KR20030067621A - 휴대용호흡기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 휴대용 호흡기에 관한 것으로 공기공급원[실린더]의 토출부위에 탄성복원스프링과연계된 스텐레스 실링막으로 봉합되도록 하여 공기의 충전과 토출의 편리성 및 안전성을 확보하고 실린더의 범용 재충전이 가능케하여 자원이용의효율성과 경제성을 극대화 하였다.

또한 공기공급원[실린더]과 체결되는 몸체에서 발생할수 있는 물리적 반응에 의한 폭발의 위험성을 제거하기 위하여 공기(산소)공급원의 산소 함유농도를 낮추고(산소농도40%) 절연재료및 절연 코팅방식을 채택하여 인체에 단독 호흡시 안정성을 확보하고 화재 폭발의 위험성을 배제하였디.

몸체상부 커버에 장착된 실리콘재질의 막을 이용해 호흡자의 호흡감압에 의해 동작되도록 장착된 유량조절구동핀이 하향 확개되어 공기를 유도하여 이용의 편의성이 최대화시켰다.

비상시 안전한 호흡목적을 달성하기 위하여 몸체에 비상랜턴을 장착하였으며 방독면과 호환가능한 단독호흡 마스크, 파지와 휴대의 용이를 위해 목걸이고리와 허리밴드를 장착 하였다. 또한 휴대를 유도하기위해서 전자칩과 스피커 액정하면을 장착하여 디지털정보 기능과 함께 호신및 조난탐지 기능으로서 비상시 레버 조작으로 음성과 디지털 구조신호를 낼 수 있는 기능을 추가 하였다.

Description

휴대용호흡기{AIR RESPIRATOR}

본 고안은 휴대용호흡기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비상시 특히 화재시 휴대용호흡기로서 다양한 용도와 기능을 부가하여 범용기기로 개발하였다..

일반적으로, 휴대용호흡기는 별도의 산소 공급을 필요로 하는 특히, 환자 또는 열악한 환경에서의 작업자, 및 현대의 심각한 공해로 인해 건강을 유지하고자 하는 일반인 등에게 산소 공급이 필요한 경우 사용되는 기기로서, 소형의 휴대용과 비치용이 있다. 이 기기에 대기중의 공기와 희석하여 호흡하도록 되어있는 산소공급마스크나 케뉼라-코 등과 같은 흡입도구가 장착되어 사용되고 있다.

그러나, 상기 기기의 경우 고농도(산소99%)의 공기와 비절연재질의 몸체, 고압충전방식으로 폭발및 화재의 위험성에 항시 노출되어 있었다. 그리고 고순도 산소만을 호흡했을때 인체에 치명적이기 때문에 대기중의 공기와 희석해서 호흡해야 하는 문제점이 있으며, 그래서 특히 화재시등의 안전보호기능과 비상용 호흡장치로는 부적합 한 실정 이었다. 또한 기체공급원이 쉽게 유통되기 어렵고 휴대가 용이하지 않으며 가격이 비싸서 범용화 되기 어려웠다.

또한 손쉽게 호흡자의 호흡의지만으로 별도의 동작없이 호흡할 수 없었고 핸즈프리를 수행할수 없었다. 화재시 정전등을 대비한 렌턴이나 비상호신 기능이 없으며, 화재나 응급시 항시휴대하여 개인의 호흡기를 보호할 수 있는 아무런 장비도 없고 방독면도 화재현장에서 5분이상 사용하기 힘들며 더욱이 산소가 부족해지는 화재현장에서는 방독면 착용이 주의를 요하는 실정이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 공기공급원[실린더]의 재충전이 용이하도록 탄성복원스프링과 연계한 스텐레스재질의 실링막을 장착하고, 공기공급원[실린더]과 결합시 폭발위험성을 제거하기 위하여 절연부재를 사용하였다. 화재현장등지에서 오염된 대기공기를 희석하여 호흡할 수 없는상태에서 공기공급원[실린더]의 단독 공기만으로 호흡할수 있도록 산소농도40% 이하로 충진한다.

호흡자의 호흡하고자하는 흡입감압을 감지하여 공기가 유도될 수 있도록 실리콘막과연계한 탄성복원스프링에 의한 유량제어 방식을 채택하고, 안전한 감압과 여과를 위해 금속소결필터에 세라믹을 코팅하였다.

화재등의 비상시 정전등을 대비하여 비상 랜턴을 구동할 수 있도록 설계 장착 하였다. 아울러 위험에 처했을때를 대비하여 구난신호를 내장하여 스위치 작동으로 동작될 수 있도록 설계하여 호신용으로 이용 할 수 있도록 하였다. 또한 휴대와 보관이 용이 하도록 목걸이나 고정장치 밴드등을 장착 할 수 있도록 하였다.

단독호흡이 가능한 핸즈프리 자동흡배기방식의 마스크는 방독면 호완나사, 머리끈고리, 호스연결 및 몸체분리후 리필필터장착가능케 하였다.

대표도는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용호흡기가 개략적으로 도시된 사용 상태도, 도 1 은 휴대용호흡기의 주요부위가 도시된 부분 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10...기체공급원[실린더] 20...기체유동조정부

30...몸체, 40...유량조정구동핀

50...자동흡입밸브 55...수동호흡용누름버튼

60...흡입도구(마스크) 70.... 비상용랜턴.

80... 디지털전자칩&스피커&액정

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 기체공급원[고압실린더]에 공기와 순산소를 희석하여 충전(수용)할 수 있으며 기존 널리 공급되어 있는 에어탱크 충전기에 범용 충전 할 수 있도록 실린더 토출부분 상부상면에 기밀과 소음억제 및 물리적 전기적 충격으로 인한 가스폭발염려를 제거하기 위하여 실리콘재질로서 상부 내면에 설계하고 그 속에 상하 유동가능한 복원스프링과 상부토출구에 접합하는 몸체의 격침에 의해 하방확개 제어되는 금속판[스텐레스]을 설계하여 토출구의 개폐를 유도할 수 있도록 설계하고 휴대 및 파지가 용이하도록 설계된 알미늄 고압 소형용기를 사용한다.

고압실린더에 충진된 압축공기가 기체유동조정부에 형성된 토출구를 통해 이 토출구에 장착되는 흡입마스크로 배출되도록 이루어진 휴대용 호흡기에 있어서, 상기 기체유동조정부는 절연기밀재인 유량조절구동핀의 외연부가 안착되어 하향 확개된 하부 경사면이 내부유통로의 내측 상면에 기밀 접촉되고 실리콘커버 하면과 접촉되도록 설계된 일선단부를 갖고, 상기 유량조절구동핀에 상방으로 탄성력이 부여되도록 배치된 복원스프링의 하측으로 기체의 여과 및 토출압(대기압+1기압이내)과 사람의 일반 호흡유량(15lpm)에 맞도록 설정된 금속소결필터와 세라믹스트레이너가 코팅결합 배열되면서 상기 고압실린더와의 치합부위가 형성된 몸체가 포함되어 이루어진다.

상기 실리콘커버는 기밀시험용 및 비상인공호흡등에 용이하도록 누름버튼을 상부중앙에 설치되고, 상기 누름버튼의 하측에 이격되어 일체로 형성되고 유량조절구동핀이 커버의 내측단에 안착되면서 하부에 복원스프링과 연계되며 그 하부에 세라믹과 금속소결 필터가 내부에 장착된 실린더 격침이 연결된다. 여기에서 상부실리콘커버가 호흡자의 호흡(들숨)으로 인한 감압으로 내부수축이 일어나 스프링에 그 힘이 전달되고 유량조절구동핀을 하방 이동시켜 공기를 통하게 만들어 호흡이 이루어진다. 호흡(들숨)이 마치게되면 유량조절 구동부에 작용했던 들숨호흡감압이 제거되어 스프링의 복원력에 의하여 유량조절구동핀이 상방 이동하여 공기의 흐름을 차단하게되고 이때 실리콘커버는 비상용 누름버튼에 닿게 된다.

본 고안에서 휴대용호흡기의 몸체에 비상시 이용가능하도록 범용뱃더리(1.5v)방식의 렌턴(1시간용)을 본체에 끼입되게 체결하며 접이식으로설계하여 휴대의 용이성을 고려하였다. 그리고 화재현장의 정전 및 기타 사유로 인한 렌턴의 구동시 시야 확보를 위한 빔방식의 렌턴으로 조명부를 돌려서 ON/OFF작동하며 빔초점거리를 조절 할 수 있도록 하였다.

본 고안에서 휴대용호흡기의 몸체에 비상시 이용가능하도록 디지털 전자칩과 스피커를 본체에 끼임되게 체결하여 휴대를 유도하기위한 디지털 정보와, 구조신호를 내장하여 휴대자의 어떠한 비상사태에서든지 이용가능하도록 배려되었다.

본 고안에서 휴대용호흡기의 몸체에 2차 소결필터와 함께 끼임되게 체결하는 자동호흡용마스크(들숨시, 외부흡입을 차단하여 실린더에서 토출되는 공기만을 호흡하게 되고 날숨시,이미 실린더 에서는 공기가 차단되고 마스크의 외부로 밸브가 열리도록 설계됨)와 순산소등의 여타 제품의 고압실린더에 범용할 수 있도록(마스크 외부공기와 실린더공기와의 희석호흡이 가능하도록) 탈착형 자동호흡밸브(흡배기제어)를 설계하고, 방독면에 장착할 수 있는(필터카트리지대체)나사를 두었으며, 머리나 귀에 걸어 고정하여 호스로 몸체에 연결될수 있도록 결합부위의 호완성을 고려하였다.

본 고안에서 휴대용호흡기의 몸체에 휴대의 용이성을 위해 걸이식 밴드와 목 걸이고리를 장착하고 휴대자의 상황에 맞게 목걸이를 하거나 허리밸트 바지주머니 가방등에걸어 고정 할 수 잇도록 설계하였다.

이하, 본 고안에 따른 휴대용호흡기를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

대표도는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 휴대용호흡기가 개략적으로 도시된분해 결합사시도이고, 도 1는 휴대용호흡기의 주요부위가 도시된 부분 단면도로서, 도면에 따르면, 본 고안인 휴대용호흡기의 공기실린더는(10)는 권취하기 용이한 크기이면서 고압의 기체가 수용되는 실린더(10)상부에 테프론부재실링기능과 함께 탄성복원스프링(12)과 연계한 금속판(11)이 상하방향으로 배열되고 캡(14)실링마감되어 충전어뎁터 또는 호흡기몸체(30)와 결합시 캡(14)중앙에 위치한 격침구(13)으로 격침(31)이 연결되어 금속판(11)을 밀어내어 open시키게 하여 충진후 격침을빼면서 밀폐되고 반대로 공기를 공급후 격침이 제거되면서 남은 공기를 밀폐시킨다.

몸체(30)는하부(19)와 상부(21)로 나뉘고 하부(19)에 실린더결합구(14)에서 실린더캡(14)부분과의 완전 기밀결합을위하고 마찰전기등으로 인한 위험을 배제하기 위한 절연처리된 기밀면부재(16)와 기밀시킨다. 이때 실린더 open시의 순간 배출압력등의 요인으로 인한 안전성과 결합의 용이를 위해 압력배구(18)를 기밀면부재(16)위치의 내측벽에서 외부로 천공한다.

기밀면부재(16) 안쪽에 격침유도구(17)가 있고 그 위로 격침(31)이 위치하며 격침의 말단에서 내부 상측으로 관통로로서 공기 유동구(32)를 만들고 격침몸체(31b) 내면으로 금속소결필터(31a)와 세라믹 감압판(31c)을 내설하고 여유홈을 두어 유량조절용 탄성복원스프링(41)의 안착과 유량조절구동핀(40) 하부스프링고정부(40b) 의 안전결합을 위한다.

겸침몸체(31b)가 몸체하부(19) 감압실(15)에 안착되고 이 위로 몸체상부(21)의 기체유동조정부(22)가 기밀 결합하게 된다. 기체유동조정부(22)상부의유량조절변(23)이 기밀면부재로 위치하게 되어 하방 압력 open방식으로 경사홈을 둔다. 이 기체유동조정부(22)의 유령조절변(23)의 경사각과 유량조절구동핀(40) 의 밸브(40a)경사면과 연계한다.

그 위로 몸체상부(21) 자동호흡실(50)상부에 실리콘부재의 강한 수축성과 내압 내부식성 압력 감압판(51)하면 중앙에 유량조절구동핀(40)이 유량조절변(23)의 닫힘상태로 결합된다.

그 위로 몸체상부(21) 최상부에 자동호흡실(50)상부 감압판을 덮개(53)로 덮고 그 중앙에 외압보정구(54)를 둔다. 이 외압보정구(54)에는 누름버튼(55)을 설치하고 덮개는 볼트(56)으로 고정기밀한다.

또한 몸체상부(21)의 외측면에 렌턴접속구(71)와 전자칩내장구(81)를 두어 비상용렌턴(70)을 나사결합체결하고 렌턴은 접이식 회전거치방식으로 한다. 렌턴(70)을 체결할 때 고리(72)를 만들어두어 목걸이 및 휴대의 용이성을 체결 하도록 한다. 또한 렌턴(70)과 실린더(10)를 안전고정할 수 있으며 휴대의 용이성을 위한 밸트걸이(73)를 설치할 수 있도록 한다.

몸체상부(21)의 자동호흡실(50)밖으로 공기호흡유도구(52)를 두고 2차금속소결필터(62)를 통하여호흡용 마스크(60)와 기밀 체결한다. 마스크(60)와 체결되는 공기호흡유도구(52)는 에어호스체결로 마스크와 연결 가능한 구조로한다.

마스크(60)는 자동단독호흡용을 채택하고 자동호흡밸브(61)의 탈부착으로 단독호흡과 희석호흡이 가능한 구조로 한다. 또한 머리밴드끈을 달수 있는 고리(63)를 두어 용이성을 향상시킨다.

공기호흡유도구(52)와 마스크(60)의 연결부위에 마스크 내면에 방독면의 카트리지 나사결합과 용이한 나사결합체(64)를 두어 방독면 필터카트리지 대체의 호완성을 준다.

이하, 본 고안에 의한 기체공급기의 작동순서를 간략히 설명한다.

실린더(10)와 호흡기몸체(30)의 결합시 실린더상부실링캡(14)중앙에 위치한 격침구(13)로 격침(31)이 연결되어 금속판(11)에 연계된 스프링(12)을 밀어내려 open시키게 하여 충진과 공급기능을 가능하게 한다.

실린더결합구(14)에서 실린더캡(14)부분과 기밀면부재(16)가 기밀된다.

기밀면부재(16)안쪽에 공기 유동구(32)를 갖는 격침몸체(31b) 내면의 금속소결필터(31a)와 세라믹 감압판(31c)을 통하여 감압실(15)로 filtering과 감압이 이루어지고 탄성복원스프링(41)에 의해 상방압력을 받는 기체유동조정부(22)상부의 유량조절구동핀(40)과 유량조절변(23)의 기밀로 공기의 토출이 저지된다.

몸체상부(21) 자동호흡실(50)과 연계된 마스크에서 호흡자의 호흡시도(들숨)에 의하여 자동호흡실(50)에 감압이 발생하면 자동호흡실(50)상부에 있는 실리콘부재감압판(51)의 수축이 일어나고 그 수축에의해 감압판에 붙어있는 유량조절구동핀(40)이 하방압력을 받아 기체유동조정부(22)상부에 유령조절변(23)의 경사각과 유량조절구동핀(40) 의 밸브(40a)경사면에서 opening이 이루어진다.

호흡(들숨)이 끝나면 감압이 소멸하게되고 다시 탄송복원스프링(41)의 복원력에 의하여 실리콘부재감압판(51)에 붙어있는 유량조절구동핀(40)이 상방압력을 받아기체유동조정부(22)상부에 유령조절변(23)의 경사각과 유량조절구동핀(40) 의 밸브(40a)경사면이 일치하면서 closing이 이루어지고 실리콘부재감압(51)판은 원위치로 되돌아간다. 이 기작은 비상누름버튼(55)에 의하여 이루어질수도 있다.

토출이 이루어진 공기는 내부에 나노항균스펀지 탄소섬유를 내장시킨 2차금속소결필터(62)를 거치면서 filtering과 2차감압이 이루어지고 여기서 가습과 제습의 보정기능이 수행되어 마스크 내부를 통하여 통기되어 호흡자의 기도에 공급된다.

이때 실린더의 용량을 소진한후에도 실린더(10)를 제거한후 최소한의 호흡기 보호가 가능하며 리필카트리지로 교환이 가능하다.

호흡(들숨)후에 배호흡(날숨)이 이루어질때에는 탈부착 가능한 역류방지 실리콘막을 채택한 자동호흡밸브(61)에 의해 배기가 이루어진다. 다시 들숨일때는 이밸브가 차단되고 누름버튼(55)으로 수동호흡시나 호스연결된 마스크호흡시에도 상기와 같다. 그러나 이 자동호흡밸브(61)탈착시에는 희석방식에 의해서 누름버튼(55)으로 호흡할 수 있다.

마스크에있는 밀착밴드고리(63)에 머리밴드끈을 연결하여 안면부에 고장 밀착하여 장착 하여 핸즈프리모드를 수행한다.

마스크 내면에 방독면의 필터카트리지를 대체하여 화재 및 화생방시, 방독면에 본 휴대용호흡기를 국민방독면 연결부(64)에서 장착하여 사용할 수 있다.

또한 몸체상부(21)의 외측면에 렌턴접속구(71)를 통해 결합되는 비상용렌턴(70)은 접이식 회전거치방식으로 렌턴고정고리(73)에서 해제후 몸체(30)쪽에 체결된 렌턴접속부분을 90°돌린후 렌턴(70)을펼쳐 고정할 수 있다. 렌턴의 on 및 빔 방사거리촛점조절은 조명부를 반나사방향으로 돌리면 모든 기능을 수행한다. 빔기능으로 화재현장등의 연무의 저항을 극복하여 조사거리와 밝기를 구할수 있도록 하였으며 렌턴의 off등의 조작은 반대나사방향으로 돌리면된다. 렌턴은 1.5v AAA범용전지로서 연속1시간이상 조면가능하다.

또한 몸체상부(21)의 외측면에 전자칩내장구(81)를 통해 내장된 전자칩(80)은 돌출부를 오른나사방향으로 돌리면 구조신호를 반복재생하여 스피커로 확성되고 전자신호를 방출한다. 평상시는 휴대유도를 위한 디지털정보(시계.메모리...)로서 이용할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따르면,본 고안은 휴대용 호흡기에 관한 것으로 비치용은 다중이용시설의 책임자가 화재및 유사 위험상황에서 본인의 안전을 확보한후 소화기사용과 기타 안전대피 소방의무를 수행할 수 있도록 하여 소방안전의 확보를 목적으로 할 수 있다.

또한 휴대용은 질식위험의 작업장 또는 지하시설에서 생활하거나 다중이용시설에서 화재및 유사 위험상황에서 스스로 본인의 호흡기와 생명을 보호하면서 시계의 확보로 안전하게 탈출할 수 있으며 구조 구난에 도움을 받을 수 있도록 하고, 전시등의 유사시 방독면의 카트리지 리필로서 활용할 수도 있고, 본 고안의 마스크에 나노필터를 리필 교환하여 방독면을 데체 할 수도 있다. 아울러 휴대를 유도하기 위한 보조적 전자기능을 삽입하여 평상시 레저 스포츠보조호흡 명상호흡 천식환자등의 의료보조호흡 비상인공호흡등 다양한 용도로 활용할 수 있도록 하였다.

또한 본 고안의 실린더에 의한 공기의 범용 재충전이 가능케하여 자원이용의효율성과 경제성을 극대화 하였으며, 인체에 단독 호흡시 안정성을 확보하고 화재 폭발의 위험성을 배제한다.

지금껏 화재나 재난시를 대비한 보호장구는 여과식 호흡용 보호구로서 방진마스크와 방독마스크가 있으며, 공기공급식 호흡용 보호구로서 송기마스크와 공기(산소)호흡기가 공급되고 일반적인 개인보호장구로서 국민방독면이 보급중에 있는 실정에서 개인의 보호장구가 없으며 고가인 기존의장비와 휴대가 용이하지 않는 문제점들을 극복할 수 있고 단편적인 기능의 장비가 아닌 범용가능하고 다양한 기능의 저가형 개인보호장구로서 공급될 수 있다.

아울러 테러 인질 납치 전쟁공포등에 시달리고 있는 인류사회에 있어서 불안을 해소할 수 있고 개인의 신변을 보호할 수 있는 저가의 다기능 보호장구로서 수요가 크다고 할 수 있으며 소방안전을 도모하기 위하여 수출시장의 가능성도 크다고 생각된다.

Claims (4)

1. 기체공급원에 토출내부상면에 부착된 테프론과 기밀 접촉되고, 금속판 실링막과 연계하여 하방으로 탄성력이 부여되도록 배치된 복원스프링과 그 하측으로 기체를 충전 수용하거나 같은 방법으로 토출케하는 기체고압실린더와 살균여과된 청정산림공기와 순산소희석충전(순산소농도60%이하)방식 및 호흡자의 호흡을감지한 자동호흡방식으로 이루어지고진 휴대용호흡기 및 부품의 절연부재,

   휴대용호흡기의 목걸이고리 허리밴드고리 및 비상용렌턴장착과 전자칩에의한 액정 및 스피커가 내장되고 디지털 및 음성신호를 내는 방식,

   휴대용호흡기에 장착되는 자동호흡마스크는 호스연결 및 탈부착가능한 리필연결구로서의 나노필터장착 또한 탈부착가능한 자동호흡밸브장착 마스크밴드장착,방독면카트리지대체호환 방식
2. 제1항에 있어서, 지명이름의 공기이름 표기방식으로 이루어진 것을 특

   징으로 하는 휴대용호흡기
3. 제1항에 있어서, 실린더 충전어뎁터 및 콤프레셔 및 실린더 충전과 연계하는 체인사업방식
4. 제1항에 있어서, 전체 또는 부분적인 투명인 것을 특징으로하며, 수상스포츠, 레져, 헬스,등의 용도를 비롯한 범 응용제품