KR20240079071A - 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기는, 고압챔버를 포함하는 바디, 상기 바디의 일측에 결합되어 공기탱크 내 고압 기체를 고압챔버로 내보내기 위한 제1 유로가 마련되는 공기탱크 커넥터, 상기 바디의 하측 내부에 설치되어 수압에 노출되는 수압판막, 상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압판막에 연결되는 수압스프링, 상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압스프링에 연결되어 수압에 의해 왕복운동 가능하도록 개재되는 수압누름판, 상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압누름판에 연결되는 수압샤프트, 상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압샤프트에 연결되는 스프링, 상기 바디의 상측 내부에 상기 고압챔버 내로 삽입되도록 수납되며, 상기 스프링에 연결되어 상기 고압챔버에서 왕복운동 가능하도록 개재되며, 상기 고압챔버 내 기체를 내보내기 위한 제2 유로가 마련되는 피스톤, 및 상기 바디의 상부에 결합되어 상기 제2 유로와 연결되는 저압챔버를 포함하는 스위벨포트를 포함한다.

Description

환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기{Regulator with environmental blocking type balance piston}

본 발명은 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 내부 부품의 부식을 최소화하고, 외부 수압을 감지하여 피스톤의 개방을 돕도록 이루어져 다양한 환경에서 사용 가능한 1단계 호흡기에 관한 것이다.

현대적 스쿠버 방식의 잠수에 사용되는 호흡기는 1단계와 2단계로 이루어져 공기탱크(스쿠버 실린더)에 압축되어 있는 고압 기체를 다이버가 호흡할 수 있는 압력으로 바꾸어 주는 역할을 한다.

1단계 호흡기는 공기탱크와 실제 입에 물고 호흡하는 2단계 호흡기 사이에 있는 호흡기로, 공기탱크 내의 고압(약 200 bar 수준)을 저압(대략 8 내지 10 bar)으로 낮춰 2단계 호흡기로 감압된 공기를 일정하게 보내주는 역할을 한다.

1단계 호흡기은 스쿠버 다이빙에 사용하는 방법에 따라 피스톤 방식과 다이아프램 방식으로 나눌 수 있으며, 피스톤 타입은 피스톤이 왕복하며 공기를 전달하는 방식으로, 내부 구조들이 물에 노출되어 수압을 감지하도록 구성되고, 다이어프램 타입은 호흡기의 구조상 물을 차단하면서 수압을 감지하는 방식으로 구성된다.

특히, 1단계 호흡기는 피스톤 타입으로 구성되는 경우, 피스톤 주변이 노출되어 있어 내부로 이물질 및 바닷물이 들어갈 수 있으며, 내부에 들어가는 바닷물로 인하여 내부가 녹이나 오염 등이 발생하는 문제점이 있었다.

미국 등록특허 US4015630 (1977.04.05.)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 바닷물이 유입되지 않는 구조로 이루어져 내부 부품의 부식이 없고, 외부 환경(주변 수압)에 상관없이 다양한 환경에서 사용 가능한 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기는, 고압챔버를 포함하는 바디, 상기 바디의 일측에 결합되어 공기탱크 내 고압 기체를 고압챔버로 내보내기 위한 제1 유로가 마련되는 공기탱크 커넥터, 상기 바디의 하측 내부에 설치되어 수압에 노출되는 수압판막, 상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압판막에 연결되는 수압스프링, 상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압스프링에 연결되어 수압에 의해 왕복운동 가능하도록 개재되는 수압누름판, 상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압누름판에 연결되는 수압샤프트, 상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압샤프트에 연결되는 스프링, 상기 바디의 상측 내부에 상기 고압챔버 내로 삽입되도록 수납되며, 상기 스프링에 연결되어 상기 고압챔버에서 왕복운동 가능하도록 개재되며, 상기 고압챔버 내 기체를 내보내기 위한 제2 유로가 마련되는 피스톤, 및 상기 바디의 상부에 결합되어 상기 제2 유로와 연결되는 저압챔버를 포함하는 스위벨포트를 포함한다.

또한, 상기 바디는, 상하부가 개방된 채 내부에 고압챔버가 마련되고, 일측에 상기 고압챔버와 연통되는 상기 공기탱크 커넥터가 결합되는 커넥터 홀이 형성되는 바디 본체와, 상기 바디 본체 하부에 결합되며, 상기 수압판막을 외부로 돌출되지 않도록 고정한 상태로 수중에 접촉할 수 있도록 링형상으로 형성되는 수압 케이스 덮개와, 상기 스프링 및 피스톤 일부를 수용하도록 상기 바디 본체 상부에 결합되며, 상기 스위벨포트 결합홀이 형성되는 바디 덮개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 바디 본체는, 일측에 형성되는 고압포트를 더 포함하되, 상기 고압포트는 상기 고압챔버와 연통되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고압챔버는, 상기 바디 하부 측으로 고압 기체가 빠져나가지 못하도록 고압시트가 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기탱크커넥터는, 상기 제1 유로 상에 오염물질이 상기 고압챔버로 들어가는 것을 방지하기 위한 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기탱크 커넥터는, 요크(Yoke)조정기 또는 딘(Din)조정기가 결합 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수압판막과 상기 수압스프링 사이에, 상기 수압스프링의 변위량을 제어하기 위한 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 수압스프링은, 상기 스토퍼에서 상기 수압누름판 사이에 위치하되, 상기 스토퍼에서 상기 수압누름판으로 점차 폭이 좁아지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수압샤프트와 상기 스프링 사이에, 상기 수압샤프트가 상기 스프링에 가하는 압력전달을 용이하게 하기 위한 스프링시트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프링과 상기 피스톤 사이에, 상기 스프링을 상기 피스톤 상에 안착시키기 위한 스프링시트 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바디 내 상기 피스톤 상부에 위치되어 상기 스위벨포트가 상기 바디 상부에 결합될 수 있도록 하고, 상기 제2 유로와 상기 저압챔버를 연결하기 위한 스위벨 리테이너를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 스위벨포트는, 측면에 다수 개의 저압포트가 형성되되, 스위벨되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위벨포트는, 상부에 저압포트가 추가로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기는, 피스톤 방식과 다이어프램 방식이 결합된 구조로 이루어져, 바닷물이 내부로 유입되는 방식이 아니기 때문에 내부 부품의 부식을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기는, 수압 감지 어셈블리가 외부의 수압을 감지하여 피스톤의 개방을 돕도록 이루어져 다양한 환경에서 사용 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기를 나타낸 부분단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기를 나타낸 단면도이다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기를 나타낸 분해사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기를 나타낸 부분단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기를 나타낸 단면도이고, 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기를 나타낸 분해사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기(10)는, 고압챔버(111)를 포함하는 바디(100)와, 상기 바디(100)의 일측에 결합되어 공기탱크 내 고압 기체를 고압챔버(111)로 내보내기 위한 제1 유로(201)가 마련되는 공기탱크 커넥터(200)와, 상기 바디(100)의 하측 내부에 설치되어 수압에 노출되는 수압판막(310)과, 상기 바디(100)의 내부에 수납되어 상기 수압판막(310)에 연결되는 수압스프링(320)과, 상기 바디(100)의 내부에 수납되어 상기 수압스프링(320)에 연결되어 수압에 의해 왕복운동 가능하도록 개재되는 수압누름판(330)과, 상기 바디(100)의 내부에 수납되어 상기 수압누름판(330)에 연결되는 수압샤프트(400)와, 상기 바디(100)의 내부에 수납되어 상기 수압샤프트(400)에 연결되는 스프링(500)과, 상기 바디(100)의 상측 내부에 상기 고압챔버(111) 내로 삽입되도록 수납되며, 상기 스프링(500)에 연결되어 상기 고압챔버(111)에서 왕복운동 가능하도록 개재되며, 상기 고압챔버(111) 내 기체를 내보내기 위한 제2 유로(601)가 마련되는 피스톤(600), 및 상기 바디(100)의 상부에 결합되어 상기 제2 유로(601)와 연결되는 저압챔버(701)를 포함하는 스위벨포트(700)를 포함하여, 외부의 수압에 따라 상기 수압판막(310), 상기 수압스프링(320), 상기 수압누름판(330) 및 상기 수압샤프트(400)을 통해 상기 스프링(500)에 전달되는 힘이 조절됨으로써, 다이버가 호흡 시, 상기 피스톤(600)을 밀어올리는 힘을 수압에 관계없이 일정하게 해줌으로써, 똑같은 힘으로 다이버에게 공기탱크(실린더)에 저장된 공기를 공급할 있도록 하는 것을 기술적 요지로 한다.

하기에서, 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기(10)에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 바디(100)는 크게, 바디 본체(110), 수압 케이스 덮개(120) 및 바디 덮개(130)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 바디 본체(110)는 상하부가 개방된 채 내부에 고압챔버(111)가 마련된다. 여기서, 상기 고압챔버(111) 또한, 상하부가 개방된 형태로 마련될 수 있다. 상기 고압챔버(111)는 공기탱크(실린더) 내 200 bar 수준의 고압 기체(공기)가 이송되어 모이는 곳을 의미한다.

상기 바디 본체(111) 일측에 상기 고압챔버(111)와 연통되는 상기 공기탱크 커넥터(200)가 결합되는 커넥터 홀(112)이 형성된다. 이때, 상기 공기탱크 커넥터(200)에 숫나사산이 형성되고, 상기 커넥터 홀(112)에는 암나사산이 형성되어 상호 간에 나사산결합 방식을 통해 결합되도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 고압챔버(111) 하부에는 상기 커넥터 홀(112)에 결합되는 공기탱크 커넥터(200)를 통해 흡입되는 고압 기체가 상기 바디(100) 하부 측으로 빠져나가지 못하도록 밀봉하기 위한 고압시트(140)가 마련된다.

보다 상세하게는, 상기 고압시트(140)는 고압시트 하우징(150)에 의해 상기 고압챔버(111) 하부에 결합되며, 고압시트(140)와 고압시트 하우징(150) 간의 결합에 있어서, 기밀성을 향상시키기 위해 고압시트 오링(141)이 마련된다.

더불어, 상기 고압시트 하우징(150)과 상기 고압챔버(111) 간의 결합에 있어서, 기밀성을 향상시키기 위해 고압시트 하우징 오링(151)이 마련된다.

또한, 상기 바디 본체(110)는 일측에 고압포트(113)가 더 형성될 수 있다. 상기 고압포트(113)는 상기 고압챔버(111)와 연통되며, 상기 고압포트(113)에는 잔압계, 수심계, 나침반을 포함하여 적어도 어느 하나를 포함하는 게이지가 연결될 수 있다.

상기 고압포트(113)에 게이지가 연결되지 않을 시, 고압플러그(170)가 결합되어 상기 고압챔버(111)의 기밀성을 유지하며, 이때, 기밀성 향상을 위해 상기 고압플러그(170)에 오링이 더 마련되어 결합될 수 있다.

다음으로, 상기 수압 케이스 덮개(120)는 상기 바디 본체(110) 하부에 결합되며, 상기 수압판막(310)을 외부로 돌출되지 않도록 고정하고, 상기 수압판막(310)을 고정한 상태로 상기 수압판막(310)이 수중에 접촉할 수 있도록 링형상으로 형성된다.

여기서, 상기 수압 케이스 덮개(120)와 상기 바디 본체(110)의 결합은 나사산 결합방식으로 이루어질 수 있으며, 예컨대, 상기 바디 본체(110) 하부 외주면에 숫나사산이 형성되고, 상기 수압 케이스 덮개(120) 상부 내주면에 암나사산이 형성되어 나사산결합이 이루어질 수 있다.

더불어, 상기 수압 케이스 덮개(120)와 상기 바디 본체(110) 사이에 두 구성간의 결합 시, 기밀성 향상을 위해 수압 케이스 덮개 오링(121)이 마련될 수 있다.

다음으로, 상기 바디 덮개(130)는 상기 바디 본체(110) 상부에 결합되되, 내부에 상기 스프링(500) 및 상기 상기 피스톤(600) 일부 포함하는 바디(100) 내 구성요소를 수용하도록 결합된다.

이때, 결합방식은 나사산 결합방식으로 이루어질 수 있으며, 예컨대, 상기 바디 본체(110) 상부 외주면에 숫나사산이 형성되고, 상기 바디 덮개(130) 하부 내주면에 암나사산이 형성되어 나사산결합이 이루어질 수 있다. 여기서, 상호 결합에 있어서 기밀성을 유지하기 위한 바디 덮개 오링(131)이 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바디 덮개(130)는 상기 스위벨포트(700)가 결합되는 스위벨포트 결합홀이 형성되며, 이에 대해서는 하기에서 추가적으로 설명하도록 한다.

따라서, 바디(100)는 바디 본체(110), 수압 케이스 덮개(120) 및 바디 덮개(130)로 이루어져 나사산 방식의 결합 및 분해가 가능해짐으로써, 상기 바디(100) 내부에 마련되는 구성요소들에 대하여 오버홀과 같은 유지보수를 용이하게 한다.

다음, 공기탱크 커넥터(200)는 상기 커넥터 홀을 통해 상기 바디(100)의 일측에 결합되어, 상기 바디(100)에 요크(Yoke)조정기 또는 딘(Din)조정기를 결합 가능하게 한다.

예컨대, 상기 공기탱크 커넥터(200)에 요크조정기가 결합되는 경우, 도 1 내지 2 및 도 4와 같은 구조를 나타낼 수 있으며, 상기 공기탱크 커넥터(200)에 공기탱크가 연결될 수 있도록 한다.

상기 요크조정기는 요크(230)와 요크스크류(240)를 포함하여, 상기 공기탱크 커넥터(200)에 공기탱크 호스가 연결될 시, 요크스크류(240)를 조여서 상기 공기탱크 호스를 상기 공기탱크 커넥터(200)에 단단히 고정시키도록 한다.

이는, 설명을 위한 일례로서, 상기 공기탱크 커넥터(200)에는 딘(Din) 타입의 조절기가 연결되도록 일부 구성이 변경되어 적용될 수 있음은 물론이다.

이와 같이, 공기탱크와 연결되는 상기 공기탱크 커넥터(200)는 공기탱크 내 고압 기체를 고압챔버(111)로 내보내기 위한 제1 유로(201)가 마련되며, 상기 제1 유로(201) 상에는 오염물질이 상기 고압챔버로 들어가는 것을 방지하기 위한 필터(210)가 마련된다.

또한, 상기 공기탱크 커넥터(200)는 제1 유로(201)를 따라 이송되는 고압기체의 기밀성을 유지하기 위한 오링(220)이 마련될 수 있다.

상기 공기탱크 커넥터(200)는 나사산 결합방식을 통해 상기 상기 커넥터 홀에 결합되며, 이때, 바디 케이스(160)가 사이에 마련된다.

상기 바디 케이스(160)는 예컨대, 원형의 바디(100)를 평탄하게 하여 상기 공기탱크 커넥터(200)가 더욱 견고하게 결합될 수 있도록 한다.

다음, 수압판막(310)은 전술한 바와 같이 상기 바디(100)의 하측 내부에 설치되어 수압에 노출되는 부분으로 수압을 전달하는 역할을 한다.

다음, 수압스프링(320)은 상기 바디(100)의 내 상기 수압판막(310)과 수압누름판(330) 사이에 위치하여, 상기 수압판막(310)에 가해지는 수압이 전달되면서 수축 및 팽창한다.

한편, 상기 수압판막(310)과 상기 수압스프링(320) 사이에는 상기 수압스프링(320)의 변위량을 제어하기 위한 스토퍼(340)가 마련된다. 더불어, 상기 스토퍼(340)와 상기 수압판막(310) 사이에 시트(350)가 마련될 수 있다.

다음, 수압누름판(330)은 상기 바디(100)의 내부에 수납되어 상기 수압스프링(320)에 연결되어 수압에 의해 왕복운동을 반복한다.

한편, 상기 수압스프링(320)은 상기 스토퍼(340)에서 상기 수압누름판(330) 사이에 위치하되, 상기 스토퍼(340)에서 상기 수압누름판(330)으로 점차 폭이 점차 좁아지도록 형성되어, 상기 수압누름판(330)에 가해지는 가압력이 집중될 수 있도록한다.

다음, 수압샤프트(400)는 상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압누름판(330)에 연결되는 것으로, 상기 수압누름판(330)의 왕복운동에 따라 함께 왕복운동한다.

상기 수압샤프트(400)는 스프링(500)에 힘을 전달하기 위한 것으로, 바람직하게는 3개가 마련될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 수압샤프트(400)는 상기 고압챔버(111) 주변에 위치하여 이동에 간섭이 없도록 한다. 예컨대, 상기 바디(100) 고압챔버(111) 주변에 수압샤프트(400)를 안내하기 위한 가이드홀(미도시)이 형성되어 상기 수압샤프트(400)가 가이드홀에 삽입되어 가이드홀을 따라 이동하도록 이루어질 수 있음은 물론이다.

다음, 스프링(500)은 상기 수압샤프트(400)로부터 힘을 받아 피스톤(600)을 왕복운동시키는 역할을 한다.

이때, 상기 수압샤프트(400)와 상기 스프링(500) 사이에 상기 수압샤프트(400)가 상기 스프링(500)에 가하는 압력전달을 용이하게 하기 위한 스프링시트(510)가 마련된다.

따라서, 상기 스프링시트(510)는 상기 수압샤프트(400)와 면접촉할 수 있도록 형성되어 수압샤프트(400)가 전달하는 힘을 상기 스프링(500)이 제대로 받을 수 있게 되는 것이다.

더불어, 상기 스프링(500)과 피스톤(600) 사이에는 상기 스프링(500)을 상기 피스톤(600) 상에 안착시키기 위한 스프링시트 커버(520)가 마련된다.

상기 스프링시트 커버(520)는 피스톤(600) 하부에 안착되고, 상기 스프링(500) 내주면보다 작은 기둥이 형성되어 상기 스프링(500)에 상기 기둥에 안착됨으로써 안정성을 가질 수 있으며, 상기 스프링(500)을 지지하는 역할을 할 수 있다.

다음, 피스톤(600)은 하부가 상기 고압챔버(111) 내로 삽입되도록 상기 바디(100)의 상측 내부에 위치하며, 상기 스프링(500)에 연결되어 상기 고압챔버(111)내부에서 왕복운동한다.

상기 피스톤(600)은 상기 고압챔버(111) 내 기체를 내보내기 위한 제2 유로(601)가 마련되며, 상기 고압챔버(111) 내에서 왕복운동을 통해 상기 제2 유로(601)가 개폐된다.

보다 상세하게는, 상기 피스톤(600)은 원판형상의 피스톤 상부와, 상기 피스톤 상부에 연장되는 제2 유로(601)가 마련되는 피스톤 샤프트로 이루어질 수 있으며, 상기 피스톤 샤프트가 상기 고압챔버(111)의 개방된 출입구(홀)에 삽입되어 상기 피스톤 샤프트에 마련된 제2 유로(601) 입구가 개폐되도록 한다.

한편, 상기 고압챔버(111)는 상기 피스톤(600)이 삽입되는 출입구(홀)에 기밀성을 위한 피스톤 샤프트 오링(610)이 마련된다.

더불어, 상기 피스톤(600)의 상부에 오링홈이 형성되며, 상기 오링홈에 피스톤 오링(620)이 마련되어 상기 바디(100) 내부의 기밀성을 향상시키도록 한다.

다음, 스위벨포트(700)는 상기 바디(100)의 상부에 결합되며, 상기 제2 유로(601)와 연결되는 저압챔버(701)가 마련된다. 상기 저압챔버(701) 내에는 8 내지 10 bar의 저압 기체(공기)가 모이는 곳을 의미한다.

여기서, 상기 바디(100) 상부 즉, 상기 바디 덮개(130) 상부에는 상기 스위벨포트(700)가 결합될 수 있도록 하는 스위벨 리테이너(800)가 마련된다. 상기 스위벨 리테이너(800)는 외주면에 숫나사산이 형성되어, 내주면에 암나사산이 형성되는 스위벨포트(700)의 결합구와 나사산 결합 방식을 통해 결합된다.

이는, 상기 스위벨포트(700) 결합구가 상기 바디 덮개(130) 상부에 삽입되어 결합되며, 상기 스위벨포트(700) 케이스가 상기 바디 덮개(130) 상단부를 덮도록 상기 스위벨포트(700)가 형성되는 것을 의미할 수 있다.

상기 스위벨 리테이너(800) 상기 제2 유로(601)와 상기 저압챔버(701)를 연결하는 역할을 하는데, 상기 스위벨포트(700)와 상기 바디(100)의 결합에 있어서, 기밀성을 향상시키기 위해 이러한 구조를 가지며, 또한, 후술할 스위벨 기능을 가능하게 위함이다. 이는, 상기 스위벨포트(700)가 상기 바디(100)에 직접 결합되는 것보다 뛰어난 기밀성을 가진다.

이와 더불어, 상기 스위벨 리테이너(800)와 상기 바디 덮개(130) 사이에는 기밀성 향상을 위한 리테이너 시트(810)가 마련되며, 상기 바디 덮개(130)와 상기 스위벨포트(700) 사이에는 스위벨포트 오링(720)이 마련된다.

상기 스위벨포트(700)는 측면에 상기 저압챔버(701)와 연통되는 다수 개의 저압포트(710)가 형성되며, 측면에 4개의 저압포트(710)가 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 스위벨포트(700) 상부에 저압포트(710)가 추가적으로 형성될 수 있음은 물론이다.(이는, 통상적으로 불리는 5번 포트를 의미한다.)

상기 저압포트(710)에는 주호흡기(2단계) 호스, 보조호흡기 호스, 인플레이터(BCD) 호스를 포함하는 저압호스가 연결될 수 있으며, 상기 저압포트(710)를 사용하지 않을 시, 저압플러그(730)가 마련되어 상기 저압포트(710)를 폐쇄할 수 있다. 이때, 기밀성 유지를 위해 저압플러그(730)에 오링이 마련될 수 있다.

한편, 상기 스위벨포트(700)는 이러한 저압포트(710)가 형성되는 부분이 회전 가능하도록 이루어진다. 이는, 스위벨 기능을 의미한다.

상술한 바와 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기(10)는, 바디(100) 내 고압챔버(111)로 유입되는 공기탱크(실린더) 내 저장된 고압 기체(공기)가 스프링(500) 및 피스톤(600)을 포함하는 피스톤 어셈블리를 통해 스위벨포트(700) 내 저압챔버(701)로 저압 기체(공기)가 모이게 되는데, 상기 저압챔버(701) 내 공기가 가득 차게 될 경우, 저압챔버(701) 내 저압이 강해져 피스톤(600)이 하강하게 되고, 다이버가 숨을 들이쉬면 저압챔버(701) 내 저압이 낮아져 스프링(500)이 올라가면서 피스톤(600)을 밀어올려 고압챔버(111)에서 저압챔버(701)로 공기가 흘러간다. 이때, 8 내지 10 bar 수준의 공기(저압)이 저압챔버(701)에 다차면 상기 스프링(500)과 상기 피스톤(600)이 밀리면서 유입되는 공기를 차단한다.

특히, 수심이 깊은 곳에서는 통상적으로 수심 10m 당 1bar의 힘이 커지면서 스프링(500)의 미는 힘을 방해하는데, 90m 이상 들어가면, 수압이 피스톤(600) 힘보다 강해져 피스톤(600)이 개방되지 않게 되는데, 수압판막(310), 수압스프링(320), 수압누름판(330) 및 수압샤프트(400)를 포함하는 수압 감지(다이어프램) 어셈블리가 외부 수압에 따라 미는 힘을 스프링(500)에게 전달하여 상기 피스톤(600)의 개방을 돕도록 이루어진다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기(10)는, 종래 기술의 피스톤 방식과 다이어프램 방식을 결합된 구조로, 바닷물이 내부로 유입되는 방식이 아니기 때문에 내부 부품의 부식이 없고, 다양한 환경에서 사용 가능한 효과가 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

100: 바디 110: 바디 본체
111: 고압챔버 112: 커넥터 홀
113: 고압포트 120: 수압 케이스 덮개
121: 수압 케이스 덮개 오링 130: 바디 덮개
131: 바디 덮개 오링 140: 고압시트
141: 고압시트 오링 150: 고압시트 하우징
151: 고압시트 하우징 오링 160: 바디 케이스
170: 고압플러그 200: 공기탱크 커넥터
201: 제1 유로 210: 필터
220: 오링 230: 요크
240: 요크스크류 310: 수압판막
320: 수압스프링 330: 수압누름판
340: 스토퍼 350: 시트
400: 수압샤프트 500: 스프링
510: 스프링시트 520: 스프링시트 커버
600: 피스톤 601: 제2 유로
610: 피스톤 샤프트 오링 620: 피스톤 오링
700: 스위벨포트 701: 저압챔버
710: 저압포트 720: 스위벨포트 오링
730: 저압플러그

Claims (13)

1. 고압챔버를 포함하는 바디;
   상기 바디의 일측에 결합되어 공기탱크 내 고압 기체를 고압챔버로 내보내기 위한 제1 유로가 마련되는 공기탱크 커넥터;
   상기 바디의 하측 내부에 설치되어 수압에 노출되는 수압판막;
   상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압판막에 연결되는 수압스프링;
   상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압스프링에 연결되어 수압에 의해 왕복운동 가능하도록 개재되는 수압누름판;
   상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압누름판에 연결되는 수압샤프트;
   상기 바디의 내부에 수납되어 상기 수압샤프트에 연결되는 스프링;
   상기 바디의 상측 내부에 상기 고압챔버 내로 삽입되도록 수납되며, 상기 스프링에 연결되어 상기 고압챔버에서 왕복운동 가능하도록 개재되며, 상기 고압챔버 내 기체를 내보내기 위한 제2 유로가 마련되는 피스톤; 및
   상기 바디의 상부에 결합되어 상기 제2 유로와 연결되는 저압챔버를 포함하는 스위벨포트;를 포함하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 바디는,
   상하부가 개방된 채 내부에 고압챔버가 마련되고, 일측에 상기 고압챔버와 연통되는 상기 공기탱크 커넥터가 결합되는 커넥터 홀이 형성되는 바디 본체와,
   상기 바디 본체 하부에 결합되며, 상기 수압판막을 외부로 돌출되지 않도록 고정한 상태로 수중에 접촉할 수 있도록 링형상으로 형성되는 수압 케이스 덮개와,
   상기 스프링 및 피스톤 일부를 수용하도록 상기 바디 본체 상부에 결합되며, 상기 스위벨포트 결합홀이 형성되는 바디 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 바디 본체는,
   일측에 형성되는 고압포트를 더 포함하되, 상기 고압포트는 상기 고압챔버와 연통되는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 고압챔버는,
   상기 바디 하부 측으로 고압 기체가 빠져나가지 못하도록 고압시트가 마련되는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 공기탱크커넥터는,
   상기 제1 유로 상에 오염물질이 상기 고압챔버로 들어가는 것을 방지하기 위한 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 공기탱크 커넥터는,
   요크(Yoke)조정기 또는 딘(Din)조정기가 결합 가능한 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 수압판막과 상기 수압스프링 사이에, 상기 수압스프링의 변위량을 제어하기 위한 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 수압스프링은,
   상기 스토퍼에서 상기 수압누름판 사이에 위치하되, 상기 스토퍼에서 상기 수압누름판으로 점차 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 수압샤프트와 상기 스프링 사이에, 상기 수압샤프트가 상기 스프링에 가하는 압력전달을 용이하게 하기 위한 스프링시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 스프링과 상기 피스톤 사이에,
    상기 스프링을 상기 피스톤 상에 안착시키기 위한 스프링시트 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
11. 제1항에 있어서,
    상기 바디 내 상기 피스톤 상부에 위치되어 상기 스위벨포트가 상기 바디 상부에 결합될 수 있도록 하고, 상기 제2 유로와 상기 저압챔버를 연결하기 위한 스위벨 리테이너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 스위벨포트는,
    측면에 다수 개의 저압포트가 형성되되, 스위벨되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 스위벨포트는,
    상부에 저압포트가 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는 환경 차단형 밸런스 피스톤을 구비한 호흡기.