WO2015080320A1 - 긴급대피용 산소호흡기 - Google Patents

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WO2015080320A1
WO2015080320A1 PCT/KR2013/011017 KR2013011017W WO2015080320A1 WO 2015080320 A1 WO2015080320 A1 WO 2015080320A1 KR 2013011017 W KR2013011017 W KR 2013011017W WO 2015080320 A1 WO2015080320 A1 WO 2015080320A1
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oxygen
filter
emergency evacuation
pouch
respirator
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백종태
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(주)씨아이제이
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Definitions

  • the present invention relates to an emergency evacuation oxygen respirator that can be easily carried so as to be used for preventing breathing or asphyxiation in a fire or toxic gas is released.
  • a gas mask is widely used as a protective device for breathing clean air at a disaster site, which is not able to completely filter out toxic substances and thus has problems with safety.
  • the amount of oxygen in the air is greatly reduced due to the combustion of oxygen, and when the amount of oxygen in the air falls below 18%, there is a problem in providing safety because the gas mask cannot perform stable breathing.
  • An object of the present invention is to provide a cradle that can be provided on the user's body in the form of reduced volume by simply folding the mask module so that it can be used immediately in the place where the user is located, without going to the place where the portable oxygen respirator is provided in case of emergency. It is to provide an emergency evacuation oxygen respirator that can be easily attached and detached.
  • Another object of the present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to prevent the exhalation of the exhalation discharged during the user's breathing, and to prevent the contaminated air in the accident scene is introduced into the respirator In addition, to provide an emergency evacuation oxygen respirator that can be used quickly and easily in an emergency.
  • Another object of the present invention is to store not only the oxygen of the oxygen tank but also the user's exhalation, to remove the stored carbon dioxide and moisture of the expiration to reuse and to easily recharge the oxygen, so that the user continues for a sufficient time until rescue It is to provide an emergency evacuation oxygen respirator that can reliably breathe oxygen.
  • Another object of the present invention is to transmit the information such as distance information between users, location information and status (movement) of the user to the control center in the event of a disaster, it is possible to quickly structure the user, especially in a closed space It is to provide an emergency evacuation oxygen respirator that makes it easier to carry out rescue activities when trapped or unable to move.
  • the central portion is formed convexly close to the face to cover the user's mouth and nose A face mask having oxygen contained therein, and a check valve formed at one side; and a pouch connection part formed at one side, and a filter part connected to the pouch connection part at one side and communicating with the face mask at the other side, and formed inside the filter part. And a pouch check valve formed inside the filtering unit; and a user's exhalation, and the carbon dioxide and oxygen of the stored exhalation are removed and reused through one side of the pouch.
  • a pouch connected to the connection portion; And an oxygen supply hose having one side communicating with the filtering unit and the other side connected with an oxygen cylinder to supply oxygen. It is formed to include, the mask module is formed, including the face mask, filtering unit, pouch and oxygen supply hose, the mask module and the oxygen tank is used provided in the cradle or backpack.
  • the filtering means includes a filter formed in a sheet shape in which carbon and zeolite are laminated; And a filter protection member provided in the front and rear directions of the filter to protect and support the filter and to have a mesh structure.
  • the emergency evacuation oxygen respirator of the present invention is further provided with a band bracket between the filter portion and the pouch.
  • the oxygen cylinder an oxygen compression vessel formed of a small capacity of less than 300cc and a high pressure of 1 to 500 atm, an oxygen generating vessel using an oxygen generating agent, a gaseous oxygen is occluded, the oxygen storage is used to release the stored oxygen
  • the oxygen storage container is made of one or a plurality of combinations selected from, and formed by further comprising a constant pressure type pressure reducer.
  • the face mask may be foldable or bellows type or a combination of foldable and bellows type.
  • the filtering unit is coupled to the face mask such that the filter unit protrudes forward of the convex portion of the face mask.
  • the filtering unit is coupled to the face mask such that the filter unit protrudes below the convex portion of the face mask.
  • the oxygen supply hose is connected to the oxygen cylinder by a one-touch fitting by a pressure resistant and flexible hose.
  • the oxygen cylinders are connected in series or in parallel, so that when one oxygen cylinder is exhausted, another oxygen cylinder can be used.
  • the holder is made of any one or a plurality of combinations, such as a vest type, shoulder strap type, belt type (buckle type) or handbag type.
  • the mask module and the communication means are provided in the pocket or backpack of the holder, the pocket is formed to be removable and coupled from the support.
  • the communication means is configured to detect a distance between the user and the user's movement to warn in one or a plurality of combinations selected from sound, text, and flashing.
  • the communication means uses a pairing of Bluetooth or Zigbee communication to detect the distance between the user and the user's movement.
  • the communication means recognizes the location and distance of the user by using an active badge using infrared rays or ultrasonic waves or a radar method using radio signals to enable bidirectional communication with the control center.
  • the communication means transmits a dangerous situation to the control center when there is no motion by using a motion sensor, a vibration sensor, or a gyro sensor.
  • the emergency evacuation oxygen respirator of the present invention is further formed by including an illumination device or a light emitter.
  • a bypass check valve is formed on the face mask, the expiration check valve and the pouch through the connecting portion is stored in the pouch.
  • the stored exhaled breath to remove carbon dioxide and moisture through the filter, or the filter is provided with an exhalation filter and an inhalation filter, respectively, to remove carbon dioxide with the exhalation filter and to absorb moisture with the inhalation filter If removed, the carbon dioxide and moisture is stored in the pouch through the exhalation filter, and the breathed air is breathed through the inhalation filter, or when using a common filter for exhalation and inhalation, Simultaneously remove and breathe, or exhalation through the pouch check valve is stored in the pouch and stored
  • the carbon dioxide and moisture contained in the expiration is the use of oxygen for respiratory evacuated how to breathe the air removed through the filter.
  • Emergency evacuation oxygen respirator of the present invention is configured to be easily detachable / attached to the cradle that can be provided on the user's body is composed of a small equipment is possible to supply fresh oxygen directly from the place where the user is located in case of emergency Thus, the user has an effect of reducing inhalation of toxic gases.
  • the emergency evacuation oxygen respirator of the present invention by forming a space for storing the user's exhalation, and reuse the stored exhalation to use for breathing, by using the resuscitation, the user continuously and stably oxygen for a sufficient time until rescue It is effective for breathing.
  • the emergency evacuation oxygen respirator of the present invention by using a communication means provided in the face mask can be a bi-directional communication with the control center can be made of a quick user structure, in particular the user can not be locked or moved in an enclosed space In this case, there is an effect that the structure can be made quickly and easily.
  • FIG. 1 is a state diagram of a user wearing the emergency evacuation oxygen respirator of the present invention
  • FIG. 2 shows several embodiments of an emergency evacuation oxygen respirator according to the present invention
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a filtering unit according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a filtering unit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a state diagram of a user wearing the emergency evacuation breathing apparatus of the present invention.
  • the emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention is largely formed to include a mask module 50 and the oxygen cylinder 40, the mask module 50 is a face mask 10, It is formed to include a filtering unit 20, pouch 30 and the oxygen supply hose (43).
  • the mask module 50 and the oxygen tank 40 is formed in a compact and easy to carry and equipped in the cradle 50, the emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention carried by the user exposed to the emergency situation It can be used immediately on the spot, so that fresh oxygen can be easily supplied, and the user can reduce inhalation of toxic gas.
  • the mask module 50 is in close contact with the user's face in an emergency and receives oxygen from the oxygen cylinder 40.
  • the face mask 10 is formed to be convex in the center portion to be in close contact with the face to cover the mouth and nose of the user, the oxygen is accommodated inside, the mask check valve 12 is formed on one side.
  • the face mask 10 may be easily worn in an emergency situation, and the band 10 is coupled to the face mask 10 so as to be freely used by both hands so as to be fixed to the head.
  • the face mask 10 is formed of a material such as silicon or rubber so as to be easily folded due to flexibility, and is formed to reduce volume and increase portability.
  • the filtering unit 20 is a pouch connecting portion 20b formed on one side, one side is in communication with the pouch connecting portion 20b, the other side is in communication with the face mask 10, the filter unit 20a and the filter unit 20a Is formed, including the filtering means 24 formed inside.
  • the pouch 30 stores the user's exhalation and is connected to the pouch connecting portion 20b so that the stored exhaled carbon dioxide and oxygen are removed and reused through the filter portion 20a.
  • the pouch 30 is formed of a light and tough material such as thin vinyl, silicone, or urethane, so that the pouch 30 can be easily folded and folded.
  • the oxygen supply hose 43 is in communication with the filtering unit 20 through a supply pipe 21 formed on one side of the filtering unit 20, the other side is connected to the oxygen cylinder 40, the inside of the face mask 10 Supply oxygen.
  • the face mask 10 is used in close contact with the face of the user so as not to introduce external polluted air during breathing.
  • the internal pressure of the face mask 10 increases, and thus the face mask 10 may not be sufficiently in contact with the user's face, thus making it impossible to use the face mask 10 in a stable manner.
  • the ratio of the carbon dioxide contained in the exhalation occupies the inside of the face mask 10 increases.
  • the mask check valve 12 is provided, and when the internal pressure of the face mask 10 rises by a predetermined pressure or more, the air inside the face mask 10 is moved to the face mask 10. Radiate to the outside.
  • the mask check valve 12 is opened when the user exhales, and when the pressure decreases from exhalation to exhalation, the mask check valve 12 is sealed again to discharge the exhaled outside and the outside air into the face mask 10. Do not allow inflow.
  • the inside of the face mask 10 is to maintain a constant pressure and to continue to inhale fresh air.
  • the emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention is provided with the pouch 30 to filter and reuse the exhalation of the user, so that the user can breathe air is increased, the survival time is also increased. Accordingly, the survival rate of the user can be increased.
  • the pouch check valve 27 is provided for re-use of such a breath.
  • the face mask 10 is provided with the mask check valve 12 to adjust the ratio of the pressure inside and carbon dioxide is made to discharge the air inside.
  • the pouch check valve 27 is made so that the air inside the face mask 10 is first stored in the pouch 30.
  • the pouch check valve 27 and the mask check valve 12 allow the exhalation to be first stored in the pouch 30 by varying the pressure required when each component is opened.
  • the pouch check valve ( 27) is opened first and the exhalation is stored in the pouch 30, and when the internal pressure of the pouch 30 is higher than the internal pressure of the pouch 30 by the stored exhalation, the check valve is sealed and exhaled. Do not let this come out. After a certain amount of exhalation is stored in the pouch 30, the remaining exhalation increases the pressure inside the face mask 10 and is discharged to the outside through the mask check valve 12.
  • the exhalation stored in the pouch 30 is opened when the internal pressure of the face mask 10 is higher than the pressure inside the pouch 30 when the user inhales during breathing, the breathing is possible, and the filter when inhaling
  • the part 20a may be reused by removing carbon dioxide and moisture. (The method of removing carbon dioxide and moisture from the filter unit 20a will be described later in detail.) This increases the survival rate of the user by allowing the user to breathe oxygen continuously and stably for a sufficient time until rescue. .
  • the face mask 10 may further include a bypass check valve (not shown) formed on the face mask 10.
  • the bypass check valve (not shown) is connected to a hollow connecting member such as the pouch connecting portion 20b and a hose, and the user's exhalation can be bypassed and stored in the pouch 30.
  • the opening degree of the mask check valve 12 and the pouch check valve 27 can be adjusted by the strength of the elastic force, that is, the material, thickness or spring strength of the diaphragm.
  • the oxygen cylinder 40 is composed of one or a plurality of combinations selected from oxygen compression vessel, oxygen generation vessel or oxygen storage vessel. At this time, the oxygen cylinder 40 is formed to further include a pressure reducer (not shown), the pressure reducer (not shown) it is preferable that a constant pressure type pressure reducer is used to constantly supply oxygen.
  • the oxygen cylinder 40 is a compressed oxygen stored in the flow control valve 41 is formed on one side is passed through the filtering unit 20 is used for the user's breathing.
  • the oxygen cylinder 40 or the pressure reducer may further include a safety device for automatically discharging the high pressure gas to solve the explosion risk when the internal pressure of the oxygen cylinder 40 becomes a high pressure above a predetermined atmospheric pressure. have.
  • the oxygen generating vessel is compressed to a high pressure of 1 to 500 atm, and is made of a small container having a capacity of less than 300CC, when the user carrying the operation of the emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention, Do not disturb.
  • the oxygen generating vessel is potassium peroxide ( ) Or manganese oxide (
  • the oxygen generator such as) is filled into granules and reacted with carbon dioxide to generate oxygen.
  • potassium peroxide ( ), Manganese oxide ( ) And silicon oxide ( ) Is filled into granules to react with water to generate oxygen.
  • the oxygen storage container is stored in gaseous oxygen, ceria ( ) Or ceria-zirconia ( Release oxygen stored using an oxygen storage medium such as
  • Air contains about 21% oxygen, with 5% being consumed in one breath. Therefore, when the user's exhalation is reused using the pouch 30, the ratio of carbon dioxide is increased by the amount of oxygen consumed as the respiration is repeated. Therefore, since a continuous supply of oxygen is required, when the worker includes the oxygen cylinder 40 as a safety device, the user uses the oxygen cylinder 40 in preparation for the case where the position of the working space is far from the position of the exitable exit. A plurality can be provided.
  • the oxygen cylinder 40 is connected in series or in parallel, so that when one is exhausted, another oxygen cylinder 40 can be used, so that oxygen can be supplied to the user for a long time when the escape distance is long.
  • the user can inhale air for up to about 8 minutes when the oxygen cylinder 40 having a capacity of 200 cc compressed to 200 atm and reuses the exhalation through the pouch 30. Therefore, by providing n oxygen cylinders 40, the breathing time can be extended by the number of oxygen cylinders 40 provided.
  • the oxygen supply hose 43 is connected to the oxygen cylinder 40 by a one-touch fitting 42 (one touch fitting) with a hose of pressure resistant and flexible material.
  • FIG 2 shows several embodiments of an emergency evacuation oxygen respirator 100 according to the present invention.
  • the filtering unit 20 is coupled to the face mask 10 such that the filter unit 20a protrudes forward of the convex portion of the face mask 10.
  • the filtering unit 20 is coupled to the face mask 10 such that the filter unit 20a protrudes below the convex portion of the face mask 10.
  • the pouch 30 may swell due to exhalation and may obscure the view of the front, and thus, the pouch 30 may be configured to face downward.
  • the face mask 10 may be formed in a bellows type 10a, and thus, the volume may be reduced, thereby making it easy to carry.
  • the face mask 10 may be made of a combination of folding and bellows (10a) to further increase portability.
  • FIG. 3 is a state diagram in which the mask module 50 of the present invention is folded.
  • FIG 4 is an exploded perspective view of the filtering unit 20 according to the first embodiment of the present invention.
  • the filtering unit 20 includes the pouch connection unit 20b, the filter unit 20a, and the filtering unit 24.
  • the pouch connecting portion 20b and the filter portion 20a are formed to be separated from each other or integrally injected.
  • the filter unit 20a is provided with the filtering means 24 therein, and the filtering means 24 includes a filter 23 and a filter protection member 22 for removing carbon dioxide and moisture.
  • the filter 23 is formed in a sheet shape in which carbon and zeolite are laminated, and the filter protection member 22 is provided in the front and rear directions of the filter 23 to protect and support the filter 23. It is formed in a structure so that the user can easily flow air when breathing.
  • the filter protection member 22 is not limited to the mesh shape as shown in the drawings, air can be easily flowed, and the design can be changed to any structure that can support the filter 23.
  • FIG 5 is an exploded perspective view of the filtering unit 20 according to the second embodiment of the present invention.
  • the emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention is further provided with a band bracket 28 between the filter unit 20a and the pouch 30.
  • the band bracket 28 is for fixing the mask module 50 to the user's face.
  • the band bracket 28 inserts the band 10 into the insertion groove 28a formed in the band bracket 28 and the mask module 50. Join the band 10.
  • the mask module 50 coupled to the band 10 is easily fixed to the user's head to prevent flow or skew in an emergency evacuation situation, effectively blocking external contaminated air and facilitating evacuation. It works.
  • the band bracket 28, the pouch connecting portion 20b and the filtering portion 20 can be manufactured separately and assembled, and can be manufactured in one piece.
  • the bending portion 28b of the band bracket 28 may be manufactured in a flexible hinge shape to serve as a support for setting up a mask when the mask module 50 is worn, and may be folded to reduce volume when stored.
  • Cross-sections of the pouch connection part 20b and the filter part 20a may be variously modified in various shapes such as a circle and a polygon.
  • FIG. 6 is an embodiment of a cradle 50 according to the present invention.
  • the emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention is used provided in the cradle 50 that can be provided in the body of the person.
  • the cradle 50 may be formed in a vest type, a shoulder strap type, a belt type (buckle type), or a handbag type and the like, and may use the cradle 50 having a suitable shape according to the user's convenience.
  • a pocket is provided in the holder 50, and the mask module 50, the oxygen cylinder 40, and the communication means 13 are stored in the pocket.
  • Or cradle 50 of the present invention may be formed including the oxygen cylinder 40 pocket and the module pocket (51).
  • the oxygen cylinder bag 54 is configured to be shorter than the oxygen cylinder 40 is provided on one side of the cradle 50, the lower end portion of the oxygen cylinder bag 54 is attached with a Velcro for easy fixing and separation of the oxygen container. Is done.
  • the oxygen cylinder 40 is formed in the form of a backpack or the like when a plurality is provided to facilitate the user's portability.
  • the module bag 51 is formed in a hemispherical shape is provided on the other side of the cradle 50, the center is separated may be provided with the mask module 50.
  • the module bag 51 is coupled to the cradle 50 in an easy form / detachable, such as Velcro.
  • the module bag 51 is formed of an elastic material, so that the mask module 50 can be easily stored and stored without a locking device such as a zipper. In addition, since there is no locking device such as a zipper, it can be quickly taken out and worn in an emergency situation.
  • the emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention has a number of convenience functions.
  • Emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention may be attached to the cradle 50, the lighting device or the light emitting body, the tool for the convenience of the operator can light the darkness.
  • the emergency evacuation oxygen respirator (100) of the invention is prepared in case the user cannot be evacuated and the user is unable to move because of being trapped or in an accident.
  • the slave registered to the master recognizes a situation out of a specified distance or there is no movement, and transmits a user's risk to the control center. Fast structure is made possible.
  • the communication means 13 recognizes the location and movement of the user, it is possible to determine the location can help the user to escape from the disaster by controlling the movement of the user in the control center.
  • the communication means 13 may utilize a pairing technique as a technique for recognizing a distance between users.
  • the pairing technology may exchange and authenticate a personal identification number (PIN) code between terminals, or establish pairing with a wireless communication device corresponding to a beacon having the largest link quality index (LQI) among the received beacons.
  • PIN personal identification number
  • LQI link quality index
  • the distance between users may be determined to be out of a predetermined distance when a signal below a predetermined level is detected by measuring a reception strength.
  • a wireless mesh network is a set of nodes self-configuring as one of a multi-hop network.
  • a mesh bridge is a node that simultaneously participates in more than one mesh network at a time and that is immediately connected to at least two mesh networks.
  • a bridge is similar to a repeater or network hub, a device that connects network segments in the physical layer but manages traffic and determines whether data packets can be analyzed and transmitted, rather than just retransmissions. Bridges make it easy to manage multiple interfaces and assign IP addresses only to bridge interfaces, unlike ad-hoc mode, which requires assigning IP addresses to each interface.
  • the WBMR (WDS bridge mesh routing) protocol may be used, which may use an ad-hoc mode, use a multichannel multi-interface based wireless distribuition (WDS) operation mode, and use a bridge to communicate with each other through static links between nodes.
  • WDS wireless distribuition
  • Representative systems for acquiring the user's location information include a GPS (Global Positioning System) and a location measurement system using a mobile communication network.
  • GPS Global Positioning System
  • GPS has been widely used due to the advantage of being able to measure position more precisely and use in all the places of the earth than the position measuring system using mobile communication network.
  • ROS line of sight
  • the price of the device is a very important factor, so the relatively expensive GPS is not suitable.
  • relative location information such as how far from the reference location may be more useful than absolute location information expressed by latitude and longitude.
  • a new positioning system that can replace the GPS which is widely used outdoors, and thus, a low-cost positioning system that can be installed in a user's device or a sensor node to determine a relative position.
  • Examples of location measurement methods include triangulation, scene analysis, and proximity, and are used to detect the location of a user or user device in an indoor or radio shadow area where GPS cannot be used.
  • the positioning system includes an active badge using infrared rays and an active bat and cricket system using ultrasonic waves, a RADAR measuring a propagation delay or intensity of radio signals, a 3D-iD system using stereoscopic images, a positioning system using RF-ID or UWB. Etc.
  • an active badge using infrared rays and an active bat and cricket system using ultrasonic waves a RADAR measuring a propagation delay or intensity of radio signals
  • a 3D-iD system using stereoscopic images a positioning system using RF-ID or UWB. Etc.
  • the communication means 13 of the present invention warns of a dangerous situation by voice, text or flashing by recognizing a case where a user moves out of a predetermined distance or there is no motion by using a motion sensor, a vibration sensor, or a gyro sensor. You can send to to receive the rescue.
  • the surface of the module can be equipped with a lamp such as an LED that can light up the dark, it can be used as a flashing light for rescue signals.
  • the method of using the emergency evacuation oxygen respirator 100 according to the present invention can be used in combination with one or a plurality of the following methods.
  • the emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention stores the exhalation through the bypass check valve (not shown) and the pouch connection portion 20b in the pouch 30, the exhaled stored filter 23 ) To remove carbon dioxide and water and use it for breathing.
  • the emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention includes the filter 23 as an exhalation filter and an inhalation filter, respectively, when the exhalation filter removes carbon dioxide and the inhalation filter removes moisture,
  • the pouch 30 is stored in the pouch 30 through the exhalation filter, and the stored air is breathed through the inhalation filter.
  • a common filter is used for exhalation and exhalation, the same filter is used to breathe by simultaneously removing carbon dioxide and moisture through the same filter.
  • the emergency evacuation oxygen respirator 100 of the present invention exhaled through the pouch check valve 27 is stored in the pouch 30, the carbon dioxide and moisture contained in the stored exhalation through the filter 23 Breathe the removed air.
  • 1, 2, and 3 for recycling the exhalation are all mixed with fresh oxygen supplied from the oxygen cylinder 40 in the pouch 30.
  • Emergency evacuation oxygen respirator of the present invention it is possible to supply fresh oxygen immediately in the place where the user is located in an emergency situation, there is an effect of reducing the inhalation of toxic gas by the user, and continue for a sufficient time until the user is rescued It is effective to breathe oxygen stably, and by using the communication means provided in the face mask, it is possible to bi-directional communication with the control center to achieve a quick user structure, especially if the user is trapped in a confined space If it can not move, there is an effect that the structure can be made quickly and easily.

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Abstract

본 발명은 휴대가 간편한 긴급대피용 산소호흡기에 관한 것으로, 사용자의 날숨을 재사용하여 사용자가 호흡할 수 있는 공기의 양을 늘여 사용자의 생존률을 높이는 긴급대피용 산소호흡기에 관한 것이다.

Description

긴급대피용 산소호흡기
본 발명은 화재나 유독가스가 방출되는 상황 등에서 호흡곤란, 또는 질식 방지를 위해 사용할 수 있도록 간편히 휴대가 가능한 긴급대피용 산소호흡기에 관한 것이다.
여러 산업현장은 붕괴, 화재 등 많은 사고의 위험이 도사리고 있다. 특히, 밀폐된 작업공간은 환기가 용이하지 않기 때문에 붕괴, 화재 등의 사고가 일어날 경우 대부분의 작업자는 질식으로 인해 사망하게 된다.
질식사고 현장에서의 탈출시간은 평균 5분 내외에 불과하지만, 대부분 구조직전의 3~5분을 버티지 못하고, 질식사에 의해 사망하게 된다. 따라서 화재 현장 또는 유독가스 유출 현장에서는 신속한 대피와 산소의 원활한 공급이 이루어져야 질식사의 피해를 최소화할 수 있다. 특히, 화재 또는 유독가스 유출 위험성이 있는 밀폐된 산업현장에서 작업하는 작업자의 인명사고의 대부분은 호흡장애에 인한 질식사가 주원인인 것으로 알려진 바, 이러한 재난 상황에서 신속하게 오염되지 않은 공기를 호흡할 수 있도록 하는 것은 매우 중요하다.
통상적으로 재난 현장에서 깨끗한 공기를 호흡할 수 있도록 하기위한 보호 장비로 방독면은 많이 사용하는데, 이는 유독물질을 완전히 걸러 낼 수 없어 안전성 등에 문제가 있다. 특히 화재 현장의 경우 산소가 연소되어 공기 중 산소량이 크게 줄어드는데, 공기 중 산소량이 18% 이하로 떨어지는 경우 방독면으로는 안정적인 호흡이 불가능하여 안전성 제공에 문제점이 있다.
종래의 휴대용 산소호흡기는 별도로 구비된 산소통의 산소를 호흡하는 것으로, 통상적으로 적은 양의 산소가 산소통 내에 주입되어 있다. 이러한, 종래의 휴대용 호흡기에 대해 한국공개특허 제2012-0124719호("긴급대피용 산소호흡기", 2012.11.14.)에 개재되어 있다.
종래의 휴대용 산소호흡기는 사용이 복잡하여 긴급한 상황에서 신속하게 보급하고 또한 신속히 사용할 수 있도록 하는 것에 어려움이 있다. 또한 화재 현장이나 유독가스가 유출된 사고 현장에서는 시야 확보가 힘들어, 산소호흡기가 비치된 위치를 찾기가 매우 어렵다. 또한, 구조 활동이 늦어져 구조시간이 오래 걸리는 경우, 공급할 수 있는 깨끗한 산소가 부족하여, 사고 현장의 오염된 공기 또는 유독가스를 흡입하게 되며, 이로 인한 질식사에 의해 사망할 수 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
한국공개특허 제2012-0124719호, "긴급대피용 산소호흡기", 2012.11.14.
본 발명의 목적은 긴급 상황시 휴대용 산소호흡기가 비치된 곳을 찾아가지 않고 사용자가 위치한 장소에서 바로 사용이 가능하도록, 마스크모듈을 간편하게 접어 부피를 줄인 형태로 사용자의 신체에 구비할 수 있는 거치대에 손쉽게 탈/부착이 가능한 긴급대피용 산소호흡기를 제공하는 것이다.
또 다른 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 사용자의 호흡시 배출되는 날숨이 다시 흡입되는 것을 방지하고, 사고현장의 오염된 공기가 호흡기 내부로 유입되는 것을 방지하며, 긴급상황에서도 신속하고 용이하게 사용이 가능한 긴급대피용 산소호흡기를 제공하는 것이다.
또 다른 본 발명의 목적은 산소통의 산소뿐만이 아니라 사용자의 날숨을 저장하고, 저장된 날숨의 이산화탄소 및 습기를 제거하여 재사용하고 산소를 쉽게 재충전할 수 있도록 함으로써, 사용자가 구조 받을 때까지 충분한 시간동안 지속적이고 안정적으로 산소를 호흡할 수 있게 하는 긴급대피용 산소호흡기를 제공하는 것이다.
또 다른 본 발명의 목적은 재난 상황시 사용자간의 거리정보, 사용자의 위치정보 및 상태(움직임) 등의 정보를 관제센터에 전송하여, 신속한 사용자의 구조가 이루어질 수 있으며, 특히 밀폐된 공간에 사용자가 갇혀 있거나 움직일 수 없는 경우 더욱 용이하게 구조 활동이 이루어질 수 있도록 하는 긴급대피용 산소호흡기를 제공하는 것이다.
각 구성요소간의 결합 및 분리가 가능하며, 사용자 상호간 또는 관제센터와 통신이 가능한 통신수단이 구비되는 긴급대피용 산소호흡기에 있어서, 중앙부가 볼록하게 형성되어 사용자의 입과 코를 가리도록 안면에 밀착되어 내부에 산소가 수용되며, 일측에 체크밸브가 형성되는 안면마스크;와 일측에 형성되는 파우치 연결부, 일측이 상기 파우치 연결부와 연통되고 타측이 안면마스크와 연통되는 필터부 및 상기 필터부 내부에 형성되는 필터링 수단를 포함하여 형성되는 필터링부;와 상기 필터링부의 내부에 형성되는 파우치 체크밸브;와 사용자의 날숨을 저장하고, 저장된 날숨의 이산화탄소 및 산소가 상기 필터부를 통해 제거되어 재사용되며, 일측이 상기 파우치 연결부에 연결되는 파우치; 및 일측이 상기 필터링부와 연통되며, 타측이 산소통과 연결되어 산소를 공급하는 산소공급호스; 를 포함하여 형성되며, 상기 안면마스크, 필터링부, 파우치 및 산소공급호스를 포함하여 마스크모듈이 형성되고, 상기 마스크모듈과 산소통이 거치대 또는 배낭에 구비되어 사용된다.
본 발명의 긴급대피용 산소호흡기는, 사용자의 호흡시, 상기 파우치 체크밸브를 통해 날숨이 파우치에 먼저 저장시키고 나머지는 상기 마스크 체크밸브를 통해 외부로 배출되도록 이루어진다.
상기 필터링 수단은, 카본과 제올라이트를 적층한 시트형상으로 형성되는 필터; 및 상기 필터 전후방향에 구비되어 상기 필터를 보호 지지하며, 메쉬 구조로 형성되는 필터보호부재;를 포함하여 형성된다.
본 발명의 긴급대피용 산소호흡기는, 상기 필터부와 상기 파우치 사이에 밴드 브라켓이 더 구비되어 형성된다.
상기 산소통은, 1~500기압의 고압과 300cc미만의 소형용량으로 형성되는 산소압축용기, 산소발생제를 사용하는 산소발생용기, 기상 산소가 흡장되고, 흡장된 산소를 방출하는 산소저장체를 사용하는 산소저장체용기, 중 선택되는 하나 또는 복수개의 조합으로 이루어지며, 정압형 감압기를 더 포함하여 형성된다.
상기 안면마스크는, 접이식 또는 벨로우즈(bellows)식 또는 접이식과 벨로우지식의 조합으로 이루어진다.
상기 필터링부는, 상기 필터부가 상기 안면마스크의 볼록부의 전방으로 돌출되도록 상기 안면마스크와 결합된다.
상기 필터링부는, 상기 필터부가 상기 안면마스크의 볼록부의 하방으로 돌출되도록 상기 안면마스크와 결합된다.
상기 산소공급호스는, 압력에 강하고 유연성 있는 재질의 호스로 원터치 피팅(one touch fitting)으로 상기 산소통과 연결된다.
상기 산소통은, 복수 개가 직렬 또는 병렬로 연결되어, 하나의 산소통이 소진되면 다른 산소통을 사용할 수 있도록 형성된다.
상기 거치대는, 조끼형, 어깨띠형, 벨트형(버클형) 또는 핸드백형 중 어느 하나 또는 복수 개의 조합으로 이루어진다.
상기 마스크모듈 및 통신수단은, 상기 거치대의 포켓 또는 배낭에 구비되며, 상기 포켓은 상기 지지대로부터 탈착 및 결합이 가능하도록 형성된다.
상기 통신수단은, 사용자간의 거리 및 사용자의 움직임을 감지하여 소리, 문자, 점멸 중 선택되는 하나 또는 복수개의 조합으로 경고하도록 이루어진다.
상기 통신수단은, 사용자간의 거리 및 사용자의 움직임의 감지를 블루투스 또는 지그비 통신의 페어링(paring)을 사용한다.
상기 통신수단은, 적외선 또는 초음파를 이용하는 액티브 배지 또는 전파 신호를 이용하는 레이더 방식을 사용하여 사용자의 위치 및 거리를 인식하여 관제센터와 양방향 통신이 가능하도록 이루어진다.
상기 통신수단은, 모션센서, 진동센서 또는 자이로센서를 이용하여 움직임이 없는 경우 위험상황을 관제센터에 송신한다.
본 발명의 긴급대피용 산소호흡기는, 조명장치 또는 발광체를 더 포함하여 형성된다.
본 발명의 긴급대피용 산소호흡기를 포함하는 긴급대피용 산소호흡기 사용방법에 있어서, 상기 안면마스크 상에 우회체크밸브가 형성되며, 상기 우회체크밸브와 상기 파우치 연결부를 통해 날숨을 상기 파우치에 저장한 후, 저장한 날숨은 상기 필터를 통해 이산화탄소 및 수분을 제거하여 호흡하거나, 상기 필터는 날숨용 필터와 들숨용 필터를 각각 구비하여, 상기 날숨용 필터로 이산화탄소를 제거하고 상기 들숨용 필터로 습기를 제거하는 경우, 상기 날숨용 필터를 통해 상기 파우치에 저장하고, 저장된 공기를 상기 들숨용 필터를 통해 호흡하거나, 날숨과 들숨에 공통된 필터를 사용하는 경우, 호흡 시에 동일한 필터를 통해 이산화탄소 및 습기를 동시에 제거하여 호흡하거나, 상기 파우치 체크밸브를 통해 날숨이 상기 파우치에 저장되고, 저장된 날숨에 포함된 이산화탄소 및 습기가 상기 필터를 통해 제거된 공기를 호흡하는 긴급대피용 산소호흡기 사용방법이다.
본 발명의 긴급대피용 산소호흡기는, 소형의 장비로 구성되어 사용자의 신체에 구비할 수 있는 거치대에 손쉽게 탈/부착이 가능하도록 형성되어 긴급 상황시 사용자가 위치한 자리에서 바로 신선한 산소의 공급이 가능하여, 사용자가 유독가스를 흡입하는 것을 줄이는 효과가 있다.
또한 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기는, 사용자의 날숨을 저장하는 공간을 형성하여 저장하고, 저장된 날숨을 다시 재사용하여 호흡에 사용함으로써, 사용자가 구조 받을 때까지 충분한 시간동안 지속적이고 안정적으로 산소를 호흡할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기는, 안면마스크에 구비된 통신수단을 이용하여 관제센터와 양방향통신이 가능하여 신속한 사용자의 구조가 이루어질 수 있으며, 특히 사용자가 밀폐된 공간에 갇혀 있거나 움직일 수 없는 경우, 신속하고 용이하게 구조가 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기를 착용한 사용자의 상태도
도 2는 본 발명에 따른 긴급대피용 산소호흡기의 여러 실시예
도 3은 본 발명의 마스크모듈의 접은 상태도
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 필터링부의 분해 사시도
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 필터링부의 분해 사시도
도 6은 본 발명에 따른 지지대의 다른 실시예
**부호의 설명**
10 : 안면마스크 10a : 벨로우즈
11 : 밴드 12 : 마스크 체크밸브
13: 통신수단
20 : 필터링부
20a : 필터부 20b : 파우치 연결부
21 : 공급관 22 : 필터보호부재
23 : 필터 24 : 필터링수단
27 : 파우치 체크밸브
30 : 파우치
40 : 산소통 41 : 유량조절밸브
42 : 원터치 피팅 43 : 산소공급호스
50 : 조끼
51 : 모듈주머니 54 : 산소통주머니
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 긴급대피용 호흡장치를 착용한 사용자의 상태도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)는 크게 마스크모듈(50)과 산소통(40)을 포함하여 형성되며, 상기 마스크모듈(50)은 안면마스크(10), 필터링부(20), 파우치(30) 및 산소공급호스(43)를 포함하여 형성된다. 상기 마스크모듈(50)과 산소통(40)의 소형으로 형성되어 거치대(50)에 구비 및 휴대가 간편하여, 긴급 상황에 노출된 사용자가 휴대하고 있는 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)를 그 자리에서 바로 사용하여 신선한 산소의 공급이 용이하여 사용자가 유독가스를 흡입하는 것을 줄인다.
상기 마스크모듈(50)은 긴급 상황시 사용자의 안면에 밀착되어 상기 산소통(40)에서 산소를 공급받는다.
상기 안면마스크(10)는 중앙부가 볼록하게 형성되어 사용자의 입과 코를 가리도록 안면에 밀착되며, 내부에 산소가 수용되고, 일측에 마스크 체크밸브(12)가 형성된다. 상기 안면마스크(10)는 긴급 상황시 쉽게 착용이 가능하고, 양손을 자유롭게 사용가능하도록 상기 안면마스크(10)에 밴드(10)를 결합하여 머리에 고정하도록 이루어진다.
상기 안면마스크(10)는 유연성 있어 쉽게 접이가 가능하도록 실리콘 또는 고무 등의 소재로 형성되어 부피를 줄이며 휴대성을 높이도록 형성된다.
상기 필터링부(20)는 일측에 형성되는 파우치 연결부(20b), 일측이 상기 파우치 연결부(20b)와 연통되고, 타측이 안면마스크(10)와 연통되는 필터부(20a) 및 상기 필터부(20a) 내부에 형성되는 필터링 수단(24)을 포함하여 형성된다.
상기 파우치(30)는 사용자의 날숨을 저장하고, 저장된 날숨은 이산화탄소 및 산소가 상기 필터부(20a)를 통해 제거되어 재사용되도록 상기 파우치 연결부(20b)에 연결된다. 상기 파우치(30)는 얇은 비닐, 실리콘 또는 우레탄 등의 가벼우면서 질긴 소재로 형성되어 쉽게 펴지고 접힐 수 있으며, 사용시 파손의 위험이 적다.
상기 산소공급호스(43)는 상기 필터링부(20)의 일측에 형성된 공급관(21)을 통해 상기 필터링부(20)와 연통되며, 타측이 산소통(40)과 연결되어 상기 안면마스크(10) 내부에 산소를 공급한다.
상기 안면마스크(10)는 호흡 시에 외부의 오염공기가 유입되지 않도록 사용자의 안면에 충분히 밀착되어 사용된다. 이때, 상기 안면마스크(10)는 날숨을 뱉게 되면 상기 안면마스크(10)의 내부 압력이 증가하여 사용자의 안면과 충분히 밀착될 수 없어 안정적인 사용이 불가능하다. 또한 날숨에 포함된 이산화탄소가 상기 안면마스크(10) 내부를 차지하는 비율이 높아지게 되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 제거하기 위해, 상기 마스크 체크밸브(12)가 구비되는 것으로, 상기 안면마스크(10)의 내부 압력이 일정압력 이상 상승하면 상기 안면마스크(10)의 내부 공기를 상기 안면마스크(10)의 외부로 방출한다. 즉, 상기 마스크 체크밸브(12)는 사용자의 날숨을 내뱉을 때 개방되고, 날숨에서 들숨으로 바뀌는 순간 압력이 하강하면 다시 밀폐하여 날숨은 외부로 배출하고 외부공기는 상기 안면마스크(10) 내부로 유입되지 못하도록 한다. 이로 인해, 상기 안면마스크(10)의 내부는 일정한 압력이 유지되고 신선한 공기를 계속해서 흡입할 수 있도록 한다.
한편, 재난 상황 시 사용자의 대피가 늦어지거나 밀폐된 공간에 갇히게 되는 경우, 사용자가 산소호흡기를 사용하더라도 구조작업이 지연되면 산소통(40)의 산소를 모두 소진하여 질식사 할 수 있는 위험이 있다. 따라서 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)는 상기 파우치(30)를 구비하여 사용자의 날숨을 필터링하여 재사용하도록 이루어짐으로써, 사용자는 호흡할 수 있는 공기가 늘어나 생존시간 또한 늘어난다. 이에 따라 사용자의 생존률을 상승시킬 수 있다.
이와 같은 날 숨의 재사용을 위하여 상기 파우치 체크밸브(27)가 구비된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 안면마스크(10)는 내부의 압력과 이산화탄소의 비율을 조절하기 위해 상기 마스크 체크밸브(12)가 구비되어 내부의 공기를 외부로 배출하도록 이루어진다. 이때, 상기 파우치 체크밸브(27)는 상기 안면마스크(10) 내부의 공기가 상기 파우치(30)로 먼저 저장될 수 있도록 이루어진다. 상기 파우치 체크밸브(27)와 상기 마스크 체크밸브(12)는 각 구성이 개방 시에 필요한 압력을 다르게 하여 상기 파우치(30)로 날숨이 먼저 저장될 수 있도록 한다. 즉, 상기 파우치 체크밸브(27)의 개방 압력이 상기 마스크 체크밸브(12)의 개방 압력보다 크도록 하여, 상기 안면마스크(10) 내부의 압력이 일정 압력으로 상승하게 되면, 상기 파우치 체크밸브(27)가 먼저 개방되어 날숨이 상기 파우치(30) 내부에 저장되고, 저장된 날숨에 의해 상기 파우치(30)의 내부 압력이 상기 파우치(30)의 내부 압력보다 높아지면 상기 체크밸프가 밀폐되어 저장된 날숨이 빠져 나오지 못하도록 한다. 상기 파우치(30)에 일정량의 날숨이 저장되고 나면 나머지 날숨이 상기 안면마스크(10) 내부의 압력을 상승시켜 상기 마스크 체크밸브(12)를 통하여 외부로 배출된다. 상기 파우치(30) 내부에 저장된 날숨은 사용자이 호흡 중 들숨 시에 상기 안면마스크(10)의 내부 압력이 상기 파우치(30) 내부의 압력보다 상승하는 경우 개방되어 호흡이 가능해지며, 들숨 시에 상기 필터부(20a)를 통해 이산화탄소 및 습기를 제거하여 재사용될 수 있다. (필터부(20a)에서 이산화탄소 및 습기를 제거하는 방법은 이 후 자세히 설명하도록 한다.) 이로 인해 사용자는 구조 받을 때까지 충분한 시간동안 지속적이고 안정적으로 산소를 호흡할 수 있게 하여 사용자의 생존률을 높인다.
상기 안면마스크(10)는 상기 안면마스크(10) 상에 형성되는 우회 체크밸브(미도시)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 우회 체크밸브(미도시)는 상기 파우치 연결부(20b)와 호스 등과 같은 중공된 연결부재로 연결되어, 사용자의 날숨이 우회되어 상기 파우치(30)에 저장될 수 있다.
상기 마스크 체크밸브(12)와 상기 파우치 체크밸브(27)는 개방되는 정도는 탄성력의 세기, 즉 다이아프램의 재질, 두께 또는 스프링 강도 등으로 조절이 가능하다.
한편, 상기 산소통(40)은 산소압축용기, 산소발생용기 또는 산소저장체용기 중 선택되는 하나 또는 복수개의 조합으로 이루어진다. 이때, 상기 산소통(40)에는 감압기(미도시)를 더 포함하여 형성되며, 상기 감압기(미도시)는 일정하게 산소를 공급하기 위해 정압형 감압기가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 산소통(40)은 일측에 유량조절밸브(41)가 형성된 저장된 압축산소가 상기 필터링부(20)를 통과되어 사용자의 호흡에 사용된다.
상기 산소통(40) 또는 상기 감압기(미도시)는 상기 산소통(40)의 내부 압력이 일정기압 이상의 고압이 되는 경우 폭발위험 해소를 위해 고압가스를 자동 배출시키는 안전장치를 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 산소발생용기는 1~500기압의 고압으로 압축하고, 용량이 300CC 미만인 소형의 용기로 제작되어, 사용자가 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)를 휴대하고 작업을 실시하는 경우, 작업에 방해가 없도록 한다.
상기 산소발생용기는 과산화칼륨(
Figure PCTKR2013011017-appb-I000001
) 또는 망간산화물(
Figure PCTKR2013011017-appb-I000002
) 등의 산소발생제를 과립형태로 내부에 충전하여, 이산화탄소와 반응시켜 산소를 발생시킨다. 또는 과산화칼륨(
Figure PCTKR2013011017-appb-I000003
), 망간산화물(
Figure PCTKR2013011017-appb-I000004
) 및 규소산화물(
Figure PCTKR2013011017-appb-I000005
)를 혼합한 파우더를 과립 형태로 내부에 충전하여 물과 반응시켜 산소를 발생시킨다.
상기 산소저장체용기는 기상 산소가 흡장되고, 세리아(
Figure PCTKR2013011017-appb-I000006
) 또는 세리아-지르코니아(
Figure PCTKR2013011017-appb-I000007
) 등의 산소저장체를 사용하여 흡장된 산소를 방출한다.
공기 중에는 산소가 약21%가 포함되어 있으며, 한 번의 호흡시에 5%가 소비된다. 따라서 상기 파우치(30)를 사용하여 사용자의 날숨을 재사용하는 경우 호흡이 반복 될수록 소비된 산소의 양만큼 이산화탄소의 비율이 높아지게 된다. 따라서 지속적인 산소의 공급이 필요하므로 작업자가 안전장치로 상기 산소통(40)을 구비할 때, 사용자는 작업하는 공간의 위치가 탈출 가능 한 출구의 위치에서 멀리 떨어진 경우를 대비하여 상기 산소통(40)을 복수개 구비할 수 있다. 상기 산소통(40)은 복수개가 직렬 또는 병렬로 연결되어 하나가 소진되면 다른 산소통(40)을 사용할 수 있도록 하여, 탈출거리가 긴 경우 오랜 시간 사용자에게 산소를 공급이 가능하도록 이루어진다.
일반적으로 200기압으로 압축된 200cc 용량의 산소통(40)을 구비하고 상기 파우치(30)를 통해 날숨을 재사용하는 경우 최대 약 8분 동안 사용자는 공기의 흡입이 가능하다. 따라서 상기 산소통(40)을 n개 구비하여 산소통(40)을 구비한 개수만큼 호흡시간을 연장할 수 있다.
한편, 상기 산소공급호스(43)는 압력에 강하고 유연성 있는 재질의 호스로 원터치 피팅(42)(one touch fitting)으로 상기 산소통(40)과 연결된다.
도 2는 본 발명에 따른 긴급대피용 산소호흡기(100)의 여러 실시예이다.
도 2(A)에 도시된 바와 같이, 상기 필터링부(20)는 상기 필터부(20a)가 상기 안면마스크(10) 볼록부의 전방으로 돌출되도록 상기 안면마스크(10)와 결합된다.
도 2(B)에 도시된 바와 같이, 상기 필터링부(20)는 상기 필터부(20a)가 상기 안면마스크(10) 볼록부의 하방으로 돌출되도록 상기 안면마스크(10)와 결합된다. 상기 필터링부(20)가 전방으로 돌출되는 경우, 상기 파우치(30)는 날숨에 의해 부풀어 올라 전방의 시야를 가릴 수 있으므로 상기 파우치(30)가 하방을 향하도록 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
도 3(C)에 도시된 바와 같이, 상기 안면마스크(10)는 벨로우즈(bellows)식(10a)으로 형성이 가능하며, 이로 인해 부피가 줄어들어 휴대가 용이한 장점이 있다. 앞서 상기 안면마스크(10)는 접이식으로 이루어질 수 있다고 하였는데, 상기 안면마스크(10)는 휴대성을 더욱 높이기 위하여 접이식과 벨로우즈식(10a)의 조합으로도 이루어 질 수 있다.
도 3은 본 발명의 마스크모듈(50)을 접은 상태도이다.
본 발명의 마스크모듈(50)의 도3에 도시된 바와 같이, 접이가 용이하여 접이를 통해 소형화가 가능하여 휴대가 간편한 장점이 있으며, 포장을 분리하면 쉽게 펼쳐져 긴급 상황 시에 손쉽게 사용이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 필터링부(20)의 분해 사시도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 필터링부(20)는 상기 파우치 연결부(20b), 필터부(20a) 및 필터링 수단(24)을 포함하여 형성된다.
상기 파우치 연결부(20b)와 필터부(20a)는 각각 분리되도록 형성되거나 일체형으로 사출되어 형성된다.
상기 필터부(20a)는 내부에 상기 필터링 수단(24)이 구비되며, 상기 필터링 수단(24)은 이산화탄소 및 습기를 제거하는 필터(23)와 필터보호부재(22)를 포함하여 이루어진다.
상기 필터(23)는 카본과 제올라이트를 적층한 시트형상으로 형성되며, 상기 필터보호부재(22)는 상기 필터(23) 전후방향에 구비되어 상기 필터(23)를 보호 및 지지하도록 이루어지며, 메쉬 구조로 형성되어 사용자가 호흡 시에 용이하게 공기가 유통될 수 있도록 이루어진다.
상기 필터보호부재(22)는 메쉬 형상이 도면에 도시된 바에 국한되지 않고, 공기가 용이하게 유통될 수 있고, 상기 필터(23)를 지지할 수 있는 어떠한 구조로도 설계변경이 가능하다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 필터링부(20)의 분해 사시도이다.
본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)는 상기 필터부(20a)와 상기 파우치(30) 사이에 밴드브라켓(28)이 더 구비되어 이루어진다.
상기 밴드브라켓(28)은 상기 마스크모듈(50)을 사용자의 얼굴에 고정하기 위한 것으로 상기 밴드브라켓(28)에 형성된 삽입홈(28a)에 밴드(10)를 삽입하여 상기 마스크모듈(50)과 밴드(10)를 결합한다. 상기 밴드(10)와 결합된 상기 마스크모듈(50)은 사용자의 머리와 용이하게 고정되어 긴급 대피 상황 시에 흘러내리거나 삐뚤어지는 것을 방지하여 효과적으로 외부의 오염된 공기를 차단하고 대피를 용이하게 하는 효과가 있다.
상기 밴드브라켓(28), 파우치 연결부(20b) 및 필터링부(20)는 별도로 제작하여 조립할 수 있고, 일체형으로 제작할 수 있다. 상기 밴드브라켓(28)의 절곡부(28b)는 유연한 힌지 형태로 제작되어 상기 마스크모듈(50)의 착용 시 마스크를 세우는 지지대 역할을 할 수 있으며 보관 시에는 접어서 부피를 줄일 수 있다.
상기 파우치 연결부(20b)와 필터부(20a)의 단면은 원형, 다각형 등의 여러 형상으로 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 거치대(50)의 실시예이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)는 사람의 몸에 구비가 가능한 상기 거치대(50)에 구비되어 사용된다. 상기 거치대(50)는 조끼형, 어깨띠형, 벨트형(버클형) 또는 핸드백형 등으로 형성되어 사용자의 편의에 따라 알맞은 형태의 상기 거치대(50)를 사용할 수 있다.
도 1에는 상기 거치대(50)에 포켓이 구비되며, 상기 마스크모듈(50), 산소통(40) 및 통신수단(13)이 상기 포켓에 보관되도록 이루어진다.
또는 본 발명의 거치대(50)는 도 6에 도시된 바와 같이, 산소통(40)주머니와 모듈주머니(51) 등을 포함되어 형성될 수 있다.
상기 산소통주머니(54)는 상기 산소통(40)보다 짧게 구성되어 상기 거치대(50)의 일측에 구비되며, 상기 산소통주머니(54)의 하단일부에는 벨크로가 붙어있어 산소용기의 고정 및 분리가 용이하게 이루어진다. 상기 산소통(40)은 복수개가 구비될 경우 배낭 등의 형태로 형성되어 사용자의 휴대가 간편하도록 이루어진다.
상기 모듈주머니(51)는 반구형으로 형성되어 상기 거치대(50)의 타측에 구비되며, 가운데가 분리되어 상기 마스크모듈(50)을 구비할 수 있다. 또한 상기 모듈주머니(51)는 벨크로 등의 탈/부착이 용이한 형태로 상기 거치대(50)와 결합된다. 상기 모듈주머니(51)는 탄성재질로 형성되어 지퍼 등의 잠금장치 없이 용이하게 상기 마스크모듈(50)의 수납 및 보관이 가능하다. 또한 지퍼 등의 잠금장치가 없기 때문에 긴급 상황 시에 빨리 꺼내어 착용할 수 있다.
한편, 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)는 여러 편의기능을 갖추고 있다.
본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)는 상기 거치대(50)에 어둠을 밝힐 수 있는 조명장치 또는 발광체, 작업자의 편의를 위한 공구를 부착 시킬 수 있다.
작업 현장에 긴급 상황이 발생 할 경우, 사용자의 대피를 용이하게 하고 만약 미처 대피하지 못하고 밀폐된 공간에 사용자가 갇히거나 사고를 당하여 움직일 수 없는 경우를 대비하여, 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)는 관제센터와 양방향 통신이 가능한 통신수단(13)을 포함하여 형성된다.
상기 통신수단(13)이 사용자간의 거리 및 움직임을 인식하는 경우는, 마스터(master)에 등록된 슬레이브(slave)가 지정된 거리를 벗어나거나 움직임이 없는 상황을 인지하여 관제센터에 사용자의 위험을 전달하여 빠른 구조가 가능하도록 이루어진다.
상기 통신수단(13)이 사용자의 위치 및 움직임을 인식하는 경우는, 위치파악이 가능하여 관제센터에서 사용자의 이동을 통제하여 재난 현장에서 벗어날 수 있도록 도움을 줄 수 있다.
상기 통신수단(13)은 사용자 간의 거리를 인식할 수 있는 기술로 페어링(paring)기술을 활용할 수 있다. 페어링 기술은 단말기 상호간의 PIN(Personal Identification Number)코드를 주고받아 인증하거나, 수신된 비콘(beacon) 중에서 LQI(Link Quality Index)가 가장 큰 비콘에 대응하는 무선 통시 장치와 페어링을 설정할 수 있다. 사용자 간의 거리는 수신 강도를 측정하여 소정 레벨이하의 신호가 감지되면 소정 거리를 벗어난 것으로 판정할 수 있다.
근거리 무선 네트워킹을 형성하는 기술은 ISM 대역의 WLAN, 블루투스, 지그비(zigbee) 등으로 구성할 수 있다. 무선 메시 네트워크(WMN: wireless mesh network)은 멀티-홉(multi-hop) 네트워크의 하나로 자체 구성되는 노드(node)들의 세트이다. 메시 브리지(mesh bridge)는 한꺼번에 하나 이상의 메시 네트워크에 동시적으로 참여하는 노드로서 적어도 2개의 메시 네트워크에 즉각 접속되는 노드이다. 브리지는 물리 계층에 있는 네트워크 세그먼트를 연결해 주는 장치인 리피터 또는 네트워크 허브와 비슷하지만 단순한 재전송이 아니라 데이터 패킷을 분석하여 전송할 수 있는지 여부를 결정하고 트래픽을 관리한다. 브리지를 이용하면 여러 개의 인터페이스 관리가 용이하며 각 인터페이스에 IP주소를 할당해야 하는 애드혹(ad-hoc) 모드와 달리 브리지 인터페이스에만 IP 주소를 할당한다. 본 발명에서는 ad-hoc 모드를 사용할 수도 있고, 멀티채널 멀티인터페이스 기반의 WDS(wireless distribuition) 동작 모드를 사용하고 브리지를 이용하여 노드 간 정적링크를 통한 통신이 가능한 WBMR(WDS bridge mesh routing) 프로토콜을 적용할수 있다.
사용자의 위치정보를 획득할 수 있는 대표적인 시스템으로는 GPS(Global Positioning System)와 이동통신망을 이용한 위치 측정 시스템을 들 수 있다. 특히 GPS의 경우는 이동통신망을 이용하는 위치 측정 시스템에 비하여 보다 정밀한 위치 측정이 가능하고 지구상의 모든 장소에서 사용이 가능하다는 장점으로 인하여 널리 사용되어지고 있다. 그러나 LoS(Line of Sight)를 요구하는 GPS의 특성상 실내에서는 사용이 곤란하며, 수십cm 이하의 오차 범위를 요하는 정밀한 위치측정은 어렵다는 단점이 있다. 또한, 임베디드 컴퓨터가 주변 환경과 사물에 내재되어 사용되는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서는 장치의 가격이 매우 중요한 요소이므로 비교적 가격이 고가인 GPS는 적합하지 않다고 할 수 있다.
한편, 실내, 저장탱크 또는 지하의 경우처럼 범위가 한정된 특정 지역에 있어서는 위도와 경도 등으로 표현되는 절대적인 위치정보보다는 기준 위치에서 어느 정도의 거리에 놓여 있는가 하는 상대적인 위치정보가 더욱 유용할 것이다. 이상과 같은 관점에서 실외에서 널리 사용되는 GPS를 대치할 수 있는 새로운 위치 측정 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 이에 따라 사용자의 장치 혹은 센서노드 등에 장착되어 상대적인 위치를 파악할 수 있는 저가의 위치 측정 시스템이 요구된다. 위치 측정방법의 실시예로는 삼각 측량법(Triangulation)과 장면분석(Scene Analysis) 그리고 근접방식(Proximity)이 있고, GPS를 사용할 수 없는 실내 또는 전파 음영 지역 등에서 사용자 혹은 사용자 장치의 위치를 인식하기 위한 위치 측정 시스템은 적외선을 이용하는 액티브 배지와 초음파를 이용하는 액티브 배트 및 크리켓 시스템, 전파 신호의 전달 지연 혹은 세기를 측정하는 RADAR, 입체 영상을 이용하는 3D-iD 시스템, RF-ID 혹은 UWB를 이용한 위치 측정 시스템 등이 있다. 그밖에 애드혹 기반의 무선 센서네트워크에서 센서노드들의 위치를 측정하기 위한 시스템들이 있다.
본 발명의 상기 통신수단(13)은 사용자가 일정 거리 이상을 벗어나거나, 모션센서, 진동센서 또는 자이로센서를 이용하여 움직임이 없는 경우를 인지하여 음성, 문자 또는 점멸등으로 위험상황을 경고하고 관제센터에 송신하여 구조를 받을 수 있다. 또한 면체모듈에 어둠을 밝힐 수 있는 LED 등의 램프가 장착될 수 있어, 구조 신호를 위한 점멸등으로 활용할 수 있다.
본 발명에 따른 긴급대피용 산소호흡기(100)를 사용하는 방법은 하기의 방법 중 하나 또는 복수개의 방법을 조합하여 사용할 수 있다.
1. 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)는 상기 우회체크밸브(미도시)와 상기 파우치 연결부(20b)를 통해 날숨을 상기 파우치(30)에 저장하고, 저장한 날숨은 상기 필터(23)를 통해 이산화탄소 및 수분이 제거하여 호흡에 사용한다.
2. 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)는 상기 필터(23)를 날숨용 필터와 들숨용 필터로 각각 구비하여, 날숨용 필터는 이산화탄소를 제거하고 들숨용 필터는 습기를 제거하는 경우, 날숨용 필터를 통해 상기 파우치(30)에 저장하고, 저장된 공기를 들숨용 필터를 통해 호흡한다. 또는 날숨과 들숨에 공통된 필터를 사용하는 경우, 호흡시에 동일한 필터를 통해 이산호탄소 및 습기를 동시에 제거하여 호흡한다.
3. 본 발명의 긴급대피용 산소호흡기(100)는 상기 파우치 체크밸브(27)를 통해 날숨이 상기 파우치(30)에 저장되고, 저장된 날숨에 포함된 이산화탄소 및 습기가 상기 필터(23)를 통해 제거된 공기를 호흡한다.
상기 날숨을 재활용하는 1, 2, 3은 모두 상기 파우치(30)에서 상기 산소통(40)에서 공급된 신선한 산소와 혼합된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
본 발명의 긴급대피용 산소호흡기는, 긴급 상황시 사용자가 위치한 자리에서 바로 신선한 산소의 공급이 가능하여, 사용자가 유독가스를 흡입하는 것을 줄이는 효과가 있고, 사용자가 구조 받을 때까지 충분한 시간동안 지속적이고 안정적으로 산소를 호흡할 수 있게 하는 효과가 있고, 안면마스크에 구비된 통신수단을 이용하여 관제센터와 양방향통신이 가능하여 신속한 사용자의 구조가 이루어질 수 있으며, 특히 사용자가 밀폐된 공간에 갇혀 있거나 움직일 수 없는 경우, 신속하고 용이하게 구조가 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 각 구성요소간의 결합 및 분리가 가능하며, 사용자 상호간 또는 관제센터와 통신이 가능한 통신수단이 구비되는 긴급대피용 산소호흡기에 있어서,
    중앙부가 볼록하게 형성되어 사용자의 입과 코를 가리도록 안면에 밀착되어 내부에 산소가 수용되며, 일측에 마스크 체크밸브가 형성되는 안면마스크;
    일측에 형성되는 파우치 연결부, 일측이 상기 파우치 연결부와 연통되고 타측이 상기 안면마스크와 연통되는 필터부 및 상기 필터부 내부에 형성되는 필터링 수단를 포함하여 형성되는 필터링부;
    상기 필터링부의 내부에 형성되는 파우치 체크밸브;
    사용자의 날숨을 저장하고, 저장된 날숨의 이산화탄소 및 산소가 상기 필터부를 통해 제거되어 재사용되며, 일측이 상기 파우치 연결부에 연결되는 파우치; 및
    일측이 상기 필터링부와 연통되며, 타측이 산소통과 연결되어 산소를 공급하는 산소공급호스;
    를 포함하여 형성되며,
    상기 안면마스크, 필터링부, 파우치 및 산소공급호스를 포함하여 마스크모듈이 형성되고, 상기 마스크모듈과 산소통이 거치대 또는 배낭에 구비되어 사용되는 긴급대피용 산소호흡기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 긴급대피용 산소호흡기는,
    사용자의 호흡시, 상기 파우치 체크밸브를 통해 날숨이 파우치에 먼저 저장시키고 나머지는 상기 마스크 체크밸브를 통해 외부로 배출되는 긴급대피용 산소호흡기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 필터링 수단은,
    카본과 제올라이트를 적층한 시트형상으로 형성되는 필터; 및
    상기 필터 전후방향에 구비되어 상기 필터를 보호 지지하며, 메쉬 구조로 형성되는 필터보호부재;
    를 포함하여 형성되는 긴급대피용 산소호흡기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 긴급대피용 산소호흡기는,
    상기 필터부와 상기 파우치 사이에 밴드 브라켓이 더 구비되는 긴급대피용 산소호흡기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 산소통은,
    1~500기압의 고압과 300cc미만의 소형용량으로 형성되는 산소압축용기,
    산소발생제를 사용하는 산소발생용기,
    기상 산소가 흡장되고, 흡장된 산소를 방출하는 산소저장체를 사용하는 산소저장체용기,
    중 선택되는 하나 또는 복수개의 조합으로 이루어지며, 정압형 감압기를 더 포함하는 긴급대피용 산소호흡기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 안면마스크는,
    접이식 또는 벨로우즈(bellows)식 또는 접이식과 벨로우지식의 조합으로 이루어지는 긴급대피용 산소호흡기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 필터링부는,
    상기 필터부가 상기 안면마스크의 볼록부의 전방으로 돌출되도록 상기 안면마스크와 결합되는 긴급대피용 산소호흡장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 필터링부는,
    상기 필터부가 상기 안면마스크의 볼록부의 하방으로 돌출되도록 상기 안면마스크와 결합되는 긴급대피용 산소호흡장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 산소공급호스는,
    압력에 강하고 유연성 있는 재질의 호스로 원터치 피팅(one touch fitting)으로 상기 산소통과 연결되는 긴급대피용 산소호흡장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 산소통은,
    복수 개가 직렬 또는 병렬로 연결되어, 하나의 산소통이 소진되면 다른 산소통을 사용할 수 있도록 형성되는 긴급대피용 산소호흡장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 거치대는,
    조끼형, 어깨띠형, 벨트형(버클형) 또는 핸드백형 중 어느 하나 또는 복수 개의 조합으로 이루어지는 긴급대피용 호흡장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크모듈 및 통신수단은,
    상기 거치대의 포켓 또는 배낭에 구비되며, 상기 포켓은 상기 지지대로부터 탈착 및 결합이 가능하도록 형성되는 긴급대피용 호흡장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 통신수단은,
    사용자간의 거리 및 사용자의 움직임을 감지하여 소리, 문자, 점멸 중 선택되는 하나 또는 복수개의 조합으로 경고하는 긴급대피용 산소호흡기.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 통신수단은,
    사용자간의 거리 및 사용자의 움직임의 감지를 블루투스 또는 지그비 통신의 페어링(paring)을 사용하는 긴급대피용 산소호흡기.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 통신수단은,
    적외선 또는 초음파를 이용하는 액티브 배지 또는 전파 신호를 이용하는 레이더 방식을 사용하여 사용자의 위치 및 거리를 인식하여 관제센터와 양방향 통신이 가능한 긴급대피용 산소호흡기.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 통신수단은,
    모션센서, 진동센서 또는 자이로센서를 이용하여 움직임이 없는 경우 위험상황을 관제센터에 송신하는 긴급대피용 산소호흡기.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 긴급대피용 산소호흡기는,
    조명장치 또는 발광체를 더 포함하여 형성되는 긴급대피용 산소호흡기.
  18. 제 1항 내지 제 17항 중 선택되는 어느 한 항의 긴급대피용 산소호흡기를 포함하는 긴급대피용 산소호흡기 사용방법에 있어서,
    상기 안면마스크 상에 우회체크밸브가 형성되며, 상기 우회체크밸브와 상기 파우치 연결부를 통해 날숨을 상기 파우치에 저장한 후, 저장한 날숨은 상기 필터를 통해 이산화탄소 및 수분을 제거하여 호흡하거나,
    상기 필터는 날숨용 필터와 들숨용 필터를 각각 구비하여, 상기 날숨용 필터로 이산화탄소를 제거하고 상기 들숨용 필터로 습기를 제거하는 경우, 상기 날숨용 필터를 통해 상기 파우치에 저장하고, 저장된 공기를 상기 들숨용 필터를 통해 호흡하거나,
    날숨과 들숨에 공통된 필터를 사용하는 경우, 호흡 시에 동일한 필터를 통해 이산화탄소 및 습기를 동시에 제거하여 호흡하거나,
    상기 파우치 체크밸브를 통해 날숨이 상기 파우치에 저장되고, 저장된 날숨에 포함된 이산화탄소 및 습기가 상기 필터를 통해 제거된 공기를 호흡하는 긴급대피용 산소호흡기 사용방법.
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