KR20160143421A - 산소 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산소 마스크에 관한 것으로, 일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸며 사용자의 머리를 감쌌을 때 내부에 공기를 저장할 수 있도록 형성되는 호흡낭부; 및 상기 호흡낭부의 내부에 구비되어 상기 사용자의 호흡시 배출되는 공기 중 이산화탄소 또는 습기를 제거하거나 재활용하는 필터부;를 포함한다.

Description

산소 마스크 {OXYGEN MASK}

본 발명은 사용자가 유독가스에 노출된 상황에서 질식사를 방지하기 위한 산소 마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크기 및 무게를 최소화하면서도 사용시간을 길게 할 수 있는 산소 마스크에 관한 것이다.

방독면은 화재와 같이 사용자가 유독가스에 노출된 상황에서 사용되는 대표적인 안전기구이다. 그러나 방독면은 단순히 외기의 유독가스를 정화시켜 사용자로 하여금 호흡하도록 하기 때문에, 산소가 부족한 공간에서는 완전히 무용지물로 될 수 있는바, 더욱 근원적으로 해결할 수 있는 안전기구의 필요성이 대두되고 있다.

이러한 필요성을 충족시키기 위해 개발된 것이 바로 산소 마스크로서, 종래의 산소 마스크는 유독가스의 흡입을 차단하기 위하여 사용자의 머리를 감싸는 두건 및 두건 내부로 신선한 공기로 호흡할 수 있도록 지속적으로 산소를 공급하는 산소용기를 포함하여 구성되어 왔다.

그런데, 이와 같이 구성되는 종래의 산소 마스크의 경우, 산소용기의 크기가 크고 무게가 무거울 뿐만 아니라 두건과 산소용기의 결합구조가 복잡하여, 휴대성 및 간편성이 매우 떨어지는 문제점이 있었다.

특히, 사용자가 유독가스에 노출된 상황에서는 산소 마스크를 신속하게 착용하고 주위 상황까지 고려하면서 안전하게 대피하여야 하기에, 휴대성 및 간편성과 관련된 종래의 산소 마스크가 갖는 문제점은 반드시 해결되어야 할 과제라 할 것이다.

그러나 산소 마스크의 크기 및 무게를 최소화하기 위해 산소용기의 용량을 단순하게 줄이기만 한다면, 산소용기 내에 저장되어 있는 산소의 양이 감소하게 되므로 사용시간이 짧아지게 되는 새로운 문제가 발생될 수 있다.

이와 같이 사용시간이 짧아지게 되는 새로운 문제는, 종래의 산소 마스크에 포함되는 두건의 구조상 사용자의 호흡시 배출되는 공기에 포함된 이산화탄소 또는 습기의 처리가 어려워서 사용시간을 길게 할 수 없는 문제와 맞물려, 시간적 제한으로 인해 주위 상황에 유연하게 대처할 수 없다는 문제점으로 이어지게 된다.

즉, 종래의 산소 마스크에 의하면, 휴대성과 간편성을 극대화하기 위하여 산소용기의 용량을 줄이면 사용시간이 짧아져 주위 상황에 유연하게 대처할 수 없는 문제가 있고, 사용시간을 늘리기 위하여 산소용기의 용량을 늘리면 휴대성과 간편성을 극대화할 수 없다는 문제가 있다.

본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크기 및 무게를 최소화하면서도 사용시간을 길게 할 수 있는 산소 마스크를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 산소 마스크는 일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸며, 사용자의 머리를 감쌌을 때 내부에 공기를 저장할 수 있도록 형성되는 호흡낭부; 상기 호흡낭부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡시 배출되는 공기 중 이산화탄소 또는 습기를 제거하거나 재활용하는 필터부; 및 상기 필터부를 통해 제거되거나 재활용되는 이산화탄소 또는 습기의 양을 시간별로 측정함으로써 확인되는 상기 필터부의 교체시기를 상기 사용자가 보유하고 있는 휴대용 무선 단말기를 통해 알려주도록 상기 호흡낭부에 장착되는 통신부를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 통신부는 상기 사용자가 보유하고 있는 휴대용 무선 단말기를 통해 상기 사용자의 호흡량 또는 호흡 상태에 대하여 입력한 정보를 이용하여 상기 필터부의 교체시기의 기준을 결정할 수 있다.

한편, 기술적 과제를 해결하기 위해 다르게 안출된 본 발명에 따른 산소 마스크는 일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸며, 사용자의 머리를 감쌌을 때 내부에 공기를 저장할 수 있도록 형성되는 호흡낭부; 상기 사용자의 호흡을 도울 수 있도록, 상기 사용자의 코 또는 입에 인접하여 상기 호흡낭부의 내부에 구비되는 호흡부; 및 상기 호흡낭부의 내부 또는 상기 호흡부 중 적어도 어느 하나에 구비되어, 상기 사용자의 호흡시 배출되는 공기 중 이산화탄소 또는 습기를 제거하거나 재활용하는 필터부;를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 호흡부는 상기 사용자의 코 또는 입 주변에 밀착되는 안면부와, 상기 호흡낭부 내부에 저장된 공기를 상기 안면부로 유입시킬 수 있도록, 상기 호흡낭부와 상기 안면부 사이에 마련되는 연결부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 호흡부는 상기 사용자의 코에 삽입되는 노즈 피스 또는 상기 사용자의 입에 삽입되는 마우스 피스 중 적어도 어느 하나의 형태로 형성되는 삽입부와, 상기 호흡낭부 내부에 저장된 공기를 상기 삽입부로 유입시킬 수 있도록, 상기 호흡낭부와 상기 삽입부 사이에 마련되는 연결부를 포함할 수도 있다.

한편, 기술적 과제를 해결하기 위해 또 다르게 안출된 본 발명에 따른 산소 마스크는 일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸며, 사용자의 머리를 감쌌을 때 내부에 공기를 저장할 수 있도록 형성되는 호흡낭부; 및 상기 호흡낭부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡시 배출되는 공기 중 이산화탄소 또는 습기를 제거하거나 재활용하는 필터부;를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같이 여러 가지 형태로 안출되는 본 발명에 따른 산소 마스크에 있어서, 상기 필터부는 상기 사용자의 호흡시 배출되는 공기 중 이산화탄소 또는 습기와 화학적 반응을 통해 산소를 발생시키는 산소발생유닛을 구비할 수 있다.

이때, 상기 산소발생유닛은 상기 사용자의 호흡시 발생되는 상기 호흡낭부의 내부에서의 공기 흐름 방향에 대응하여 상기 필터부에 구비될 수 있다.

아울러, 상기 산소발생유닛은 상기 필터부를 통해 제거되는 이산화탄소 또는 습기의 양에 대응되는 양만큼 산소를 발생시킬 수 있다.

한편, 여러 가지 형태로 안출되는 본 발명에 따른 산소 마스크는 상기 호흡낭부 내부로 산소를 공급할 수 있도록, 상기 호흡낭부 또는 상기 필터부 중 적어도 어느 하나와 연결된 산소공급부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 산소공급부는 상기 호흡낭부 내부로 공급되는 산소의 유량을 조절하기 위한 유량조절유닛을 구비할 수 있다.

한편, 여러 가지 형태로 안출되는 본 발명에 따른 산소 마스크는 상기 호흡낭부의 내부 공기 압력을 조절할 수 있도록 상기 호흡낭부 또는 상기 필터부 중 적어도 어느 하나에 마련된 압력조절부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

뿐만 아니라, 여러 가지 형태로 안출되는 본 발명에 따른 산소 마스크에 있어서, 상기 호흡낭부는 상기 개구부를 통해 상기 사용자의 머리가 삽입된 이후에 상기 개구부가 상기 사용자의 목 또는 머리 일측에 밀착될 수 있도록 상기 개구부의 크기를 조절할 수 있는 조임부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 호흡낭부는 상기 사용자의 머리가 삽입된 이후에 상기 사용자가 상기 호흡낭부의 외부를 식별할 수 있도록 2중창으로 형성된 투시창을 포함할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 호흡낭부는 상기 사용자의 안면을 화염으로부터 보호하면서도 상기 사용자의 위치를 제3자에게 알릴 수 있도록 난연성의 반사 재질로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 산소 마스크에 의하면, 크기 및 무게를 최소화하면서도 사용시간을 길게 할 수 있어서,휴대성과 간편성을 극대화하면서도 사용시간이 길어져 주위 상황에 유연하게 대처할 수 있다.

이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 일 실시예의 단면도에서 호흡부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 일 실시에에 있어서의 공기 흐름을 도시한 작동상태도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 대한 변형례를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

아울러, 본 발명을 설명하는데 있어서, 전방·후방 또는 상측·하측과 같이 방향을 지시하는 용어들은 당업자가 본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 기재된 것들로서, 상대적인 방향을 지시하는 것이므로, 이로 인해 권리범위가 제한되지는 않는다고 할 것이다.

먼저, 도 1 내지 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

여기서, 도 1은 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 일 실시예의 단면도에서 호흡부를 확대하여 도시한 단면도이다. 또한, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 대한 변형례를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예 및 이에 대한 변형례는 호흡낭부(100) 및 필터부(300)를 포함하여 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 호흡부(200), 산소공급부(400), 압력조절부(500), 통신부(600)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 호흡낭부(100)는 사용자의 머리를 전체적으로 감싸도록 구비되어 외부의 공기가 호흡낭부(100) 내부로 유입되는 것을 방지하고, 사용자의 머리가 화염 또는 분진, 유독가스 노출되는 것을 방지하는 구성요소이다.

이러한 호흡낭부(100)는 외부와 내부 사이에서 공기가 상호 유동하는 것을 방지할 수 있는 재질이라면 어떠한 재질로 이루어져도 무방하며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다고 할 것이다.

다만, 보다 상세하게 설명하기 위하여 호흡낭부(100)의 재질을 예를 들어 설명하면, 사용하지 않을 때 접어서 휴대 및 보관하기 용이하도록 비닐 또는 고무와 같은 연성의 합성수지 재질일 수도 있고, 외부로부터의 충격으로부터 보호하기 용이하도록 플라스틱과 같이 같은 경성의 합성수지 재질일 수도 있다. 또한, 호흡낭부(100)는 안면을 화염으로부터 보호하면서도 사용자의 위치를 제3자에게 알릴 수 있도록 난연성의 반사 재질로 형성될 수도 있다.

이와 같이 다양한 재질로 구성될 수 있는 호흡낭부(100)의 일측에는 사용자가 호흡낭부(100)를 착용하거나, 벗을 수 있는 개구부(110)가 형성되어 있다. 이러한 개구부(110)를 통해 사용자는 호흡낭부(100)에 머리를 넣어서 호흡낭부(100)를 착용하거나, 사용이 완료된 후에 개구부(110)를 통해 호흡낭부(100)로부터 머리를 빼서 호흡낭부(100)를 벗을 수 있다.

이러한 개구부(110)에는 사용자가 머리를 넣어서 호흡낭부(100)를 착용한 이후에, 개구부(110)를 통해 외부 공기가 호흡낭부(100) 내부로 들어오는 것을 방지할 수 있도록 조임부(111)가 구비될 수 있다.

조임부(111)는 개구부(110)를 따라서 구비되어 사용자의 목 또는 머리 일측에 밀착될 수 있도록 하여 목 또는 머리 일측 또는 목 부분을 조여줌으로써 호흡낭부(100) 내부 및 외부의 공기가 유동하는 것을 차단하거나, 공기의 유동을 최소화하는 것이다.

이러한 조임부(111)는 개구부(110)를 조여 공기의 유동을 용이하지 않게 할 수 있는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 개구부(110)를 따라 구비되는 탄성밴드 또는 조임끈 등으로 형성되는 것이 사용의 편의성을 고려하여 볼 때 더욱 유리할 것이다.

또한, 호흡낭부(100)의 일측에는 사용자가 외부의 상황을 육안으로 용이하게 확인할 수 있도록 투시창(120)이 구비될 수 있다.

물론, 호흡낭부(100)의 재질이 투명한 경우에는 별도의 투시창(120)이 필요하지 않겠지만, 호흡낭부(100)의 재질이 투명한 재질이 아닌 경우에는 호흡낭부(100)를 착용한 사용자가 외부의 상황을 육안으로 확인할 수 있도록 투시창(120)이 구비되어야 할 것이다.

이러한 투시창(120)은 두건부를 착용한 사용자가 외부의 상황을 용이하게 확인할 수 있도록 투명한 비닐, 아크릴 또는 폴리카보네이트 등 투명한 재질이라면 어떠한 재질로 이루어져도 무방하다.

다만, 투시창(120)은 호흡낭부(100)의 내부 및 외부의 온도차이로 인해 성에 성애 등이 발생하는 것을 방지하기 위하여 2중창 구조로 형성되는 것이 유리할 것이다.

한편, 호흡부(200)는 호흡낭부(100)의 내부에 구비되어 사용자의 입 또는 코와 같은 호흡기를 감싸거나, 호흡기의 내부에 삽입되어 사용자의 호흡을 용이하게 유도하는 구성요소이다.

이러한 호흡부(200)는 사용자의 호흡기를 감싸도록 형성되거나, 마우스 피스(Mouth piece) 또는 노즈 피스(Nose piece)와 같이 호흡기의 내부에 삽입되도록 형성될 수 있는 등 이 역시 어떠한 형태로 형성되어도 무방하며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 물론이다.

다만, 더욱 상세한 설명을 위해, 도면으로 도시된 바와 같이 본 발명에서의 일 실시예에서는 사용자의 코 또는 입 주변에 밀착되어 호흡기를 감싸는 안면부(210)를 포함하는 형태를 중심으로 하여 설명하기로 한다.

즉, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 있어서의 호흡부(200)는 안면부(210)와, 연결부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 안면부(210)는 사용자의 입 및 코 중 적어도 어느 하나의 호흡기를 감싸도록 형성되어 호흡기에 사용자의 안면에 밀착되도록 형성되는 것으로, 사용자의 안면 골격을 고려하여 다양한 형태로 구성될 수 있음은 당연하다.

또한, 안면부(210)는 가볍고 탄성복원력을 갖춘 연성의 소재로 형성될 수 있다. 이처럼 안면부(210)가 탄성복원력을 갖춘 연성을 소재로 형성되는 경우, 안면부(210)의 밀착력은 향상됨은 물론, 필요에 따라 접힘이 가능하게 될 것이다.

이러한 안면부(210)의 일측에는 개구홀이 형성되어 연결부(220)와 연결이 가능하며, 안면부(210)의 테두리부에는 머리끈 연결부(211)가 더 형성될 수 있다.

여기서, 머리끈 연결부(211)는 머리끈(미도시)이 연결되는 구성요소로서, 사용자가 산소마스크(10)를 착용할 때 머리끈(미도시)을 통해 안면부(210)를 사용자의 호흡기 주변에 밀착시키거나 고정시킬 수 있도록 한다.

이때, 머리끈의 재질이나 형상 역시 제한이 없으나, 사용자가 안면부(210)를 신속하게 착용할 수 있도록, 탄성밴드와 같이 소정의 탄성이 있는 재질로서 고리 형상으로 형성되는 것이 유리하다.

한편, 연결부(220)는 안면부(210)의 일측에 형성된 개구홀에 결합되도록 구비되어 호흡낭부(100)의 내부 공기를 안면부(210) 내부로 유입시켜 사용자가 용이하게 흡입할 수 있도록 공기를 유도하는 구성요소이다.

이러한 연결부(220)의 일단은 안면부(210)의 개구홀에 결합되고 타단은 호흡낭부(100)의 일측에 결합되도록 구성되며, 연결부(220)의 측면부 일측에는 호흡낭부(100) 내부 공기가 유동할 수 있는 통로를 제공할 수 있도록 관통공(221)이 마련된다.

호흡낭부(100)의 일측과 결합되는 연결부(220)의 일단은 폐쇄되어 호흡낭부(100)의 외측으로 노출되도록 구비될 수 있으며, 그 일측에 외부의 산소가 호흡낭부(100) 내부로 유입될 수 있도록 하는 산소공급부(400)가 형성될 수 있다.

이때, 호흡낭부(100)와 연결부(220)의 연결부위는 외부의 공기가 유동하지 않도록 밀폐될 수 있으며, 산소유입부(400)는 호흡낭부(100)의 일측과 결합되는 연결부(220) 일단의 일측을 관통하고 호흡낭부(100)의 외부로 돌출되어 별도의 산소공급수단과 연결하는 유로(410)가 삽입될 수 있는 결합돌기를 포함하여 형성될 수 있다.

물론, 산소공급부(400)는 전술한 바와 같이 반드시 연결부(220)의 일측에 결합돌기를 포함하여 형성될 필요가 없음은 물론이며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다.

즉, 산소공급부(400)는 호흡낭부(100) 내부로 산소가 공급될 수 있도록, 호흡낭부(100) 또는 후술할 필터부(300) 중 적어도 어느 하나와 연결되는 다양한 구성요소를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 이러한 산소공급부(400)는 후술할 압력조절부(500)와 함께 호흡낭부(100)의 공기 압력을 조절하기 위한 목적 등으로, 호흡낭부(100) 내부로 공급되는 산소의 유량을 조절할 수 있는 유량조절유닛(미도시)를 구비할 수도 있을 것이며, 이때 유량조절유닛(미도시)은 호흡낭부(100) 내부로 공급되는 산소의 유량을 조절할 수 있는 감압밸브, 정압감압밸브 등 다양하게 구성될 수 있다.

뿐만 아니라, 산소공급부(400)는 호흡낭부(100) 내부로 산소를 공급하기 위하여 산소압축용기 또는 산소발생기기와 같은 산소공급수단을 포함하여 구성될 수 있는데, 이때 산소공급수단은 호흡낭부(100) 내부로 신선한 산소를 공급할 수 있는 장치라면 어떠한 장치를 사용하여도 무방하다. 하지만, 위급 상황 시에 사용자가 신속하게 이동 가능하도록, 산소공급수단은 휴대가 용이한 최소 크기로 형성되는 것이 유리하며, 이는 호흡낭부(100) 내부에서 날숨을 재활용하거나, 산소를 재생성하기 때문에 산소공급수단의 용량을 최소화할 수 있기 때문에 가능하다.

산소공급수단의 산소 배출구에는 산소공급수단에서 배출되는 산소의 공급 압력을 조절하기 위한 감압수단이 구비될 수 있다. 이러한 감압수단은 사용자의 호흡량, 호흡낭부(100) 내부의 산소 잔량 등을 고려하여 사용자가 압력을 조절하겠지만, 이에 한정되지 않고 사용자의 호흡이 용이하지 않아 많은 양의 산소가 공급되어야 되는 경우에는 대량의 산소를 공급할 수 있음은 당연하다.

이와 같은 산소공급부(400)를 통해 유입되는 산소는, 연결부(220) 내부로 유입되어 연결부(220) 내부의 공기와 혼합되어 사용자가 호흡하는데 이용될 수 있거나, 또는 호흡낭부(100) 내부로 유입되어 호흡낭부(100) 내부의 공기와 혼합되어 사용자가 호흡하는데 이용될 수 있다.

이와 같이 구성되는 호흡부(200)의 일측, 더욱 구체적으로 연결부(220)의 일단과 호흡낭부(100) 내부의 공기와의 유동을 위해 형성된 관통공(221) 사이에는 필터부(300)가 구비될 수 있다.

여기서, 필터부(300)는 사용자의 호흡시 배출되는 공기 중 이산화탄소 또는 습기를 제거하거나 재활용하기 위한 구성요소로서, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에서는 호흡부(200)의 일측에 마련되어 있지만, 구체적으로 호흡부(200)의 일측이라고 제한되지 않고 단순히 호흡낭부(100)의 내부에 구비될 수도 있음은 당연하며, 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음은 물론이다.

이러한 필터부(300)는 필터유닛(310) 또는 산소발생유닛(320) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

필터유닛(310)은 사용자의 호흡시 발생되는 이산화탄소 또는 습기, 즉 사용자의 날숨에 포함된 이산화탄소 또는 습기를 제거하는 것으로 사용자의 호흡을 돕는 구성요소이다.

이러한 필터유닛(310)은 사용양태에 따라 연결부(220)의 내부에 구비되지 않고, 호흡낭부(100)의 내부 일측에 구비되어 호흡낭부(100) 내부에 저장된 공기에서 이산화탄소 및 습기를 흡수할 수 있다. 또 다른 양태로서 필터유닛(310)은 연결부(220) 및 호흡낭부(100)의 내부 일측에 각각 형성되어 2차 또는 몇 차에 걸쳐 습기 및 이산화탄소를 흡수할 수도 있다.

또한, 산소발생유닛(320)은 연결부(220)의 내부에 필터유닛(310)의 일면과 접하도록 구비되어 사용자의 날숨에 포함된 이산화탄소 또는 수분과 화학적 반응을 통해 산소를 발생시키는 구성요소이다.

이러한 산소발생유닛(320)은 사용자의 날숨과 화학적 반응을 통해 산소를 발생시켜야 하기 때문에 날숨이 필터유닛(310)을 통과하기 전에 산소발생유닛(320)을 먼저 통과한 후 필터유닛(310)을 통과하도록 구비되는 것이 유리하다. 즉, 산소발생유닛(320)은 사용자의 호흡시 발생되는 호흡낭부(100)의 내부에서의 공기 흐름 방향에 대응하여 필터부(300)에 구비될 수 있다.

이와 같이, 사용자의 날숨과 화학적 반응을 통해 산소를 발생시키는 산소발생유닛(320)의 세부 구성 및 원리 등은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이기 때문에 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이러한 산소발생유닛(320) 역시 필터유닛(310)과 마찬가지로 사용양태에 따라 연결부(220)의 내부에 구비되지 않고, 호흡낭부(100)의 내부 일측에 구비되어 호흡낭부(100) 내부의 공기와 화학반응을 통해 산소를 발생시킬 수 있다. 또 다른 양태로서 산소발생유닛(320) 역시 연결부(220) 내부 및 호흡낭부(100)의 내부 일측에 각각 형성되어 2차 또는 몇 차에 걸쳐 산소를 발생시킬 수 있음은 자명하다.

또한, 산소발생유닛(320)은 필터부(300)를 통해 제거되는 이산화탄소 또는 습기의 양에 대응하는 양만큼 산소를 발생시킬 수 있는데, 이는 전술한 산소공급부(400)의 유량조절유닛(미도시) 및 후술할 압력조절부(500)와 함께 호흡낭부(100) 내부 공기 압력을 조절하기 위함이다.

한편, 필터유닛(310)의 일측에는 사용자의 날숨 배출을 용이하게 하기 위한 일방향 밸브(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이러한 일방향 밸브는 사용자의 호기 시에는 날숨을 배출하지만, 흡기시에는 들숨이 유입되지 않도록 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 있어서의 구성요소들은 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론인데, 이에 대하여 보다 상세한 설명을 위하여, 도 5 및 도 6을 참조하여 아하 설명하기로 한다.

전술한 구성으로 이루어진 호흡부(200)는 호흡낭부(100)와 일체로 이루어지지 않고, 호흡낭부(100)의 내부에 별도의 부재로 구성될 수 있다. 즉, 사용자의 골격 등에 따라 호흡낭부(100)와 호흡부(200)가 일체로 이루어지는 경우에 착용이 원활하지 않은 경우를 대비하여 호흡부(200)가 호흡낭부(100) 내부에서 소정간격 자유롭게 위치할 수 있도록 별도의 부재로 구성되는 것이다.

이러한 경우 호흡부(200)의 일측과 호흡낭부(100)의 내부 일측이 연결부재(230)를 통해 연결되게 되는데, 이때 연결부재(230)의 형상, 재질 등에 대하여 제한되지 않음은 당연하다.

한편, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에는 전술한 바와 같이 호흡낭부(100)의 내부 공기 압력을 조절할 수 있도록, 호흡낭부(100) 또는 필터부(300) 중 적어도 어느 하나에 마련되는 압력조절부(500)를 더 포함될 수 있다.

이때, 압력조절부(500)는 호흡낭부(100)의 내부 공기 압력을 조절할 있다면 어떠한 형태로 구성되어도 무방하지만, 체크밸브를 예로 들어 이하 상세하게 설명한다.

체크밸브는 호흡낭부(100) 외부의 공기가 호흡낭부(100) 내부로 유입되는 것은 방지하며, 호흡낭부(100) 내부의 공기만 외부로 배출할 수 있도록 구성될 수 있으며, 사용자의 호흡 중 호기시에는 호흡낭부(100) 내부의 압력이 일정 압력 이상이 되면 체크밸브가 개방되어 호흡낭부(100) 내부의 공기를 일부 외부로 배출하게 되며, 흡기시에는 체크밸브는 폐쇄되어 더 이상의 공기가 외부로 배출되지 않도록 한다

한편, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에는 필터부(300)를 통해 제거되거나 재활용되는 이산화탄소 또는 습기의 양을 시간별로 측정함으로써 확인되는 필터부(300)의 교체시기를 사용자가 보유하고 있는 휴대용 무선 단말기를 통해 알려주도록 호흡낭부(100)에 장착되는 통신부(600)가 더 포함될 수 있다.

이때, 통신부(600)는 필터부(300)의 교체시기를 사용자가 보유하고 있는 휴대용 무선 단말기를 통해 알려주는 것에 그치지 않고, 사용자가 보유하고 있는 휴대용 무선 단말기를 통해 사용자의 호흡량 또는 호흡 상태에 대하여 입력한 정보를 이용하여 필터부(300)의 교체시기의 기준을 결정하도록 구성될 수도 있다.

즉, 어린이나 노약자와 같이 호흡량이 적은 경우 필터부(300)의 교체시기가 상대적으로 길 수 있으므로, 휴대용 무선 단말기를 이용하여 통신부(600)에 마련된 기준을 변경하여 필터부(300)의 교체를 빈번하지 않게 할 수 있을 것이다.

다음으로, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예의 작용(사용양태) 및 효과에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 여기서, 도 4는 도 2에 도시된 일 실시에에 있어서의 공기 흐름을 도시한 작동상태도이다.

우선, 본 발명에 따른 산소마스크(10)의 사용양태를 설명하기 전에 호흡낭부(100)의 내부에서 사용자의 날숨을 재활용하는 이유를 설명하면 다음과 같다.

다음의 [표 1]에 나타난 바와 같이, 일반적으로 대기 중에 포함된 산소의 농도는 약 20%이며, 사람이 호흡할 때 흡입하여 인체 내부에서 사용하는 산소량은 약 4% 내지 5%이며 나머지 약 15%에 가까운 산소는 사람의 날숨을 통해 다시 인체의 외부로 배출된다.

	둘숨(%)	날숨(%)
질소	80	80
산소	20	15
이산화탄소	-	5

따라서, 사람이 호흡할 때 날숨으로 배출되는 산소를 재활용한다면 산소공급수단으로부터 공급되는 산소의 공급량을 최소화할 수 있으며, 동일 용량의 산소공급수단을 사용하는 경우 사용자의 생존시간을 비약적으로 연장시킬 수 있다.

이어서, 본 발명에 따른 산소마스크의 일 실시예의 사용양태 및 이를 이용한 사용자의 호흡에 따른 공기의 흐름을 보다 상세하게 설명하면, 본 발명에 따른 산소마스크의 일 실시예는 화재, 유독 물질의 유출 등으로 인해 사용자가 외부의 공기를 흡입하여 호흡하기에 여의치 않은 경우에 사용하게 된다.

먼저, 사용자는 보관 케이스 또는 휴대 가방에 보관된 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예를 개방하여 호흡부(200)를 사용자의 호흡기에 맞춰 착용한다.

이때, 호흡부(200)가 안면부(210) 및 연결부(220)로 구성된 경우에는 안면부(210)를 사용자의 호흡기에 밀착시킨 후, 안면부(210)가 사용자의 안면에서 이탈되지 않도록 머리끈(호흡낭 착용후 나중에 머리끈을 당길 수도 있다)을 사용자의 골격에 맞추어 당겨주어 안면부(210)가 최대한 사용자의 안면에 밀착되어 고정되도록 한다.

만일, 호흡부(200)가 마우스피스 또는 노즈피스 형상으로 이루어진 경우에는 호흡부(200)를 입 또는 코의 내부에 삽입하여 호흡부(200)를 착용한다. 이와 같이, 호흡부(200)의 형상에 따라 그 착용법에 차이는 있으나, 가장 먼저 호흡부(200)를 착용하는 점은 동일하다.

다음으로, 호흡낭부(100)의 개구부(110)를 통해 사용자의 머리를 호흡낭부(100)의 내부로 삽입하여 호흡낭부(100)를 착용한 후, 호흡낭부(100)의 개구부(110)의 조임부(111)를 통해 호흡낭부(100)의 내부 및 외부의 공기가 상호 유동하는 것을 차단 또는 최소화한다. 조임부(111)가 개구부(110)를 따라 형성된 탄성밴드 등으로 이루어진 경우에는 별도의 조작이 필요 없이 탄성밴드가 사용자의 목 부분을 탄성밴드의 탄성을 통해 조여 줌으로써 개구부(110)를 밀폐시킨다. 만약, 조임부(111)가 조임끈으로 이루어진 경우에는 사용자의 호흡이 가능한 범위 내에서 최대한 조임끈을 조여줌으로써 개구부(110)를 최대한 밀폐시킨다(마지막 단계로 할 수도 있다).

이때, 호흡낭부(100)의 개구부(110)가 완전 밀폐가 이루어지지 않더라도, 산소공급수단으로부터 지속적으로 산소가 공급됨에 따라 호흡낭부(100) 내부의 압력이 호흡낭부(100) 외부의 압력보다 상대적으로 높게 형성되기 때문에 산소공급수단에서 공급되는 산소의 공급이 차단되기 전까지 외부의 공기가 개구부(110)를 통해 호흡낭부(100) 내부로 유입되지 않는다.

다음으로, 산소공급수단에 구비된 감압수단을 조작하여 산소공급수단에서 공급되는 산소의 공급량을 제어한다. 이처럼, 감압수단의 조작에 따라 공급량이 조절된 산소공급수단은 일정량의 산소를 지속적으로 유로(500) 및 산소유입부(400)를 유동하여 호흡낭부(100) 내부 또는 호흡부(200)로 산소를 공급한다.

이때, 감압수단은 사용자의 호흡량에 따라 산소공급량을 상황에 맞추어 변경할 수 있으며, 감압수단을 통해 산소의 공급을 차단하거나, 산소공급수단에 저장된 산소가 완전히 소모되기 전까지 지속적으로 산소를 공급한다. 또한 제품 출고시 산소공급량을 일정 유량으로 고정시켜 사용시 유량조절이 불가하도록 할 수도 있다.

일례로, 산소마스크(10)를 최초 착용한 경우에는 호흡낭부(100) 내부에 일정량의 산소가 공급되어야 하기 때문에 감압수단을 완전 개방하여 많은 양의 산소가 공급되도록 한 후, 호흡낭부(100) 내부에 일정량의 산소가 공급된 후에는 사용자의 호흡량에 따라 감압수단을 조절하여 산소의 공급량을 줄여주는 것이 유리하다.

이어서, 산소공급수단을 통해 공급된 산소의 흐름을 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 산소유입부(400)가 호흡부(200)의 일측과 결합되는 경우에 산소유입부(400)를 통해 공급된 산소의 일부는 호흡부(200)를 통해 사용자의 호흡기로 직접 유입되고, 일부는 호흡부(200)에 형성된 관통공(221)을 통해 호흡낭부(100)의 내부로 유입된다.

다음으로, 사용자가 흡입한 산소는 전술한 [표 1]과 같이, 사용자의 체내에서 약 5%가 흡수된 후 사용자의 날숨에 의해 약 15%의 산소가 재 배출된다.

다음으로, 사용자의 날숨은 호흡부(200)에 구비된 필터유닛(310)을 통과하며 날숨에 포함된 수분 및 이산화탄소를 필터유닛(310)을 통해 제거할 수 있다.

또한, 날숨이 산소발생유닛(320)을 통과하는 과정에서 날숨에 포함된 수분 및 이산화탄소가 산소발생유닛(320)에 포함된 약품과 화학반응을 통해 산소를 발생시킬 수 있거나, 또는 산소발생유닛(320)을 통해 산소를 발생시킬 수 있다.

이처럼, 수분 및 이산화탄소가 제거된 날숨은 호흡낭부(100) 내부에 저장되어 사용자의 호흡에 재사용이 가능하며, 산소발생유닛(320)을 통해 새로 생성된 산소 역시 호흡낭부(100) 내부에 저장되어 사용자의 호흡에 사용 가능하다.

만약, 호흡부(200)의 일측에 필터부(300)가 구비되어 있지 않다면 사용자의 날숨은 호흡부(200)의 일측에 형성된 관통공(221)을 통해 호흡낭부(100)의 내부에 저장된다.

다른 실시예로, 필터부(300)를 구성하는 필터유닛(310) 및 산소발생유닛(320)은 호흡부(200)의 일측에 구비되지 않고, 호흡낭부(100)의 내부 일측에 구비되어 호흡낭부(100) 내부에 저장된 공기 중의 습기 및 이산화탄소를 제거하거나, 산소를 생성할 수 있다.

전술한 과정을 통해 호흡낭부(100) 내부에서는 사용자의 날숨을 통해 재 배출된 산소, 산소발생유닛(320)을 통해 발생된 산소, 산소공급수단을 통해 공급되는 산소가 혼합되어 저장된다.

이와 같이, 산소공급수단에서 공급되는 산소 외에 사용자의 날숨을 통해 재 배출된 산소 및 산소발생유닛(320)을 통해 발생되는 산소가 외부로 배출되지 않고, 호흡낭부(100)의 내부에 저장되기 때문에 종래의 마스크와 비교하여 동일한 용량의 산소공급수단을 사용하더라도 사용자의 생존시간이 비약적으로 증가된다. 이때, 사용자의 날숨을 통해 배출된 이산화탄소 농도는 3% 미만으로 유지하여야 할 것이다.

전술한 과정을 통해 호흡낭부(100)의 내부에는 외부에서 산소가 공급되는 반면, 호흡낭부(100) 내부의 공기가 외부로 용이하게 배출되지 않기 때문에 호흡낭부(100)의 압력은 지속적으로 상승할 수 있다. 즉, 호흡낭부(100)의 개구부(110)가 조임부(111)를 통해 최대한 조여짐으로써 공기의 유동을 최대한 억제하기 때문에 개구부(110)의 틈새를 통해 소량의 공기가 배출될 수 있더라도 호흡낭부(100)의 내부의 압력은 지속적으로 상승할 수 있다.

이 경우 작동되는 것이 체크밸브로 구성될 수 있는 압력조절부(500)이다.

즉, 전술한 바와 같이, 호흡낭부(100)의 내부의 압력이 상승하면 호흡낭부(100) 내부의 압력이 외부의 압력보다 상대적으로 높기 때문에 외부의 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있지만, 일정 압력 이상이 되면 사용자에게 불편함을 가져다줄 수 있으며, 이를 해소하기 위해 체크밸브의 개폐 동작은 호흡낭부(100) 내부의 압력에 사용자 호흡에 따라 반복적으로 이루어지도록 하는 것이다.

한편, 이와 같이 작용하는 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예에 있어서, 경우에 따라 필터부(300)를 교체할 필요가 있을 수 있는데, 이때 이용되는 것이 통신부(600)이며, 이에 대하여는 앞서 본 발명에 따른 산소 마스크의 일 실시예의 구성에 대한 설명으로 대체하기로 한다.

또한, 이상 설명한 바와 같이 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예는 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 이들 또한 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 산소 마스크
100 : 호흡낭부
110 : 개구부
111 : 조임부
120 : 투시창
200 : 호흡부
210 : 안면부
211 : 머리끈 연결부
220 : 연결부
221 : 관통공
230 : 연결부재
300 ; 필터부
310 : 필터유닛
320 : 산소발생유닛
400 : 산소공급부
500 : 압력조절부
600 : 통신부

Claims (15)

1. 일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸며, 사용자의 머리를 감쌌을 때 내부에 공기를 저장할 수 있도록 형성되는 호흡낭부;
   상기 호흡낭부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡시 배출되는 공기 중 이산화탄소 또는 습기를 제거하거나 재활용하는 필터부; 및
   상기 필터부를 통해 제거되거나 재활용되는 이산화탄소 또는 습기의 양을 시간별로 측정함으로써 확인되는 상기 필터부의 교체시기를 상기 사용자가 보유하고 있는 휴대용 무선 단말기를 통해 알려주도록 상기 호흡낭부에 장착되는 통신부를 포함하는,
   산소 마스크.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 통신부는,
   상기 사용자가 보유하고 있는 휴대용 무선 단말기를 통해 상기 사용자의 호흡량 또는 호흡 상태에 대하여 입력한 정보를 이용하여 상기 필터부의 교체시기의 기준을 결정하는 것을 특징으로 하는,
   산소 마스크.
   
3. 일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸며, 사용자의 머리를 감쌌을 때 내부에 공기를 저장할 수 있도록 형성되는 호흡낭부;
   상기 사용자의 호흡을 도울 수 있도록, 상기 사용자의 코 또는 입에 인접하여 상기 호흡낭부의 내부에 구비되는 호흡부; 및
   상기 호흡낭부의 내부 또는 상기 호흡부 중 적어도 어느 하나에 구비되어, 상기 사용자의 호흡시 배출되는 공기 중 이산화탄소 또는 습기를 제거하거나 재활용하는 필터부;를 포함하는,
   산소 마스크.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 호흡부는,
   상기 사용자의 코 또는 입 주변에 밀착되는 안면부와,
   상기 호흡낭부 내부에 저장된 공기를 상기 안면부로 유입시킬 수 있도록, 상기 호흡낭부와 상기 안면부 사이에 마련되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   산소 마스크.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 호흡부는,
   상기 사용자의 코에 삽입되는 노즈 피스 또는 상기 사용자의 입에 삽입되는 마우스 피스 중 적어도 어느 하나의 형태로 형성되는 삽입부와,
   상기 호흡낭부 내부에 저장된 공기를 상기 삽입부로 유입시킬 수 있도록, 상기 호흡낭부와 상기 삽입부 사이에 마련되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   산소 마스크.
   
6. 일측에 형성된 개구부를 통해 삽입된 사용자의 머리를 감싸며, 사용자의 머리를 감쌌을 때 내부에 공기를 저장할 수 있도록 형성되는 호흡낭부; 및
   상기 호흡낭부의 내부에 구비되어, 상기 사용자의 호흡시 배출되는 공기 중 이산화탄소 또는 습기를 제거하거나 재활용하는 필터부;를 포함하는,
   산소 마스크.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 필터부는,
   상기 사용자의 호흡시 배출되는 공기 중 이산화탄소 또는 습기와 화학적 반응을 통해 산소를 발생시키는 산소발생유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는,
   산소 마스크.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 산소발생유닛은,
   상기 사용자의 호흡시 발생되는 상기 호흡낭부의 내부에서의 공기 흐름 방향에 대응하여 상기 필터부에 구비되는 것을 특징으로 하는,
   산소 마스크.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 산소발생유닛은,
   상기 필터부를 통해 제거되는 이산화탄소 또는 습기의 양에 대응되는 양만큼 산소를 발생시키는 것을 특징으로 하는,
   산소 마스크.
   
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡낭부 내부로 산소를 공급할 수 있도록, 상기 호흡낭부 또는 상기 필터부 중 적어도 어느 하나와 연결된 산소공급부를 더 포함하는,
    산소 마스크.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 산소공급부는,
    상기 호흡낭부 내부로 공급되는 산소의 유량을 조절하기 위한 유량조절유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    산소 마스크.
    
12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡낭부의 내부 공기 압력을 조절할 수 있도록, 상기 호흡낭부 또는 상기 필터부 중 적어도 어느 하나에 마련된 압력조절부를 더 포함하는,
    산소 마스크.
    
13. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡낭부는,
    상기 개구부를 통해 상기 사용자의 머리가 삽입된 이후에 상기 개구부가 상기 사용자의 목 또는 머리 일측에 밀착될 수 있도록 상기 개구부의 크기를 조절할 수 있는 조임부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    산소 마스크.
    
14. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡낭부는,
    상기 사용자의 머리가 삽입된 이후에 상기 사용자가 상기 호흡낭부의 외부를 식별할 수 있도록, 2중창으로 형성된 투시창을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    산소 마스크.
    
15. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡낭부는,
    상기 사용자의 안면을 화염으로부터 보호하면서도 상기 사용자의 위치를 제3자에게 알릴 수 있도록, 난연성의 반사 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    산소 마스크.
    

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