아서 주머니나 핸드백 등에 부피를 줄여 수납할 수 있게 되므로, 휴대의 편의성을 높이고 경량화 및 컴팩트화의 구현이 가능하게 되는 것이다.

그리고, 본 발명은 사용자가 입에 물고 호흡 가능한 마우스피스와, 마우스피스의 단부와 연결되어 공간과 연통되고, 사용자의 들숨시에만 개방되는 제1 체크밸브와, 마우스피스의 단부와 연결되어 공간과 연통되고, 사용자의 날숨시에만 개방되는 제2 체크밸브를 더 포함하여, 사용자의 정상적인 호흡에 도움을 줄 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 제2 체크밸브의 단부와 연결되어 호흡백의 바닥면 부근까지 연장되는 내부 유로를 형성하는 배출관을 더 포함하여, O2 및 CO2의 밀도 및 확산 속도의 차이에 따른 O2 및 CO2의 상호 분리가 더욱 용이하도록 도움을 줄 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 마우스피스와 제1, 2 체크밸브를 난연성 및 내열성을 가진 소재로 제작함으로써 사용자의 안전을 도모할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 호흡백의 가로 길이보다 세로 길이가 더 길게 제작함으로써, O2 및 CO2의 밀도 및 확산 속도의 차이에 따른 O2 및 CO2의 상호 분리가 더욱 용이하도록 도움을 줄 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 기존의 선행기술들 중에서 구성요소로 포함된 두건 형태의 후드를 과감히 생략하였는데, 이것은 후드가 일반적으로 고분자 소재로 이루어져 난연성과 내열성을 가지고 있더라도, 화재 현장에서 강한 불길에 직면하였을 때, 후드가 강한 불길의 열기로 인하여 타거나 수축되면서 두부에 붙거나 심한 화상을 줄 수 있기 때문이다.

본 발명의 경우 호흡백은 사용자의 가슴 부분에 위치하므로 옷으로 보호하여 열기의 피해를 줄일 수 있기 때문에 안전하다.

따라서, 본 발명은 전술한 후드와 같이 화재시 매우 위험한 부품을 생략하여 사용자의 안전을 도모할 수 있도록 하였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 호흡 장치의 전체적인 구성을 나타낸 개념도
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비상 호흡 장치의 전체적인 구성을 나타낸 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 호흡 장치의 전체적인 구성을 나타낸 회로도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 호흡 장치를 이용한 들숨시의 기체 흐름을 나타낸 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 호흡 장치를 이용한 날숨시의 기체 흐름을 나타낸 개념도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비상 호흡 장치 및 산소 탱크를 수납하는 과정 및 상태를 나타낸 개념도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 호흡 장치의 전체적인 구성을 나타낸 개념도이며, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비상 호흡 장치의 전체적인 구성을 나타낸 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 호흡 장치의 전체적인 구성을 나타낸 회로도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 호흡 장치를 이용한 들숨시의 기체 흐름을 나타낸 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상 호흡 장치를 이용한 날숨시의 기체 흐름을 나타낸 개념도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비상 호흡 장치 및 산소 탱크를 수납하는 과정 및 상태를 나타낸 개념도이다.

참고로, 도 2 내지 도 5에서는 도면 이해의 편의상 도 1에 도시한 산소탱크(40)는 생략하였다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비상 호흡 장치(1)는 도시된 바와 같이 사용자의 입과 연결되는 공간(11)이 내부에 형성되며 사용자의 들숨과 날숨에 포함된 산소 기체(이하 O2) 및 이산화탄소 기체(이하 CO2)의 밀도 차이 및 확산 속도 차이에 의하여 O2 및 CO2를 상호 분리하는 호흡백(10)을 포함하는 것임을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 경량화 및 컴팩트화의 구현을 통하여 휴대의 편의성을 높이고 유독 가스가 가득한 공간에서 일정 시간 동안 호흡할 수 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용이 가능함은 물론이다.

한편, 비상 호흡 장치(1)는, 도 1을 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 사용자가 입에 물고 호흡 가능한 마우스피스(20)와, 마우스피스(20)의 단부와 연결되어 공간(11)과 연통되고, 사용자의 들숨시에만 개방되는 제1 체크밸브(31)를 더 구비할 수도 있다.

여기서, 사용자의 날숨시에는 제1 체크밸브(31)와 이웃하게 배치되며 마우스피스(20)와 연통되는 배기구(35)를 통하여 사용자의 체내로부터 이산화탄소 등의 배출 기체를 공간(11) 내부로 배출시킬 수 있을 것이다.

한편, 비상 호흡 장치(1)는 도 2를 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 마우스피스(20) 및 제1 체크밸브(31)와 함께, 마우스피스(20)의 단부와 연결되어 공간(11)과 연통되고, 사용자의 날숨시에만 개방되는 제2 체크밸브(32)를 더 구비할 수도 있다.

여기서, 제1 체크밸브(31)와 제2 체크밸브(32)는 호흡백(10)에 내장될 수 있다.

이때, 비상 호흡 장치(1)는 제2 체크밸브(32)의 단부와 연결되어 호흡백(10)의 바닥면 부근까지 연장되는 내부 유로를 형성하는 배출관(33)을 더 구비할 수 있다.

배출관(33)은 호흡백(10)과 같이 얇고 플렉시블한 소재로 구성된다.

이 경우 O2와 CO2를 포함한 날숨은 호흡탱크 하부에서 상부 쪽으로 이동하게 되며, 이때 밀도가 작은 O2는 밀도가 큰 CO2보다 상부에 머무는 경향이 크다.

또한, CO2에 비하여 분자량이 작은 O2는 그레이엄의 분출/확산 법칙(Graham's law)에 의해 분자량이 큰 CO2보다 더 빨리 상부로 이동하게 된다.

따라서, 공간(11)의 상부는 하부보다 항상 O2 농도가 높으므로, 상부에 위치한 제1 체크밸브(31)로 유입되는 들숨은 사용 가능한 O2를 최대한 이용하게 되므로 O2의 낭비를 최소화할 수 있게 된다.

전술한 산소호흡기2는 CO2를 흡착하는 화학적 방법으로 O2 농도를 높이므로, 흡착제와 같은 장치가 추가적으로 필요하지만, 본 발명에서는 CO2 및 O2의 밀도 차이 및 확산 속도 차이를 이용한 물리적 방법으로 O2 소모를 최소화할 수 있으므로 흡착제와 같은 추가 장치가 필요 없어 무게 및 부피를 줄여 휴대상 편의를 극대화할 수 있게 되는 것이다.

또한, 호흡백(10)과 마우스피스(20)와 제1 체크밸브(31) 및 제2 체크밸브(32)는 난연성과 내열성을 가진 난연재 또는 내열재로 이루어지게 제작함으로써 사용자의 안전을 도모할 수 있게 된다.

이러한 호흡백(10)의 공간(11)은 외부로부터 주입되는 O2의 양에 따라 체적이 가변되도록 얇고 플렉시블한 고분자 소재로 제작함으로써 미사용시 접으면 부피를 줄여 주머니나 핸드백 등에 수납할 수 있게 되므로, 휴대의 편의성을 높이고 경량화 및 컴팩트화의 구현이 가능하게 되는 것이다.

한편, 호흡백(10)은 가로 길이보다 세로 길이가 더 길게 제작함으로써, O2 및 CO2의 밀도 차이 및 그레이엄의 분출/확산 법칙에 따른 O2 및 CO2의 상호 분리가 더욱 용이하도록 도움을 줄 수 있게 된다.

여기서, 호흡백(10)은 제조시에 여러겹으로 접어서 부피를 최소화한 다음 조립 생산되는 것이다.

이러한 호흡백(10)의 구조를 더욱 상세하게 살펴보면, 마우스피스(20)가 연결되는 제1 길이(L1)를 가진 상단부 가장자리(12)와, 상단부 가장자리(12)와 평행하게 제1 길이(L1)를 가진 하단부 가장자리(13)와, 상단부 가장자리(12)의 양단부와 하단부 가장자리(13)의 양단부를 상호 연결하며 제1 길이(L1)보다 긴 제2 길이(L2)를 가진 양측 가장자리(14a, 14b)를 포함하는 것을 알 수 있다.

여기서, 상단부 가장자리(12)와 하단부 가장자리(13) 및 양측 가장자리(14a, 14b)에 의하여 사용자의 들숨 및 날숨에 따른 O2 및 CO2가 수용되는 공간(11)이 형성되는 것이다.

이때, 제1 길이(L1)와 제2 길이(L2)의 비는 O2 및 CO2의 밀도차에 따른 O2 및 CO2의 상호 분리가 더욱 용이하도록 1:5~10의 범위 내에서 자유로이 변형하여 제작할 수 있다.

본 출원인은 제1 길이(L1)가 12cm, 제2 길이(L2)가 80cm인 호흡백(10)을 제작하고 4리터의 산소를 충진하여 사용한 결과, 휴대 및 착용의 편의를 도모할 수 있으면서도 3분 이상의 호흡이 가능함을 알 수 있었다.

한편, 비상 호흡 장치(1)는, 다시 도 1을 참조하여 살펴보면, 고농도의 O2를 사용자에게 공급하여 사용자의 정상적인 호흡이 가능하도록, 마우스피스(20)와 연결되어 호흡백(10)의 공간(11)에 O2를 공급하는 산소 탱크(40)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 산소 탱크(40)는 새 것으로 교체하거나 점검을 위하여, 마우스피스(20)에 탈착 결합되는 구조로 제공되는 것이 바람직하다.

이때, 산소 탱크(40)에 수용된 O2는 200기압 내외로 압축된 산소나 액체 산소가 이용될 수 있다.

그리고, 비상 호흡 장치(1)는 호흡백(10)과 산소 탱크(40) 사이를 상호 연통시키는 제3 체크밸브(41)를 더 구비할 수 있음은 물론이다.

따라서, 사용자가 도 4와 같이 들숨 상태일 때 기체의 흐름은 점선 화살표 방향과 같으며, 제1 체크밸브(31)는 공간(11)과 연통되게 유로를 개방한다.

그리고, 사용자가 도 5와 같이 날숨 상태일 때 기체의 흐름은 일점 쇄선 화살표 방향과 같으며, 제2 체크밸브(32)는 공간(11)과 연통되게 유로를 개방하며 배출되는 기체는 배출관(33)을 따라 공간(11)의 하부측으로 배출되며, 배출된 기체에 포함된 CO2 및 O2는 밀도차에 의하여 무거운 CO2는 하부에, CO2보다 상대적으로 가벼운 O2는 상부로 이동하게 된다.

따라서, 사용자가 다시 도 4와 같은 들숨 상태일 때, 도 5와 같이 배출된 기체에 포함되어 공간(11)의 상측으로 이동한 O2는 다시 제1 체크밸브(31)를 통하여 사용자의 호흡에 재활용될 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비상 호흡 장치(1)는 호흡백(10) 자체를 플렉시블하면서도 난연성과 내열성이 우수한 소재로 만들어진 것임은 전술한 바와 같으며, 이러한 소재적 특성에 따라 호흡백(10)은 도 6과 같이 상시 휴대하고 다니기에 편의성을 극대화할 수 있도록, 접거나 말아서 별도의 제1 수납공간(51)을 구비한 수납함(50)에 넣고, 함께 제공되는 산소 탱크(40) 또한 수납함(50)의 제2 수납공간(52)에 넣어서 가방이나 핸드백(이하 미도시)에 넣어다닐 수 있을 것이다.

따라서, 사용자는 화재 등과 같이 정상적인 호흡이 곤란한 상황에서 재빨리 수납함(50)으로부터 호흡백(10)과 산소 탱크(40)를 꺼내어, 산소 탱크(40)를 마우스피스(20)에 연결하여 산소를 주입한 다음, 마우스피스(20)를 입에 물고, 입으로만 호흡하면서 화재나 비상 상황이 발생한 현장으로부터 안전하게 탈출할 수 있게 될 것이다.

이상과 같이 본 발명은 경량화 및 컴팩트화의 구현을 통하여 휴대의 편의성을 높이고 유독 가스가 가득한 공간에서 일정 시간 동안 호흡이 가능하도록 하는 비상 호흡 장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

1...비상 호흡 장치
10...호흡백
11...공간
12...상단부 가장자리
13...하단부 가장자리
14a, 14b...양측 가장자리
20...마우스피스
31...제1 체크밸브
32...제2 체크밸브
33...배출관
35...배기구
40...산소 탱크
41...제3 체크밸브
50...수납함
51...제1 수납공간
52...제2 수납공간
L1...제1 길이
L2...제2 길이

Claims (10)

1. 사용자의 입과 연결되는 공간이 내부에 형성되며 상기 사용자의 들숨과 날숨에 포함된 산소 기체(이하 O2) 및 이산화탄소 기체(이하 CO2)의 밀도 및 분자량 차이 및 그레이엄의 확산 법칙(Graham's law)에 의하여 상기 O2 및 상기 CO2를 상호 분리하는 호흡백을 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 비상 호흡 장치는,
   상기 사용자가 입에 물고 호흡 가능한 마우스피스와,
   상기 마우스피스의 단부와 연결되어 상기 공간과 연통되고, 상기 사용자의 들숨시에만 개방되는 제1 체크밸브를 더 포함하며,
   상기 제1 체크밸브는 상기 호흡백에 내장되는 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 비상 호흡 장치는,
   상기 사용자가 입에 물고 호흡 가능한 마우스피스와,
   상기 마우스피스의 단부와 연결되어 상기 공간과 연통되고, 상기 사용자의 들숨시에만 개방되는 제1 체크밸브와,
   상기 마우스피스의 단부와 연결되어 상기 공간과 연통되고, 상기 사용자의 날숨시에만 개방되는 제2 체크밸브를 더 포함하며,
   상기 제1 체크밸브와 상기 제2 체크밸브는 상기 호흡백에 내장되는 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 비상 호흡 장치는,
   상기 제2 체크밸브의 단부와 연결되어 상기 호흡백의 바닥면 부근까지 연장되는 내부 유로를 형성하는 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 호흡백과 상기 마우스피스와 상기 제1 체크밸브 및 상기 제2 체크밸브는 난연재 또는 내열재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 호흡백의 상기 공간은 체적이 가변되는 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 호흡백은 가로 길이보다 세로 길이가 더 긴 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치.
   
8. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 호흡백은,
   상기 마우스피스가 연결되는 제1 길이를 가진 상단부 가장자리와,
   상기 상단부 가장자리와 평행하게 상기 제1 길이를 가진 하단부 가장자리와,
   상기 상단부 가장자리의 양단부와 상기 하단부 가장자리의 양단부를 상호 연결하며 상기 제1 길이보다 긴 제2 길이를 가진 양측 가장자리를 포함하며,
   상기 상단부 가장자리와 상기 하단부 가장자리 및 상기 양측 가장자리에 의하여 상기 사용자의 들숨 및 날숨에 따른 O2 및 CO2가 수용되는 상기 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치.
   
   
9. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 비상 호흡 장치는,
   상기 백마우스피스에 탈착 결합되어 상기 호흡백의 상기 공간에 O2를 공급하는 산소 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 호흡백은 말거나 절첩하여 부피를 줄여 수납 가능한 것을 특징으로 하는 비상 호흡 장치.

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