KR102211003B1 - 미세먼지 필터링용 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 미세먼지 필터링용 마스크는 사용자의 입 주변과 코 주변을 포함하는 호흡 기관 부위를 에워싸는 커버와 상기 커버 중에서 상기 입 주변에 대응하는 위치에 상기 사용자의 날숨 호흡에 따른 공기를 대기로 배출하는 배기구를 포함하는 마스크 본체; 및 원기둥 또는 다각형 기둥의 형상을 포함하고, 일측이 상기 마스크 본체와 연통되고 타측이 대기에 노출되어 대기의 공기를 다단의 물 분리판들을 통해 상기 마스크 본체의 내부로 유입시키는 필터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

미세먼지 필터링용 마스크{Mask used for filtering of fine dust}

본 발명은 미세먼지 필터링용 마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물을 이용하여 공기 중의 미세먼지를 필터링하기 위한 미세먼지 필터링용 마스크에 관한 것이다.

미세먼지는 입자크기가 10㎛ 이하인 상당히 미세한 입자의 먼지로서, 인체에 큰 영향을 미치는데, 미세먼지에 장시간 노출될 경우 호흡기 및 심혈관계 질환이 발생되고, 사망률도 크게 증가되는 것으로 보고되고 있다.

한편, 일반적으로 마스크는 사용자의 입과 코부위를 커버하도록 직물이나 부직포 등과 같은 다공성 소재로 제조되어, 사용자가 호흡을 하면 마스크의 기공을 통해 공기가 마스크 안쪽으로 유입되면서 공기에 포함되어 있는 먼지가 걸러진다. 그러나 이러한 일반적인 마스크는 미세먼지를 거르지 못한다.

최근에는 황사보다 더욱 인체에 유해한 미세먼지로 인하여 많은 사람들이 고통을 받고 있으며, 이에 대한 대책은 아직 없는 상태이다.

특히 미세먼지가 문제가 되는 이유는 심장마비, 천식, 기관지염, 폐렴, 폐암 등 심각한 질병을 초래하기 때문이다. 미세먼지 농도가 올라가면 심혈관계, 호흡기계 환자 수가 기하급수적으로 늘어나고 사망률도 높아진다.

또한 미세먼지뿐만 아니라 각종 산업현장에서 근로자들과 인근 주민들은 다양한 대기 오염원에 노출되어 있다. 화학연료나 유기용제를 직접적으로 취급하는 경우가 아니더라도 산업현장에는 아주 다양한 유형의 해로운 기체에 노출되는 경우가 많다.

이처럼 다양한 오염원 모두에 대처 가능한 마스크가 절실히 요구되고 있으나 종래 개발된 마스크들은 다양한 요구들을 만족시키기에는 용도가 너무 한정되게 된다.

이러한 문제점에 대해 물을 필터부재로 사용한 물 필터 마스크(특허출원 제10-2016-0029076호)가 제안되고 있다. 그런데, 이와 같은 종래의 물 필터 마스크는 물을 필터부재로 사용하기 때문에, 공기가 물을 통과하는 과정에서 미세먼지를 비롯한 오염물질이 효과적으로 제거되는 장점이 있으나, 물을 수납하는 용기가 코와 입 부분의 전면에 배치되어 있어서, 호흡을 하는데 많은 불편함이 있다. 또한, 물을 수납하는 용기가 하나로 구비되어 있어서, 물의 무게로 인해 마스크에 가해지는 중력이 상당하여 마스크 착용에 있어서 많은 불편함이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 사용자의 안면부에 착용했을 때 흡입 저항이 적으면서도 미세먼지나 유해가스의 유입을 유효하게 필터링할 수 있도록 하는 미세먼지 필터링용 마스크를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 미세먼지 등을 필터링 하기 위해, 소형이면서 세척후 재사용이 가능한 미세먼지 필터링용 마스크를 제공하는데 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 미세먼지 필터링용 마스크는 사용자의 입 주변과 코 주변을 포함하는 호흡 기관 부위를 에워싸는 커버와 상기 커버 중에서 상기 입 주변에 대응하는 위치에 상기 사용자의 날숨 호흡에 따른 공기를 대기로 배출하는 배기구를 포함하는 마스크 본체; 및 원기둥 또는 다각형 기둥의 형상을 포함하고, 일측이 상기 마스크 본체와 연통되고 타측이 대기에 노출되어 대기의 공기를 다단의 물 분리판들을 통해 상기 마스크 본체의 내부로 유입시키는 필터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 필터 모듈은 2개가 한쌍을 이루어 상기 마스크 본체의 세로방향을 기준으로 좌측 및 우측에 대칭적으로 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 필터 모듈은, 상기 공기의 필터링을 위한 물을 수용하는 하부 구조체를 포함하고, 상기 공기에 대해 상기 하부 구조체의 내부로 유입시키는 제1 연결 튜브를 상기 하부 구조체의 일측에 구비한 하부 컨테이너; 상기 하부 컨테이너의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함하는 제1 연결체; 상기 제1 연결체의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함하는 제2 연결체; 상기 제2 연결체의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기를 상기 마스크 본체로 전달하기 위한 제2 연결 튜브를 포함하는 상부 컨테이너; 상기 제1 연결체 및 상기 제2 연결체 각각은, 상기 통형 구조체의 내부 중심부에 상기 통형 구조체의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 상기 물 분리판을 각각 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 물 분리판은, 상기 사용자의 들숨 호흡에 따른 압력에 의해 상기 공기와 상기 물이 통과할 수 있는 미세 중공부들이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 미세 중공부들 각각은, 상기 물 분리판의 상면에서 하면으로 갈수록 구멍의 직경이 감소하고, 상기 하면을 지나서 돌출된 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 물 분리판은 상기 통형 구조체와 탈부착이 가능하도록 상기 통형 구조체에 삽입 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 필터 모듈은, 일측이 상기 제1 연결체의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되고, 타측이 상기 제2 연결체의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함하는 제3 연결체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 필터 모듈은, 일측이 상기 제3 연결체의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되고, 타측이 상기 제2 연결체의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함하는 제4 연결체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 연결 튜브는, 상기 하부 컨테이너의 측면부에 연결된 상태에서 1회의 절곡을 통해 상부 방향으로 일정 길이만큼 연장된 것을 특징으로 한다.

상기 제2 연결 튜브는, 상기 상부 컨테이너의 측면부를 통해 내부까지 연장되며, 내부까지 연장된 튜브 구조 중 일부가 상부 방향으로 중공된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다단의 물 층을 이용해 미세먼지 등을 필터링함으로써, 흡입 저항이 적으면서도 미세먼지나 유해가스의 유입을 효과적으로 필터링할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다단의 물 층을 형성하는 필터가 분리될 수 있는 구조를 가짐으로 인해, 세척후에 재사용할 수 있는 편의성 및 경제성의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 미세먼지 필터링용 마스크를 설명하기 위한 일 실시예의 구조도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 마스크 본체를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 2b는 마스크 본체를 후면에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 필터 모듈의 구조를 설명하기 위한 일 실시예의 세부 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 하부 컨테이너를 예시하는 사시도이다.
도 5a는 도 3에 도시된 제1 연결체를 설명하기 위한 일 실시예의 사시도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 제1 연결체의 내부에 구비되는 물 분리판를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5c는 도 5b에 도시된 물 분리판의 수직 단면도를 예시하는 참조도이다.
도 6a는 도 3에 도시된 상부 컨테이너를 예시하는 사시도이다.
도 6b는 상부 컨테이너에 구비된 제2 연결 튜브의 구조를 예시하는 참조도이다.
도 7은 도 1에 도시된 필터 모듈의 구조를 설명하기 위한 다른 실시예의 세부 구성도이다.
도 8은 도 1에 도시된 필터 모듈의 구조를 설명하기 위한 또 다른 실시예의 세부 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 미세먼지 필터링용 마스크를 설명하기 위한 일 실시예의 구조도이다.

도 1을 참조하면, 미세먼지 필터링용 마스크는 마스크 본체(100) 및 필터 모듈(200)을 포함한다.

마스크 본체(100)는 사용자의 입 주변과 코 주변을 포함하는 호흡 기관 부위를 에워싸는 커버와 상기 커버 중에서 상기 입 주변에 대응하는 위치에 상기 사용자의 날숨 호흡에 따른 공기를 외부로 배출하는 배기구를 포함한다. 또한, 마스크 본체(100)는 커버와 필터 모듈을 에워싸는 외피 커버를 더 포함할 수 있다.

필터 모듈(200)은 원기둥 또는 다각형 기둥의 형상을 포함하고, 일측이 상기 마스크 본체(100)와 연통되고 타측이 외부와 연통되며 상기 외부(대기)의 공기를 다단의 물 분리판들을 통해 상기 마스크 본체(100)의 내부로 유입시키는 모듈이다. 이러한, 필터 모듈(200)은 1개가 구비될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 2개가 한쌍을 이루어 상기 마스크 본체(100)의 세로방향을 기준으로 좌측 및 우측에 대칭적으로 결합된 것일 수 있다.

도 2a는 도 1에 도시된 마스크 본체(100)를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 2b는 마스크 본체(100)를 후면에서 바라본 사시도이다. 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 마스크 본체(100)는 커버(110) 및 배기구(120)을 포함한다.

커버(110)는 입 주변과 코 주변을 에워싸기 위한 돔 형태의 구조체일 수 있으며, 돔 구조체의 내측면은 안면과 일정 부분이 밀착될 수 있도록 안면 윤곽과 대응하는 굴곡 패턴을 형성하고 있다. 다만, 도 1 및 도 2a 및 도 2b에 도시된 커버(110)의 형상은 예시적인 것에 불과하며, 마스크 전체의 형상에 따라 그 형상과 구성요소의 배치가 가변될 수 있다.

커버(110)의 상부는 필터 모듈(200)로부터 제공되는 공기가 유입될 수 있도록 필터 모듈(200)의 연결 튜브가 삽입되는 관통 홀(110-1)이 형성되어 있다. 관통 홀(110-1)은 코 부분이 위치하는 지점에 형성되어 있으며, 2개의 필터 모듈(200)의 연결 튜브가 각각 대칭 형태로 배치되어 있다는 점에서, 한쌍의 관통 홀(110-1)이 대칭 형태로 배치되어 있다.

커버(110)는 사용자의 들숨 호흡 또는 날숨 호흡에 따른 압력으로 형태의 변형이 발생하지 않도록 하기 위해 실리콘, 고무, 합성 수지 등의 재질로 형성된 것일 수 있다. 또한, 커버(110)의 테두리는 마스크를 착용했을 때 사용자의 안면과 밀착되어 외부 공기가 직접적으로 유입되는 것을 방지하기 위해 완충 부재를 포함할 수 있다. 완충 부재는 탄성을 가진 재질로 형성될 수 있다.

배기구(120)는 사용자의 날숨 호흡에 따른 공기가 대기 중으로 배출될 수 있도록 하며, 이와 동시에 대기 중의 공기가 직접 유입되지 않도록 하는 차단하기 위한 단방향 필터를 포함할 수 있다. 배기구(120)는 입 주변에 하나만 구비될 수도 있고, 필요에 따라 복수개가 입 주변에 배치될 수도 있다.

도 3은 도 1에 도시된 필터 모듈(200)의 구조를 설명하기 위한 일 실시예(200A)의 세부 구성도이다.

도 3을 참조하면, 필터 모듈(200A)은 하부 컨테이너(210), 제1 연결체(220), 제2 연결체(230) 및 상부 컨테이너(240)를 포함할 수 있다.

하부 컨테이너(210)는 공기의 필터링을 위한 물을 수용하며, 이에 따라 외부로부터 유입되는 공기가 1차적으로 필터링되는 공간을 제공한다.

도 4는 도 3에 도시된 하부 컨테이너(210)를 예시하는 사시도이다. 도 4를 참조하면, 하부 컨테이너(210)는 하부 구조체(210-1) 및 제1 연결 튜브(210-2)를 포함할 수 있다.

하부 구조체(210-1)는 공기의 필터링을 위한 물을 수용하는 구조체로서, 예를 들어, 하면이 폐쇄된 원통형 용기일 수 일 수 있다. 그러나, 원통형 용기는 하부 구조체(210-1)의 일 실시 형태일 뿐이며, 물을 수용하기 위한 다양한 용기 형태가 하부 구조체(210-1)로서 적용될 수 있다.

하부 구조체(210-1)의 상단부는 제1 연결체(220)와 삽입 결합 또는 나사 결합을 위한 구조가 형성되어 있다. 예를 들어, 하부 구조체(210-1)의 상단부는 나사 결합을 위한 나사 홈 또는 나사 산이 외주면에 형성되어 있거나, 삽입 결합을 위한 외측 삽입홈이 외주면에 형성된 것일 수 있다. 다만, 도 4는 삽입 결합을 위해, 하부 구조체(210-1) 상단부(210-11)의 외주면에 외측 삽입홈(210-11)이 형성된 것을 도시하고 있지만, 이는 예시적인 것으로, 하부 구조체(210-1) 상단부의 내주면에 형성된 것일 수도 있다.

한편, 도 4를 참조하면, 제1 연결 튜브(210-2)는 대기의 공기를 필터 모듈(200)의 내부로 유입시키는 통로 기능을 수행하는 것으로, 이를 위해 하부 구조체(210-1)의 일측과 연통되어 있다. 제1 연결 튜브(210-2)가 하부 구조체(210-1)의 일측과 연통하는 위치는 하부 구조체(210-1)의 측면부일 수 있다. 다만, 제1 연결 튜브(210-2)의 일단이 하부 구조체(210-1)의 측면부와 연통하는 구조는 일 실시예에 해당하며, 하부 구조체(210-1)의 하단부와 연통된 것일 수도 있다.

제1 연결 튜브(210-2)는 하부 구조체(210-1)의 측면부와 연통 시에, 한번 이상의 절곡(B)에 의해 상부 방향으로 일정 길이 이상 연장된 튜브 구조일 수 있으며, 또한, 상부 방향으로 연장된 튜브 구조는 상단부에서 한번 이상 절곡된 형태일 수도 있다. 여기서 일정 길이는 사용자의 자세가 기울어지는 경우에도 하부 구조체(210-1)에 저장된 물이 외부로 배출되지 않을 정도의 길이를 의미한다. 또한, 제1 연결 튜브(210-2)의 직경은 공기의 유입이 원활하게 이루어질 수 있는 정도의 직경으로, 예를 들어, 내경이 2[mm] 이상 10[mm] 이하의 크기를 갖는 것일 수 있다.

제1 연결체(220)는 공기의 필터링을 위한 물을 수용하며, 하부 컨테이너(210)로부터 1차 필터링된 공기를 2차적으로 필터링하는 공간을 제공한다.

도 5a는 도 3에 도시된 제1 연결체(220)를 설명하기 위한 일 실시예의 사시도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 제1 연결체(220)의 내부에 구비되는 물 분리판(220-2)를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5c는 도 5b에 도시된 물 분리판(220-2)의 수직 단면도를 예시하는 참조도이다.

도 5a를 참조하면, 제1 연결체(220)는 통형 구조체(220-1) 및 물 분리판(220-2)을 포함한다.

통형 구조체(220-1)는 상하가 개방된 원통 구조체 또는 각통 구조체 등일 수 있다. 통형 구조체(220-1)의 하단부는 하부 컨테이너(210)의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합을 위한 대응 구조가 형성되어 있다. 예를 들어, 하부 컨테이너(210) 상단부의 외주면에 나사 결합을 위한 나사 홈이 형성된 경우에, 통형 구조체(220-1)의 하단부는 내주면에 나사 홈과 결합을 위한 나사 산이 형성된 것일 수 있다. 또한, 하부 컨테이너(210) 상단부의 외주면에 삽입 결합을 위한 외측 삽입홈이 형성된 경우에, 통형 구조체(220-1)의 하단부는 내주면에 삽입 결합을 위한 내측 삽입홈이 형성된 것일 수 있다.

또한, 통형 구조체(220-1)의 상단부는 제2 연결체(230)의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합을 위한 대응 구조가 형성되어 있다. 예를 들어, 통형 구조체(220-1) 상단부의 외주면은 나사 결합을 위한 나사 홈 또는 나사 산이 형성된 것일 수도 있고, 삽입 결합을 위한 외측 삽입홈(220-11)이 형성된 것일 수도 있다.

물 분리판(220-2)은 통형 구조체(220-1)의 내부 중심부에 통형 구조체(220-1)의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 형성되어 있다.

도 5b를 참조하면, 물 분리판(220-2)은 사용자의 들숨 호흡에 따른 압력에 의해 하부 컨테이너(210)에 담겨있는 공기와 물이 상부 방향으로 이동할 수 있도록 미세 중공부들(220-21)이 형성되어 있다. 또한, 도 5c에 도시된 바와 같이, 미세 중공부들(220-21) 각각은, 물 분리판(220-2)의 상면(TS)에서 하면(BS)으로 갈수록 구멍의 직경이 감소하고, 하면(BS)을 지나서 돌출된 형상일 수 있다.

미세 중공부들(220-21)는 사용자의 들숨 호흡에 의해 하부 컨테이너(210)에 있던 물이 상승하여 통과할 수 있는 정도의 직경 크기를 가지며, 들숨 호흡이 없는 상태에서는 상승하여 올라온 물이 밑으로 내려가지 않고 수용된 상태를 유지할 수 있는 정도의 직경 크기를 갖는다. 예를 들어, 미세 중공부들(220-21)의 상면(TS)의 직경은 0.7[mm] 이상 1.5[mm] 이하의 크기를 가질 수 있으며, 하면(BS)의 직경은 0.3[mm] 이상 0.7[mm] 이하의 크기를 가질 수 있다.

물 분리판(220-2)이 상면(TS)에서 하면(BS)으로 갈수록 구멍의 직경이 감소하고, 하면(BS)을 지나서 돌출된 형상을 포함함으로 인해서, 제1 연결체(220) 내에 수용되는 물이 부족한 상황에서도 미세 중공부들(220-21) 내에 물이 존재할 수 있도록 하여 물에 의한 필터링 기능을 유지할 수 있도록 한다. 이러한 물 분리판(220-2)은 통형 구조체(220-1)와 탈부착이 가능하도록 상기 통형 구조체에 삽입 결합된 것일 수 있다. 이를 위해, 물 분리판(220-2)이 배치되는 통형 구조체(220-1)의 중심부에는 물 분리판(220-2)이 안착될 수 있는 삽입 홈이 형성된 것일 수 있다. 다만, 본 발명에서는 물 분리판(220-2)가 통형 구조체(220-1)와 탈부착이 가능한 구조로 설명되고 있으나, 통형 구조체(220-1) 내에 물 분리판(220-2)이 일체형으로 결합된 것일 수도 있다.

제2 연결체(230)는 공기의 필터링을 위한 물을 수용하며, 제1 연결체(220)로부터 2차 필터링된 공기를 3차적으로 필터링하는 공간을 제공한다. 이를 위해, 제2 연결체(230)는 제1 연결체(220)와 동일 또는 유사한 구조를 포함할 수 있다. 즉, 제2 연결체(230)는 제1 연결체(220)의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함한다. 또한, 제2 연결체(230)는 제1 연결체(220)와 마찬가지로 통형 구조체의 내부 중심부에 통형 구조체의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 물 분리판을 포함하고 있다.

제2 연결체(230)의 통형 구조체는 제1 연결체(220)와 마찬가지로 상하가 개방된 원통 구조체 또는 각통 구조체 등일 수 있다. 이러한, 제2 연결체(230)의 하단부는 제1 연결체(220)의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합을 위한 대응 구조가 형성되어 있다. 예를 들어, 제1 연결체(220)의 상단부가 외주면에 나사 결합을 위한 나사 홈이 형성된 경우에, 제2 연결체(230)의 하단부는 내주면에 나사 홈과 나사 결합을 위한 나사 산이 형성된 것일 수 있다. 또한, 제1 연결체(220)의 상단부가 외주면에 삽입 결합을 위한 외측 삽입홈이 형성된 경우에, 제2 연결체(230)의 하단부는 내주면에 삽입 결합을 위한 내측 삽입홈이 형성된 것일 수 있다.

또한, 제2 연결체(230)의 통형 구조체 상단부는 상부 컨테이너(240)의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합을 위한 대응 구조가 형성되어 있다. 예를 들어, 제2 연결체(230)의 통형 구조체는 상단부의 외주면에 나사 결합을 위한 나사 홈 또는 나사 산이 형성된 것일 수도 있고, 삽입 결합을 위한 외측 삽입홈이 형성된 것일 수도 있다.

제2 연결체(230)의 물 분리판은 사용자의 들숨 호흡에 따른 압력에 의해 하부 컨테이너(210)에 담겨있는 공기와 물이 상부 방향으로 이동할 수 있도록 미세 중공부들이 형성되어 있다. 제2 연결체(230)의 물 분리판의 미세 중공부들은 물 분리판의 상면에서 하면으로 갈수록 구멍의 직경이 감소하고, 하면을 지나서 돌출된 형상일 수 있다. 또한, 제2 연결체(230)의 물 분리판은 통형 구조체와 탈부착이 가능하도록 상기 통형 구조체에 삽입 결합된 것일 수 있다.

상부 컨테이너(240)는 제2 연결체(230)로부터 필터링되어 유입되는 공기를 마스크 본체(100)로 전달한다.

도 6a는 도 3에 도시된 상부 컨테이너(240)를 예시하는 사시도이고, 도 6b는 상부 컨테이너(240)에 구비된 제2 연결 튜브의 구조를 예시하는 참조도이다.

도 6a를 참조하면, 상부 컨테이너(240)는 제2 연결체(230)의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합을 위한 상부 구조체(240-1)와, 상부 구조체로 유입되는 공기를 마스크 본체(210)로 전달하기 위한 제2 연결 튜브(240-2)를 포함한다.

상부 구조체(240-1)는 하부 컨테이너(210), 제1 연결체(220) 및 제2 연결체(230)으로부터 순차적으로 전달되는 공기를 마스크 본체(100)로 제공하기 위한 공기 수용을 위한 구조체로서, 예를 들어, 상면이 폐쇄된 원통형 용기일 수 일 수 있다. 그러나, 원통형 용기는 상부 구조체(240-1)의 일 실시 형태일 뿐이며, 공기를 수용하기 위한 다양한 용기 형태가 상부 구조체(240-1)로서 적용될 수 있다.

상부 구조체(240-1)의 하단부는 제2 연결체(230)와 삽입 결합 또는 나사 결합을 위한 구조가 형성되어 있다. 예를 들어, 상부 구조체(240-1)의 하단부는 나사 결합을 위한 나사 홈 또는 나사 산이 내주면에 형성되어 있거나, 삽입 결합을 위한 내측 삽입홈이 내주면에 형성된 것일 수 있다. 다만, 상부 구조체(240-1) 하단부의 내주면에 내측 삽입홈이 형성된 것은 예시적인 것으로, 상부 구조체(240-1) 하단부의 외주면에 나사 결합을 위한 나사산 또는 나사홈이 형성되거나 삽입 결합을 위한 외측 삽입홈이 형성된 것일 수도 있다.

한편, 도 6b를 참조하면, 제2 연결 튜브(240-2)는 상부 구조체(240-1)에 유입된 공기를 마스크 본체(100)의 내부로 유입시키는 통로 기능을 수행한다. 이를 위해, 제2 연결 튜브(240-2)의 일측은 상부 구조체(240-1)의 일측과 연통되어 있다. 제2 연결 튜브(240-2)의 일측이 상부 구조체(240-1)의 일측과 연통하는 위치는 상부 구조체(240-1)의 측면부일 수 있다. 제2 연결 튜브(240-2)의 일측은 상부 구조체(240-1)의 측면부를 통해 내부까지 연장되며, 내부까지 연장된 튜브 구조 중 일부가 상부 방향으로 중공된 중공부(240-21)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 연결 튜브(240-2)의 일측이 상부 구조체(240-1)의 측면부를 통해 내부까지 연장되고, 튜브 구조 중 일부가 상부 방향으로만 중공된 중공부(240-21)을 포함함으로 인해, 상부 구조체(240-1)까지 올라올 수 있는 미량의 물에 대해서도 마스크 본체(100)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 제2 연결 튜브(240-2)의 일측이 상부 구조체(240-1)의 측면부와 연통하는 구조 및 내부까지 연장된 튜브 구조는 일 실시예에 해당하는 것이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제2 연결 튜브(240-2)의 타측은 마스크 본체(100)의 일측과 연통되어 있다. 제2 연결 튜브(240-2)의 타측과 연통되는 마스크 본체(100)의 일측은 사용자의 코 부분이 위치하는 대응 부분에 해당하는 것으로 사용자의 들숨 호흡에 따른 공기가 원활하게 공급될 수 있도록 하는 위치에 해당한다. 이러한 제2 연결 튜브(240-2)는 사용자의 안면에 밀착될 수 있도록 하기 위해, 직선 형태가 아닌 곡선 형태로 형성된 것일 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 필터 모듈(200)의 구조를 설명하기 위한 다른 실시예(200B)의 세부 구성도이다.

도 7을 참조하면, 필터 모듈(200B)은 하부 컨테이너(210), 제1 연결체(220), 제2 연결체(230) 및 상부 컨테이너(240) 이외에 제3 연결체(250)를 포함할 수 있다.

도 7에 따른 필터 모듈(200)의 하부 컨테이너(210), 제1 연결체(220), 제2 연결체(230) 및 상부 컨테이너(240)는 전술한 도 2 내지 도 6b의 구조와 동일 또는 유사하므로, 상세한 설명은 생략하며, 추가된 구성요소인 제3 연결체(250)만을 설명한다.

제3 연결체(250)는 일측이 제1 연결체(220)의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되고, 타측이 제2 연결체(230)의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함한다. 이러한, 제3 연결체(250)는 전술한 제1 연결체(220) 및 제2 연결체(230)의 구조와 동일 또는 유사한 형태이다. 따라서, 제3 연결체(250)는 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함하며, 내부 중심부에 통형 구조체의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 물 분리판을 포함하고 있다.

제3 연결체(250)의 통형 구조체는 상하가 개방된 원통 구조체 또는 각통 구조체 등일 수 있다. 이러한, 제3 연결체(250)의 하단부는 제1 연결체(220)의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합을 위한 대응 구조가 형성되어 있다. 또한, 제3 연결체(230)의 통형 구조체 상단부는 제2 연결체(230)의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합을 위한 대응 구조가 형성되어 있다.

또한, 제3 연결체(250)는 통형 구조체 내에 물 분리판을 포함한다. 제3 연결체(250)의 물 분리판은 사용자의 들숨 호흡에 따른 압력에 의해 제1 연결체(220)에 담겨있는 공기와 물이 상부 방향으로 이동할 수 있도록 미세 중공부들이 형성되어 있다. 제3 연결체(250)의 물 분리판의 미세 중공부들은 물 분리판의 상면에서 하면으로 갈수록 구멍의 직경이 감소하고, 하면을 지나서 돌출된 형상일 수 있다. 또한, 제3 연결체(250)의 물 분리판은 통형 구조체와 탈부착이 가능하도록 상기 통형 구조체에 삽입 결합된 것일 수 있다.

도 8은 도 1에 도시된 필터 모듈(200)의 구조를 설명하기 위한 또 다른 실시예(200C)의 세부 구성도이다.

도 8을 참조하면, 필터 모듈(200C)은 하부 컨테이너(210), 제1 연결체(220), 제2 연결체(230), 상부 컨테이너(240), 제3 연결체(250) 이외에 제4 연결체(260)를 포함할 수 있다.

제4 연결체(260)는 일측이 상기 제3 연결체(250)의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되고, 타측이 상기 제2 연결체(230)의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함한다.

도 8에 따른 필터 모듈(200C)의 하부 컨테이너(210), 제1 연결체(220), 제2 연결체(230), 상부 컨테이너(240) 및 제3 연결체(250)는 전술한 도 2 내지 7의 구조와 동일 또는 유사하므로, 상세한 설명은 생략하며, 추가된 구성요소인 제4 연결체(260)만을 설명한다.

제4 연결체(260)는 일측이 제3 연결체(250)의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되고, 타측이 제2 연결체(220)의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함한다. 이러한, 제4 연결체(260)는 전술한 제1 연결체(210), 제2 연결체(220) 및 제3 연결체(250)의 구조와 동일 또는 유사한 형태이다. 따라서, 제4 연결체(260)는 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함하며, 제4 연결체(260)는 통형 구조체의 내부 중심부에 통형 구조체의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 물 분리판을 포함하고 있다.

제4 연결체(260)의 통형 구조체 하단부는 제3 연결체(250)의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합을 위한 대응 구조가 형성되어 있다. 또한, 제4 연결체(260)의 통형 구조체 상단부는 제2 연결체(230)의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합을 위한 대응 구조가 형성되어 있다.

또한, 제4 연결체(260)의 물 분리판은 사용자의 들숨 호흡에 따른 압력에 의해 제3 연결체(250)에 담겨있는 공기와 물이 상부 방향으로 이동할 수 있도록 미세 중공부들이 형성되어 있다. 제4 연결체(260)의 물 분리판의 미세 중공부들은 물 분리판의 상면에서 하면으로 갈수록 구멍의 직경이 감소하고, 하면을 지나서 돌출된 형상일 수 있다. 또한, 제4 연결체(260)의 물 분리판은 통형 구조체와 탈부착이 가능하도록 상기 통형 구조체에 삽입 결합된 것일 수 있다.

전술한 도 2 내지 도 8에 도시된 필터 모듈들(200A, 200B, 200C)은 공통적으로 다음과 같은 동작 과정을 통해 필터링을 수행한다.

먼저, 물을 하부 컨테이너(210)에 채우고 나서, 제1 연결체(220), 제2 연결체(230), 상부 컨테이너(240)을 결합한다. 이때, 필터 모듈들(200B, 200C)인 경우에는 제3 연결체(250) 및 제4 연결체(260)을 함께 결합한다. 그후, 사용자의 들숨 호흡에 의해 하부 컨테이너(210)에 수용되어 있던 물이 상부로 이동하게 되며, 따라서, 제1 연결체(220) 및 제2 연결체(230)에 일정한 량이 수용된다.

사용자가 들숨 호흡을 할 경우에, 마스크 본체(100) 내부의 기압이 낮아지면서 필터 모듈(200)로 외부 공기가 유입되며, 이에 따라 외부 공기와 함께 하부 컨테이너(210)에 수용되어 있던 물이 공기와 함께 상승하게 된다. 이때, 필터 모듈(200)을 구성하는 하부 컨테이너(210), 제1 연결체(220), 제2 연결체(230) 및 상부 컨테이너(240)는 상승된 물이 물 분리판 상에 머물러 있음으로 인해 각각의 폐공간을 형성하게 된다. 이러한 폐공간은 동일한 기압을 유지하려고 하기 때문에, 들숨 호흡을 끝낸 상태에서도 각 폐공간마다 물의 수용상태가 유지될 수 있다. 이러한 이유로, 각각의 폐공간의 기압과 물의 높이는 그대로 유지되며, 기압 유지를 위해 필터 모듈(200)의 각도가 달라져도 외부로도 물이 유출되는 것을 방지할 수 있다.

그 후, 사용자가 들숨 호흡을 할 때마다, 미세먼지를 포함하고 있는 대기의 공기가 하부 컨테이너(210)의 물을 통과하면서 1차 필터링되고, 제1 연결체(220)에 수용되어 있던 물층에 의해 2차 필터링된다(이때, 제3 연결체(250) 및 제4 연결체(260)이 구비된 경우에는 추가적인 필터링이 수행될 수 있다). 그 후, 2차 필터링된 공기가 제2 연결체(230)에 수용되어 있던 물층에 의해 3차 필터링되어 상부 컨테이너(240)로 공급된다. 이에 따라, 상부 컨테이너(240)는 제2 연결체(230)로부터 3차 필터링된 공기를 마스크 본체(100)로 전달한다. 이에 따라, 마스크 본체(100)로 공급된 필터링 공기가 사용자에게 제공된다.

이상과 같이 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.

100: 마스크 본체
110: 커버
120: 배기구
200: 필터 모듈
210: 하부 컨테이너
220: 제1 연결체
230: 제2 연결체
240: 상부 컨테이너
250: 제3 연결체
260: 제4 연결체

Claims (10)

1. 사용자의 입 주변과 코 주변을 포함하는 호흡 기관 부위를 에워싸는 커버와 상기 커버 중에서 상기 입 주변에 대응하는 위치에 상기 사용자의 날숨 호흡에 따른 공기를 대기로 배출하는 배기구를 포함하는 마스크 본체; 및
   일측이 상기 마스크 본체와 연통되고 타측이 대기에 노출되어 대기의 공기를 물 분리판을 통해 상기 마스크 본체의 내부로 유입시키는 필터 모듈을 포함하고,
   상기 필터 모듈은,
   대기의 공기가 유입되고 유입된 상기 공기의 필터링을 위한 물을 수용하는 하부 컨테이너; 및
   상기 하부 컨테이너의 상측에서 연결되고 상기 물에 의해 필터링된 공기를 상기 마스크 본체로 전달하기 위한 제2 연결 튜브가 구비되는 상부 컨테이너를 포함하며,
   상기 제2 연결 튜브는,
   상기 상부 컨테이너의 측면부를 통해 내부까지 연장되며, 내부까지 연장된 튜브 구조 중 일부가 상부 방향으로 중공된 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터링용 마스크.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 필터 모듈은 상기 마스크 본체에 다수 개 형성되며,
   상기 필터 모듈에는 다수의 물 분리판이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터링용 마스크.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 필터 모듈은,
   상기 하부 컨테이너의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함하는 제1 연결체; 및
   상기 제1 연결체의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함하는 제2 연결체를 더 포함하고,
   상기 하부 컨테이너는 상기 공기의 필터링을 위한 물을 수용하는 하부 구조체와, 상기 하부 구조체의 일측에서 대기의 공기를 상기 하부 구조체 내부로 유입시키는 제1 연결 튜브를 구비하며,
   상기 상부 컨테이너는 상기 제2 연결체의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되고,
   상기 제1 연결체 및 상기 제2 연결체 각각은,
   상기 통형 구조체의 내부 중심부에 상기 통형 구조체의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 상기 물 분리판을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터링용 마스크.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 물 분리판은,
   상기 사용자의 들숨 호흡에 따른 압력에 의해 상기 공기와 상기 물이 통과할 수 있는 미세 중공부들이 형성된 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터링용 마스크.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 미세 중공부들 각각은,
   상기 물 분리판의 상면에서 하면으로 갈수록 구멍의 직경이 감소하고, 상기 하면을 지나서 돌출된 형태인 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터링용 마스크.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 물 분리판은 상기 통형 구조체와 탈부착이 가능하도록 상기 통형 구조체에 삽입 결합된 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터링용 마스크.
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 필터 모듈은,
   일측이 상기 제1 연결체의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되고, 타측이 상기 제2 연결체의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함하는 제3 연결체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터링용 마스크.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 필터 모듈은,
   일측이 상기 제3 연결체의 상단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되고, 타측이 상기 제2 연결체의 하단부와 나사 결합 또는 삽입 결합에 의해 연결되며, 상기 공기 및 상기 물의 전달을 위한 통형 구조체를 포함하는 제4 연결체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터링용 마스크.
9. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 연결 튜브는,
   상기 하부 컨테이너의 측면부에 연결된 상태에서 1회의 절곡을 통해 상부 방향으로 일정 길이만큼 연장된 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터링용 마스크.
10. 삭제

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