KR101776943B1 - 휴대용 필터장치 - Google Patents

Abstract

휴대용 필터장치가 제공된다. 휴대용 필터장치는, 탄성력을 가져 탄력적으로 변형 및 복원되고, 기체를 통과시킬 수 있는 통기구조가 형성되어 있으며, 콧구멍에 삽입되어 콧구멍의 내측에 개재되는 한 쌍의 필터부재, 콧구멍의 외측에서 필터부재의 사이를 연결하는 적어도 일부가 굴절 가능한 연결부재, 및 통기구조를 따라 통과하는 기체 유동경로 상의 적어도 일부에 위치하여, 필터부재를 통과하는 기체에 함유된 오염물질을 점착 처리하는 점착부를 포함한다.

Description

휴대용 필터장치{Portable filter device}

본 발명은 오염물질을 정화하는 필터장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 휴대하여 인체에 착용이 가능하고 인체에 침투 가능한 오염물질을 보다 효과적으로 처리하는 휴대용 필터장치에 관한 것이다.

대기 오염도가 갈수록 높아지고 있으며 사람들도 마음 놓고 숨쉬기 어려운 경우가 많아지고 있다. 대기오염은 도심지나 시골을 불문하고 심화되어 각종 호흡기 질환도 증가하고 있다. 기중에는 미세먼지와 같은 다양한 오염물질이 입자 형태로 분포하고 있다.

특히, 봄철이나 가을철에 일시적으로 발생하던 황사 등도 시기를 가리지 않고 자주 발생하여 대기 오염도를 크게 증가시키고 있다. 이와 같이 대기오염이 심화되는 경우 실외활동을 제한하는 것이 가장 좋은 대처방법이 되겠으나, 출근이나, 등교, 또는 그 밖의 여러 가지 이유로 실외활동이 불가피한 경우가 많이 있다.

이러한 경우에는 기중에 섞여 인체에 침투하는 각종 오염물질에 무방비 상태가 되므로, 마스크와 같은 기구를 사용하여 호흡기 등을 보호하는 것이 바람직하다. 대한민국 등록실용신안 제20-0366429호 등에는 보호 구조를 개선하거나, 처리를 통해 오염물질의 차단성능을 높인 다양한 마스크 기구들이 개시되어 있다.

그러나, 종래의 마스크로는 폐포까지 침투하는 미세먼지 등의 오염물질을 용이하게 걸러내기 어려운 문제가 있었다. 또한, 마스크는 코와 입을 동시에 덮어 보호하도록 되어 있으나, 구조상 호흡기를 외부와 완벽하게 격리하기 어려워 실질적으로는 오염물질의 차단효과가 크지 않은 문제가 있었다. 뿐만 아니라, 이러한 마스크를 대체할 만한 기구도 마땅히 마련되지 않아 이에 대한 개선이 필요한 실정이다.

대한민국 등록실용신안 제20-0366429호, (2004.11.04), 도면2

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 휴대하여 인체에 착용이 가능하고 인체에 침투 가능한 오염물질을 보다 효과적으로 처리하는 휴대용 필터장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 휴대용 필터장치는, 탄성력을 가져 탄력적으로 변형 및 복원되고, 기체를 통과시킬 수 있는 통기구조가 형성되어 있으며, 콧구멍에 삽입되어 콧구멍의 내측에 개재되는 한 쌍의 필터부재; 상기 콧구멍의 외측에서 상기 필터부재의 사이를 연결하는 적어도 일부가 굴절 가능한 연결부재; 및 상기 통기구조를 따라 통과하는 기체 유동경로 상의 적어도 일부에 위치하여, 상기 필터부재를 통과하는 기체에 함유된 오염물질을 점착 처리하는 점착부를 포함한다.

상기 필터부재는 다수의 기공을 포함하며, 상기 기공에 의해 상기 통기구조가 형성될 수 있다.

상기 필터부재는 다수의 기공을 포함하는 제1필터부, 및 제2필터부를 포함하여 이루어지고, 상기 제1필터부에 포함되는 기공의 평균 크기는 상기 제2필터부에 포함되는 기공의 평균 크기보다 클 수 있다.

상기 점착부는 상기 기공의 적어도 일부에 점착물질이 코팅되어 형성될 수 있다.

상기 점착부는 상기 필터부재의 표면 또는 내부에 점착물질이 층을 이루어 형성되는 휴대용 필터장치.

상기 연결부재는 상기 필터부재의 사이를 연결하는 굴절 가능한 와이어로 이루어질 수 있다.

상기 연결부재는 바 형상의 지지부, 및 상기 지지부와 상기 필터부재의 사이에 연결되는 적어도 한 쌍의 굴절 가능한 와이어부를 포함할 수 있다.

상기 연결부재는 상기 지지부에 결합되어 상기 와이어부를 착탈 가능하게 고정하는 고정클립을 더 포함할 수 있다.

상기 필터부재는 상기 필터부재의 적어도 일부가 관통되어 형성되고 내부에 상기 연결부재의 일부가 수용되는 수용부를 포함할 수 있다.

상기 수용부는 상기 필터부재의 내측에서 직경이 확장되는 확장부를 포함하고, 상기 연결부재는 상기 확장부 내측에 삽입되어 고정되는 고정편을 포함할 수 있다.

상기 필터부재는 원통형상의 부분을 포함하는 형상으로 형성될 수 있다.

상기 필터부재는 적어도 일부가 상기 콧구멍의 삽입방향으로 직경이 감소하는 원뿔형상의 부분을 포함하는 형상으로 형성될 수 있다.

상기 필터부재는 외면의 적어도 일부가 오목하거나, 볼록하게 굴절되어 형성된 곡면부분을 적어도 하나 포함하는 형상으로 형성될 수 있다.

상기 필터장치는, 상기 필터부재의 둘레에 형성되고 상기 콧구멍의 내면과 상기 필터부재의 사이에 개재되는 패킹부를 더 포함할 수 있다.

상기 필터장치는, 상기 필터부재의 상기 콧구멍의 내면을 향하는 표면에 형성되는 피복부를 더 포함하고, 상기 피복부가 상기 콧구멍의 내면과 밀착하여 고정될 수 있다.

상기 필터부재는 항균물질, 약재, 및 향료 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 휴대용 필터장치는 매우 간편하게 휴대가 가능하며, 손쉽게 인체에 장착할 수 있다. 또한, 사용자의 호흡이 상대적으로 원활하게 이루어질 수 있도록 호흡에 미치는 영향을 줄이며, 오염물질을 효과적으로 처리하는 매우 유용한 효과가 있다. 또한, 신체구조에 알맞은 필터부재를 교체하여 장착함으로써 장치의 효용성을 극대화 할 수 있고, 호흡기의 일부를 격리하여 오염물질이 신체 내부로 침투하는 것을 구조적으로 차단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 휴대용 필터장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 필터장치의 필터부재의 내부구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 필터부재의 기공부분을 좀 더 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 필터장치가 인체에 장착되어 오염물질을 정화하는 과정을 도시한 사용상태도이다.
도 5는 도 1의 필터장치의 분해결합과정을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 1의 필터장치의 변형례를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1의 필터장치의 또 다른 변형례를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 휴대용 필터장치의 측면도 및 단면도를 함께 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 필터장치가 인체에 장착된 예를 도시한 사용상태도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 의한 휴대용 필터장치를 도시한 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 의한 휴대용 필터장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 휴대용 필터장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 필터장치의 필터부재의 내부구조를 도시한 단면도이다. 도 3은 필터부재의 기공부분을 좀 더 확대하여 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 휴대용 필터장치(1)는 탄성력을 가져 탄력적으로 변형 및 복원되고, 기체를 통과시킬 수 있는 통기구조가 형성되어 있으며, 콧구멍에 삽입되어 콧구멍의 내측에 개재되는 한 쌍의 필터부재(100), 콧구멍의 외측에서 필터부재(100)의 사이를 연결하는 적어도 일부가 굴절 가능한 연결부재(200), 및 통기구조를 따라 통과하는 기체 유동경로 상의 적어도 일부에 위치하여, 필터부재(100)를 통과하는 기체에 함유된 오염물질을 점착 처리하는 점착부(도 3의 102참조)를 포함한다.

휴대용 필터장치(1)는 탄성력을 갖는 필터부재(100)를 사용자가 알맞게 변형시켜 콧구멍에 삽입하도록 구성된다(도 4참조). 필터부재(100)는 탄성력에 의해 복원되면서 콧구멍의 내부를 밀폐하며, 이로 인해 코로 흡입되는 기체는 필터부재(100)를 통과하여야만 신체 내부로 유입될 수 있다. 따라서 필터부재(100)로 기체에 함유된 오염물질을 매우 용이하게 처리할 수 있다.

특히, 휴대용 필터장치(1)는 필터부재(100)에 형성된 점착부(102)로 오염물질을 점착하여 효과적으로 처리할 수 있다. 필터부재(100)에는 다수의 기공(도 2 및 도 3의 101참조)으로 이루어진 통기구조가 형성될 수 있으며, 점착부(도 2의 102참조)는 이러한 통기구조를 통과하는 기체의 유동경로 상에서 기체와 용이하게 접촉할 수 있다. 따라서 필터부재(100)를 통과하는 기체에 함유된 오염물질이 점착부(102)에 점착되어 매우 용이하게 정화 처리될 수 있다.

이와 같은 점착부(102)에 의해, 상대적으로 기공(101)의 크기가 크더라도 오염물질의 처리는 매우 효과적으로 이루어질 수 있으며, 상대적으로 크기가 큰 기공(101)에 의해 사용자의 호흡에 미치는 영향은 최소화 될 수 있다. 즉, 기체가 함유하는 오염물질은 효과적으로 처리하되, 사용자의 호흡이 상대적으로 원활하게 이루어질 수 있도록 사용자의 사용 편의성을 크게 증가시킬 수 있다.

또한, 휴대용 필터장치(1)는 장치 구성부를 용이하게 분리하거나 결합할 수 있도록 형성된다. 따라서, 사용이 끝난 필터부재(100)를 새것으로 교환하거나, 사용자의 신체 구조에 알맞은 서로 다른 형상의 필터부재(100)를 선택적으로 교체하여 사용할 수 있고, 이로 인해 장치의 활용도 역시 극대화될 수 있다. 이하, 이와 같은 특징을 갖는 휴대용 필터장치(1)에 대해 각 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.

필터부재(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 한 쌍이 형성될 수 있다. 필터부재(100)는 탄성력을 갖는 재질로 형성되며 내부에는 통기구조가 형성될 수 있다. 필터부재(100)는 예를 들어, 폴리에스테르나 우레탄과 같은 고분자물질을 하나 또는 하나 이상 조합하여 형성할 수 있다. 필터부재(100)는 도시된 바와 같이 원통형상의 부분을 포함하는 형상으로 형성될 수 있으나 이로써 한정되지 않으며, 다각형의 기둥형상과 같은 형상 등으로 변형될 수 있다. 필터부재(100)는 콧구멍에 삽입이 용이한 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

필터부재(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 기공(101)을 포함하여 형성될 수 있다. 기공(101)들은 기체가 통과할 수 있도록 서로 연결될 수 있으며 이러한 기공(101)들에 의해 필터부재(100) 전체에 통기구조가 형성될 수 있다. 즉, 필터부재(100)는 다수의 기공(101)으로 이루어진 통기구조를 포함할 수 있으며, 이러한 통기구조를 따라 기체가 유동할 수 있다. 점착부(102)는 통기구조를 따라 통과하는 기체 유동경로 상의 적어도 일부에 위치할 수 있다.

이와 같은 필터부재(100)는 다수의 기공(101)을 포함하며 기공(101)과 기공(101)이 서로 연결된 다공성 필터부재일 수 있다. 필터부재(100)는 예를 들어, 폴리에스테르 폼, 폴리에테르 폼 등을 포함하여 형성되는 다공성의 폼 필터부재로 이루어진 것일 수 있으며 수 내지 수백PPI(Pores Per Inch)의 공극률을 가지는 것일 수 있다. 구체적으로, 필터부재는 25~500PPI의 공극률을 가질 수 있으며, 점착부(102)의 점도는 100~2,000poise일 수 있다. 점착부(102)의 두께는 0.5~5,000㎛일 수 있고, 점착부(102)의 결합력은 0.01~2000g/25mm일 수 있다. 이러한 필터부재(100)와 점착부(102)를 포함하는 휴대용 필터장치(1)는 유속 7m/s 이하의 유체를 정화하는 데 사용될 수 있다.

점착부(102)는 도 3에 도시된 바와 같이 기공(101)의 적어도 일부에 점착물질이 코팅되어 형성될 수 있다. 점착부(102)는 필터부재(100)에 형성된 다수의 기공(101) 각각에 형성될 수 있으며, 이를 통해 기공(101)을 통과하는 기체에 함유된 오염물질과 접촉하는 면적을 크게 증가시킬 수 있다. 점착부(102)는 필터부재(100)를 점착물질에 함침하거나 침지시키는 방식으로 형성할 수 있다. 그러나 이로써 한정될 필요는 없으며, 필터부재(100)의 기체가 통과하는 유동경로 상에 다양한 방식으로 점착부(102)를 형성할 수 있다. 점착부(102)를 형성하는 점착물질은 예를 들어, 실리콘계열의 화합물을 포함할 수 있다. 이 외에도 다른 점착성 물질, 예를 들면, 왁스, 파라핀, 아교 전분, 고무 및 점착성 고분자를 추가로 포함할 수 있다. 이들 부가적인 점착성 물질은 단독으로 또는 혼합하여 첨가할 수 있다.

상기 점착성 고분자로는 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌글리콜, 메틸셀룰로오즈, 에틸셀룰로오즈, 수용성 아크릴수지 및 수분산성 우레탄 수지 등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 점착성 물질의 구체적인 예로서, 탄화수소 수지, 에폭시 화합물, 디메틸아크릴레이트 화합물, 폴리에틸렌글리콜 화합물, 페놀수지 화합물, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 폴리클로로프렌, 고무계열 수지, Rosin nitrile rubber, 폴리우레탄 혼합물, 천연고무, 합성고무, 아크릴레이트, PMMA, PVE, 폴리이소부텐, 니트로셀룰로오스, PVA, 폴리우레탄 고무, 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 공중합체, THF, 2-부타논(MEK), 시클로헥사논 혼합용제, 폴리아미드, PS, ABS, 스티렌 공중합체 또는 혼합용제, 전분, 글루코스, 덱스트란 접착제, 멜라닌-포름알데히드, 우레아-포름알데히드, 셀룰로오즈, 에테르, 메틸 셀룰로오즈, 카르복시메틸 셀룰로오즈, 폴리피롤리돈, 폴리비닐피롤리돈(PVP), CaCl2, MgCl2, 붕사, 글리세린, 글루코스, 슈가 및 이들의 화합물 등이 가능하다.

구체적으로, 용매에 상기 점착물질 및 선택적으로 촉매를 분산시킨 분산액에 다공성의 폼 필터부재를 침지하여 점착물질을 코팅하고, 점착물질이 코팅된 다공성의 폼 필터부재를 섭씨 수십 내지 수백 도, 바람직하게는 50~280℃ 사이의 온도에서 소성하고, 소성이 끝난 다공성의 폼 필터부재에 적정온도, 바람직하게는 30~400℃ 사이의 온도인 유체를 통과시키거나, 이러한 온도로 유지되는 챔버 내에 정치시켜 처리하여 잔류하는 용매를 제거하는 방식으로 필터부재(100)에 점착부(102)를 형성할 수 있다.

일 예로, 폴리에스테르 폼 필터에 실리콘 점착제를 적용하여 점착부(102)를 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 60~80PPI의 폴리에스테르 폼 필터에, 실리콘 점착제 EKR23700을 적용할 수 있다. 즉, 톨루엔 100중량부에 대하여 백금계 촉매 희석액을 0.3중량부 혼합한 후, 필터 무게 2배에 해당하는 실리콘 점착제를 충분히 녹인 다음, 폴리에스테르 폼 필터를 약 10~60초간 함침한 후 상온에서 약 30~60분간 정치 후 120의 온도에서 1시간 동안 소성하여 점착부(102)를 형성할 수 있다.

또 다른 예로, 폴리에스테르 폼 필터에 아크릴 점착제를 적용하여 점착부를 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 60~80PPI의 폴리에스테르 폼 필터에 아크릴 점착제 AS-2517을 적용할 수 있다. 즉, 톨루엔 100중량부에 대하여 경화제 1중량부를 혼합한 후, 필터 무게의 2배에 해당하는 아크릴 점착제를 충분히 녹인 다음, 폴리에스테르 폼 필터를 약 10~60초간 함침한 후 상온에서 약 30~60분간 정치 후 100℃의 온도에서 10분 동안 소성하여 점착부(102)를 형성할 수 있다. 이와 같은 점착부가 형성된 필터는, 점착부(102) 결합력은 170~750g/25mm 이고, 점착부(102)의 두께는 0.1~100㎛ 범위 내일 수 있다.

점착부(102)를 이용한 오염물질의 정화과정에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.

연결부재(200)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 일부가 굴절 가능한 소재를 포함하여 형성될 수 있다. 연결부재(200)는 바 형상의 지지부(210), 및 지지부(210)와 필터부재(100)의 사이에 연결되는 적어도 한 쌍의 굴절 가능한 와이어부(220)를 포함할 수 있다. 또한, 지지부(210)와 와이어부(220)가 서로 연결되는 연결부위에는 지지부(210)에 결합되어 와이어부(220)를 착탈 가능하게 고정하는 고정클립(230)이 형성될 수 있다. 후술하여 다시 설명하겠지만, 고정클립(230)과 같은 착탈 가능한 결합구조를 이용하여 지지부(210)와 와이어부(220)를 서로 용이하게 분리하거나 결합할 수 있다. 그러나 이와 같이 한정될 필요는 없으며, 필요한 경우, 연결부재(200) 전체가 필터부재(100)의 사이를 연결하는 굴절 가능한 와이어로 이루어질 수도 있다.

이 때, 연결부재(200)를 구성하는 굴절 가능한 소재, 또는 굴절 가능한 와이어를 이루는 소재는 연성 또는 소성을 가지는 것일 수 있으며, 필요에 따라서는 연성 또는 소성과 탄성을 함께 갖는 것일 수 있다. 예를 들면, 합성 또는 천연의 섬유재로 이루어진 줄이나 실 등을 이용하여 연결부재(200)를 구성할 수 있다. 그러나 이로써 한정될 필요는 없으며, 필요에 따라 이러한 줄이나 실 등에 고무로 코팅 처리하여 탄성을 부여할 수도 있다. 또한, 고무재질로 이루어진 줄이나 끈을 이용하거나, 금속사 등을 이용하여 연결부재(200)를 형성하는 것도 얼마든지 가능하다.

한편, 필터부재(100)는 필터부재(100)의 적어도 일부가 관통되어 형성되고 내부에 연결부재(200)의 일부가 수용되는 수용부(110)를 포함할 수 있다. 수용부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 필터부재(100)의 중앙부를 관통하여 필터부재(100)의 내측으로 만입된 형상으로 형성될 수 있으며, 와이어부(220)와 같은 연결부재(200)의 일부가 이러한 수용부(110) 내부에 삽입되어 고정될 수 있다. 특히, 수용부(110)는 필터부재(100)의 내측에서 직경이 확장되는 확장부(111)를 포함하고, 연결부재(200)는 확장부(111) 내측에 삽입되어 고정되는 고정편(221)을 포함하여 상호간에 견고하게 고정될 수 있다.

고정편(221)은 와이어부(220)의 끝단부에 연결될 수 있고, 확장부(111)는 이러한 고정편(221)을 수용 가능한 크기로 확장될 수 있다. 필터부재(100)는 탄성력을 가져 변형이 가능하므로, 필요에 따라 수용부(110)를 탄력적으로 변형시켜 와이어부(220) 및 고정편(221)을 수용부(110) 내측으로 삽입하여 고정시킬 수 있다. 수용부(110) 내부에 위치하는 와이어부(220)의 일부는 상대적으로 강성이 큰 소재를 이용하여 바 형상으로 형성할 수 있고, 이를 통해 삽입 및 고정이 용이하도록 구성할 수 있다. 필요한 경우, 고정편(221)에 탄력을 부여하여 수용부(110) 내부를 용이하게 통과하도록 구성할 수 있다.

도 4는 도 1의 필터장치가 인체에 장착되어 오염물질을 정화하는 과정을 도시한 사용상태도이다.

휴대용 필터장치(1)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 신체에 장착될 수 있다. 즉, 필터부재(100)의 연결부재(200)가 연결되지 않은 단부를 콧구멍(Aa)을 향하도록 하여 삽입하고, 이를 통해 필터부재(100)가 콧구멍(Aa)의 내부에 개재되도록 장착할 수 있다. 필터부재(100)는 탄성력을 가져 탄력적으로 변형 및 복원되므로, 사용자는 필터부재(100)에 압력을 가하여 압축시킨 상태로 콧구멍(Aa)에 삽입하고, 압력을 제거하여 콧구멍(Aa) 내부에서 팽창되도록 할 수 있다. 이와 같은 방식으로 도시된 바와 같이 콧구멍(Aa)내부가 완전히 밀폐되도록 필터부재(100)를 고정할 수 있다.

이와 같이 필터부재(100)가 고정되면 연결부재(200)는 콧구멍(Aa)의 외측에서 필터부재(100)의 사이에 연결된 상태로 유지된다. 사용자는 연결부재(200)를 당겨 필터부재(100)를 포함하는 휴대용 필터장치(1) 전체를 신체에서 매우 손쉽게 분리할 수 있다. 또한, 전술한 지지부(210)의 크기나 두께, 와이어부(220)의 길이 등을 적절하게 조절하여 사용자의 코(A)에 알맞은 지지구조를 형성하는 것이 가능하다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 휴대용 필터장치(1)가 장착되면 기체(B)는 필터부재(100)를 통과하여야만 코(A) 안쪽으로 유입될 수 있다. 이 때, 필터부재(100)의 내부에서는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 기체(B)가 분산되어, 다수의 기공(101)을 통과하여 이동하게 된다. 즉, 기공(101)에 의해 형성된 통기구조를 따라 기체(B)가 유동하고, 기체(B)의 유동경로에 위치하는 점착부(102)에 의해 기체(B)에 함유된 오염물질(C)이 점착되어 기체(B)가 매우 효과적으로 정화 처리된다. 처리대상이 되는 기체(B)는 예를 들어, 사용자가 위치하는 주변에 분포하는 입자상 오염물질이 함유된 공기 등이 될 수 있다.

기체(B)는 각각의 기공(101)을 통과하면서 기공(101)의 내측에 형성된 점착부(102)와 매우 용이하게 접촉할 수 있다. 기체(B)는 다수의 기공(101)을 다양한 경로로 통과할 수 있는 바, 상대적으로 더 많은 기공(101)을 통과하는 기체(B)로부터 더욱 효과적으로 오염물질(C)이 점착되어 정화될 수 있다. 필요에 따라 점착부(102)가 포함하는 점착물질의 양이나, 기공(101)의 밀집도, 분포상태 등을 변화시켜 오염물질의 처리능력을 향상시키는 것도 얼마든지 가능하다.

또한, 필터부재(100)에는 항균물질, 약재, 및 향료 중에서 선택된 적어도 하나가 포함되도록, 함침되거나 훈증되어 처리될 수 있다. 즉, 코(A) 내부의 점막 등에 직접 접촉하는 필터부재(100)로부터 세균이 유입되는 것을 방지하기 위해 필터부재(100)에 항균물질로 처리할 수 있다. 또한, 호흡하는 과정에서 약리효과가 발휘되도록 약재로 처리할 수도 있으며, 사용자가 느끼는 이물감을 최소화하고 안정된 상태로 필터장치를 사용할 수 있도록 향료 등으로 필터부재(100)를 처리하는 것도 얼마든지 가능하다.

도 5는 도 1의 필터장치의 분해결합과정을 도시한 사시도이다.

한편, 휴대용 필터장치(1)는 도 5에 도시된 바와 같이 구성부의 적어도 일부가 용이하게 분리 및 결합될 수 있다. 연결부재(200)는 바 형상의 지지부(210) 및 지지부(210)와 필터부재(100)의 사이에 연결되는 적어도 한 쌍의 굴절 가능한 와이어부(220)를 포함하고, 지지부(210)와 와이어부(220)의 연결부위에 고정클립(230)을 형성하여 착탈 가능하게 고정할 수 있다. 지지부(210)는 전체적으로 원통형인 바 형상으로 형성될 수 있으며, 고정클립(230)은 지지부(210) 둘레에 용이하게 결합될 수 있는 원형의 고리 형상으로 형성될 수 있다. 고정클립(230) 예를 들어, 탄성을 갖는 금속이나 플라스틱 등으로 형성될 수 있으며, 절개된 부분을 포함하여 절개된 부분의 간격이 변화하면서 용이하게 확장되거나 수축될 수 있다. 그러나 고정클립(230)이 이와 같이 한정될 필요는 없으며, 지지부(210)에 용이하게 결합되고, 와이어부(220)를 착탈 가능하게 고정할 수 있는 여러 가지 형상으로 고정클립(230)의 형상은 다양하게 변화될 수 있다.

와이어부(220)는 필터부재(100)에 연결되지 않은 단부가 지지부(210)와 고정클립(230)의 사이로 삽입되어 고정될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 와이어부(220)의 일측 단부를 지지부(210)와 평행하게 밀착시키고, 지지부(210) 및 지지부(210)와 밀착된 와이어부(220)의 단부 둘레에 고정클립(230)을 탄성적으로 결합하여 지지부(210)와 고정클립(230)의 사이에 와이어부(220)가 삽입된 상태로 고정시킬 수 있다. 고정클립(230)은 절개된 부분을 탄성적으로 확장시켜 지지부(210) 둘레에 용이하게 결합이 가능하다. 그러나 이 역시 하나의 예일 뿐이며, 고정클립(230)의 형상 변화에 따라서 지지부(210)와 고정클립(230)의 결합방식, 와이어부(220)와 지지부(210)의 연결방식, 고정클립(230)과 와이어부(220)의 고정방식 등은 다양하게 변화될 수 있다.

이와 같이 착탈 가능한 구조로 인해 휴대용 필터장치(1)는 필터부재(100) 등을 적절히 교환하거나 교체하여 사용하는 것이 가능하며, 이를 통해 휴대용 필터장치(1)가 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 다양한 방식으로 변형될 수 있다. 이하, 이에 대해 설명한다.

도 6은 도 1의 필터장치의 변형례를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 1의 필터장치의 또 다른 변형례를 도시한 단면도이다.

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 필터부재(100)는 적어도 일부가 콧구멍의 삽입방향으로 직경이 감소하는 원뿔형상의 부분(103)을 포함하는 형상으로 변형될 수 있다. 콧구멍의 삽입방향은 연결부재(200)가 연결되지 않은 필터부재(100)의 단부가 향하는 방향이며, 도면 상의 하방이 될 수 있다. 이와 같이 원뿔형상의 부분(103)을 포함하는 필터부재(100)를 이용하여 휴대용 필터장치(1)의 필터부재를 사용자의 콧구멍 내측에 보다 용이하게 삽입할 수 있다.

필터부재(100)는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 수용부(110)가 필터부재(100)를 완전히 관통하여 형성될 수도 있다. 즉, 필터부재(100)의 중앙을 관통하는 수용부(110)를 형성하고, 연결부재(200)의 일부를 수용부(110) 내부에 수용하여 연결부재(200)와 필터부재(100) 사이의 결합을 보다 공고히 할 수 있다. 이러한 경우, 연결부재(200) 끝단부를 필터부재(100)의 외부로 노출시켜 노출된 부분에 걸림부(222)를 형성할 수 있다. 걸림부(222)는 수용부(110)보다 직경이 크게 형성되어 연결부재(200)의 와이어부(220) 등이 필터부재(100)로부터 분리되지 않도록 고정할 수 있다.

또한, 필터부재(100)는 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 층 형상으로 이루어진 점착부(102)를 포함하도록 변형될 수 있다. 즉, 점착부(102)는 전술한 바와 같이 기공(도 2 및 도 3의 101참조)의 내측에 점착물질이 코팅되는 방식으로 한정되지 않고, 필터부재(100)의 표면 또는 내부에 점착물질이 층을 이루어 형성되는 방식으로 변형될 수 있다. 이러한 경우, 점착부(102)가 층을 이루어 형성되는 지점에서 오염물질의 처리효과가 상승할 수 있으며, 전술한 바와 같이 기공의 내측과, 필터부재(100)의 표면 또는 내부에 층을 이루어 형성되는 점착부(102)를 병행하여 형성함으로써 오염물질의 처리효율을 크게 향상시킬 수 있다. 이와 같이 층을 이루어 형성되는 점착부(102)에는 기체가 통과할 수 있는 관통공이 다수 형성될 수 있다.

또한, 필터부재(100)는 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이 외면의 적어도 일부가 오목하거나, 볼록하게 굴절되어 형성된 곡면부분(104)을 적어도 하나 포함하는 형상으로 변형될 수 있다. 곡면부분(104)은 필터부재(100)의 표면이 오목 또는 볼록하게 굴절되어 형성될 수 있으며 적어도 하나는 콧구멍의 내면과 접촉하는 부위에 형성될 수 있다. 곡면부분(104)은 오목하거나 볼록한 부분이 필터부재(100)의 서로 다른 위치에 각각 분리되어 독립적으로 형성되거나, 또는 서로 연속적으로 연결되어 연속한 곡면을 이루도록 형성될 수 있다. 오목한 부분과 볼록한 부분이 연결되는 지점에서 곡면부분(104)은 굴절방향이 적어도 한번 반전될 수 있으며, 이를 통해 콧구멍의 내측에 보다 부드럽게 삽입되고 콧구멍의 내면과도 마찰이 최소화되는 입체적인 형상의 필터부재(100)를 형성할 수 있다. 이러한 형상의 필터부재(100)는 곡면부분(104)을 파지하여 필터부재(100)를 압축하기도 용이할 뿐만 아니라, 전술한 바와 같이 곡면부분(104)을 활용하여 콧구멍 내면과의 마찰도 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 도 7을 참조하면, 필터부재(100)는 다수의 기공(101a, 101b)을 포함하는 제1필터부(100a), 및 제2필터부(100b)를 포함하여 이루어지도록 변형될 수 있다. 이 때, 제1필터부(100a)에 포함되는 기공(101a)의 평균 크기는 제2필터부(100b)에 포함되는 기공(101b)의 평균 크기보다 클 수 있다.

즉, 필터부재(100)에 평균 크기가 서로 다른 다수의 기공(101a, 101b)을 각각 포함하는 서로 다른 필터부를 복합적으로 형성하여 오염물질의 처리효과를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 기체가 통과하는 방향(도면상의 상방으로부터 하방을 향하는 방향)을 따라서 제1필터부(100a)와 제2필터부(100b)를 순차적으로 배치할 수 있으며, 기체가 서로 다른 크기의 기공(101a, 101b)을 통과하면서 기공(101) 내측의 서로 다른 크기의 점착부(102)와 접촉하도록 구성할 수 있다. 이를 통해 기체의 유동속도, 유동량 등을 의도적으로 조절하고 점착부(102)와 기체가 보다 효과적으로 접촉하도록 할 수 있다. 제1필터부(100a)와 제2필터부(100b)의 배치순서는 임의적인 것으로 필요에 따라 얼마든지 바꿀 수 있으며, 필요에 따라서, 이와 크기가 다른 다수의 기공을 포함하는 제3, 제4의 필터부(미도시)를 추가적으로 형성하는 것도 얼마든지 가능하다.

이와 같이 다양하게 변형되는 필터부재(100) 등을 활용하여 휴대용 필터장치(1)를 신체에 보다 용이하게 장착하고, 오염물질의 처리효과도 향상시킬 수 있다. 특히, 착탈 가능한 구조를 이용하여 필요에 따라 필터부재(100)를 교체하고 사용자의 신체구조에 알맞은 필터부재(100)를 선택적으로 장착할 수 있으며, 오염상태 변화에 따라서 필터부재(100)를 바꿔 줌으로써 오염물질의 처리효과를 극대화 할 수 있다. 이와 같은 방식으로 휴대용 필터장치(1)를 이용하여 오염물질을 용이하게 처리할 수 있다.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 의한 휴대용 필터장치에 대해 상세히 설명한다. 설명이 간결하고 명확하도록 전술한 부분과 차이나는 부분에 대해서 중점적으로 설명하고, 별도로 언급되지 않은 나머지 구성요소에 관해서는 전술한 설명으로 설명을 대신하도록 한다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 의한 휴대용 필터장치의 측면도 및 단면도를 함께 도시한 도면이고, 도 9는 도 8의 필터장치가 인체에 장착된 예를 도시한 사용상태도이다. 도 8의 (a)에는 측면도가 도시되었고, 도 8의 (b)단면도가 도시되었다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 휴대용 필터장치(1-1)는 필터부재(100)의 둘레에 형성되고 콧구멍(도 9의 Aa참조)의 내면과 필터부재(100)의 사이에 개재되는 패킹부(120)를 포함할 수 있다. 패킹부(120)는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 필터부재(100)에 각각 설치될 수 있으며, 필요한 경우 각 필터부재(100) 상의 서로 다른 지점에 복수 개가 형성될 수도 있다. 패킹부(120)는 코(도 9의 A참조)의 점막 등과 직접 접촉할 수 있으므로 인체에 무해하고 부드럽게 변형이 가능한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 필요한 경우 패킹부(120) 역시 전술한 항균물질, 약재, 및 향료 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 함침하거나 훈증하여 처리할 수 있다.

패킹부(120)는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 필터부재(100)의 외주면에 만입되어 형성되는 홈부(121)에 삽입되어 고정될 수 있다. 패킹부(120)를 복수 개 형성하는 경우 홈부(121) 역시 대응하는 위치에 복수 개가 형성될 수 있다. 패킹부(120)는 탄성을 가져 홈부(121)에 탄력적으로 삽입되도록 구성할 수 있으며, 필요한 경우 홈부(121)로부터 자유롭게 분리되도록 형성할 수 있다. 그러나 이로써 한정될 필요는 없으며, 패킹부(120)는 필터부재(100)의 둘레에 필터부재(100)와 일체로 형성할 수도 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 필터부재(100)를 콧구멍(Aa)에 삽입하면 필터부재(100) 둘레의 패킹부(120)가 콧구멍(Aa)의 내면과 밀착되고, 패킹부(120)는 콧구멍(Aa)의 내면과 필터부재(100)의 사이에 개재되어 고정된다. 이를 통해 콧구멍(Aa)에 빈틈없는 밀폐구조를 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이 패킹부(120)를 필요에 따라 교환할 수 있으며, 이를 통해 사용자의 신체구조에 최적화된 효과적인 밀폐구조를 형성할 수 있다. 사용자의 의도에 따라 하나 또는 하나 이상의 패킹부(120)를 선택적으로 활용하거나 패킹부(120)의 크기를 변화시켜 밀폐된 정도를 조절하는 것이 가능하다. 이와 같은 방식으로 휴대용 필터장치(1-1)를 이용하여 오염물질을 용이하게 처리할 수 있다.

이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 의한 휴대용 필터장치에 대해 상세히 설명한다. 설명이 간결하고 명확하도록 역시 전술한 부분과 차이나는 부분에 대해서 중점적으로 설명하고, 별도로 언급되지 않은 나머지 구성요소에 관해서는 전술한 설명으로 설명을 대신하도록 한다.

도 10은 본 발명의 제3실시예에 의한 휴대용 필터장치를 도시한 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 의한 휴대용 필터장치(1-2)는 필터부재(100)의 콧구멍의 내면을 향하는 표면에 형성되는 피복부(130)를 포함하고, 피복부(130)가 콧구멍의 내면과 밀착하여 고정될 수 있다. 콧구멍의 내면을 향하는 필터부재(100)의 표면은 연결부재(200)가 연결된 부분을 제외한 나머지 부분의 표면이 될 수 있다. 특히, 도시된 바와 같이 연결부재(200)가 연결된 부분 및 연결부재(200)가 연결된 부분의 반대편에 위치하는 표면을 제외한 나머지 표면 전체에 피복부(130)를 형성하여 밀착효과를 증가시킬 수 있다.

피복부(130)는 예를 들어, 실리콘 계열의 화합물을 포함하는 물질이 필터부재(100)의 표면에 코팅되어 형성될 수 있다. 이러한 경우에도 역시 전술한 항균물질, 약재, 및 향료 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 함침하거나 훈증하여 피복부(130)에 추가적으로 처리할 수 있다. 특히, 콧구멍의 내면에 형성된 점막 등을 상하게 하지 않도록 피복부(130)는 부드러운 물질로 형성될 수 있고, 항균 처리되는 것이 바람직하다. 이와 같은 방식으로 휴대용 필터장치(1-2)를 이용하여 오염물질을 용이하게 처리할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1, 1-1, 1-2: 휴대용 필터장치 100: 필터부재
100a: 제1필터부 100b: 제2필터부
101, 101a, 101b: 기공 102: 점착부
103: 원뿔형상 부분 104: 곡면부분
110: 수용부
111: 확장부 120: 패킹부
121: 홈부 130: 피복부
200: 연결부재 210: 지지부
220: 와이어부 221: 고정편
222: 걸림부 230: 고정클립
A: 코 Aa: 콧구멍
B: 기체 C: 오염물질

Claims (16)

1. 탄성력을 가져 탄력적으로 변형 및 복원되고, 기체를 통과시킬 수 있는 통기구조가 형성되어 있으며, 콧구멍에 삽입되어 콧구멍의 내측에 개재되는 한 쌍의 필터부재;
   상기 콧구멍의 외측에서 상기 필터부재의 사이를 연결하는 적어도 일부가 굴절 가능한 연결부재; 및
   상기 통기구조를 따라 통과하는 기체 유동경로 상의 적어도 일부에 위치하여, 상기 필터부재를 통과하는 기체에 함유된 오염물질을 점착 처리하는 점착부를 포함하고,
   상기 필터부재는 다수의 기공을 포함하며, 상기 기공에 의해 상기 통기구조가 형성되고, 상기 점착부는 상기 기공의 적어도 일부에 점착물질이 코팅되어 형성되며, 상기 필터부재는 25~500PPI(Pores Per Inch)의 공극률을 가지고, 상기 점착부의 점도는 100~2,000poise이며,
   상기 연결부재는,
   바 형상의 지지부, 상기 지지부와 상기 필터부재의 사이에 연결되는 적어도 한 쌍의 굴절 가능한 와이어부, 및 상기 지지부와 상기 와이어부의 연결부위에 형성되며, 상기 지지부에 결합되어 상기 와이어부를 착탈 가능하게 고정하는 고정클립을 포함하는 휴대용 필터장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 필터부재는 다수의 기공을 포함하는 제1필터부, 및 제2필터부를 포함하여 이루어지고, 상기 제1필터부에 포함되는 기공의 평균 크기는 상기 제2필터부에 포함되는 기공의 평균 크기보다 큰 휴대용 필터장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 점착부는 상기 필터부재의 표면 또는 내부에 점착물질이 층을 이루어 형성되는 휴대용 필터장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 필터부재는 상기 필터부재의 적어도 일부가 관통되어 형성되고 내부에 상기 연결부재의 일부가 수용되는 수용부를 포함하는 휴대용 필터장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 수용부는 상기 필터부재의 내측에서 직경이 확장되는 확장부를 포함하고, 상기 연결부재는 상기 확장부 내측에 삽입되어 고정되는 고정편을 포함하는 휴대용 필터장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 필터부재는 원통형상의 부분을 포함하는 형상으로 형성되는 휴대용 필터장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 필터부재는 적어도 일부가 상기 콧구멍의 삽입방향으로 직경이 감소하는 원뿔형상의 부분을 포함하는 형상으로 형성되는 휴대용 필터장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 필터부재는 외면의 적어도 일부가 오목하거나, 볼록하게 굴절되어 형성된 곡면부분을 적어도 하나 포함하는 형상으로 형성되는 휴대용 필터장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 필터부재의 둘레에 형성되고 상기 콧구멍의 내면과 상기 필터부재의 사이에 개재되는 패킹부를 더 포함하는 휴대용 필터장치.
15. 제1항에 있어서,
    상기 필터부재의 상기 콧구멍의 내면을 향하는 표면에 형성되는 피복부를 더 포함하고, 상기 피복부가 상기 콧구멍의 내면과 밀착하여 고정되는 휴대용 필터장치.
16. 제1항에 있어서,
    상기 필터부재는 항균물질, 약재, 및 향료 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 휴대용 필터장치.

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