호흡기 부압 적합성 검사 장치 및 방법

호흡기 부압 적합성 검사 장치 및 방법{RESPIRATOR NEGATIVE PRESSURE FIT CHECK DEVICES AND METHODS}

본 발명은 호흡 보호 장치 및 방법에 관한 것이며, 구체적으로는, 차단 밸브를 포함하는 호흡 보호 장치, 및 차단 밸브를 포함하는 호흡 보호 장치의 부압 적합성 검사(negative pressure fit check)를 수행하는 방법에 관한 것이다.

호흡 보호 장치는 통상 마스크 본체 및 마스크 본체에 부착되는 하나 이상의 필터 카트리지를 포함한다. 마스크 본체는 사람의 안면 상에 코와 입 위에 착용되며, 일부 경우에는 머리, 목, 또는 다른 신체 부위를 덮는 부분을 포함할 수 있다. 청정 공기는 필터 카트리지에 배치되는 필터 매체를 통과한 후에 착용자에게 이용가능하게 된다. 부압 호흡 보호 장치(negative pressure respiratory protection device)에 있어서, 공기는 흡기(inhalation) 동안 착용자에 의해 생성되는 부압에 의해 필터 카트리지를 통해 끌어 당겨진다. 외부 환경으로부터의 공기는 필터 매체를 통과하여, 착용자가 그를 흡기할 수 있는 마스크 본체의 내부 공간에 유입된다.

착용자에게 통기성 공기를 효과적으로 전달하기 위해서, 호흡 보호 장치는 여과되지 않은 공기가 마스크에 유입되는 것을 방지하기에 적합한 밀봉을 제공하는 것이 바람직하다. 호흡 보호 장치에 의해 제공되는 밀봉의 무결성(integrity)을 테스트하기 위한 다양한 기술들이 제안되어 왔다. 정압 테스트(positive pressure test)에 있어서, 호흡 보호 장치의 호기 밸브(exhalation valve)는 착용자가 마스크 내로 호기하는 동안 차단된다. 누설이 존재하지 않을 경우 호기 밸브를 통해 마스크 내의 공기가 빠져나가는 것이 불가능함으로 인한 증가된 내부 압력에 의해 적합한 밀봉이 신호로 알려질 수 있다. 대안적으로, 착용자가 마스크를 착용하면서 흡기하는 동안 필터 카트리지 포트가 차단되는 부압 테스트들이 제안되어 왔다. 누설이 존재하지 않을 경우 공기가 마스크에 유입되는 것이 불가능함으로 인한 감소된 내부 압력에 의해 적합한 밀봉이 신호로 알려질 수 있다.

본 발명은 착용자를 위한 통기성 공기 구역을 형성하고 하나 이상의 호흡 공기원 구성요소를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 입구 포트를 갖는 마스크 본체, 및 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능한 차단 밸브를 포함하는 호흡 마스크를 제공한다. 폐쇄 위치에서 차단 밸브는 하나 이상의 입구 포트와 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지하며, 차단 밸브는 인가된 힘의 부존재 시에 개방 위치로 복귀한다. 예시적인 실시예에서, 마스크 본체는 둘 이상의 호흡 공기원 구성요소를 수용하도록 구성되는 둘 이상의 입구 포트를 포함하고, 폐쇄 위치에서 차단 밸브는 둘 이상의 청정 공기원과 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다.

본 발명은 추가로, 착용자를 위한 통기성 공기 구역을 형성하고 하나 이상의 호흡 공기원 구성요소를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 입구 포트를 갖는 마스크 본체, 및 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능한 차단 밸브를 포함하는 호흡 마스크를 제공한다. 폐쇄 위치에서 차단 밸브는 하나 이상의 입구 포트와 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지하며, 마스크 본체가 사용을 위해 착용자 상에 위치되고 차단 밸브의 폐쇄 및 흡기 후에 부압이 달성되는 경우, 차단 밸브는 통기성 공기 구역 내의 부압으로 인해 폐쇄 위치에 유지된다.

본 발명은 추가로, 착용자를 위한 통기성 공기 구역을 형성하고 둘 이상의 호흡 공기원 구성요소를 수용하도록 구성되는 둘 이상의 입구 포트를 갖는 마스크 본체, 및 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능한 차단 밸브를 포함하는 호흡 마스크를 제공한다. 폐쇄 위치에서 차단 밸브는 둘 이상의 입구 포트와 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지하며, 차단 밸브가 폐쇄 위치에 있는 동안의 착용자에 의한 흡기는 마스크 본체의 주연부 둘레에서의 누설의 존재의 표시를 제공한다.

위의 설명은 각각의 개시된 실시예 또는 모든 구현예를 설명하고자 하는 것은 아니다. 이하의 도면과 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 예시적인 실시예들을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 추가로 설명될 수 있는데, 여기서 유사한 구조물은 여러 도면들에 걸쳐 유사한 도면 부호들로 지칭된다:
도 1a는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 전방 사시도이다.
도 1b는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 단면도이다.
도 1c는 개방 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 단면 사시도이다.
도 1d는 폐쇄 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 단면 사시도이다.
도 2a는 개방 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 단면 사시도이다.
도 2b는 폐쇄 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 단면 사시도이다.
도 3a는 개방 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도이다.
도 3b는 폐쇄 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도이다.
도 4a는 개방 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도이다.
도 4b는 폐쇄 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 전방 사시도이다.
도 5b는 개방 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도이다.
도 5c는 폐쇄 위치에 있는 차단 밸브를 도시하는 본 발명에 따른 예시적인 호흡 보호 장치의 부분 사시도이다.
앞서 확인된 도면들이 개시된 발명 요지의 다양한 실시예를 설명하고 있지만, 다른 실시예들도 또한 고려되고 있다. 모든 경우에, 본 개시 내용은 개시된 발명 요지를 제한하는 것이 아니라 대표적인 것으로서 제시하고 있다. 본 발명의 원리의 범주 및 사상에 속하는 많은 다른 변형 및 실시예들이 당업자에 의해 창안될 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 착용자를 위한 통기성 공기 구역을 형성하고 하나 이상의 호흡 공기원 구성요소를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 입구 포트를 갖는 마스크 본체를 포함하는 호흡 보호 장치를 제공한다. 착용자가 부압 적합성 테스트를 용이하게 수행하도록 하기 위해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능한 차단 밸브가 제공된다. 폐쇄 위치에서, 차단 밸브는 하나 이상의 입구 포트의 각각과 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다. 착용자에 의한 흡기는 호흡 보호 장치가 적절히 끼워맞춰지고 적합한 밀봉이 달성되는 경우 마스크 내에 내부 부압을 생성한다.

도 1a 내지 도 1d는 코와 입을 덮을 수 있고 착용자에게 통기성 공기를 제공할 수 있는 예시적인 호흡 보호 장치(100)를 도시한다. 호흡 보호 장치(100)는 제1 입구 포트(103) 및/또는 제2 입구 포트(104)와 같은 하나 이상의 입구 포트를 포함하는 마스크 본체(120)를 포함한다. 하나 이상의 호흡 공기원 구성요소가 마스크 본체(120)의 하나 이상의 입구 포트에 위치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소(101, 102)가 제공되는데, 이는 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)에 부착되도록 구성되는 필터 카트리지를 포함한다. 필터 카트리지(101, 102)는 공기가 착용자에게로의 전달을 위해 마스크 본체 내의 내부 공간 내로 지나가기 전에 외부 환경으로부터 수용된 공기를 여과한다.

마스크 본체(120)는 강성 또는 반강성 부분(120a) 및 유연한 안면 접촉 부분(120b)을 포함할 수 있다. 마스크 본체의 유연한 안면 접촉 부분은, 예를 들어, 마스크 본체가 사람의 코와 입 위에 편안하게 지지되도록 하기 위해 그리고/또는 마스크 본체(120) 내부로의 공기의 바람직하지 않은 진입을 제한하기에 적합한 밀봉을 착용자의 안면에 제공하기 위해 유연하게 구성된다. 안면 접촉 부재(120b)는 마스크가 착용자의 코 위에 그리고 착용자의 볼에 대해 편안하고 안락하게 잘 맞을 수 있도록 내향만곡 커프(inturned cuff)를 가질 수 있다. 강성 또는 반강성 부분(120a)은 그것이 예를 들어 필터 카트리지(101, 102)와 같은 호흡 공기원 구성요소들을 적절히 지지할 수 있도록 마스크 본체(120)에 대해 구조적 일체성을 제공한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 마스크 본체 부분들(120a, 120b)은 일체로 제공될 수 있거나, 또는 차후에 영구적으로 또는 제거가능한 유형으로 함께 결합되는 별도로 형성된 부분들로서 제공될 수 있다.

호기 포트(130)는 착용자에 의한 호기 동안 공기가 마스크 본체 내의 내부 공간으로부터 제거될 수 있게 한다. 예시적인 실시예에서, 호기 포트(130)는 마스크 본체(120) 상의 중심에 위치된다. 호기 시에 마스크 본체(120) 내에 생성된 정압으로 인해 공기가 빠져나가는 것을 허용하지만 외부 공기의 진입은 방지하기 위해, 호기 밸브가 호기 포트에 장착된다. 일부 예시적인 실시예에서, 호기 포트(130)는 마스크 본체(120) 상의 하부 위치, 예를 들어 착용자의 코와 입 아래에 위치된다.

마스크를 착용자의 코와 입 주변의 제위치에 지지하기 위해 하니스(harness) 또는 다른 지지체(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 착용자의 머리 뒤를 지나는 하나 이상의 스트랩을 포함하는 하니스가 제공된다. 일부 실시예에서, 스트랩은 착용자의 머리 상에 지지되는 크라운 부재, 안전모용 서스펜션, 또는 다른 머리 덮개에 부착될 수 있다.

마스크 본체(120)의 하나 이상의 입구 포트는 하나 이상의 호흡 공기원 구성요소를 수용하도록 구성된다. 둘 이상의 호흡 공기원 구성요소를 포함하는 예시적인 실시예에서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 마스크 본체(120)는 마스크 본체(120)의 양쪽 면상에 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)를 포함하며, 마스크 본체(120)의 볼(cheek) 부분들에 근접할 수 있다. 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)는 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소(101, 102)가 마스크 본체(120)에 견고하게 부착될 수 있도록 상보적 정합 특징부들(도시되지 않음)을 포함한다. 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 다른 적합한 연결부들이 제공될 수 있다. 정합 특징부들은 호흡 공기원 구성요소(101, 102)가 호흡 공기원 구성요소의 사용 수명의 종료 시에 또는 상이한 호흡 공기원 구성요소의 사용을 원할 경우에 제거되고 교체될 수 있도록 제거가능 연결부로 될 수 있다. 대안적으로, 연결부는 예를 들어 호흡 공기원 구성요소가 호흡 공기원 구성요소를 손상시키지 않고는 제거될 수 없도록 영구적일 수도 있다.

호흡 보호 장치(100)는 유체 흡입 연통 구성요소를 폐쇄하기 위한 차단 밸브(150)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(150)는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능하다. 폐쇄 위치에서, 차단 밸브(150)는 필터 카트리지(101 및/또는 102)와 같은 하나 이상의 호흡 공기원 구성요소의 각각과 마스크 본체(120)의 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다.

차단 밸브(150)는 착용자가 마스크 본체의 주연부 둘레에서 누설의 존재의 표시를 제공하는 부압 적합성 검사를 수행할 수 있게 한다. 차단 밸브(150)가 폐쇄 위치에 있는 경우, 공기는 마스크 본체(120)의 통기성 공기 구역에 유입하는 것이 방지된다. 차단 밸브가 폐쇄 위치에 있는 동안의 착용자에 의한 흡기는 마스크 내에 부압을 생성할 것이고, 예시적인 실시예에서, 마스크 본체와 착용자의 안면 사이에 적절한 밀봉이 달성되어 있다면 착용자가 흡기하는 데 보다 큰 어려움을 야기할 수 있거나 또는 유연한 안면 접촉 부재가 내향으로 편향되게 할 수 있다. 적절한 밀봉이 달성되지 않으면, 흡기는 외부 환경으로부터의 공기가 마스크 본체의 주연부와 착용자의 안면 사이에서 통기성 공기 구역에 유입되게 할 수 있다. 이런 방식으로, 호흡 보호 장치(100)를 착용하는 착용자에 의해 부압 적합성 검사가 용이하게 수행되어 호흡 보호 장치(100)와 착용자의 안면 및/또는 머리 사이에 적절한 밀봉이 달성되는지 여부를 판정할 수 있다.

도 1b는 마스크 본체(120)의 중간 부분을 통한 예시적인 마스크 본체(120)의 대표적인 단면도를 도시한다. 예시적인 마스크 본체(120)는 제1 챔버(121)와 제2 챔버(122)를 포함한다. 통기성 공기 구역이 제2 챔버(122)에 의해 형성된다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소(101, 102), 예컨대 필터 카트리지는 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)는 제1 챔버(121)와 유체 연통한다. 따라서, 제1 호흡 공기원 구성요소(101)를 통과한 후에 제1 입구 포트(103)를 통해 마스크 본체(120)에 유입되는 공기는 제2 호흡 공기원 구성요소(102)를 통과한 후에 제2 입구 포트(104)를 통해 마스크 본체(120)에 유입되는 공기와 연통한다. 그에 따라, 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소(101, 102)로부터의 공기는 마스크 본체(120)의 제2 챔버(122)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역에 전달되기 전에 제1 챔버(121)에서의 혼합이 허용된다.

예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 챔버(121, 122)는 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 갖는 내부 벽(124)에 의해 분리된다. 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 제1 챔버(121)와 제2 챔버(122) 사이에 유체 연통을 제공하기 위해 하나 이상의 개구부를 포함한다. 유체 흡입 연통 구성요소(140)는, 아래에 보다 상세히 기술되는 바와 같이, 제1 챔버(121)와 제2 챔버(122) 사이의 유체 연통을 선택적으로 허용하기 위한 흡기 밸브를 포함할 수 있다.

제1 챔버(121)는 마스크 본체(120)의 하나 이상의 벽들에 의해 형성되며, 임의의 원하는 형상을 나타낼 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 챔버(121)는 마스크 본체(120)의 외부 벽인 외부 벽(123)과 내부 벽(124)에 의해 부분적으로 형성된다. 제1 챔버(121)는 외부 벽(123)을 통해 연장되는 하나 이상의 입구 포트, 예컨대 제1 및 제2 입구 포트(103, 104)를 제외하고는 외부 환경으로부터 사실상 밀봉된다.

마스크 본체(120)의 벽들에 의해 적어도 부분적으로 형성되며 마스크 본체(120), 또는 강성 또는 반강성 부분(120a)과 일체로 형성되는 챔버는 마스크 본체(120)의 구조물 내에 챔버를 제공하는데, 이는 마스크 본체로부터 분리된 챔버와 관련될 수 있는 여분의 부피 또는 중량을 최소화하도록 구성될 수 있다. 또한, 챔버는 호흡 보호 장치의 프로파일이 크게 증가되지 않도록 착용자의 머리에 바로 근접하게 제공되어, 착용자의 목 통증 또는 다른 불편을 야기하는 것으로 인지될 수 있는 착용자의 머리로부터 떨어져 있는 큰 관성 모멘트를 최소화할 수 있게 한다.

제2 챔버(122)는 유사하게 마스크 본체(120)의 하나 이상의 벽들에 의해 형성되며, 착용자의 코와 입 주위에 통기성 공기 구역을 형성하는 임의의 적합한 형상을 나타낼 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 챔버(122)는 내부 벽(124), 외부 벽(123)의 일부분, 및 호흡 보호 장치(100)가 사용을 위해 착용자 상에 위치되는 경우, 착용자의 안면 및/또는 머리의 일부분에 의해 부분적으로 형성된다. 다양한 실시예에서, 내부 벽(124)은 외부 벽(123)에 의해 형성되는 내부 공간을 제1 챔버(121)와 제2 챔버(122)로 분리하는데, 이는 제1 챔버(121)를 부분적으로 형성하는 내부 벽(124)의 전방에 있는 외부 벽(123)의 부분 및 제2 챔버(122)를 부분적으로 형성하는 착용자의 안면에 더 가까운 외부 벽(123)의 부분을 포함한다.

예시적인 실시예에서, 제1 챔버(121)는 제1 및/또는 제2 입구 포트(103, 104)와 같은 하나 이상의 입구 포트로부터의 공기를 예를 들어 마스크 본체(120) 내의 상이한 위치로 지향시키는 덕트로서 기능할 수 있다. 많은 전통적인 호흡 마스크들이 청정 공기를 카트리지로부터 입구 포트를 통해 그리고 입구 포트의 위치에서 마스크 본체 내로 전달하지만, 제1 챔버(121)는 하나 이상의 입구 포트(103, 104)가 유체 흡입 연통 구성요소(140)와는 대체로 독립적으로 위치될 수 있게 한다. 예시적인 실시예에서, 입구 포트(103, 104)는 마스크 본체(120)의 볼 부분 근방에 위치되며, 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 중심에 위치된다. 예를 들어, 유체 흡입 연통 구성요소는, 마스크를 관통해 연장되며 마스크 본체(120)를 가상의 좌측 반부 및 우측 반부로 분할하는 중심축, 예컨대 축(190)에 근접하게 위치된다. 그러한 구성요소는 구성요소의 일부 부분들이 축(190)의 각 측부 상에 위치되는 경우에 중심에 위치된다고 말할 수 있다. 하나 이상의 입구 포트(103, 104)가 볼 부분 근처에 위치되는 한편 유체 흡입 연통 구성요소(140)가 중심에 위치되는 구성은, 호흡 공기원 구성요소가 바람직한 위치 및/또는 배향으로 수용되게 할 수 있어서, 예를 들어 시야에 대한 방해를 최소화하거나 카트리지의 질량 중심을 마스크 본체(120) 및/또는 착용자의 안면에 바로 근접하게 유지시키도록 착용자의 안면을 따라 후방으로 연장되게 할 수 있다. 그러나, 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 착용자의 코와 입에 바로 근접하게 청정 공기를 전달하도록 여전히 중심에 위치될 수 있으며, 예시적인 실시예에서는 상부 중심 위치에 제공된다. 그에 따라, 제1 챔버(121)는, 예를 들어, 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소가 원하는 인간 공학적 특성을 제공하도록 위치될 수 있게 하며, 유체 흡입 연통 구성요소(140)가 착용자에게 바람직한 공기흐름을 제공하도록 위치될 수 있게 한다. 또한, 제1 챔버(121)는 제1 및 제2 입구 포트가 단일의 유체 흡입 연통 구성요소와 유체 연통될 수 있게 한다. 둘 이상의 호흡 공기원 구성요소와 단일의 유체 흡입 연통 구성요소를 갖는 호흡 보호 장치는 제조 비용을 감소시킬 수 있고 보다 강건한 호흡 보호 장치를 제공할 수 있다. 고비용의 유체 흡입 연통 구성요소가 최소화될 수 있고, 비교적 부서지기 쉬운 다이어프램 또는 플랩의 사용이 감소될 수 있다.

도 1c 및 도 1d는 호흡 보호 장치(100)의 예시적인 차단 밸브(150)를 도시하는 부분 단면도를 제공한다. 전술된 바와 같이, 마스크 본체(120)는 내부 벽(124)에 의해 분리되는 제1 및 제2 챔버(121, 122)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 내부 벽(124)은 흡기 포트(141)를 포함하여서 제1 챔버(121)와 제2 챔버(122) 사이의 유체 연통을 허용하는 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 포함한다. 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 흡기 동안 공기가 제1 챔버(121)로부터 제2 챔버(122) 내로 끌어 당겨질 수 있게 하지만, 공기가 제2 챔버(122)로부터 제1 챔버(121) 내로 통과하지 못하게 한다. 예시적인 실시예에서, 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 다이어프램 또는 플랩(143)을 포함한다. 다이어프램 또는 플랩(143)은, 예를 들어, 하나 이상의 중심 핀 또는 플랜지에 의해 중심 위치(144)에 고정될 수 있거나, 또는 본 기술 분야에서 공지된 바와 같이 주연 에지나 다른 적합한 위치에 고정될 수 있다. 예를 들어 착용자가 호기 중인 경우와 같이 마스크 본체(120)의 제2 챔버(122) 내에 부압이 존재하지 않을 시에, 다이어프램은 밀봉 링(145)과 같은 유체 흡입 연통 구성요소의 표면을 향해 바이어스(bias)된다. 착용자에 의한 흡기 동안에, 제2 챔버(122) 내의 부압, 즉 외부 대기의 압력보다 낮은 압력은 다이어프램 또는 플랩(143)을 개방 위치로 되게 하여, 공기가 제1 챔버(121)로부터 제2 챔버(122)에 유입되게 할 수 있다. 즉, 다이어프램 또는 플랩(143)은 밀봉 링(145)으로부터 멀어지게 이동하거나 휘어서 공기가 착용자에 의해 흡기되도록 제2 챔버(122) 내로 지나갈 수 있게 한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 유체 흡입 연통 구성요소(140)는 다수의 흡기 포트 및/또는 둘 이상의 다이어프램 또는 플랩(143)을 포함하여, 제2 챔버(122)의 압력이 부압일 경우에 제1 챔버(121)로부터 제2 챔버(122)로의 유체 연통을 선택적으로 허용하게 할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 마스크 본체(120)의 차단 밸브(150)는 작동기(151) 및 밀봉 패드(152)를 포함한다. 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(152)는 흡기 포트(141)를 차단하도록 내부 벽(124)과 접촉하여 둘 이상의 호흡 공기원과 제2 챔버(122)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다. 차단 밸브(150)가 폐쇄 위치에 있는 경우, 호흡 공기원 구성요소(101, 102)로부터의 공기는 제1 챔버(121)와 유체 연통하지만, 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 통해 제2 챔버(122)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역에 유입되는 것이 방지된다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(152)는 흡기 포트(141)를 둘러싸는 밀봉 표면(146)과 접촉한다. 밀봉 표면(146)은 흡기 포트(141)의 주연부 둘레에서 적절한 밀봉이 달성될 수 있게 하기 위해 내부 벽(124)으로부터 외향으로 연장되는 리지(ridge) 또는 돌기부의 형태일 수 있다.

밀봉 패드(152)는 연성 또는 탄성 재료로 형성될 수 있어서, 밀봉 패드가 밀봉 표면(146)과의 접촉 시에 휘어질 수 있게 된다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(152)는 밀봉 표면(146)과의 적절한 밀봉을 가능하게 하기 위해 경사진 또는 플랜지형 립(lip)(도시되지 않음)과 같은 안착 특징부를 포함한다. 밀봉 패드(152)의 전부 또는 일부분이 또한 밀봉 표면(146)과 접촉할 때 관절운동 또는 회전할 수 있다. 휠 수 있고 그리고/또는 관절운동 또는 회전할 수 있는 밀봉 패드는 흡기 포트(141) 둘레에서 적절한 밀봉의 형성을 가능하게 할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 샤프트(154)는 밀봉 패드(152)를 안내하며, 밀봉 패드(152)가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 선형으로 이동함에 따라 밀봉 패드(152)를 흡기 포트(141)와 적절한 정렬 상태로 유지시킨다. 밀봉 패드(152)는 밀봉 패드(152)의 회전 또는 오정렬을 방지하는 역할을 추가로 하는 보스(boss), 플랜지, 또는 다른 돌기부(153)를 포함할 수 있다. 샤프트(154)는 내부 벽(124)으로부터, 예컨대 유체 흡입 연통 구성요소(140)의 중심 부분으로부터 연장된다. 다양한 다른 예시적인 실시예에서, 샤프트(154)는 예를 들어 마스크 본체(120)의 다른 부분으로부터 연장될 수 있다.

차단 밸브(150)는 개방 위치(도 1c)와 폐쇄 위치(도 1d) 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 작동기(151)는 오버몰딩된 탄성중합체 푸시버튼, 활주가능 버튼 등과 같은 버튼으로, 이는 밀봉 패드(152)가 밀봉 표면(146)과 접촉할 때까지 밀봉 패드(152)를 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 향해 이동시키도록 하기 위해 선형으로 내향으로 가압될 수 있다. 도 1c에 도시된 개방 위치에서, 공기는 다이어프램 또는 플랩(143)에 의해 통과가 허용되는 경우 흡기 포트(141)를 통해 제2 챔버(122)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역 내로 통과할 수 있다. 도 1d에 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(152)는 밀봉 표면(146)과 밀봉 결합되어 공기가 흡기 포트(141)를 통과하는 것을 방지한다. 작동기(151)가 착용자에 의해 해제되는 경우, 작동기(151)는 밀봉 패드(152)를 밀봉 표면(146)과의 밀봉 결합으로부터 떨어지게 바이어스하는 탄성 부재로 인해 개방 위치로 복귀한다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 버튼 형태의 작동기(151)는, 예를 들어, 인가된 힘의 부존재 시에 밀봉 패드를 밀봉 표면(146)과의 밀봉 결합으로부터 떨어지게 개방 위치를 향해 바이어스하는 탄성 부재로서 작용한다. 작동기(151)는 마스크 본체(120)의 외부 벽(123)(도 1a, 도 1b)에 부착되어 작동기(151)를 지지하고 그리고/또는 차단 밸브(150)를 개방 위치로 바이어스하는 가요성 웨브(156)를 포함할 수 있다. 웨브는, 예를 들어 도 1d에 도시된 바와 같이, 작동기(151)가 착용자에 의해 내향으로 가압되는 경우에 탄성적으로 변형될 수 있는 가요성 또는 유연성 재료로 형성된다. 폐쇄 위치에서, 가요성 웨브(156)는 휘어지고 그리고/또는 변형되어 밀봉 패드(152)가 밀봉 표면(146)을 향해 이동하게 한다. 가요성 웨브(156)의 휘어짐 및/또는 변형은 바람직하게는, 차단 밸브(150)가 개방 위치에 있는 원래의 구성으로 가요성 웨브(156)가 반복적으로 복귀할 수 있도록 탄성 체제(elastic regime)로 제한된다.

가요성 웨브 대신에 또는 그에 추가하여 다른 탄성 부재들이 제공될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 코일 스프링, 판 스프링, 탄성중합체 밴드 또는 다른 적합한 탄성 부재가 작동기(151) 및/또는 밀봉 패드(152)를 개방 위치로 바이어스하도록 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 스프링 하중 부재가 밀봉 패드(152)의 표면 상에 제공되어 작동기(151) 및 차단 밸브(150)를 밀봉 표면(146)으로부터 떨어지게 그리고 개방 위치를 향해 바이어스하게 할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 코일 스프링(159)이 샤프트(154) 둘레에 제공되어 작동기(151) 및 밀봉 패드(152)를 밀봉 표면(146)으로부터 떨어지게 그리고 개방 위치 내로 바이어스하게 한다. 코일 스프링은 전술된 탄성중합체 웨브와 같은 하나 이상의 추가적인 탄성 부재 대신에 또는 그에 추가하여 작동기(151) 및 밀봉 패드(152)를 바이어스하는 힘을 제공할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 작동기(151)는, 예를 들어 마스크 본체(120) 상에 작동기를 오버몰딩함으로써, 작동기(151)와 마스크 본체(120) 사이에 밀봉이 형성되도록 마스크 본체(120)에 부착된다. 다른 적합한 밀봉이 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 개스킷, 플랜지, 접착제, 억지 끼워맞춤, 몰딩 기술, 음파 용접, 및 다른 적합한 기술을 사용하여 제공될 수 있어서, 외부 환경으로부터의 공기 및 오염물질이 작동기(151)에 근접한 마스크 본체(120)에 유입될 수 없도록 하는 적절한 밀봉을 제공한다. 외부 환경으로부터 공기 및 오염물질의 진입을 방지하는 적절한 밀봉의 존재가 바람직한데, 그 이유는 마스크 본체(120) 내부의 차단 밸브(150)의 부분을 둘러싸는 체적부가 통기성 공기 구역(122)과 유체 연통하기 때문이다. 그에 따라, 작동기(151)에 근접한 충분한 밀봉이, 차단 밸브(150)가 개방, 폐쇄, 또는 중간 위치에 있는 경우, 통기성 공기 구역(122)에서의 공기의 통기성을 보호한다.

유체 흡입 연통 구성요소(140) 및 차단 밸브(150)는 착용자의 자유롭게 호흡하는 능력을 방해할 수 있는 압력 강하에 대한 부정적인 효과를 최소화하도록 구성된다. 다양한 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(152)는 차단 밸브(150)가 개방 위치에 있는 경우 밀봉 표면(146)으로부터 대략 8 mm 내지 1 mm, 대략 6 mm 내지 2 mm, 또는 대략 3 mm에 위치된다. 즉, 밀봉 패드(152)는 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 대략 8 mm 내지 1 mm, 또는 대략 6 mm 내지 2 mm, 또는 대략 3 mm를 이동한다. 그러한 거리는 개방 위치에 있을 경우에 공기가 통과하기에 충분한 공간을 제공하면서 비교적 소형일 수 있는 차단 밸브를 제공한다.

다양한 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(150)는 마스크 내의 부압으로 인해 폐쇄 위치에 남아 있을 수 있다. 즉, 부압 적합성 검사를 수행하는 동안, 착용자는 작동기(151)에 대해 내향으로 가압함으로써 작동기(151)를 폐쇄 위치로 이동시키고, 흡기하고, 이어서 작동기(151)를 해제할 수 있다. 착용자가 작동기(151)를 해제한 후에, 탄성 부재는 밀봉 패드(152) 상에 인가되는 제2 챔버(122) 내의 부압을 극복할 수가 없다. 그에 따라, 차단 밸브(150)는 착용자가 호기할 때까지 또는 제2 챔버(122) 내의 압력이 더 이상 탄성 부재의 힘을 극복하기에 충분하지 않을 때까지 폐쇄 위치에 남아 있을 수 있다. 착용자에 의해 작동기(151)가 해제된 이후에도 차단 밸브(150)를 폐쇄 위치에 남아 있게 하는 탄성 부재는 보다 정확한 적합성 검사를 허용할 수 있는데, 그 이유는 착용자가 마스크 본체(120)와 착용자의 안면 사이의 밀봉에 영향을 줄 수 있는 힘을 작동기(151) 상에 가하고 있지 않기 때문이다. 그러나, 탄성 부재가 마스크 본체(120)의 통기성 공기 구역 내의 부압으로 인해 차단 밸브(150)를 폐쇄 위치에 남아 있게 하는 동안에도, 차단 밸브는 착용자에 의한 작동기(151)로의 추가 입력 없이 개방 위치로 자동적으로 복귀할 수 있다. 예를 들어, 착용자의 호기로부터 생성되는 마스크 본체 내의 압력의 증가는 착용자가 자유롭게 호흡할 수 있는 개방 위치로 차단 밸브(150)를 복귀하게 할 수 있다. 그러한 특징부는 착용자가 차단 밸브(150)를 개방 위치로 복귀시키기 위한 작동기(151)로의 추가 입력 없이 안전하게 호흡할 수 있게 한다.

다른 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(150)는 제2 챔버(122) 내의 압력에 관계없이 폐쇄 위치에 남아 있을 수 있고, 착용자에 의한 추가 입력 시에 개방 위치로 복귀할 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 자가 정렬 밀봉 패드를 갖는 차단 밸브(250)의 예시적인 실시예를 도시한다. 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(250)는 작동기(251) 및 밀봉 패드(252)를 포함한다. 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(252)는 흡기 포트(241)를 차단하도록 내부 벽(224)과 접촉하여 둘 이상의 호흡 공기원과 제2 챔버(222)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다. 차단 밸브(250)가 폐쇄 위치에 있는 경우, 호흡 공기원 구성요소(201, 202)(도시되지 않음)로부터의 공기는 제1 챔버(221)와 유체 연통하지만, 유체 흡입 연통 구성요소(240)를 통해 제2 챔버(222)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역에 유입되는 것이 방지된다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(252)는 흡기 포트(241)를 둘러싸는 밀봉 표면(246)과 접촉한다. 밀봉 표면(246)은 흡기 포트(241)의 주연부 둘레에서 적절한 밀봉이 달성될 수 있게 하기 위해 내부 벽(224)으로부터 외향으로 연장되는 리지 또는 돌기부의 형태일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 표면(246)은 흡기 포트(241)의 외주연부를 둘러싸는 제1 밀봉 표면 부분(246a)과 흡기 포트(241)의 내주연부를 둘러싸는 제2 밀봉 표면 부분(246b)을 포함한다.

밀봉 패드(252)는 연성 또는 탄성 재료로 형성될 수 있어서, 밀봉 패드(252)가 밀봉 표면(246)과의 접촉 시에 휘어질 수 있게 된다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(252)는 밀봉 표면(246)과의 적절한 밀봉을 가능하게 하기 위해 경사진 또는 플랜지형 립과 같은 안착 특징부(255)를 포함한다. 밀봉 패드(252)의 전부 또는 일부분이 또한 밀봉 표면(246)과 접촉할 때 관절운동 또는 회전할 수 있다. 휠 수 있고 그리고/또는 관절운동 또는 회전할 수 있는 밀봉 패드는 흡기 포트(241) 둘레에서 적절한 밀봉의 형성을 가능하게 할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(252)는 작동기(251)에 부착되어 그에 의해 지지된다. 예를 들어, 밀봉 패드(252)는, 유체 흡입 연통 구성요소(240)로부터 돌출된 샤프트 상에서 이동하기보다는 오히려, 작동기(251)에 의해 안내된다. 일부 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(252) 및 작동기(251)는 단일 구성요소로서 일체로 형성될 수 있다. 안착 특징부(255)는 밀봉 표면(246)과의 적절한 정렬 및/또는 적절한 밀봉을 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 안착 특징부(255)는 밀봉 패드(252)를 밀봉 표면(246)과 정렬시키기 위해 상보적 특징부를 포함할 수 있다.

차단 밸브(250)는 개방 위치(도 2a)와 폐쇄 위치(도 2b) 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 작동기(251)는 오버몰딩된 탄성중합체 푸시버튼, 활주가능 버튼 등과 같은 버튼으로, 이는 밀봉 패드(252)가 밀봉 표면(246)과 접촉할 때까지 밀봉 패드(252)를 유체 흡입 연통 구성요소(240)를 향해 이동시키도록 하기 위해 착용자에 의해 내향으로 가압될 수 있다. 도 2a에 도시된 개방 위치에서, 공기는 다이어프램 또는 플랩(243)에 의해 통과가 허용되는 경우 흡기 포트(241)를 통해 제2 챔버(222)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역 내로 통과할 수 있다. 도 2b에 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(252)는 밀봉 표면(246)과 밀봉 결합되어 공기가 흡기 포트(241)를 통과하는 것을 방지한다. 밀봉 패드(252)의 적어도 일부분이 작동기(251)에 인가되는 힘으로 인해 휘어지고 그리고/또는 압축되며, 그러한 휘어짐 및/또는 압축이 적절한 밀봉을 가능하게 할 수 있다. 작동기(251)가 착용자에 의해 해제되는 경우, 작동기(251)는 밀봉 패드(252)를 밀봉 표면(246)과의 밀봉 결합으로부터 떨어지게 바이어스하는 탄성 부재로 인해 개방 위치로 복귀할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 예를 들어 차단 밸브(150)에 관련하여 전술한 바와 같이, 차단 밸브(250)는 착용자가 호기할 때까지 또는 제2 챔버(222) 내의 압력이 더 이상 탄성 부재의 힘보다 더 크지 않을 때까지 마스크 내의 부압으로 인해 폐쇄 위치에 남아 있을 수 있다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 버튼 형태의 작동기(251)는 밀봉 패드(252)를 밀봉 표면(246)과의 밀봉 결합으로부터 떨어지게 개방 위치를 향해 바이어스하는 탄성 부재로서 작용한다. 작동기(251)는, 마스크 본체(220)의 외부 벽(223)에 부착되어 작동기(251)를 지지하고 그리고/또는 차단 밸브(250)를 개방 위치로 바이어스하는 가요성 웨브(256)를 포함할 수 있다. 가요성 웨브(256)는 작동기(251)가 착용자에 의해 내향으로 가압되는 경우에 탄성적으로 변형될 수 있는 가요성 또는 유연성 재료로 형성된다. 폐쇄 위치에서, 가요성 웨브(256)는 휘어지고 그리고/또는 변형되어 밀봉 패드(252)가 밀봉 표면(246)을 향해 이동하게 한다. 가요성 웨브(256)의 휘어짐 및/또는 변형은 바람직하게는, 차단 밸브가 개방 위치에 있는 원래의 구성으로 가요성 웨브(256)가 반복적으로 복귀할 수 있도록 탄성 체제로 제한된다.

가요성 웨브(256) 대신에 또는 그에 추가하여 다른 탄성 부재들이 제공될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에서, 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 코일 스프링, 판 스프링, 탄성중합체 밴드, 또는 다른 적합한 탄성 부재가 작동기(251) 및 밀봉 패드(252)를 개방 위치로 바이어스하도록 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 스프링 하중 부재가 밀봉 패드(252)의 표면 상에 제공되어 작동기(251) 및 차단 밸브(250)를 밀봉 표면(246)으로부터 떨어지게 그리고 개방 위치로 바이어스하게 할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 선회식 밀봉 패드를 갖는 차단 밸브(350)의 예시적인 실시예를 도시한다. 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(350)는 작동기(351) 및 밀봉 패드(352)를 포함한다. 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 전술된 호흡 보호 장치(100)와 유사하게, 차단 밸브(350)는, 예를 들어 제1 챔버(321), 및 제2 챔버(322)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역을 포함하는 호흡 보호 장치 내에 통합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 챔버(321, 322)는 유체 흡입 연통 구성요소(340)를 포함하는 내부 벽(324)에 의해 분리된다. 유체 흡입 연통 구성요소(340)는 제1 챔버(321)와 제2 챔버(322) 사이에 유체 연통을 제공하기 위해 하나 이상의 개구부를 포함한다. 유체 흡입 연통 구성요소(340)는 제1 챔버(321)와 제2 챔버(322) 사이의 유체 연통을 선택적으로 허용하기 위한 흡기 밸브를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 유체 흡입 연통 구성요소(340)는, 예를 들어 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 참조하여 전술된 바와 같이, 흡기 동안 공기가 제1 챔버로부터 제2 챔버 내로 끌어 당겨질 수 있지만, 공기가 제2 챔버로부터 제1 챔버 내로 통과하지 못하도록 하는 다이어프램 또는 플랩(도시되지 않음)을 포함한다.

예시적인 실시예에서, 차단 밸브(350)는 작동기(351) 및 밀봉 패드(352)를 포함한다. 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(352)는 흡기 포트(341)를 차단하도록 내부 벽(324)과 접촉하여 둘 이상의 호흡 공기원과 제2 챔버(322)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다. 차단 밸브(350)가 폐쇄 위치에 있는 경우, 호흡 공기원 구성요소(도시되지 않음)로부터의 공기는 제1 챔버(321)와 유체 연통하지만, 유체 흡입 연통 구성요소(340)를 통해 제2 챔버(322)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역에 유입되는 것이 방지된다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(352)는 흡기 포트(341)를 둘러싸는 밀봉 표면(346)과 접촉한다. 밀봉 표면(346)은 흡기 포트(341)의 주연부 둘레에서 적절한 밀봉이 달성될 수 있게 하기 위해 내부 벽(324)으로부터 외향으로 연장되는 리지 또는 돌기부의 형태일 수 있다.

차단 밸브(350)는 개방 위치(도 3a)와 폐쇄 위치(도 3b) 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 작동기(351)는 오버몰딩된 탄성중합체 푸시버튼, 활주가능 버튼 등과 같은 버튼으로, 이는 밀봉 패드(352)가 밀봉 표면(346)과 접촉할 때까지 밀봉 패드(352)가 선회 위치(359)에서 선회하도록 하기 위해 착용자에 의해 내향으로 가압될 수 있다. 도 3a에 도시된 개방 위치에서, 공기는 예를 들어 다이어프램 또는 플랩에 의해 통과가 허용되는 경우 흡기 포트(341)를 통해 제2 챔버(322)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역 내로 통과할 수 있다. 도 3b에 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(352)는 밀봉 표면(346)과 밀봉 결합되어 공기가 흡기 포트(341)를 통과하는 것을 방지한다. 밀봉 패드(352)의 적어도 일부분이 작동기(351)에 인가되는 힘으로 인해 휘어질 수 있고 그리고/또는 압축될 수 있으며, 그러한 휘어짐 및/또는 압축이 적절한 밀봉을 가능하게 한다. 작동기(351)가 착용자에 의해 해제되는 경우, 작동기(351)는 작동기(351)를 개방 위치로 바이어스하는 탄성 부재로 인해 개방 위치로 복귀할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 예를 들어 차단 밸브(150)에 관련하여 전술한 바와 같이, 차단 밸브(350)는 착용자가 호기할 때까지 또는 제2 챔버(322) 내의 압력이 더 이상 탄성 부재의 힘보다 더 크지 않을 때까지 마스크 내의 부압으로 인해 폐쇄 위치에 남아 있을 수 있다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 버튼 형태의 작동기(351)는 밀봉 패드(352)를 밀봉 표면(346)과의 밀봉 결합으로부터 떨어지게 개방 위치를 향해 바이어스하는 탄성 부재로서 작용한다. 작동기(351)는 마스크 본체(320)의 외부 벽(도시되지 않음)에 부착되어 작동기(351)를 지지하고 그리고/또는 차단 밸브(350)를 개방 위치로 바이어스하는 가요성 웨브(356)를 포함할 수 있다. 웨브(356)는, 예를 들어 도 3b에 도시된 바와 같이, 작동기(351)가 착용자에 의해 내향으로 가압되는 경우에 탄성적으로 변형될 수 있는 가요성 또는 유연성 재료로 형성된다. 일부 예시적인 실시예에서, 작동기(351)는 밀봉 패드(352)에 부착되지 않는다. 가요성 웨브(356)와 같은 탄성 부재는 작동기(351)를 개방 위치로 바이어스하고, 스프링 부재(357)와 같은 하나 이상의 추가 부재는 밀봉 패드(352)를 개방 위치로 바이어스한다. 스프링 부재(357)는 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 코일 스프링, 판 스프링, 탄성중합체 밴드, 또는 적합한 탄성 부재를 비롯한 임의의 적합한 스프링을 포함하여 밀봉 패드(352)를 개방 위치로 바이어스할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 작동기(351)는 밀봉 패드(352)에 부착되고, 가요성 웨브와 같은 탄성 부재 및/또는 스프링 부재(357)는 작동기(351) 및 밀봉 패드(352) 둘 모두를 개방 위치를 향해 바이어스한다.

밀봉 패드(352)는, 밀봉 패드(352)의 적어도 일부분이 밀봉 표면(346)과의 접촉 시에 휘어지거나 압축될 수 있도록 연성 또는 탄성 재료로 되는 적어도 일부분을 포함할 수 있다. 밀봉 패드(352)의 적어도 일부분은 작동기(351)로부터의 힘이 밀봉 표면(346)과 접촉하는 밀봉 패드(352)의 전체 부분에 전달될 수 있도록 강성 또는 반강성일 수 있다. 작동기(351)가 밀봉 패드(352)를 폐쇄 위치 내로 이동시키는 경우의 밀봉 패드(352)의 과도한 휘어짐은 밀봉 패드(352)와 밀봉 표면(346) 사이에 갭을 생성할 수 있으며, 이는 정확한 부압 적합성 검사의 수행을 저해하는 공기의 진입을 허용할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 선회식 밀봉 패드 및 회전가능 작동기를 갖는 차단 밸브(450)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 전술된 호흡 보호 장치(100)와 유사하게, 차단 밸브(450)는 예를 들어 제1 챔버(421), 및 제2 챔버(422)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역을 포함하는 호흡 보호 장치 내에 통합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 챔버(421, 422)는 유체 흡입 연통 구성요소(440)를 포함하는 내부 벽(424)에 의해 분리된다. 유체 흡입 연통 구성요소(440)는 제1 챔버(421)와 제2 챔버(422) 사이에 유체 연통을 제공하기 위해 하나 이상의 개구부를 포함한다. 유체 흡입 연통 구성요소(440)는 제1 챔버(421)와 제2 챔버(422) 사이의 유체 연통을 선택적으로 허용하기 위한 흡기 밸브를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 유체 흡입 연통 구성요소(440)는, 예를 들어 유체 흡입 연통 구성요소(140)를 참조하여 전술된 바와 같이, 흡기 동안 공기가 제1 챔버로부터 제2 챔버 내로 끌어 당겨질 수 있지만, 공기가 제2 챔버로부터 제1 챔버 내로 통과하지 못하도록 하는 다이어프램 또는 플랩(도시되지 않음)을 포함한다.

예시적인 실시예에서, 차단 밸브(450)는 회전가능 작동기(451) 및 밀봉 패드(452)를 포함한다. 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(452)는 흡기 포트(441)를 차단하도록 내부 벽(424)과 접촉하여 둘 이상의 호흡 공기원과 제2 챔버(422)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다. 차단 밸브(450)가 폐쇄 위치에 있는 경우, 호흡 공기원 구성요소(도시되지 않음)로부터의 공기는 제1 챔버(421)와 유체 연통하지만, 유체 흡입 연통 구성요소(440)를 통해 제2 챔버(422)에 의해 형성되는 통기성 공기 구역에 유입되는 것이 방지된다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(452)는 흡기 포트(441)를 둘러싸는 밀봉 표면(446)과 접촉한다. 밀봉 표면(446)은 흡기 포트(441)의 주연부 둘레에서 적절한 밀봉이 달성될 수 있게 하기 위해 내부 벽(424)으로부터 외향으로 연장되는 리지 또는 돌기부의 형태일 수 있다.

차단 밸브(450)는 개방 위치(도 4a)와 폐쇄 위치(도 4b) 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 작동기(451)는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전될 수 있는 회전가능 작동기이다. 회전가능 작동기(451)가 제1 위치에 있는 경우 차단 밸브(450)는 개방 위치에 있고, 회전가능 작동기(451)가 제2 위치에 있는 경우 차단 밸브(450)는 폐쇄 위치에 있다. 예시적인 실시예에서, 회전가능 작동기(451)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 90도 회전된다. 다른 예시적인 실시예에서, 회전가능 작동기(451)는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 45도, 180도, 또는 다른 적합한 각도로 회전된다. 회전가능 작동기(451)는 캠(458)을 포함한다. 회전가능 작동기(451)의 회전은, 캠(458)으로 하여금, 밀봉 패드(452)가 밀봉 표면(446)과 접촉할 때까지 밀봉 패드(452)를 밀봉 표면(446)을 향해 가압하게 하고 선회 위치(459)에서 선회하게 한다. 도 4b에 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(452)는 밀봉 표면(446)과 밀봉 결합되어 공기가 흡기 포트(441)를 통과하는 것을 방지한다. 밀봉 패드(452)의 적어도 일부분이 작동기(451)에 인가되는 힘으로 인해 휘어질 수 있고 그리고/또는 압축될 수 있으며, 그러한 휘어짐 및/또는 압축이 적절한 밀봉을 가능하게 한다. 예시적인 실시예에서, 회전가능 작동기(451)는, 회전가능 작동기가 착용자에 의해 해제되는 경우, 탄성 부재(도시되지 않음)로 인해 개방 위치로 복귀한다. 탄성 부재는 예를 들어 비틀림 스프링일 수 있거나, 또는 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 다른 적합한 탄성 부재일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 회전가능 작동기(451)는 착용자에 의한 추가 입력 시에만 개방 위치로 복귀하고, 예를 들어 착용자가 작동기(451)를 제1 위치로 회전시킬 때까지 차단 밸브(450)가 폐쇄 위치에 있도록 제2 위치에 남아 있다. 스프링 부재(457)는 밀봉 패드(452)를 개방 위치로 바이어스한다. 스프링 부재(457)는 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 코일 스프링, 판 스프링, 탄성중합체 밴드, 또는 적합한 탄성 부재를 비롯한 임의의 적합한 스프링을 포함하여 밀봉 패드(452)를 개방 위치로 바이어스할 수 있다.

밀봉 패드(452)는, 밀봉 패드(452)의 적어도 일부분이 밀봉 표면(446)과의 접촉 시에 휘어지거나 압축될 수 있도록 연성 또는 탄성 재료로 되는 적어도 일부분을 포함할 수 있다. 밀봉 패드(452)의 적어도 일부분은 작동기(451)로부터의 힘이 밀봉 표면(446)과 접촉하는 밀봉 패드(452)의 전체 부분에 전달될 수 있도록 강성 또는 반강성일 수 있다. 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 사전결정된 각도에 걸쳐 회전할 수 있고 밀봉 패드(452)가 폐쇄 위치로 이동되게 하는 캠(458)을 갖는 회전가능 작동기(451)는 밀봉 패드(452)가 폐쇄 위치로 이동될 때마다 밀봉 패드(452)에 균일한 힘이 전달되게 한다. 그에 따라, 원하는 밀봉을 생성하기에 적절한 힘이 용이하고 일관성 있게 달성된다.

회전가능 작동기는 부압 적합성 검사의 수행 동안 마스크 본체의 착용감에 대한 적은 영향 및 사용의 용이함을 포함한 여러 이점들을 제공하는 것으로 여겨진다. 회전가능 작동기의 회전은 착용자의 안면을 향하는 방향으로 힘을 요구하지 않으며, 그에 따라 마스크 본체와 착용자의 안면 사이의 자연스러운 접촉을 변경할 수 없다. 따라서, 정확한 부압 적합성 검사가 달성될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 코와 입을 덮을 수 있고 착용자에게 통기성 공기를 제공할 수 있는 예시적인 호흡 보호 장치(500)를 도시한다. 호흡 보호 장치(500)는 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)를 포함하는 마스크 본체(520)를 포함한다. 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소(도시되지 않음)가 마스크 본체(520)의 반대쪽 측면들 상에 위치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소는 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)에 부착되도록 구성되는 필터 카트리지이다. 필터 카트리지는 공기가 착용자에게로의 전달을 위해 마스크 본체 내의 내부 공간 내로 지나가기 전에 외부 환경으로부터 수용된 공기를 여과한다.

마스크 본체(520)는 강성 또는 반강성 부분(520a) 및 유연한 안면 접촉 부분(520b)을 포함할 수 있다. 마스크 본체의 유연한 안면 접촉 부분은, 예를 들어, 마스크 본체가 사람의 코와 입 위에 편안하게 지지되도록 하기 위해 그리고/또는 마스크 본체(520) 내부로의 공기의 바람직하지 않은 진입을 제한하기에 적합한 밀봉을 착용자의 안면에 제공하기 위해 유연하게 구성된다. 안면 접촉 부재(520b)는 마스크가 착용자의 코 위에 그리고 착용자의 볼에 대해 편안하고 안락하게 잘 맞을 수 있도록 내향만곡 커프를 가질 수 있다. 강성 또는 반강성 부분(520a)은 그것이 예를 들어 필터 카트리지와 같은 호흡 공기원 구성요소들을 적절히 지지할 수 있도록 마스크 본체(520)에 대해 구조적 일체성을 제공한다. 다양한 예시적인 실시예에서, 마스크 본체 부분들(520a, 520b)은 일체로 제공될 수 있거나, 또는 차후에 영구적으로 또는 제거가능한 유형으로 함께 결합되는 별도로 형성된 부분들로서 제공될 수 있다.

호기 포트(530)는 착용자에 의한 호기 동안 공기가 마스크 본체 내의 내부 공간으로부터 제거될 수 있게 한다. 예시적인 실시예에서, 호기 포트(530)는 마스크 본체(520) 상의 중심에 위치된다. 호기 시에 마스크 본체(520) 내에 생성된 정압으로 인해 공기가 빠져나가는 것을 허용하지만 외부 공기의 진입은 방지하기 위해, 호기 밸브가 호기 포트에 장착된다.

제1 및 제2 입구 포트(503, 504)는 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소를 수용하도록 구성된다. 도 5a에 도시된 예시적인 실시예에서, 마스크 본체(520)는 마스크 본체(520)의 양쪽 면상에 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)를 포함하며, 이는 마스크 본체(520)의 볼 부분들에 근접할 수 있다. 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)는 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소(도시되지 않음)가 마스크 본체(520)에 견고하게 부착될 수 있도록 상보적 정합 특징부들을 포함한다. 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 다른 적합한 연결부들이 제공될 수 있다. 정합 특징부들은, 호흡 공기원 구성요소가 호흡 공기원 구성요소의 사용 수명의 종료 시에 또는 상이한 호흡 공기원 구성요소의 사용을 원할 경우에 제거되고 교체될 수 있도록 제거가능 연결부로 될 수 있다. 대안적으로, 연결부는 예를 들어 호흡 공기원 구성요소가 호흡 공기원 구성요소를 손상시키지 않고는 제거될 수 없도록 영구적일 수도 있다.

호흡 보호 장치(500)는 다수의 유체 흡입 연통 구성요소를 폐쇄하기 위한 차단 밸브(550)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 차단 밸브(550)는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능하다. 폐쇄 위치에서, 차단 밸브(550)는 입구 포트(503, 504)에 있는 호흡 공기원 구성요소들의 양자 모두와 마스크 본체(520)의 통기성 공기 구역 사이의 유체 연통을 방지한다.

차단 밸브(550)는 착용자가 마스크 본체의 주연부 둘레에서 누설의 존재의 표시를 제공하는 부압 적합성 검사를 수행할 수 있게 한다. 차단 밸브(550)가 폐쇄 위치에 있는 경우, 공기는 마스크 본체(520)의 통기성 공기 구역에 유입하는 것이 방지된다. 차단 밸브가 폐쇄 위치에 있는 동안의 착용자에 의한 흡기는 마스크 내에 부압을 생성할 것이고, 일부 예시적인 실시예에서, 마스크 본체와 착용자의 안면 사이에 적절한 밀봉이 달성되어 있다면 유연한 안면 접촉 부재가 내향으로 편향되게 할 수 있다. 적절한 밀봉이 달성되지 않으면, 흡기는 외부 환경으로부터의 공기가 마스크 본체의 주연부와 착용자의 안면 사이에서 통기성 공기 구역에 유입되게 할 수 있다. 이런 방식으로, 호흡 보호 장치(500)를 착용하는 착용자에 의해 부압 적합성 검사가 용이하게 수행되어 호흡 보호 장치(500)와 착용자의 안면 및/또는 머리 사이에 적절한 밀봉이 달성되는지 여부를 판정할 수 있다.

필터 카트리지와 같은 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소가 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)에 부착될 수 있다. 따라서, 제1 호흡 공기원 구성요소를 통과한 후에 제1 입구 포트(503)를 통해 마스크 본체(520)에 유입되는 공기는 제1 유체 흡입 연통 구성요소(540a)를 통해 통기성 공기 구역(522)에 유입될 수 있고, 제2 호흡 공기원 구성요소를 통과한 후에 제2 입구 포트(504)를 통해 마스크 본체(520)에 유입되는 공기는 제2 유체 흡입 연통 구성요소(540b)를 통해 통기성 공기 구역(522)에 유입될 수 있다. 그에 따라, 제1 및 제2 호흡 공기원 구성요소(501, 502)로부터의 공기는 별개의 유체 흡입 연통 구성요소(540a, 540b)를 통해 통기성 공기 구역(522)에 유입된다. 제1 및 제2 유체 흡입 연통 구성요소(540a, 540b)의 각각은 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)와 통기성 공기 구역(522) 사이에 유체 연통을 제공하기 위해 하나 이상의 개구부를 포함한다. 제1 및 제2 유체 흡입 연통 구성요소(540a, 540b)는 각각 제1 및 제2 입구 포트(503, 504)와 통기성 공기 구역(522) 사이에 유체 연통을 선택적으로 허용하기 위해 흡기 밸브를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 차단 밸브(550)는 작동기(551), 및 제1 및 제2 밀봉 패드(552a, 552b)를 포함한다. 작동기가 눌려지는 경우, 제1 및 제2 밀봉 패드(552a, 552b)는 제1 및 제2 흡기 포트를 차단하여 둘 이상의 호흡 공기원과 통기성 공기 구역(522) 사이의 유체 연통을 방지한다. 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 밀봉 패드(552a, 552b)는 작동기(551)에 의해 접촉되는 작동 표면(547a, 547b)을 포함하여 밀봉 패드(552a, 552b)가 제1 및 제2 흡기 포트를 차단하게 한다. 예시적인 실시예에서, 밀봉 패드(552a, 552b)는 각각 제1 및 제2 흡기 포트(541a, 541b)를 둘러싸는 제1 및 제2 밀봉 표면(546a, 546b)과 접촉한다. 밀봉 표면(546a, 546b)은 흡기 포트(541a, 541b)의 주연부 둘레에서 적절한 밀봉이 달성되도록 할 수 있도록 마스크 본체(520)의 내부 표면 또는 제1 및 제2 유체 흡입 연통 구성요소(540a, 540b)로부터 외향으로 연장되는 리지 또는 돌기부의 형태일 수 있다.

차단 밸브(550)는 개방 위치(도 5b)와 폐쇄 위치(도 5c) 사이에서 전환하도록 작동될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 작동기(551)는 오버몰딩된 탄성중합체 푸시버튼, 활주가능 버튼 등과 같은 버튼으로, 이는 제1 및 제2 밀봉 패드(552a, 552b)가 제1 및 제2 유체 흡입 연통 구성요소(540a, 540b)의 밀봉 표면(546a, 546b)과 접촉할 때까지 제1 및 제2 밀봉 패드(552a, 552b)가 선회 위치들(559a, 559b)(도시되지 않음)을 중심으로 선회하도록 하기 위해 착용자에 의해 내향으로 가압될 수 있다. 도 5b에 도시된 개방 위치에서, 공기는 다이어프램 또는 플랩(도시되지 않음)에 의해 통과가 허용되는 경우 흡기 포트(541a, 541b)를 통해 통기성 공기 구역(522) 내로 통과할 수 있다. 도 5c에 도시된 폐쇄 위치에서, 밀봉 패드(552a)는 밀봉 표면(546a)과 밀봉 결합되어 공기가 흡기 포트(541a)를 통과하는 것을 방지한다. 작동기(551)가 착용자에 의해 해제되는 경우, 작동기(551)는 작동기(551)를 개방 위치로 바이어스하는 탄성 부재로 인해 개방 위치로 복귀한다. 일부 예시적인 실시예에서, 예를 들어 차단 밸브(150)에 관련하여 전술한 바와 같이, 차단 밸브(550)는 착용자가 호기할 때까지 또는 통기성 공기 구역(522) 내의 압력이 더 이상 탄성 부재의 힘보다 더 크지 않을 때까지 마스크 내의 부압으로 인해 폐쇄 위치에 남아 있을 수 있다.

예시적인 실시예에서, 탄성중합체 버튼 형태의 작동기(551)는 작동기(551)를 개방 위치를 향해 바이어스하는 탄성 부재로서 작용한다. 작동기(551)는 마스크 본체(520)의 외부 벽(523)에 부착되어 작동기(551)를 지지하고 그리고/또는 차단 밸브(550)를 개방 위치로 바이어스하는 가요성 웨브(556)를 포함할 수 있다. 가요성 웨브(556)는, 예를 들어 도 5c에 도시된 바와 같이, 작동기(551)가 착용자에 의해 내향으로 가압되는 경우에 탄성적으로 변형될 수 있는 가요성 또는 유연성 재료로 형성된다. 폐쇄 위치에서, 가요성 웨브(556)는, 예를 들어, 휘어지고 그리고/또는 변형되어 밀봉 패드(552a, 552b)가 작동 탭(547a, 547b)과 접촉함으로써 선회하게 한다. 탄성중합체 웨브의 휘어짐 및/또는 변형은 바람직하게는, 차단 밸브가 개방 위치에 있는 원래의 구성으로 탄성중합체 웨브가 반복적으로 복귀할 수 있도록 탄성 체제로 제한된다.

예시적인 실시예에서, 작동기(551)는 작동기(551)와 마스크 본체(520) 사이에 밀봉이 형성되도록 마스크 본체(520)에 부착된다. 예를 들어, 작동기(551)의 일부분이 마스크 본체(520)에 결합되어, 예를 들어 오버몰딩에 의해 적절한 밀봉을 제공할 수 있다. 다른 적합한 밀봉이 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 개스킷, 플랜지, 접착제, 억지 끼워맞춤, 몰딩 기술, 음파 용접, 및 다른 적합한 기술을 사용하여 제공될 수 있다. 작동기(551)에 근접한 충분한 밀봉이, 차단 밸브(550)가 개방, 폐쇄, 또는 중간 위치에 있는 경우 외부 환경으로부터의 여과되지 않은 공기의 진입을 방지한다.

작동기(551)의 가요성 웨브 대신에 또는 그에 추가하여 다른 탄성 부재들이 제공될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 작동기(551)는 밀봉 패드(552a, 552b)에 부착되지 않는다. 가요성 웨브(556)와 같은 탄성 부재는 작동기(551)를 개방 위치로 바이어스하고, 스프링 부재(558a, 558b)와 같은 하나 이상의 추가 부재는 밀봉 패드(552a, 552b)를 개방 위치로 바이어스한다. 스프링 부재(558a, 558b)는 밀봉 패드(552a, 552b)를 개방 위치로 바이어스하는, 본 기술 분야에서 공지된 바와 같은 코일 스프링, 판 스프링, 탄성중합체 밴드, 또는 적합한 탄성 부재를 비롯한 임의의 적합한 스프링을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 작동기(551)는 밀봉 패드(552a, 552b)에 부착되고, 가요성 웨브와 같은 탄성 부재 및/또는 하나 이상의 스프링 부재(558a, 558b)는 작동기(551) 및 밀봉 패드(552a, 552b) 둘 모두를 개방 위치를 향해 바이어스한다.

본 발명에 따른 호흡 마스크는 여러 이점들을 제공한다. 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능한 차단 밸브는 착용자가 부압 적합성 테스트를 용이하게 수행하게 한다. 예를 들어, 입구 포트를 폐쇄하는 차단 밸브는 종래의 정압 적합성 장치들과 비교하여 마스크의 주연부와 사용자의 안면 사이에서 적절한 밀봉의 존재를 확인하기에 보다 효과적이고 재현가능한 적합성 검사를 제공하는 것으로 여겨진다. 그에 따라, 본 발명에 따른 호흡 마스크는, 예를 들어, 많은 종래의 장치들에서 접근 불가능했고 용이하게 폐쇄되지 않았던 입구 밸브를 폐쇄하는 것에 대한 해결책을 제공할 수 있다. 전술된 바와 같은 호흡 마스크는, 예를 들어, 마스크가 하나 초과의 호흡 공기원 구성요소 또는 더 많은 입구 포트를 포함할 수 있다 할지라도 단일의 밸브를 폐쇄함으로써 부압 적합성 검사가 수행될 수 있게 하며, 착용자가 다수의 작동기들을 연동시키거나 각각의 입구 포트 또는 호흡 공기원 구성요소에 대해 개별 테스트를 수행할 것을 요구하지 않는다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 차단 밸브는 반면 호흡기(half-face respirator), 전면 호흡기(full-face respirator), 전원형 또는 정압 호흡기, 및 다른 적합한 호흡 보호 장치에 대해 적합할 수 있다.

상기 상세한 설명 및 예들은 단지 명확한 이해를 위해 주어졌다. 이로부터의 제한은 불필요하다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서 기술된 실시예에서 많은 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 임의의 상기 실시예에 대해 기술된 임의의 특징 또는 특성이 개별적으로 또는 임의의 다른 특징 또는 특성과 조합되어 포함될 수 있고, 오직 명확성을 위해 상기 순서 및 조합으로 제공된다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기재된 바로 그 상세 내용 및 구조에 한정되어서는 아니되며, 오히려 특허청구범위의 용어에 의해 설명되는 구조 및 이러한 구조의 등가물에 의해 한정되어야 한다.