KR102249568B1

KR102249568B1 - 물필터 마스크

Info

Publication number: KR102249568B1
Application number: KR1020190097188A
Authority: KR
Inventors: 박창기
Original assignee: 주식회사 쓰리스타
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2021-05-10
Also published as: KR20210017628A

Abstract

본 발명은 착용자의 입과 코가 수용되도록 전방으로 돌출된 형태의 비통기성 소재로 성형되며, 일측에는 장착공(12)이 형성되고 타측에는 사용자의 날숨이 배출되는 날숨배기공(13)이 형성된 마스크본체(10); 상기 마스크본체(10)의 날숨배기공(13)에 구비되어 날숨은 배출되되 들숨은 차단되는 배기체크밸브(20); 내부에 물이 채워지는 제1 및 제2유로(42,43)가 수직격벽(41)에 의해 구획되되 하단이 서로 연통 형성되며, 상단 일측에는 사용자의 들숨에 의해 외부공기가 유입되는 들숨유입공(51)이 제1유로(42)와 연통되고, 상단 타측에는 상기 마스크본체(10)의 장착공(12)에 착탈되며 내부가 제2유로(43)와 연통되는 장착관부(52)가 구비된 물통(30); 상기 물통(30)의 들숨유입공(51)에 구비되어 들숨은 유입되되 날숨은 차단되는 흡기체크밸브(60); 및 다공성으로 이루어져서 상기 물통(30)의 제1유로(42) 또는 제2유로(43)에 구비되며, 들숨에 의해 제1유로(42)로 유입되어 물을 통과하는 공기방울이 다공을 통과하면서 충돌로 인해 미분화되는 다공성 미분화수단(70);을 포함하는 것을 특징으로 하는 물필터 마스크이다.

Description

물필터 마스크{Mask with water filter}

본 발명은 물필터 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물을 이용하여 먼지를 걸러내는 물필터 마스크에 관한 것이다.

일반적으로 마스크는 직물이나 부직포 등으로 이루어지며 사람의 안면부에 착용되어 공기 중에 포함된 먼지를 걸러주는데, 공기가 통과하는 섬유의 조밀도에 따라 먼지를 거르는 성능이 달라진다. 그런데 최근 호흡기 및 심혈관 질환 등을 야기시키는 미세먼지는 입자크기가 10㎛ 이하로서 상당히 미세한 입자의 먼지인데, 마스크의 섬유조직이 아무리 조밀하다 하더라도 미세먼지를 완전히 차단하는데는 한계가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 물을 필터로 이용한 마스크가 공개특허공보 제10-2015-0063904호에 제안되었는데, 이러한 마스크는 물을 필터로 이용하기 때문에, 공기가 물을 통과하는 과정에서 미세먼지를 비롯한 오염물질이 효과적으로 제거되는 장점이 있으나, 산소가 물에 용해되어 공기방울 형태로 물을 통과하므로 산소가 공기중에서 이동되는 것에 비해 느려지기 때문에 정화된 공기가 사용자의 호흡기로 유입되는 시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 이에 따라, 노약자 등 호흡기가 약한 사람은 상기와 같은 물필터 마스크를 착용하기가 어려운 문제가 있다.

한국 공개특허공보 제10-2015-0063904호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 물을 이용하여 공기를 보다 깨끗하게 정화시키면서 정화된 공기를 미분화시켜 사용자의 호흡기로 보다 신속하게 유입되도록 하여 노약자 등 호흡기가 약한 사람들도 편리하게 사용할 수 있으며, 체크밸브 자체가 물의 역류를 방지하여 별도의 역류방지구조를 갖추지 않고도 사용자가 눕거나 몸을 기울이더라도 물이 사용자의 코와 입으로 역류되는 것이 방지되어 사용편의성이 향상되고, 미분화수단이 보다 간단한 구조이면서 여러 번 미분화시킬 수 있어 효율성이 향상되고, 물이 새어나가는 것을 방지하여 사용자의 활동을 보다 자유롭게 할 수 있도록 한 물필터 마스크를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 특징에 따르면, 착용자의 입과 코가 수용되도록 전방으로 돌출된 형태의 비통기성 소재로 성형되며, 일측에는 장착공(12)이 형성되고 타측에는 사용자의 날숨이 배출되는 날숨배기공(13)이 형성된 마스크본체(10); 상기 마스크본체(10)의 날숨배기공(13)에 구비되어 날숨은 배출되되 들숨은 차단되는 배기체크밸브(20); 내부에 물이 채워지는 제1 및 제2유로(42,43)가 수직격벽(41)에 의해 구획되되 하단이 서로 연통 형성되며, 상단 일측에는 사용자의 들숨에 의해 외부공기가 유입되는 들숨유입공(51)이 제1유로(42)와 연통되고, 상단 타측에는 상기 마스크본체(10)의 장착공(12)에 착탈되며 내부가 제2유로(43)와 연통되는 장착관부(52)가 구비된 물통(30); 상기 물통(30)의 들숨유입공(51)에 구비되어 들숨은 유입되되 날숨은 차단되는 흡기체크밸브(60); 및 다공성으로 이루어져서 상기 물통(30)의 제1유로(42) 또는 제2유로(43)에 구비되며, 들숨에 의해 제1유로(42)로 유입되어 물을 통과하는 공기방울이 다공을 통과하면서 충돌로 인해 미분화되는 다공성 미분화수단(70);을 포함하는 것을 특징으로 하는 물필터 마스크가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 물통(30)은 물이 채워지는 하부몸체(49)와, 이 하부몸체(49)의 상측에 착탈가능하게 결합되는 상부몸체(44)를 포함하며, 상기 상부몸체(44)의 측면에는 제1 및 제2유로(42,43)와 각각 연통되는 제1 및 제2통공(46,48)이 형성된 제1 및 제2설치홈(45,47)이 구비되고, 상기 제1설치홈(45)에는 상기 흡기체크밸브(60)가 착탈가능하게 설치되고, 제2설치홈(47)에는 사용자의 들숨에 의해 제2유로(43)와 연통되도록 장착공(12)을 개방시키고 날숨에 의해 장착공(12)을 폐쇄시키는 보조흡기체크밸브(80)가 착탈가능하게 설치되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 물필터 마스크가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 미분화수단(70)은 스테인리스 스틸의 와이어가 기공을 갖는 매쉬망 형태로 이루어진 수평판(72)과, 이 수평판(72)의 가장자리에서 일체로 상향 또는 하향 돌출된 지지편(73)으로 이루어진 복수개의 단위미분화수단(71)이 상기 지지편(73)에 의해 상하로 이격되도록 적층된 것을 특징으로 하는 물필터 마스크가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 흡기체크밸브(60)가 일측에 구비된 물통(30)이 장착되는 마스크본체(10)에 배기체크밸브(20)가 구비되어 사용자가 호흡하는 공기를 물을 이용하여 정화시키는 물필터 마스크를 제공함으로써, 부직포 등 필터를 이용하여 1회용으로 사용되는 마스크에 비해 경제적이다. 그리고 외부공기가 물을 통과하면서 발생된 공기방울이 물통(30)에 구비된 다공성 미분화수단(70)에서 미분화되므로, 정화효율이 향상되고 마스크 착용자는 물에 의해 정화된 공기를 보다 신속하게 호흡할 수 있어 마스크 착용시 노약자 등이 호흡의 불편함을 느끼는 문제를 해결할 수 있다.

한편, 물통(30)에 제1 및 제2유로(42,43)와 연통되는 제1 및 제2통공(46,48)이 형성된 제1 및 제2설치홈(45,47)이 형성되어, 제1 및 제2설치홈(45,47)에 각각 흡기체크밸브(60) 및 보조흡기체크밸브(80)를 착탈가능하게 설치하므로, 물통(30)의 구조가 간단하면서도 흡기체크밸브(60) 및 보조흡기체크밸브(80)의 유지보수 및 교체가 용이하다. 이때, 적어도 상기 제2설치홈(47)이 제2유로(43)의 내측으로 오목하게 형성됨에 따라 제2유로(43)의 상측에는 역류방지턱(47a)이 형성되어 물통(30)이 기울여지더라도 물이 사용자의 입과 코로 역류되는 것이 효과적으로 차단된다. 또한 제1설치홈(45)이 제1유로(42)의 내측으로 오목하게 형성됨에 따라 제1유로(42)의 상측에는 보조역류방지턱(47b)이 형성되어 물통(30)의 물이 외부로 배출되는 것이 효과적으로 차단된다.

그리고 상기 다공성 미분화수단(70)이 매쉬망 형태의 수평판(72)의 가장자리에서 지지편(73)이 상향 또는 하향 돌출된 복수개의 단위미분화수단(71)이 상기 지지편(73)에 의해 이격되도록 상하로 적층된 형태이므로, 구조가 간단하면서도 별도의 이격부재를 구비하지 않고도 복수개의 수평판(52)이 이격되면서 미분화가 복수회 이루어질 수 있어 상기 효과가 더욱 증대된다.

도 1은 본 발명에 따른 물필터 마스크의 일실시예를 도시한 사시도
도 2는 상기 실시예의 요부를 분해한 사시도
도 3은 상기 실시예의 측단면도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 물필터 마스크를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 물필터 마스크는 착용자의 안면에 장착되는 마스크본체(10)와, 이 마스크본체(10)에 구비된 배기체크밸브(20)와, 상기 마스크본체(10)에 착탈되며 내부에 하단이 서로 연통된 제1 및 제2유로(23,24)가 형성된 물통(30)과, 이 물통(30)에 구비된 흡기체크밸브(60)와, 상기 물통(30)에 구비된 다공성 미분화수단(70)을 포함한다.

상기 마스크본체(10)는 사용자의 입과 코가 수용되도록 전방으로 돌출된 형태를 가지도록 합성수지와 같은 비통기성 소재로 성형된다. 이때, 마스크본체(10)는 사용하지 않을 때에는 부피를 최소화하여 편리하게 보관할 수 있도록 실리콘으로 제작되는 것이 바람직하다. 마스크본체(10)의 측면에는 마스크본체(10)를 얼굴에 고정시키기 위한 고정밴드(14)가 구비된다.

그리고 도 2와 같이 마스크본체(10)의 전면 좌우 양측에는 상기 물통(30)이 수용되는 한 쌍의 물통수용홈(11)이 후방으로 오목하게 형성된다. 도 2와 같이, 각 물통수용홈(11)은 상기 물통(30)보다 사이즈가 크게 형성되어, 상기 물통(30) 뿐 아니라 상기 배기체크밸브(20)가 장착된 배기모듈(21)이 상기 물통(30)의 둘레부에 장착될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 물통수용홈(11)의 일측에는 상기 물통(30)이 장착되는 장착공(12)이 형성되고, 타측에는 상기 배기체크밸브(20)가 장착되는 날숨배기공(13)이 형성된다.

상기 배기체크밸브(20)는 마스크본체(10)의 각 날숨배기공(13)에 구비되어 외부공기가 유입되는 것을 차단하고 사용자의 날숨을 외부로 배출한다. 상기와 같이 배기체크밸브(20)는 외장케이스(21)에 장착되어 모듈화된 상태로 마스크본체(10)의 물수용홈(11)에 수용됨에 따라 날숨배기공(13)과 위치정렬된다. 한편, 외장케이스(21)의 외부면에는 보조날숨배기공(22)이 형성된다.

상기 물통(30)은 내부에 물이 채워지며 사용자의 들숨에 의해 유입되는 외부공기에 포함된 황사나 미세먼지 등을 필터링해준다. 도 3과 같이, 물통(30)은 내부에 물이 채워지는 물통본체(40)와, 이 물통본체(40)가 내부에 수납되는 물통외부케이스(50)가 별체로 이루어진 것을 예시하였으나, 물통본체(40)와 물통외부케이스(50)가 일체로 형성될 수도 있다. 물통외부케이스(50)에는 사용자의 들숨에 의해 외부공기가 유입되는 들숨유입공(51) 및 마스크본체(10)의 장착공(12)에 착탈되는 장착관부(52)가 형성된다. 도 3과 같이, 들숨유입공(51) 및 장착관부(52)는 각각 물통(30)의 전후를 향하도록 배치되는 것이 바람직하다. 물통본체(40)의 내부에는 상하로 연장된 제1 및 제2유로(42,43)가 수직격벽(41)에 의해 구획되되 하단이 서로 연통되는데, 제1유로(42)는 물통외부케이스(50)의 들숨유입공(51)과 연통되고, 제2유로(43)는 물통외부케이스(50)의 장착관부(52)와 연통된다.

한편, 물통본체(40)는 상면이 개방되고 내부에 물이 채워지는 하부몸체(49)와, 이 하부몸체(49)의 개방된 상면을 커버하는 상부몸체(44)로 분할되어, 하부몸체(49)에 물을 공급 및 교체를 용이하게 하거나 상기 미분화수단(70)의 세척 및 교체를 용이하게 할 수 있다. 도 3과 같이, 상부몸체(44)의 측면에는 각각 제1 및 제2유로(42,43)와 연통되는 제1 및 제2통공(46,48)이 형성된 제1 및 제2설치홈(45,47)이 구비된다. 도 3과 같이, 제1 및 제2설치홈(45,47)이 제1 및 제2유로(42,43)의 내측으로 오목하게 형성됨에 따라, 제1 및 제2유로(42,43)의 상측에는 물통(30)이 눕혀질 경우 물통(30)의 물이 장착관부(52)를 통해 사용자의 코와 입으로 역류하는 것을 방지하는 역류방지턱(47a) 및 물통(30)의 물이 외부로 배출되는 것을 방지하는 보조역류방지턱(47b)이 각각 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 물통본체(40)는 투명재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 물통외부케이스(50)에는 물통본체(40)에 채워진 물의 양을 확인할 수 있는 투명창(53)이 구비되며, 경우에 따라 물통외부케이스(50) 자체가 투명재질로 이루어질 수 있다.

상기 흡기체크밸브(60)는 물통(30)의 들숨유입공(51)에 설치되어 사용자의 들숨은 유입시키고 날숨은 차단시키는 것으로, 도 3과 같이 물통본체(40)의 상부몸체(44)의 제1설치홈(45)에 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 흡기체크밸브(60)는 상기 물통본체(40)의 제1설치홈(45)에 착탈되며 물통(30)의 들숨유입공(51) 및 제1통공(46)과 연통되는 흡기공(62,64)이 각각 형성되고 상호 결합되는 한 쌍의 밸브하우징(61,63)과, 이 밸브하우징(61,63)의 흡기공(62,64)의 둘레에 일측이 고정된 막부재(65)로 이루어진 것을 예시하였다. 이에 따라, 사용자의 들숨에 의해 막부재(65)가 밸브하우징(61,63)의 흡기공(62,64)을 개방시키고 날숨에 의해 흡기공(62)을 폐쇄시킨다.

상기 다공성 미분화수단(70)은 다공성으로 이루어져서 물통(30)의 내부에 구비되어 들숨에 의해 물통(30) 내부로 유입되어 물을 통과하면서 발생된 공기방울을 미분화시킨다. 도 3과 같이, 미분화수단(50)은 물통(30)의 물통본체(40)의 하부몸체(49)의 제1유로(42) 또는 제2유로(43)에 구비될 수 있지만, 도 3과 같이 제1 및 제2유로(42,43)에 각각 구비되는 것이 바람직하며, 물통(30)에 채워진 물에 잠기는 것이 바람직하다.

도 3과 같이, 다공성 미분화수단(70)은 복수개의 단위미분화수단(51)이 상하로 적층된 형태로 이루어진다. 각 단위미분화수단(71)은 스테인리스 스틸의 와이어에 의해 다수의 기공이 형성된 매쉬망 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 단위미분화수단(71)은 수평판(72)과, 이 수평판(72)의 가장자리에서 상향 또는 하향 돌출된 지지편(73)을 포함하며, 수평판(72)과 지지편(73) 모두 매쉬망 형태로 이루어진다. 이때, 단위미분화수단(71)에 형성된 기공의 직경은 공기방울의 직경보다 작게 형성된다. 그리고 복수개의 단위미분화수단(71)이 상하로 적층될 때, 상측 또는 하측 단위미분화수단(71)의 지지편(73)이 하측 또는 상측 단위미분화수단(71)의 수평판(72)에 지지되어, 상하로 적층된 복수개의 단위미분화수단(71)의 각 수평판(72)은 소정간격 이격 배치된다. 한편, 각 단위미분화수단(71)은 은나노 코팅을 하여 항균처리하여 물통(30)의 물을 좀 더 깨끗하게 유지할 수 있다.

그리고 도 3과 같이, 상하로 적층된 각 단위미분화수단(71)의 수평판(72)을 관통하며 상단 및 하단에 걸림편(75,76)이 구비된 수직견인바(74)가 구비될 수 있다. 이때, 각 단위미분화수단(71)의 지지편(73)이 수평판(72)에서 하향 돌출되도록 배치되고, 수직견인바(74)는 하강되어 상단 걸림편(75)이 최상단의 수평판(72)에 안착되며, 수직견인바(74)를 들어올리면 하단 걸림편(76)이 최하단의 수평판(72)에 걸려진다. 이에 따라, 복수개의 단위미분화수단(71)을 한꺼번에 용이하게 인출할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 물필터 마스크는 물통(30)의 장착관부(52)와 연통되도록 물통본체(40)에 설치되는 보조흡기체크밸브(80)를 더 포함한다.

상기 보조흡기체크밸브(80)는 물통본체(40)의 상부몸체(44)의 제2설치홈(47)에 설치되어 사용자의 들숨은 유입시키고 날숨은 차단시킨다. 이와 같은 보조흡기체크밸브(80)는 흡기체크밸브(60)와 동일한 형태로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 사용자의 들숨에 의해 물통(30)의 제2통공(47)과 장착관부(52)가 연통되도록 제2통공(48)을 개방시키고 날숨에 의해 제2통공(48)을 폐쇄시킨다. 한편, 배기체크밸브(20)도 흡기체크밸브(60)와 동일한 형태로 이루어질 수 있는데, 막부재가 흡기체크밸브(60)와 반대방향으로 배치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 물필터 마스크는 다음과 같이 작동된다.

도 1 내지 도 3과 같이, 착용자는 물통(30)에 물을 담아서 물통(30)의 장착관부(52)를 마스크본체(10)의 장착공(12)에 결합시키고, 배기모듈(21)의 배기체크밸브(20)가 날숨유입공(51)에 장착되도록 물통(30)과 배기모듈(21)을 마스크본체(10)의 물통수용홈(11)에 장착하며, 도시하진 않았지만 마스크본체(10)를 얼굴에 착용한다. 이와 같이, 물통(30) 및 배기모듈(21)이 마스크본체(10)의 물통수용홈(11)에 수용되면서 마스크본체(10)와 일체로 외부면을 형성하여 미려한 외관을 제공한다.

그리고 사용자가 숨을 들이마시면 그 흡입력에 의해 흡기체크밸브(60)가 물통(30)의 들숨유입공(51)을 개방시켜 외부공기가 물통(30) 내부로 유입된다. 도 3과 같이, 물통(30)으로 유입되는 공기는 물통(30)의 제1유로(42)에 채워진 물을 통과하게 되는데, 이 과정에서 공기에 함유된 먼지 등이 물에 걸러진다. 그리고 흡입된 외부공기는 제1유로(42)상의 물을 통과하면서 공기방울로 바뀌며, 이 공기방울은 상기의 흡입력에 의해 물통(30)의 제1유로(42)에서 제2유로(43)로 진입된다. 이때, 제1 및 제2유로(42,43)로 진입하는 공기방울은 다공성 미분화수단(70)을 거치게 되며, 다공성 미분화수단(70)의 공기방울보다 직경이 작은 기공을 통과하면서 충돌로 인해 미분화된다. 따라서 물에 의해 정화된 깨끗한 공기가 미분화되면서 더욱 깨끗해질 뿐 아니라 사용자의 호흡기로 보다 신속하게 흡입될 수 있으므로 착용자는 깨끗한 공기를 신속하게 호흡할 수 있기 때문에 노약자 등 호흡기가 약한 사람도 불편함 없이 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10 : 마스크본체 11 : 물통수용홈
12 : 장착공 13 : 날숨배기공
20 : 배기체크밸브 30 : 물통
40 : 물통본체 41 : 수직격벽
42 : 제1유로 43 : 제2유로
50 : 물통외부케이스 51 : 들숨유입공
52 : 장착관부 60 : 흡기체크밸브
70 : 미분화수단 80 : 보조흡기체크밸브

Claims

착용자의 입과 코가 수용되도록 전방으로 돌출된 형태의 비통기성 소재로 성형되며, 일측에는 장착공(12)이 형성되고 타측에는 사용자의 날숨이 배출되는 날숨배기공(13)이 형성된 마스크본체(10);
상기 마스크본체(10)의 날숨배기공(13)에 구비되어 날숨은 배출되되 들숨은 차단되는 배기체크밸브(20);
내부에 물이 채워지는 제1 및 제2유로(42,43)가 수직격벽(41)에 의해 구획되되 하단이 서로 연통 형성되며, 상단 일측에는 사용자의 들숨에 의해 외부공기가 유입되는 들숨유입공(51)이 제1유로(42)와 연통되고, 상단 타측에는 상기 마스크본체(10)의 장착공(12)에 착탈되며 내부가 제2유로(43)와 연통되는 장착관부(52)가 구비된 물통(30);
상기 물통(30)의 들숨유입공(51)에 구비되어 들숨은 유입되되 날숨은 차단되는 흡기체크밸브(60); 및
다공성으로 이루어져서 상기 물통(30)의 제1유로(42) 또는 제2유로(43)에 구비되며, 들숨에 의해 제1유로(42)로 유입되어 물을 통과하는 공기방울이 다공을 통과하면서 충돌로 인해 미분화되는 다공성 미분화수단(70);을 포함하는 것을 특징으로 하는 물필터 마스크.
제1항에 있어서, 상기 물통(30)은 물이 채워지는 하부몸체(49)와, 이 하부몸체(49)의 상측에 착탈가능하게 결합되는 상부몸체(44)를 포함하며, 상기 상부몸체(44)의 측면에는 제1 및 제2유로(42,43)와 각각 연통되는 제1 및 제2통공(46,48)이 형성된 제1 및 제2설치홈(45,47)이 구비되고, 상기 제1설치홈(45)에는 상기 흡기체크밸브(60)가 설치되고, 제2설치홈(47)에는 사용자의 들숨에 의해 제2유로(43)와 연통되도록 장착공(12)을 개방시키고 날숨에 의해 장착공(12)을 폐쇄시키는 보조흡기체크밸브(80)가 설치되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 물필터 마스크.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다공성 미분화수단(70)은 스테인리스 스틸의 와이어를 이용하여 다수의 기공을 갖는 매쉬망 형태로 제작된 수평판(72)과, 이 수평판(72)의 가장자리에서 매쉬망 형태로 일체로 상향 또는 하향 돌출된 지지편(73)으로 이루어진 복수개의 단위미분화수단(71)이 상기 각 지지편(73)에 의해 각 수평판(72)이 상하로 이격되도록 적층된 것을 특징으로 하는 물필터 마스크.