KR20210056684A - 보조 마스크를 갖는 호흡장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보조 마스크를 갖는 호흡장치에 관한 것으로, 고압의 공기가 저장된 공기통과, 상기 공기통과 유로로 연결되며 구조자의 안면에 밀착되어 공기통의 공기를 제공받는 메인 마스크와, 상기 공기통과 메인 마스크를 연결하는 유로에 마련되어 상기 메인 마스크로 공급되는 공기의 압력을 조절하여 메인 마스크에 제공하는 레귤레이터 및 상기 레귤레이터와 유로로 연결되고 피구조자의 안면에 밀착되어 상기 공기통의 공기를 피구조자에게 제공하는 보조 마스크를 포함하고, 상기 보조 마스크는 피구조자의 호흡상태에 따라 양압 또는 음압으로 공기를 피구조자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 보조 마스크를 갖는 호흡장치가 개시된다.

Description

보조 마스크를 갖는 호흡장치{Breathing apparatus with auxiliary mask}

본 발명은 보조 마스크를 갖는 호흡장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조자가 착용하는 마스크, 공기통, 레귤레이터로 구성된 호흡장치로부터 피구조자가 착용하여 공기를 공급받는 보조 마스크가 인출되고, 피구조자가 자가호흡이 불가능할 경우 공기통의 공기를 피구조자에게 강제로 공급할 수 있는 보조 마스크를 갖는 호흡장치에 관한 것이다.

화재를 진압하는 소방관은 화재현장에서 호흡장치를 통해 공기를 공급받는다. 이러한 호흡장치는 소방관의 등에 배낭형태로 적재된 공기통의 공기를 소방관의 안면에 착용된 마스크로 공급하게 된다.

이때, 소방관이 착용한 마스크에 공기통의 공기를 감압하여 공급될 수 있도록 레귤레이터가 공기통 또는 마스크 중 적어도 어느 한 곳에 마련되어 고압의 공기에 의해 소방관의 호흡에 곤란이 발생하지 않도록 한다.

이와 같이, 산소통, 마스크, 레귤레이터로 이루어진 호흡장치는 한 셋트로 이루어져 소방관이 착용하고 화재현장으로 투입되어 화재를 진압하거나 인명을 구조하는 활동을 하게 된다.

또한, 화재현장에 피구조자가 탈출을 시도하거나 구조를 기다리는 동안 유해가스로 인해 질식하거나 호흡기에 치명적인 손상을 입을 수 있기 때문에 소방관은 피구조자를 위한 별도의 호흡장치를 휴대해야 한다.

이러한 피구조자를 위한 호흡장치의 선행기술로 공개특허 제10-2013-0075366호의 "긴급구조용 공기호흡기"가 있다. 이를 도 1에 의거하여 설명한다.

도 1은 선행기술에 따른 긴급구조용 공기호흡기를 나타낸 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 선행기술에 따른 긴급구조용 공기호흡기는 면체(10)에 용기조임밴드(15)로 장착된 주 공기용기(12)와 주 공기용기(12)보다 적은 용량의 보조 공기용기(14)를 구비하며, 보조 공기용기(14)는 클립편(22)을 갖는 결속밴드구(16)를 이용하여 주 공기용기(12)의 용기조임밴드(15)에 탈착 가능하게 부착되도록 구성된다.

이러한 구성을 갖는 선행기술은 보조 공기용기(14)를 주 공기용기(12)에 장착하여 소방관이 휴대할 수 있도록 하고 있지만, 소방관은 주 공기용기(12)와 보조 공기용기(14)를 함께 휴대해야 하기 때문에 하중이 중가하게 되어 소방관의 체력적 부담이 증가하게 될 뿐만 아니라 피구조자가 안면에 착용할 보조 마스크(34)를 휴대해야 하는 불편함이 있어 소방관의 구조활동에 제약이 발생하게 된다.

또한, 보조 마스크(34)는 피구조자의 호흡, 즉 들숨과 날숨에 따라 보조 마스크(34)에 마련된 밸브가 개방 또는 폐쇄되면서 공기의 흡입량이 조절되기 때문에 피구조자의 자가호흡이 가능한 상태에서만 보조 마스크를 통해 공기가 피구조자에게 공급되어 호흡할 수 있다.

그러나, 피구조자가 자가호흡이 어려운 응급상태인 경우 피구조자가 보조 마스크(34)를 착용하여도 보조 마스크를 통한 공기의 공급이 불가능하기 때문에 소방관은 피구조자에게 심폐소생술과 같은 응급처치를 실시하여 자가호흡을 유도한 후 피구조자에게 보조 마스크(34)를 통해 공기를 공급해야 하기 때문에 구조에 어려움이 있다.

또한, 선행기술에 따른 긴급구조용 공기호흡기는 보조 마스크(34)에 밸브가 마련되어 들숨과 날숨에 따라 공기의 흐름을 단속하게 된다. 이러한 선행기술에 따른 밸브는 배기 프레임에 다수의 배기 홀이 형성되고, 상기 배기 홀에 제각각 다이어프램이 설치되어 피구조자가 들숨과 날숨으로 호흡하는 것에 따라 다이어프램이 배기 홀을 개폐하게 된다.

즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 배기 프레임(34a)에 3개의 배기 홀(34b)이 형성되고 배기 홀(34b)의 일측에 제각기 다이어프램(34c)이 설치되는데, 이와 같이 배기 프레임(34a)에 다수의 배기 홀(34b) 및 다이어프램(34c)이 마련되는 것에 따라 다이어프램(34c)의 두께가 0.2~0.3mm로 제한된다.

이와 같이, 다이어프램(34c)의 두께가 0.2~0.3mm로 얇게 형성되는 것에 따라 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 피구조자가 과도하게 들숨을 쉬는 것에 의해 배기 홀(34b)의 일측에 위치한 다이어프램(34c)의 일부가 배기 홀(34b)의 타측으로 빨려오게 되면서 다이어프램(34c)이 배기 홀(34b)을 완전히 밀폐시킬 수 없어 보조 마스크(34)가 제기능을 발휘하지 못하는 문제가 있다.

이와는 반대로 다이어프램(34c)의 두께가 0.2~0.3mm로 얇게 형성되는 것에 따라 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 피구조자가 과도하게 날숨을 쉬는 것에 의해 다이어프램(34c)이 보조 마스크(34)의 바깥쪽으로 들려 배기가 이루어진 후 다이어프램(34c)의 탄성복원력에 의해 배기 홀(34b)을 밀폐시켜야 하지만 다이어프램(34c)의 두께가 얇아 탄성복원력이 제대로 발휘되지 않아 배기 홀(34b)이 밀폐되지 않아 보조 마스크(34)가 제기능을 발휘하지 못하는 문제가 있다.

KR, A, 10-2013-0075366, (2013.07.05)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소방관이 착용하게 되는 호흡장치를 이용하여 피구조자에게 공기를 공급할 수 있도록 하여 소방관이 휴대해야 할 구조용품을 간소화시킬 수 있는 보조 마스크를 갖는 호흡장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 피구조자가 자가호흡이 가능하거나 또는 불가능한 경우에 따라 보조 마스크를 통해 공급되는 공기를 조절할 수 있는 보조 마스크를 갖는 호흡장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 보조 마스크에 마련된 밸브가 정상적으로 작동할 수 있는 구조를 갖는 보조 마스크를 갖는 호흡장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 고압의 공기가 저장된 공기통과, 상기 공기통과 유로로 연결되며 구조자의 안면에 밀착되어 공기통의 공기를 제공받는 메인 마스크와, 상기 공기통과 메인 마스크를 연결하는 유로에 마련되어 상기 메인 마스크로 공급되는 공기의 압력을 조절하여 메인 마스크에 제공하는 레귤레이터 및 상기 레귤레이터와 유로로 연결되고 피구조자의 안면에 밀착되어 상기 공기통의 공기를 피구조자에게 제공하는 보조 마스크를 포함하고, 상기 보조 마스크는 피구조자의 호흡상태에 따라 양압 또는 음압으로 공기를 피구조자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 보조 마스크를 갖는 호흡장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 보조 마스크는 상기 피구조자의 코와 입을 외부와 격리시키는 노즈콘과, 상기 노즈콘과 연통되는 소통 홀이 형성되고 상기 레귤레이터로부터 제공되는 공기를 입력받는 인포트가 형성된 포트 바디와, 상기 포트 바디의 전면을 차폐하며 제1배기 홀이 형성된 포트 커버와, 상기 포트 커버와 포트 바디 사이에 설치되고 포트 바디의 공기를 포트 커버로 소통시키는 댐퍼와, 상기 포트 커버에 마련되어 누름조작하는 것에 따라 상기 댐퍼를 포트 바디로 이동시키는 전환 가동부 및 상기 포트 바디의 인포트에 설치되고 상기 댐퍼가 포트 바디로 이동하는 것에 따라 포트 바디로 공급되는 공기를 단속하는 스위칭 밸브를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 댐퍼는 테두리가 상기 포트 바디와 포트 커버 사이에 개재되고 포트 바디의 공기를 포트 커버로 소통시키는 제2배기 홀이 형성된 제1다이어프램 및 상기 포트 커버와 마주하는 제1다이어프램의 일면에 설치되고 상기 제2배기 홀을 통해 상기 포트 커버로 배기되는 공기의 흐름을 단속하는 제2다이어프램을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1다이어프램은 상기 포트 바디와 포트 커버 사이에 개재되며 탄성 복원력이 발휘되는 재질로 이루어진 탄성부 및 상기 탄성부에 인서트되고 상기 제2배기 홀이 형성된 배기 프레임을 포함하되, 상기 배기 프레임은 상기 탄성부보다 경질의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배기 프레임은 상기 제2배기 홀이 원형으로 배열되고, 상기 제2다이어프램은 원형으로 배열된 제2배기 홀과 동심원을 갖도록 배기 프레임에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배기 프레임은 상기 제2배기 홀이 형성되고, 상기 제2배기 홀과 동심원을 갖도록 한 개의 제2다이어프램이 상기 배기 프레임에 설치되되, 상기 한 개의 제2다이어프램은 제2배기 홀의 전체면적을 차폐할 수 있는 면적을 갖고 그 두께가 0.3~0.5mm 인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 포트 커버는 상기 포트 바디와 결속되고 상기 제1배기 홀이 형성된 커버 프레임을 포함하고, 상기 포트 바디와 결속되며 상기 댐퍼와 동심원을 갖는 작동 홀이 형성되고 상기 작동 홀의 둘레에 제1배기 홀이 형성된 커버 프레임을 포함하되, 상기 작동 홀은 상기 전환 가동부가 위치하여 상기 작동 홀 내에서 전환 가동부가 상기 댐퍼를 향해 이동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전환 가동부는 상기 작동 홀을 차폐하되 작동 홀의 테두리 일면과 타면을 감싸며 탄성 복원력이 발휘되는 재질로 이루어진 차폐부와, 상기 차폐부의 외면에 형성되고 상기 댐퍼와 동심원을 갖는 가압 버튼 및 상기 차폐부의 내면에 마련되며 상기 가압 버튼의 누름조작에 따라 상기 댐퍼를 가압하는 가압판을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압판은 상기 댐퍼와 면접촉하도록 평판의 형태를 갖되 상기 차폐부보다 경질의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 스위칭 밸브는 상기 포트 바디의 인포트에 삽입 고정되고 상단이 폐쇄된 중공을 갖는 하우징과, 상기 하우징의 하단과 연통되고 상기 레귤레이터로부터 공기가 유입되는 유입구가 형성된 커넥터와, 상단은 상기 하우징의 상단을 관통하고, 하단은 상기 커넥터에 형성된 유입구의 개폐를 단속하는 밸브 시트가 형성되어 상기 하우징의 중공 내에서 이동하는 플런저와, 상기 하우징의 중공에 설치되어 상기 밸브 시트가 상기 유입구를 차폐하게 상기 플런저에 탄성력을 제공하는 탄성부재 및 상기 하우징의 상단을 관통한 플런저의 상단에 설치되어 상기 포트 바디를 향해 이동하는 댐퍼와 접촉하여 상기 플런저를 상승시키는 접촉부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 접촉부는 상기 플런저의 상단에 마련된 스토퍼와 상기 하우징의 상단에 개재되는 수평부와, 상기 수평부의 끝단에서 상기 댐퍼를 향해 경사지게 연장되는 경사부 및 상기 수평부와 대향하는 상기 경사부의 끝단에 형성되고 상기 댐퍼와 면접촉하는 수직부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 보조 마스크를 갖는 호흡장치에 의하면, 피구조자에게 공기를 공급하는 보조 마스크가 구조자가 착용하는 호흡장치로부터 인출되어 구조자가 휴대해야할 구조용품을 간소화시킬 수 있어 구조자의 신체 활동에 제약을 주지 않아 구조활동에 도움을 주게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 피구조자가 의식불명의 상태가 되어 자가호흡이 불가능할 경우 보조 마스크에 마련된 전환 가압부를 통해 공기통의 공기를 피구조자에게 강제로 공급할 수 있어 피구조자에게 심폐소생술과 같은 응급처치를 실시하여 자가호흡을 유도할 필요가 없어 구조자의 구조활동에 도움을 주게 된다.

도 1은 선행기술에 따른 호흡장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 선행기술에 따른 공기호흡기 중 보조 마스크에 마련된 밸브를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 보조 마스크를 갖는 호흡장치를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 호흡장치 중 보조 마스크를 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 호흡장치 중 보조 마스크를 나타낸 단면 분해사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 호흡장치 중 보조 마스크를 나타낸 결합 단면도이다.
도 7 내지 도 9은 본 발명에 따른 호흡장치 중 보조 마스크의 작동상태를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 호흡장치 중 보조 마스크의 배기 프레임에 마련되는 가이드 레일을 나타낸 사시도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3는 본 발명에 따른 보조 마스크를 갖는 호흡장치를 나타낸 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 보조 마스크를 갖는 호흡장치는 공기통(100), 메인 마스크(200), 레귤레이터(300) 및 상기 레귤레이터(300)와 유로로 연결되고 피구조자의 안면에 밀착되어 공기통(100)의 공기를 피구조자에게 제공하는 보조 마스크(400)로 구성된다.

특히, 본 발명에 따른 호흡장치는 피구조자가 착용하게 되는 보조 마스크(400)에 피구조자의 호흡상태에 따라 양압 또는 음압으로 공기를 제공할 수 있는 구조를 갖는다.

부연하자면, 본 발명의 호흡장치는 고압의 공기가 저장된 공기통(100)과, 상기 공기통(100)과 유로로 연결되며 구조자의 안면에 밀착되어 공기통(100)의 공기를 제공받는 메인 마스크(200)와, 공기통(100)과 메인 마스크(200)를 연결하는 유로에 마련되어 메인 마스크(200)로 공급되는 공기의 압력을 조절하여 메인 마스크(200)에 제공하는 레귤레이터(300) 및 상기 레귤레이터(300)와 유로로 연결되고 피구조자의 안면에 밀착되어 공기통(100)의 공기를 피구조자에게 제공하는 보조 마스크(400)로 구성된다. 이때, 공기통(100)과 레귤레이터(300)는 구조자가 등에 맬 수 있는 백팩에 탑재되어 일체화될 수 있다.

이와 같이, 구조자가 착용하는 메인 마스크(200), 공기통(100), 레귤레이터(300)와 함께 보조 마스크(400)가 레귤레이터(300)와 유로로 연결되는 것에 따라 피구조자 발견 시 보조 마스크(400)를 피구조자의 안면에 착용시켜 오염되지 않은 공기를 피구조자에게 제공할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 호흡장치는 구조자가 착용하는 공기통(100)의 공기를 보조 마스크(400)를 통해 피구조자에게 제공할 수 있어 종래와 같은 별도의 공기통을 구조자가 휴대할 필요가 없어 구조자의 신체 활동에 제약을 주지 않아 구조활동에 도움을 주게 된다.

이렇게, 구조자가 착용하는 공기통(100)의 공기를 피구조자에게 제공하게 되는 보조 마스크(400)는 피구조자의 호흡 상태에 따라 양압 또는 음압으로 제공할 수 있게 되는데, 이러한 보조 마스크(400)의 구조를 도 3 내지 도 5에 의거하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 호흡장치 중 보조 마스크를 나타낸 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 호흡장치 중 보조 마스크를 나타낸 단면 분해사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 호흡장치 중 보조 마스크를 나타낸 결합 단면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 보조 마스크(400)는 노즈콘(410), 포트 바디(420), 포트 커버(430), 댐퍼(440), 전환 가동부(450), 스위칭 밸브(460)로 구성된다. 노즈콘(410)은 피구조자의 코와 입을 외부와 격리시키도록 형성되는 것으로, 피구조자의 안면에 밀착되어 외기가 피구조자의 코와 입으로 유입되는 것을 방지하도록 컵의 형태를 갖고 실리콘, 우레탄과 같은 탄성 복원력이 발휘되는 재질로 이루어져 피구조자 착용시 안면에 밀착된다.

부연하자면, 노즈콘(410)의 일면에는 포트 바디(420)가 마련되는데, 포트 바디(420)는 전면이 개방된 컵의 형태를 갖고 노즈콘(410)과 연통되는 소통 홀(421)이 형성된다. 또한, 포트 바디(420)는 구조자가 착용하는 레귤레이터(300)로부터 제공되는 감압된 공기를 입력받는 인포트(422)가 형성되며, 인포트(422)는 소통 홀(421)과 이격되도록 포트 바디(420)의 하부에 형성형된다.

또한, 포트 커버(430)는 포트 바디(420)의 전면을 차폐하는 형상을 갖게 되는데, 포트 커버(430)는 피구조자의 날숨에 의해 공기가 외부로 배출되는 제1배기 홀(431)이 형성되며, 포트 커버(430)의 중앙에는 구조자의 누름조작에 의해 작동하는 전환 가동부(450)가 마련된다.

그리고, 포트 바디(420)와 포트 커버(430) 사이에는 포트 바디(420)의 공기를 포트 커버(430)로 소통시키는 댐퍼(440)가 마련되며, 상기 댐퍼(440)는 앞서 설명한 포트 커버(430)에 마련된 전환 가동부(450)의 작동에 의해 댐퍼(440)가 포트 바디(420)를 향해 이동하게 된다.

이와 같이, 포트 바디(420)와 포트 커버(430) 사이에 마련되는 댐퍼(440)는 제1다이어프램(441)과 제2다이어프램(442)으로 구성된다. 제1다이어프램(441)은 테두리가 포트 바디(420)와 포트 커버(430) 사이에 개재되어 포트 바디(420)와 포트 커버(430) 사이를 격리시키게 된다.

또한, 제1다이어프램(441)은 포트 바디(420)의 공기를 포트 커버(430)로 소통시키는 제2배기 홀(443)이 형성된다. 이러한 제1다이어프램(441)은 탄성부(441a) 및 배기 프레임(441b)으로 구성되는데, 탄성부(441a)는 그 테두리가 포트 바디(420)와 포트 커버(430) 사이에 개재되며 탄성 복원력이 발휘되는 재질로 이루어진다. 또한, 배기 프레임(441b)은 탄성부(441a)에 인서트되고 상기 제2배기 홀(443)이 형성된다.

이때, 배기 프레임(441b)은 탄성부(441a)보다 경질의 재질로 이루어져 제1다이어프램(441)은 피구조자의 들숨과 날숨에 따라 탄성부(441a)의 작용에 의해 배기 프레임(441b)이 포트 바디(420)를 향해 이동하거나 원래의 상태로 복귀하게 된다.

또한, 제2다이어프램(442)은 포트 커버(430)와 마주하는 제1다이어프램(441)의 일면에 설치되고 제2배기 홀(443)을 통해 포트 커버(430)로 배기되는 공기의 흐름을 단속하게 된다. 즉, 제2다이어프램(442)은 피구조자의 들숨에 의해 제2배기 홀(443)을 폐쇄하고 날숨에 의해 제2배기 홀(443)을 개방하게 된다.

이러한 제2다이어프램(442)은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 제2배기 홀(443)이 원형으로 배열된 배기 프레임(441b)에 설치되는데, 이때 제2다이어프램(442)은 원형으로 배열된 제2배기 홀(443)과 동심원을 갖도록 설치되어 피구조자의 들숨과 날숨에 의해 제2배기 홀(443)을 폐쇄하거나 개방하게 된다.

즉, 배기 프레임(441b)은 전체적으로 원형을 이루는 제2배기 홀(443)이 형성된다. 그리고, 제2배기 홀(443)과 동심원을 갖는 한 개의 제2다이어프램(442)이 배기 프레임(441b)에 설치된다. 이때, 배기 프레임(441b)에 설치되는 한 개의 제2다이어프램(442)은 제2배기 홀(443)의 전체면적을 차폐할 수 있을 정도의 면적을 갖게 된다.

또한, 제2다이어프램(442)은 그 두께가 0.3~0.5mm를 갖도록 형성되는데, 제2다이어프램(442)의 두께가 0.3mm이하가 되거나 또는 0.5mm이상이 되는 경우 피구조자가 과도하게 들숨 또는 날숨을 쉬는 것에 의해 제2배기 홀(443)의 일측에 위치한 제2다이어프램(442)의 일부가 제2배기 홀(443)의 타측으로 빨려오게 되거나 제2다이어프램(442)에 탄성복원력이 제대로 발휘되지 않아 제2배기 홀(443)이 밀폐되지 않게 된다.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 제2다이어프램(442)의 두께가 0.3~0.5mm를 갖도록 형성되면 피구조자가 과도하게 둘숨 또는 날숨을 쉬더라도 제2다이어프램(442)이 제2배기 홀(443)을 정상적으로 개폐하게 되어 보조 마스크(400)에 의한 피구조자의 호흡을 원활하게 한다.

한편, 포트 커버(430)는 포트 바디(420)와 결속되고 제1배기 홀(431)이 형성된 커버 프레임(432)으로 구성된다. 이때, 커버 프레임(432)은 댐퍼(440)와 동심원을 갖는 작동 홀(433)이 형성되고, 상기 작동 홀(433)의 둘레에 제1배기 홀(431)이 형성된다. 또한, 작동 홀(433)은 앞서 설명한 전환 가동부(450)가 위치하여 작동 홀(433) 내에서 전환 가동부(450)가 댐퍼(440)를 향해 이동하게 된다.

이와 같이, 포트 커버(430)에 형성된 작동 홀(433) 내에서 댐퍼(440)를 향해 이동하게 되는 전환 가동부(450)는 차폐부(451)와 가압 버튼(452) 및 가압판(453)으로 구성되는데, 차폐부(451)는 작동 홀(433)을 차폐하되 작동 홀(433)의 테두리 일면과 타면을 감싸며 탄성 복원력이 발휘되는 재질로 이루어진다.

또한, 가압 버튼(452)은 차폐부(451)의 외면에 형성되는데, 이때 가압 버튼(452)은 댐퍼(440)와 동심원을 갖도록 형성되며, 가압판(453)은 가압 버튼(452)과 대향하여 차폐부(451)의 내면에 마련되어 가압 버튼(452)의 누름조작에 따라 댐퍼(440)의 제2다이어프램(442)을 가압하게 된다.

이때, 가압판(453)은 댐퍼(440)의 제2다이어프램(442)과 면접촉하도록 평판의 형태를 갖게 되며 이러한 가압판(453)은 차폐부(451)보다 경질의 재질로 이루어져 가압 버튼(452)의 누름조작에 의해 가압판(453)이 댐퍼(440)의 제2다이어프램(442)을 향해 이동하여 접촉하게 될 때 제2다이어프램(442)의 전면적을 균일하게 가압하여 경질의 재질로 이루어진 배기 프레임(441b)을 가압하게 된다.

즉, 포트 커버(430)의 가압판(453)과 댐퍼(440)의 배기 프레임(441b) 사이에 제2다이어프램(442)이 개재되어 가압 버튼(452)을 구조자가 누름조작하는 것에 따라 가압판(453)이 제2다이어프램(442)을 가압하게 되어 배기 프레임(441b)에 형성된 제2배기 홀(443)이 제2다이어프램(442)에 의해 폐쇄된다.

또한, 제2다이어프램(442)에 의해 제2배기 홀(443)이 폐쇄된 상태에서 구조자가 가압 버튼(452)을 더욱 누름조작하는 것에 따라 경질의 배기 프레임(441b)이 포트 바디(420)를 향해 이동하게 되어 스위칭 밸브(460)를 작동시켜 레귤레이터로부터 공기를 포트 바디에 공급할 수 있게 된다.

이렇게, 배기 프레임에 의해 작동하게 되는 스위칭 밸브(460)는 포트 바디(420)의 인포트(422)에 설치되어 댐퍼(440)가 포트 바디(420)로 이동하는 것에 따라 포트 바디(420)로 공급되는 공기를 단속하게 되는데, 스위칭 밸브(460)는 하우징(461), 커넥터(462), 플런저(463), 탄성부재(464), 접촉부(465)로 구성된다.

하우징(461)은 포트 바디(420)의 인포트(422)에 삽입 고정되고 상단이 폐쇄된 중공을 형성한 기둥의 형상을 갖게 되며, 커넥터(462)는 상단이 하우징(461)의 하단과 연통되며 하단에 레귤레이터(300)로부터 공기가 유입되는 유입구(462a)가 형성된다. 또한, 커넥터(462)의 하단 외측면은 레귤레이터(300)와 나사산 체결되는 체결부를 형성하여 포트 바디(420)에 형성된 인포트(422)로부터 외부로 노출된다.

또한, 플런저(463)는 상단이 하우징(461)의 폐쇄된 상단을 관통하게 되며, 플런저(463)의 상단에는 스토퍼(463b)가 형성되는데, 이때 스토퍼(463b)는 하우징(461)의 상단을 관통한 플런저(463)의 상단에 형성되어 스토퍼(463b)가 하우징(461)의 상부에 위치하게 된다.

이러한 스토퍼(463b)는 예를 들어 플런저(463)의 상단과 나사 체결되는 너트에 의해 구현될 수 있으며, 이렇게 스토퍼(463b)가 너트에 의해 구현되면 플런저(463)와 너트의 나사 체결에 의해 너트의 높이를 조절할 수 있고, 이로부터 하우징(461)의 중공에서 상하로 이동하게 되는 플런저(463)의 유격을 용이하게 조절할 수 있다.

또한, 플런저(463)의 하단은 커넥터(462)에 형성된 유입구(462a)의 개폐를 단속하는 밸브 시트(463a)가 형성된다. 이러한 플런저(463)는 하우징(461)에 형성된 중공 내부에 위치한 상태에서 접촉부(465)의 작동에 따라 하우징(461)의 중공 내부에서 상하로 이동하게 된다.

또한, 탄성부재(464)는 하우징(461)의 중공에 설치되어 밸브 시트(463a)가 커넥터(462)에 형성된 유입구(462a)를 차폐할 수 있게 플런저(463)에 탄성력을 제공하게 된다. 즉, 접촉부(465)의 작동이 없는 경우 플런저(463)는 탄성부재(464)에서 발휘되는 탄성력에 의해 플런저(463)의 하단에 형성된 밸브 시트(463a)가 커넥터(462)의 유입구(462a)를 폐쇄하여 레귤레이터(300)로부터 포트 바디(420)로 공급되는 공기의 유입을 차단하게 된다.

그리고, 접촉부(465)는 하우징(461)의 상단을 관통한 플런저(463)의 상단에 설치되어 포트 바디(420)를 향해 이동하는 댐퍼(440)의 배기 프레임(441b)과 접촉하여 플런저(463)를 상승시키게 된다.

이러한 접촉부(465)는 소정의 너비와 길이를 갖는 얇은 판의 형태로 이루어진 수평부(465a), 경사부(465b), 수직부(465c)로 구성된다. 수평부(465a)는 플런저(463)의 상단에 마련된 스토퍼(463b)와 하우징(461)의 상단 사이에 개재된다.

또한, 경사부(465b)는 수평부(465a)의 끝단에서 댐퍼(440)의 배기 프레임(441b)을 향해 경사지게 연장되는데, 이러한 경사부(465b)는 수평부(465a)로부터 탄성력이 발휘되도록 경사지게 형성된다. 또한, 수직부(465c)는 수평부(465a)와 대향하는 경사부(465b)의 끝단에 형성되며 댐퍼(440)의 배기 프레임(441b)과 면접촉하도록 형성된다.

이와 같이, 수평부(465a), 경사부(465b), 수직부(465c)로 구성된 접촉부(465)는 댐퍼(440)의 배기 프레임(441b)이 포트 바디(420)를 향해 이동하는 것에 따라 수직부(465c)가 배기 프레임(441b)과 접촉하면서 경사부(465b) 및 수직부(465c)를 포트 바디(420)를 향해 들어올리게 되고, 이러한 접촉부(465)의 작동에 의해 플런저(463)의 상단에 형성된 스토퍼(463b)가 접촉부(465)의 수평부(465a)에 의해 상승하게 되어 플런저(463)의 밸브 시트(463a)가 커넥터(462)의 유입구(462a)를 개방하게 됨으로써 레귤레이터(300)로부터 공급되는 공기가 포트 바디(420)를 통해 노즈콘(410)으로 유입된다.

또한, 댐퍼(440)의 배기 프레임(441b)이 포트 바디(420)를 향해 이동하게 될 때 스위칭 밸브(460)의 접촉부(465)가 원활하게 작동할 수 있게 접촉부(465)와 마주하는 배기 프레임(441b)에 가이드 레일(441c)이 마련된다.

이러한 가이드 레일(441c)은 배기 프레임(441b)으로부터 스위칭 밸브(460)의 접촉부(465)를 향해 돌출된 형태를 갖게 되어 접촉부(465)의 수직부(465c)와 접촉하게 된다.

이에 따라 배기 프레임(441b)이 포트 바디(420)를 향해 이동하는 것에 따라 가이드 레일(441c)이 수직부(465c)를 가압하게 되면서 수직부(465c)가 가이드 레일(441c)의 표면을 타고 미끄러지면서 경사부(465b) 및 수직부(465c)를 포트 바디(420)를 향해 들어올리게 되어 스위칭 밸브(460)를 개방하게 된다.

이렇게 배기 프레임(441b)에 마련되는 가이드 레일(441c)은 접촉부(465)의 수직부(465c)와 접촉한 상태로 수직부(465c)가 미끄럼 이동하기 때문에 바람직하게 테프론과 같은 재질로 이루어져 수직부(465c)와의 마찰 저항을 최소화시켜 작동의 신뢰성을 향상시키게 된다.

또한, 가이드 레일(441c)은 도 10에 도시된 바와 같이 사각 틀의 형상을 갖고 배기 프레임(441b)으로부터 탈부착되도록 형성될 수도 있지만, 이에 한정되지 않고 배기 프레임(441b)과 가이드 레일(441c)이 일체로 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 보조 마스크를 갖는 호흡장치의 작동을 도 7 내지 도 9에 의거하여 설명한다.

도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 호흡장치 중 보조 마스크의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

도 7 및 도 8은 피구조자의 들숨 및 날숨에 의해 포트 바디(420)의 내부가 음압의 상태로 작동되는 상태이고, 도 9는 피구조자의 자가호흡이 불가능한 경우 전환 가동부(450)를 통해 포트 바디(420)의 내부를 양압의 상태로 만들어 피구조자에게 공기를 공급하는 상태를 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 화재현장에 투입된 구조자가 피구조자를 발견하고 공기통(100)의 공기를 피구조자에게 제공하기 위해 보조 마스크(400)를 피구조자의 안면에 밀착시키게 된다.

이때, 피구조자가 자가호흡을 할 수 있을 정도의 의식이 있게 되면, 피구조자의 들숨과 날숨에 따라 댐퍼(440)가 포트 커버(430)와 포트 바디(420)의 사이에서 포트 바디(420)를 향해 이동하게 된다.

즉, 피구조자가 들숨을 쉬게 되는 것에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 포트 바디(420)의 내부가 음압의 상태를 갖게 되어 제2다이어프램(442)이 배기 프레임(441b)에 형성된 제2배기 홀(443)을 폐쇄하게 되고, 이러한 상태에서 피구조자가 들숨을 더 쉬게 되는 것에 의해 배기 프레임(441b)이 포트 바디(420)를 향해 이동하게 된다.

이와 같이 포트 바디(420)의 내부가 음압의 상태에서 배기 프레임(441b)이 포트 바디(420)를 향해 이동하게 되면 배기 프레임(441b)이 스위칭 밸브(460)의 접촉부(465) 중 수직부(465c)와 접촉하게 되면서 스위칭 밸브(460)가 개방되어 레귤레이터(300)로부터 제공되는 감압된 공기가 포트 바디(420)로 유입되어 피구조자에게 공급된다.

이와는 반대로 피구조자가 날숨을 쉬는 것에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 피구조자의 내쉬는 숨에 의해 배기 프레임(441b)은 원래의 상태로 복귀되면서 제2다이어프램(442)이 개방되어 제2배기 홀(443)을 통해 포트 바디(420)의 공기가 포트 커버(430)로 유입되고, 이렇게 포트 커버(430)로 유입된 공기는 제1배기 홀(431)을 통해 외부로 배기된다.

한편, 피구조자가 의식불명의 상태가 되어 자가호흡이 불가능하게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 구조자는 포트 커버(430)에 마련된 전환 가동부(450)의 가압 버튼(452)을 누름조작하게 된다.

전환 가동부(450)의 가압 버튼(452)이 구조자에 의해 누름되는 것에 따라 가압판(453)이 제2다이어프램(442)을 포함한 배기 프레임(441b)을 포트 바디(420)를 향해 이동시키게 된다.

이렇게 배기 프레임(441b)이 포트 바디(420)로 이동하는 것에 따라 배기 프레임(441b)이 스위칭 밸브(460)의 접촉부(465) 중 수직부(465c)와 접촉하게 되면서 스위칭 밸브(460)가 개방되어 레귤레이터(300)로부터 제공되는 공기가 포트 바디(420)로 유입되어 피구조자에게 공급할 수 있게 된다.

이와는 반대로 피구조자가 자가호흡을 하게 되는 경우 구조자는 가압 버튼(452)의 누름조작을 중지하게 된다. 이렇게 가압 버튼(452)의 누름조작이 중지되는 것에 따라 차폐부(451), 탄성부(441a), 경사부(465b)에서 발휘되는 탄성력에 의해 배기 프레임(441b) 및 가압판(453)이 원래의 위치로 복귀되어 스위칭 밸브(460)가 폐쇄되며 피구조자의 들숨과 날숨에 의해 스위칭 밸브(460)가 개방 및 폐쇄되어 보조 마스크(400)를 통해 피구자자가 호흡을 하게 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 보조 마스크를 갖는 호흡장치에 의하면, 피구조자에게 공기를 공급하는 보조 마스크(400)가 구조자가 착용하는 호흡장치로부터 인출되어 구조자가 휴대해야할 구조용품을 간소화시킬 수 있어 구조자의 신체 활동에 제약을 주지 않아 구조활동에 도움을 주게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 피구조자가 의식불명의 상태가 되어 자가호흡이 불가능할 경우 보조 마스크(400)에 마련된 전환 가동부(450)를 통해 공기통(100)의 공기를 피구조자에게 강제로 공급할 수 있어 피구조자에게 심폐소생술과 같은 응급처치를 실시하여 자가호흡을 유도할 필요가 없어 구조자의 구조활동에 도움을 주게 된다.

한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

100 : 공기통 200 : 메인 마스크
300 : 레귤레이터 400 : 보조 마스크
410 : 노즈콘 420 : 포트 바디
420 : 포트 바디 421 : 소통 홀
422 : 인포트 430 : 포트 커버
431 : 제1배기 홀 432 : 커버 프레임
433 : 작동 홀 440 : 댐퍼
441 : 제1다이어프램 441a : 탄성부
441b : 배기 프레임 441c : 가이드 레일
442 : 제2다이어프램 443 : 제2배기 홀
450 : 전환 가동부 451 : 차폐부
452 : 가압 버튼 453 : 가압판
460 : 스위칭 밸브 461 : 하우징
462 : 커넥터 462a : 유입구
463 : 플런저 463a : 밸브 시트
463b : 스토퍼 464 : 탄성부재
465 : 접촉부 465a : 수평부
465b : 경사부 465c : 수직부

Claims (6)

1. 고압의 공기가 저장된 공기통;
   상기 공기통과 유로로 연결되며 구조자의 안면에 밀착되어 공기통의 공기를 제공받는 메인 마스크;
   상기 공기통과 메인 마스크를 연결하는 유로에 마련되어 상기 메인 마스크로 공급되는 공기의 압력을 조절하여 메인 마스크에 제공하는 레귤레이터; 및
   상기 레귤레이터와 유로로 연결되고 피구조자의 안면에 밀착되어 상기 공기통의 공기를 피구조자에게 제공하는 보조 마스크;를 포함하고,
   상기 보조 마스크는 피구조자의 호흡상태에 따라 양압 또는 음압으로 공기를 피구조자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 보조 마스크를 갖는 호흡장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 보조 마스크는
   상기 피구조자의 코와 입을 외부와 격리시키는 노즈콘;
   상기 노즈콘과 연통되는 소통 홀이 형성되고 상기 레귤레이터로부터 제공되는 공기를 입력받는 인포트가 형성된 포트 바디;
   상기 포트 바디의 전면을 차폐하며 제1배기 홀이 형성된 포트 커버;
   상기 포트 커버와 포트 바디 사이에 설치되고 포트 바디의 공기를 포트 커버로 소통시키는 댐퍼;
   상기 포트 커버에 마련되어 누름조작하는 것에 따라 상기 댐퍼를 포트 바디로 이동시키는 전환 가동부; 및
   상기 포트 바디의 인포트에 설치되고 상기 댐퍼가 포트 바디로 이동하는 것에 따라 포트 바디로 공급되는 공기를 단속하는 스위칭 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 마스크를 갖는 호흡장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 댐퍼는
   테두리가 상기 포트 바디와 포트 커버 사이에 개재되고 포트 바디의 공기를 포트 커버로 소통시키는 제2배기 홀이 형성된 제1다이어프램; 및
   상기 포트 커버와 마주하는 제1다이어프램의 일면에 설치되고 상기 제2배기 홀을 통해 상기 포트 커버로 배기되는 공기의 흐름을 단속하는 제2다이어프램;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 마스크를 갖는 호흡장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1다이어프램은
   상기 포트 바디와 포트 커버 사이에 개재되며 탄성 복원력이 발휘되는 재질로 이루어진 탄성부; 및
   상기 탄성부에 인서트되고 상기 제2배기 홀이 형성된 배기 프레임;을 포함하되,
   상기 배기 프레임은 상기 탄성부보다 경질의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조 마스크를 갖는 호흡장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 배기 프레임은
   상기 제2배기 홀이 원형으로 배열되고,
   상기 제2다이어프램은 원형으로 배열된 제2배기 홀과 동심원을 갖도록 배기 프레임에 설치되는 것을 특징으로 하는 보조 마스크를 갖는 호흡장치.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 배기 프레임은
   상기 제2배기 홀이 형성되고, 상기 제2배기 홀과 동심원을 갖도록 한 개의 제2다이어프램이 상기 배기 프레임에 설치되되,
   상기 한 개의 제2다이어프램은 제2배기 홀의 전체면적을 차폐할 수 있는 면적을 갖고 그 두께가 0.3~0.5mm 인 것을 특징으로 하는 보조 마스크를 갖는 호흡장치.

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