KR101131195B1 - Pressurizing rebreather using hollow fiber membrane - Google Patents

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KR101131195B1
KR101131195B1 KR1020110062137A KR20110062137A KR101131195B1 KR 101131195 B1 KR101131195 B1 KR 101131195B1 KR 1020110062137 A KR1020110062137 A KR 1020110062137A KR 20110062137 A KR20110062137 A KR 20110062137A KR 101131195 B1 KR101131195 B1 KR 101131195B1
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hollow fiber
dissolved gas
fiber membrane
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pressurizing
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KR1020110062137A
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허필우
박인섭
김현세
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한국기계연구원
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    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
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Abstract

PURPOSE: A pressurizing rebreather using a hollow fiber membrane is provided to supply the underwater dissolved gas separating through a hollow fiber membrane module and efficiently supply the air to breath through a pressurizing unit. CONSTITUTION: A pressurizing rebreather using a hollow fiber membrane comprises a hollow fiber membrane module(110), a body(120), a pressurizing unit(130), a respiration unit(140), and a connecting valve. The hollow fiber membrane module is installed on one side of the body and separates and supplies underwater dissolved gas. The body accommodates the dissolved gas and protects the inside thereof from water pressure. The pressurizing unit comprises a pressurizing unit body and a pressurizing member which is contracted by operation and elastically restored so that the internal pressure thereof changes. The respiration unit has an internal flow channel in which dissolved gas flows. The connecting valve allows the dissolved gas to flow in a specific direction.

Description

가압식 중공사막 수중 호흡장치{Pressurizing rebreather using hollow fiber membrane}Pressurizing rebreather using hollow fiber membrane

본 발명은 수중 호흡장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수중 용존기체를 분리하는 중공섬유가 구비된 중공사막모듈을 몸체의 외부에 소정개수 배치하고, 부피의 변동에 따라 내부 압력이 변동하는 가압부에 의하여 호흡에 필요한 공기를 효율적으로 인체에 공급할 수 있는 가압식 중공사막 수중 호흡장치에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater breathing apparatus, and more particularly, a predetermined number of hollow fiber membrane modules provided with hollow fibers separating an underwater gas is disposed outside of the body, and a pressurization part in which an internal pressure fluctuates according to a change in volume. The present invention relates to a pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus capable of efficiently supplying air for breathing to a human body.

일반적으로 수중 활동을 하기 위해 사용하는 수중 호흡장치는 보통 공기가 압축 충진된 산소탱크와 스노클을 이용한 것이 있다.In general, aquatic respirators used for aquatic activity usually use compressed air-filled oxygen tanks and snorkels.

산소탱크를 이용한 호흡장치는 사용자가 숨을 들이쉴 때, 압축 충진된 공기를 호흡하고, 숨을 내쉴 때 이산화탄소를 수중으로 배출하는 방식이다.A breathing apparatus using an oxygen tank is a method of breathing compressed air when a user inhales, and discharging carbon dioxide into the water when exhaling.

한편, 산소탱크를 이용한 호흡장치는 산소탱크뿐만 아니라 레귤레이터, 압력게이지 등 여러 장비를 포함하므로 고가일 뿐만 아니라 공기의 저장용량에 따라 수중활동 시간이 한정되어 있다.On the other hand, the breathing apparatus using an oxygen tank includes not only an oxygen tank but also various devices such as a regulator and a pressure gauge, so that the time for underwater activity is limited depending on the storage capacity of the air.

또한, 장비의 무게로 인해 이동함에 있어 불편함이 따르게 되고, 이용 전에 산소를 충전하는 과정이 선행되어야 하며, 이 과정에서 부주의에 따른 폭발 위험성이 있고, 압축공기의 압력에 의하여 폐에 무리가 따를 수 있다.In addition, it is inconvenient to move due to the weight of the equipment, the process of charging oxygen before use must be preceded, there is a risk of inadvertent explosion in this process, the lungs will be crowded by the pressure of compressed air Can be.

후자의 스노클을 이용한 호흡장치는 수면위로 노출되어 공기가 유입되는 호스와 사용자의 구강부를 통해 공기를 공급하는 마우스피스 등으로 구성되며, 장시간 수중활동을 할 수 있는 장점이 있으나 수면 위로 호스를 노출시켜야만 공기를 흡입할 수 있어 깊이 잠수할 수 없는 단점이 있으며, 수면 위로 노출된 호스를 통해 물이 유입되어 호흡이 곤란하게 되는 문제점이 있다.The latter snorkel respirator consists of a hose that is exposed above the water surface and air flows through it, and a mouthpiece that supplies air through the mouth of the user. There is a disadvantage that can inhale air can not dive deeply, there is a problem that the water is introduced through the hose exposed over the water surface is difficult to breathe.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중공사막의 기체분리 작용을 이용하여 산소공급장비를 구비하지 않아도 수중에서 인체에 공기를 공급할 수 있는 가압식 중공사막 수중 호흡장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, by using a gas separation action of the hollow fiber membrane to provide a pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus that can supply air to the human body in the water without having oxygen supply equipment In providing.

또한, 부피의 변동에 따라 내부 압력이 변동하는 가압부에 의하여 호흡에 필요한 공기를 효율적으로 공급할 수 있는 가압식 중공사막 수중 호흡장치를 제공함에 있다.In addition, the present invention provides a pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus capable of efficiently supplying air required for breathing by a pressurization unit in which an internal pressure fluctuates according to a change in volume.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 가압식 중공사막 수중 호흡장치는, 수중 용존기체를 분리하여 공급하는 중공사막모듈; 상기 중공사막모듈이 일면에 장착되고, 내부에 상기 용존기체가 수용되며 내부를 수압으로부터 보호하는 몸체; 상기 몸체와 연결되며 탄성을 갖도록 구비되어 조작에 의하여 수축된 후 탄성 복원됨으로써 내부의 압력이 변동하는 가압부재와, 상기 가압부재와의 사이 공간에서 상기 가압부재의 조작을 위한 공간을 형성하며 상기 가압부재를 수압으로부터 보호하는 가압부몸체가 구비된 가압부; 상기 가압부로부터 공급되는 용존기체를 임시저장하는 저장부, 상기 저장부와 인체의 구강부을 연결하며 내부에 용존기체가 흐르는 유로를 구비하는 호흡부; 상기 몸체와 상기 호흡부에 각각 연결되는 상기 가압부의 양측에 설치되어 상기 용존기체를 일방향으로 흐르도록 하는 연결밸브;를 포함하며, 상기 저장부는 내부공간이 탄성력을 가지는 구획부재에 의하여 복수개의 공간으로 구획되며, 구획되는 공간 중 적어도 하나는 상기 가압부재의 수축시에 상기 용존기체가 유입되어 부피가 팽창함으로써 상기 구획부재에 의한 탄성력이 가해지는 버퍼를 형성하는 것을 특징으로 하는 가압식 중공사막 수중 호흡장치에 의해 달성된다.In order to solve the above problems, the pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus according to the present invention, the hollow fiber membrane module for separating and supplying the dissolved gas in the water; A body for mounting the hollow fiber membrane module on one surface and accommodating the dissolved gas therein and protecting the inside from water pressure; It is connected to the body and is provided to have an elastic and is elastically restored after being contracted by the operation to form a space for the operation of the pressing member in the space between the pressure member and the pressure member inside the fluctuation of the pressure member and the pressing A pressing portion provided with a pressing portion body for protecting the member from water pressure; A storage unit for temporarily storing the dissolved gas supplied from the pressurizing unit, a breathing unit connecting the storage unit and the oral cavity of the human body and having a flow path through which the dissolved gas flows; And a connection valve installed at both sides of the pressurization part connected to the body and the breathing part to flow the dissolved gas in one direction, wherein the storage part is divided into a plurality of spaces by a partition member having an elastic force. At least one of the spaces partitioned, the pressure-inflated hollow fiber membrane underwater breathing apparatus, characterized in that to form a buffer to which the elastic force is applied by the partition member by expanding the volume of the dissolved gas when the pressure member is contracted Is achieved by.

또한, 상기 가압부재가 수축시에는 상기 가압부재에서 상기 호흡부로 상기 용존기체가 유입되며, 상기 가압부재가 팽창시에는 상기 몸체에서 상기 가압부재로 상기 용존기체가 유입되는 것이 바람직하다.In addition, when the pressure member contracts, the dissolved gas is introduced into the breathing part from the pressure member, and when the pressure member is expanded, the dissolved gas is introduced into the pressure member from the body.

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또한, 상기 몸체에 장착되며 인체에 착용 가능하도록 형성되는 착용부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a wearing member mounted to the body and formed to be worn on the human body.

본 발명에 따르면, 중공사막모듈을 통해 분리된 수중 용존기체를 인체에 공급하여 호흡에 사용할 수 있으므로 산소공급장비를 구비하지 않고 수중활동을 할 수 있으며, 한정된 공기를 사용하는 것이 아니므로 무한하게 사용가능한 가압식 중공사막 수중 호흡장치가 제공된다.According to the present invention, the underwater dissolved gas separated through the hollow fiber membrane module can be used for breathing by supplying to the human body, so it can be used underwater without oxygen supply equipment, and can be used infinitely because it does not use limited air. Possible pressurized hollow fiber membrane underwater respirators are provided.

또한, 부피의 변동에 따라 내부 압력이 변동하는 가압부에 의하여 호흡에 필요한 공기를 효율적으로 공급할 수 있는 가압식 중공사막 수중 호흡장치가 제공된다.In addition, there is provided a pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus capable of efficiently supplying air necessary for breathing by a pressurizing unit whose internal pressure is fluctuated according to a change in volume.

도 1은 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 제1실시예에 따른 사시도,
도 2는 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 중공사막모듈의 사시도이고,
도 3은 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 착용을 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 제1실시예에 따른 단면도이고,
도 5는 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 제2실시예에 따른 사시도이고,
도 6은 본 발명 가압식 중공사막 수중호흡장치의 제2실시예에 따른 단면도이다.1 is a perspective view according to a first embodiment of the present invention the pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus,
Figure 2 is a perspective view of the hollow fiber membrane module of the present invention pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus,
Figure 3 is a perspective view showing the wearing of the present invention pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus,
Figure 4 is a cross-sectional view according to a first embodiment of the present invention pressure type hollow fiber membrane underwater breathing apparatus,
5 is a perspective view according to a second embodiment of the present invention the pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus,
Figure 6 is a cross-sectional view according to a second embodiment of the pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus of the present invention.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, in the various embodiments, components having the same configuration will be representatively described in the first embodiment using the same reference numerals, and in other embodiments, different configurations from the first embodiment will be described. do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 가압식 중공사막 수중 호흡장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 제1실시예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 중공사막모듈의 사시도이이고, 도 4는 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 제1실시예에 따른 단면도이다.1 is a perspective view according to a first embodiment of the present invention pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus, Figure 2 is a perspective view of the hollow fiber membrane module of the present invention pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus, Figure 4 is a pressurized hollow fiber membrane underwater breathing of the present invention A cross section according to a first embodiment of the apparatus.

본 발명의 제1실시예에 따른 가압식 중공사막 수중 호흡장치는 수중 용존기체를 분리하는 중공사막모듈(110), 분리된 용존기체를 내부에 수용하는 몸체(120), 부피 변화에 따라 내부 압력이 변동하는 가압부(130), 수용된 용존기체를 인체에 공급하는 호흡부(140)를 포함한다.Pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus according to the first embodiment of the present invention is a hollow fiber membrane module 110 for separating the dissolved gas in the body, the body 120 for receiving the separated dissolved gas therein, the internal pressure is changed according to the volume change It includes a variable pressure unit 130, a breathing unit 140 for supplying the received dissolved gas to the human body.

중공사막모듈(110)은 수중의 용존기체를 분리하는 중공섬유(111)와, 중공섬유(111)의 양단부가 접착되는 접합부(112)와, 분리된 수중 용존기체를 배출하는 배출구(113)로 구성되어 후술하는 몸체부(120)의 상면에 장착된다.The hollow fiber membrane module 110 is a hollow fiber 111 for separating the dissolved gas in the water, a joint 112 to which both ends of the hollow fiber 111 is bonded, and a discharge port 113 for discharging the separated underwater gas. It is configured and mounted on the upper surface of the body portion 120 to be described later.

도 2를 참조하면, 중공섬유(111)는 내부에 수십에서 수백 나노미터(nm) 크기의 기공이 형성된 섬유로써, 단면의 중심에 길이방향으로 분리된 용존기체가 흐르는 공동이 형성된다.Referring to FIG. 2, the hollow fiber 111 is a fiber in which pores having a size of several tens to several hundred nanometers (nm) is formed therein, and a cavity in which dissolved gas separated in the longitudinal direction flows is formed at the center of the cross section.

접합부(112)는 외주면의 하단부가 돌출된 원통 형상으로써, 중심에 분리된 용존기체가 모이는 관통구멍이 수직방향으로 형성되며, 배출구(113)는 접합부(112)의 외경보다 작게 형성되는 원통 형상이고, 접합부(112)의 하단면에 형성되며, 중심에 접합부(112)의 관통구멍과 연통하도록 동일한 내경을 갖는 중공이 형성된다.The joint portion 112 is a cylindrical shape in which the lower end portion of the outer circumferential surface protrudes, and a through hole in which dissolved gases are separated in the center is formed in a vertical direction, and the outlet port 113 is a cylindrical shape formed smaller than the outer diameter of the joint portion 112. It is formed on the bottom surface of the junction portion 112, a hollow having the same inner diameter is formed in the center to communicate with the through hole of the junction portion 112.

본 실시예에 따른 중공사막모듈(110)은 3000개의 중공섬유로 구성되며, 각 섬유의 길이는 800mm, 외경 400μm, 내경 200μm, 유효면적은 3m2이다. 아울러, 사람의 흡기 호흡 압력에 해당하는 압력에서는 200mL/min 정도의 용존기체 분리량을 나타낸다. 일반적으로 성인남자의 경우 호흡에 필요한 공기의 양이 3L/min 정도 이므로, 중공사막모듈(110)을 15개 정도 배치한다면 호흡에 필요한 양의 용존기체를 공급할 수 있다.Hollow fiber membrane module 110 according to the present embodiment is composed of 3000 hollow fibers, the length of each fiber is 800mm, outer diameter 400μm, inner diameter 200μm, the effective area is 3m 2 . In addition, at a pressure corresponding to the inspiratory breathing pressure of a person, the dissolved gas separation amount is about 200 mL / min. In general, since the amount of air required for breathing is about 3L / min in the case of an adult man, if you place about 15 hollow fiber membrane module 110 can supply the amount of dissolved gas required for breathing.

몸체(120)는 상면에 장착된 중공사막모듈(110)에서 분리된 용존기체를 내부에 수용하여 인체에 공급하는 장치로서, 몸체(120)의 형상은 본 실시예에서는 육면체 형상으로 도시하였으나 이에 제한되는 것은 아니며 원통형, 반구형 등의 형태로 형성될 수 있으며, 하면에 수용된 용존기체를 배출하는 유출구(121)가 형성된다.Body 120 is a device for receiving the dissolved gas separated from the hollow fiber membrane module 110 mounted on the upper surface to supply to the human body, the shape of the body 120 is shown as a hexahedron in this embodiment, but limited to this It may be formed in the shape of a cylindrical, hemispherical, etc., the outlet 121 for discharging the dissolved gas contained in the lower surface is formed.

유출구(121)는 몸체(120)의 하면에 돌출되어 형성되며, 몸체(120)의 내부 공간과 연통하며 외부로 개구된 원통형상이다.The outlet 121 is formed to protrude from the lower surface of the body 120, is in communication with the internal space of the body 120 and has a cylindrical shape opened to the outside.

가압부(130)는 후술하는 가압부재(133)에 가해지는 수중 압력의 영향을 방지하는 가압부몸체(131)와, 사용자의 손을 수용하는 장갑(132)과, 부피 변화에 따라 내부 압력이 변화하는 가압부재(133)가 구비된다.The pressing unit 130 includes a pressing unit body 131 for preventing the influence of the underwater pressure applied to the pressing member 133 which will be described later, a glove 132 for receiving a user's hand, and an internal pressure according to a volume change. A changing pressure member 133 is provided.

가압부몸체(131)는 내부에 수용공간이 형성되어 후술하는 가압부재(133)를 감싸 외부의 수압으로부터 보호하는 원통형상의 부재로써, 외주면의 소정부분이 사용자의 손이 들어갈 수 있는 크기만큼 개구된다.The pressing unit body 131 is a cylindrical member that is formed in the receiving space to surround the pressing member 133, which will be described later, to protect against external water pressure, and a predetermined portion of the outer circumferential surface is opened as large as a user's hand can enter. .

장갑(132)은 일반적으로 사용하는 고무장갑과 같은 형태의 부재로써, 가압부몸체(131)의 개구된 부분의 내주면에 일단이 결합되어 가압부몸체(131)의 내부 방향으로 형성된다.The glove 132 is a member in the form of a rubber glove, which is generally used, and has one end coupled to an inner circumferential surface of an open portion of the pressing portion body 131 and is formed in an inner direction of the pressing portion body 131.

한편, 가압부몸체(131)와 장갑(132)은 수중 활동 시에 수중 압력을 견딜 수 있도록 내구성이 좋은 재질로 구비되는 것이 바람직하다.On the other hand, the pressing unit body 131 and the glove 132 is preferably provided with a durable material to withstand the underwater pressure during the underwater activity.

가압부재(133)는 내부에 수용공간이 형성된 원통형상으로써, 외주면에 주름이 형성되고, 탄성을 갖는 재질로 형성되며, 가압부재(133)의 상면과 하면에 설치되는 연결밸브(C)를 포함한다. The pressing member 133 has a cylindrical shape having a receiving space therein, the outer circumferential surface is formed with wrinkles, formed of a material having elasticity, and includes a connecting valve (C) installed on the upper and lower surfaces of the pressing member 133. do.

연결밸브(C)는 가압부재(133)의 상면과 하면에 설치되어, 각각 몸체(120)와 후술하는 호흡부(140)와 연결되는 부재로써, 용존기체의 역방향 흐름을 방지하도록 내부에 일반적인 체크밸브가 장착되어 몸체(120)에서 호흡부(140) 방향으로만 용존기체가 유입되도록 한다.Connection valve (C) is installed on the upper and lower surfaces of the pressure member 133, respectively connected to the body 120 and the breathing unit 140 to be described later, the general check inside to prevent the reverse flow of the dissolved gas The valve is mounted so that the dissolved gas flows only in the direction of the breathing unit 140 from the body 120.

호흡부(140)는 인체의 구강부에 착용가능한 마스크(141)와, 일단은 연결밸브(C)와 결합되고 타단은 마스크(141)와 연결되며 내부에 용존기체가 흐르는 유로가 형성된 호스(142)로 구성된다.Respirator 140 is a mask 141 wearable on the oral cavity of the human body, one end is coupled to the connection valve (C), the other end is connected to the mask 141, the hose 142 is formed with a flow path through which dissolved gas flows therein It consists of

마스크(141)는 수중 호흡 중, 사용자가 날숨을 내쉬는 경우에는 구강부로부터 배출되는 기체를 마스크의 외부로 배출하도록 하는 호흡조절부재(미도시)가 구비되며, 호흡조절부재(미도시)는 일반적인 수중호흡기(Regulator)가 사용될 수 있다.The mask 141 is provided with a breathing control member (not shown) to discharge the gas discharged from the oral cavity to the outside of the mask when the user exhales during underwater breathing, the breathing control member (not shown) is a general A regulator may be used.

한편, 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 몸체(120)는 인체에 착용 가능하도록 벨트가 인체를 감싸도록 형성되는 착용부재(150)을 더 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, the body 120 of the pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus preferably further includes a wearing member 150 is formed so that the belt wraps the human body to be worn on the human body.

지금부터는 상술한 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the first embodiment of the above-mentioned pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus will now be described.

도 3은 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 착용을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 제1실시예에 따른 동작 단면도이다.Figure 3 is a perspective view showing the wear of the present invention pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus, Figure 4 is an operation cross-sectional view according to a first embodiment of the present invention pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus.

도 3을 참조하면, 사용자가 제1실시예에 따른 가압식 중공사막 수중 호흡장치를 착용한 모습이 도시된다. 사용자는 몸체(120)에 구비된 착용부재(150)를 착용하고 마스크(141)을 구강부에 착용한 후 입수한다.Referring to Figure 3, the user is shown wearing a pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus according to the first embodiment. The user wears the wearing member 150 provided in the body 120 and wears the mask 141 after wearing it on the oral cavity.

복수개의 중공사막모듈(110)을 배치하는 경우 일정수준 이상의 부피를 차지하게 되므로 착용시 사용자의 수중활동을 방해하지 않도록 설계되도록 하며, 중공사막모듈(110)의 용존기체 분리 효율 저하를 방지하도록 물과 쉽게 접할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.When the plurality of hollow fiber membrane module 110 is disposed, it occupies a volume of a predetermined level or more so that it is designed not to disturb the user's underwater activity when worn, and water is prevented to reduce the dissolved gas separation efficiency of the hollow fiber membrane module 110. It is desirable to make it easily accessible.

또한, 사용자의 호흡을 원활하게 하기 위하여 용존기체가 인체의 구강부까지 도달하는 경로가 최소화되도록, 몸체부(120)가 사용자의 상체에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, in order to minimize the path for the dissolved gas to reach the oral cavity of the human body in order to facilitate the user's breathing, it is preferable that the body portion 120 is located on the upper body of the user.

도 4에서 가압부(130)의 장갑(132)은 발명의 동작을 명확히 하기 위하여 도시하지 않는다.The glove 132 of the pressing unit 130 in Figure 4 is not shown to clarify the operation of the invention.

도 4(a)를 참조하면, 사용자가 수중 호흡 중에 장갑(132)에 손을 삽입하고 가압부재(133)를 손으로 움켜쥐어 가압하면 호흡부(140)와 연결된 연결밸브(C)가 개방되고 몸체(120)와 연결된 연결밸브(C)는 폐쇄되어, 상대적으로 고압인 가압부재(133)의 내부 용존기체가 호흡부(140)를 통해 구강부에 공급되며, 이때 사용자는 숨을 들이킴으로써 공기를 공급받을 수 있다.Referring to FIG. 4 (a), when the user inserts his hand into the glove 132 while breathing underwater and presses the pressure member 133 by hand, the connection valve C connected with the breathing unit 140 is opened. The connection valve C connected to the body 120 is closed, and the internal dissolved gas of the relatively high pressure pressurizing member 133 is supplied to the oral cavity through the breathing unit 140, whereby the user breathes in. Air can be supplied.

도 4(b)를 참조하면, 사용자가 손으로 움켜쥐었던 가압부재(133)를 풀어 감압하면, 몸체(120)와 연결된 연결밸브(C)는 개방되고 호흡부(140)와 연결된 연결밸브(C)는 폐쇄됨으로써, 상대적으로 고압인 몸체(120) 외부로부터 중공사막모듈(110)에 의해 용존기체가 분리되면서 가압부재(133)의 내부로 수용된다.Referring to FIG. 4 (b), when the user releases and depressurizes the pressure member 133 held by the hand, the connection valve C connected to the body 120 is opened and the connection valve connected to the breathing unit 140 ( C) is closed, so that the dissolved gas is separated by the hollow fiber membrane module 110 from the outside of the relatively high pressure body 120 is received into the pressure member 133.

한편, 가압부(130)는 통상적인 펌프로 대체되어 사용될 수도 있다.On the other hand, the pressing unit 130 may be used by replacing the conventional pump.

상술한 바와 같이 사용자는 가압부재(133)의 가압과 감압을 반복함으로써 공기를 공급받을 수 있다.As described above, the user may be supplied with air by repeating pressurization and depressurization of the pressing member 133.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 가압식 중공사막 수중 호흡장치에 대하여 구성에 대해 설명하고, 제1실시예와 동일한 구성의 설명은 생략한다.Next, the configuration of the pressure-repelling hollow fiber membrane underwater breathing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described, and the description of the same configuration as in the first embodiment will be omitted.

도 5는 본 발명 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 제2실시예에 따른 사시도이고, 도 6은 본 발명 가압식 중공사막 수중호흡장치의 제2실시예에 따른 동작 단면도이다.5 is a perspective view according to a second embodiment of the pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view of the operation according to a second embodiment of the pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus of the present invention.

호흡부(140)는 인체의 구강부에 착용가능한 마스크(141)와, 용존기체를 수용하는 저장부(143)와, 일단은 저장부(143)와 결합되고 타단은 마스크(141)와 연결되며 내부에 용존기체가 흐르는 유로가 형성된 호스(142)로 구성된다.The breathing unit 140 is a mask 141 that can be worn on the oral cavity of the human body, a storage unit 143 for receiving a dissolved gas, one end is coupled to the storage unit 143 and the other end is connected to the mask 141. The hose 142 is formed with a flow path through which dissolved gas flows.

저장부(143)는 본 실시예에서는 원통형상으로 형성되고, 내부에 수용공간이 구비되어 가압부재(133)로부터 공급된 용존기체를 수용하며, 내부의 수용공간을 둘 이상의 영역으로 구획하는 하나 이상의 구획부재(144)와, 구획부재(144)에 의해 구획된 내부 영역의 적어도 하나 이상의 영역에 형성되는 버퍼(145)를 포함한다.The storage unit 143 is formed in a cylindrical shape in this embodiment, is provided with a receiving space therein to accommodate the dissolved gas supplied from the pressing member 133, at least one partitioning the receiving space therein into two or more areas The partition member 144 and a buffer 145 formed in at least one region of the inner region partitioned by the partition member 144.

구획부재(144)는 저장부(143)의 내부 양 측면으로부터 소정거리 이격되어 양측에 형성되며, 탄성을 갖는 막 형태로 형성되는 것이 바람직하다.The partition member 144 is formed on both sides of the storage unit 143 by a predetermined distance from both inner side surfaces thereof, and is preferably formed in a film form having elasticity.

버퍼(145)는 구획부재(144)에 의하여 구획된 영역 중 적어도 하나의 영역에 형성되어 분리된 용존기체를 수용하며, 본 실시예에서는 양측의 구획부재(144)의 사이에 형성되었으며, 탄성을 갖는 구획부재(144)가 변형하는 방향에 따라 버퍼(145)의 부피가 팽창 또는 수축한다.The buffer 145 is formed in at least one of the regions partitioned by the partition member 144 to accommodate the dissolved gas separated therein, and is formed between the partition members 144 on both sides in this embodiment. The volume of the buffer 145 expands or contracts according to the direction in which the partition member 144 having it deforms.

한편, 버퍼(145)와 접하는 저장부(143)의 외측면에는 연결밸브(C)가 결합되어 용존기체를 수용하며, 호스(142)가 결합되어 용존기체를 공급한다.On the other hand, the connection valve (C) is coupled to the outer surface of the storage unit 143 in contact with the buffer 145 to accommodate the dissolved gas, the hose 142 is coupled to supply the dissolved gas.

지금부터는 상술한 가압식 중공사막 수중 호흡장치의 제2실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the second embodiment of the above-mentioned pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus will now be described.

도 6은 본 발명 가압식 중공사막 수중호흡장치의 제2실시예에 따른 동작 단면도이다.Figure 6 is a cross-sectional view of the operation according to the second embodiment of the present invention pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus.

한편, 도 6에서 가압부(130)의 장갑(132)은 발명의 동작을 명확히 하기 위하여 도시하지 않는다.On the other hand, the glove 132 of the pressing unit 130 in Figure 6 is not shown to clarify the operation of the invention.

도 6(a)를 참조하면, 사용자가 수중 호흡 중에 가압부재(133)를 손으로 움켜쥐어 가압하면 저장부(143)와 연결된 연결밸브(C)가 개방되고 몸체(120)와 연결된 연결밸브(C)는 폐쇄되어, 상대적으로 고압인 가압부재(133)의 내부 용존기체가 버퍼(145)에 공급된다. Referring to FIG. 6 (a), when a user grabs and pressurizes the pressure member 133 by hand while breathing underwater, a connection valve C connected to the storage 143 is opened and a connection valve connected to the body 120 ( C) is closed so that the internal dissolved gas of the relatively high pressure pressing member 133 is supplied to the buffer 145.

도 6(b)를 참조하면, 사용자가 손으로 움켜쥐었던 가압부재(133)를 풀어 감압하면, 몸체(120)와 연결된 연결밸브(C)는 개방되고 저장부(143)와 연결된 연결밸브(C)는 폐쇄됨으로써, 상대적으로 고압인 몸체(120) 외부로부터 중공사막모듈(110)에 의해 용존기체가 분리되면서 가압부(133)의 내부로 수용된다.Referring to FIG. 6 (b), when the user releases and depressurizes the pressure member 133 grasped by the hand, the connection valve C connected to the body 120 is opened and the connection valve connected to the storage unit 143 ( C) is closed, so that the dissolved gas is separated by the hollow fiber membrane module 110 from the outside of the relatively high-pressure body 120 is accommodated inside the pressing unit 133.

한편, 날숨 시에는 호흡조절부재(미도시)에 의하여 인체의 구강부와 저장부(143)는 차단되므로, 이때 사용자는 가압부재(133)를 가압과 감압을 반복하면, 저장부(143)의 내부에 형성된 탄성을 갖는 구획부재(144)에 압력을 가하게 되어 버퍼(145)가 팽창함으로써 충분한 공기를 저장부(143)의 버퍼(145)에 미리 수용할 수 있다.On the other hand, during the exhalation, because the oral cavity and the storage unit 143 of the human body is blocked by the breathing control member (not shown), at this time the user repeats pressing and depressurizing the pressing member 133, the storage unit 143 By applying pressure to the partition member 144 having elasticity formed therein, the buffer 145 may expand, so that sufficient air may be previously received in the buffer 145 of the storage unit 143.

또한, 탄성을 갖는 구획부재(144)의 복원력에 의하여 사용자가 공기를 편안하게 흡입할 수 있도록 돕는다.In addition, the restoring force of the resilient partition member 144 helps the user to inhale air comfortably.

상술한 바에 의하면, 가압부재(133)를 반복적으로 가압하여 용존기체를 저장부(143)에 미리 저장함으로써, 안정적이고 효율적으로 사용자에게 공기를 공급할 수 있게 된다.As described above, by repeatedly pressing the pressing member 133 and storing the dissolved gas in the storage unit 143 in advance, it is possible to stably and efficiently supply air to the user.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments but may be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended patents. Without departing from the gist of the invention as claimed in the patent scope, those skilled in the art to which the invention pertains are considered to be within the scope of the claims described in the present invention to various extents that can be modified.

110: 중공사막모듈 120: 몸체
130: 가압부 140: 호흡부
143: 저장부 144: 구획부재
145: 버퍼110: hollow fiber membrane module 120: body
130: pressurization unit 140: breathing unit
143: storage unit 144: partition member
145: buffer

Claims (4)

수중 용존기체를 분리하여 공급하는 중공사막모듈;
상기 중공사막모듈이 일면에 장착되고, 내부에 상기 용존기체가 수용되며 내부를 수압으로부터 보호하는 몸체;
상기 몸체와 연결되며 탄성을 갖도록 구비되어 조작에 의하여 수축된 후 탄성 복원됨으로써 내부의 압력이 변동하는 가압부재와, 상기 가압부재와의 사이 공간에서 상기 가압부재의 조작을 위한 공간을 형성하며 상기 가압부재를 수압으로부터 보호하는 가압부몸체가 구비된 가압부;
상기 가압부로부터 공급되는 용존기체를 임시저장하는 저장부, 상기 저장부와 인체의 구강부을 연결하며 내부에 용존기체가 흐르는 유로를 구비하는 호흡부; 상기 몸체와 상기 호흡부에 각각 연결되는 상기 가압부의 양측에 설치되어 상기 용존기체를 일방향으로 흐르도록 하는 연결밸브;를 포함하며,
상기 저장부는 내부공간이 탄성력을 가지는 구획부재에 의하여 복수개의 공간으로 구획되며, 구획되는 공간 중 적어도 하나는 상기 가압부재의 수축시에 상기 용존기체가 유입되어 부피가 팽창함으로써 상기 구획부재에 의한 탄성력이 가해지는 버퍼를 형성하는 것을 특징으로 하는 가압식 중공사막 수중 호흡장치.Hollow fiber membrane module for separating and supplying dissolved gas in water;
A body for mounting the hollow fiber membrane module on one surface and accommodating the dissolved gas therein and protecting the inside from water pressure;
It is connected to the body and is provided to have an elastic and is elastically restored after being contracted by the operation to form a space for the operation of the pressing member in the space between the pressure member and the pressure member inside the fluctuation of the pressure member and the pressing A pressing portion provided with a pressing portion body for protecting the member from water pressure;
A storage unit for temporarily storing the dissolved gas supplied from the pressurizing unit, a breathing unit connecting the storage unit and the oral cavity of the human body and having a flow path through which the dissolved gas flows; And connecting valves installed at both sides of the pressurizing part connected to the body and the breathing part to allow the dissolved gas to flow in one direction.
The storage unit is partitioned into a plurality of spaces by a partition member having an elastic force, and at least one of the partitioned spaces is the elastic force caused by the partition member by expanding the volume of the dissolved gas when the pressure member contracts. A pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus, characterized in that to form a buffer to be applied. 제1항에 있어서,
상기 가압부재가 수축시에는 상기 가압부재에서 상기 호흡부로 상기 용존기체가 유입되며, 상기 가압부재가 팽창시에는 상기 몸체에서 상기 가압부재로 상기 용존기체가 유입되는 것을 특징으로 하는 가압식 중공사막 수중 호흡장치.The method of claim 1,
When the pressure member contracts, the dissolved gas flows from the pressure member to the breathing portion, and when the pressure member expands, the dissolved gas flows from the body to the pressure member. Device. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 몸체에 장착되며 인체에 착용 가능하도록 형성되는 착용부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압식 중공사막 수중 호흡장치.


The method of claim 1,
Pressurized hollow fiber membrane underwater breathing apparatus further comprises a wearing member mounted to the body and formed to be worn on the human body.


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