KR102337725B1

KR102337725B1 - 싸이클론을 활용한 음압마스크

Info

Publication number: KR102337725B1
Application number: KR1020210007438A
Authority: KR
Inventors: 김형수; 장경철
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2021-12-13

Abstract

본 발명은 싸이클론을 활용한 음압마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마스크 내부에 설치된 싸이클론 발생장치를 통해 비말을 효율적으로 차단하여 외부로 내보낼 수 있는 음압마스크에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음압마스크는, 마스크본체와, 상기 마스크본체에 탈부착되는 싸이클론발생장치와, 상기 싸이클론발생장치의 일측에 형성되어 사용자의 들숨 및 날숨이 유동되는 연통부를 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 싸이클론발생장치는, 양측이 개방되고 내부에 공기가 유동할 수 있도록 공간이 형성되는 실린더형본체부와, 상기 실린더형본체부의 일측에 결합되며, 외기가 유입되는 공기유입홀이 형성된 상부커버와, 상기 실린더형본체부의 타측에 결합되어 실린더형본체부 내부의 공기를 흡입하는 공기흡입팬 및 상기 공기흡입팬을 작동시키는 모터를 포함하는 모터부와, 상기 모터부의 일단에 결합되며, 상기 공기흡입팬에 의해 흡입된 공기가 배출되는 공기배출홀이 형성된 하부커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

싸이클론을 활용한 음압마스크{A negative pressure mask using a cyclone}

본 발명은 싸이클론을 활용한 음압마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마스크 내부에 설치된 싸이클론 발생장치를 통해 비말을 효율적으로 차단하여 외부로 내보낼 수 있는 음압마스크에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

최근 중국발 미세먼지가 증가하면서 미세먼지를 필터링하기 위한 다양한 마스크 제품이 출시되고 있다. 최근 몇년사이에 미세먼지는 우리나라의 일상이 되면서 봄이 되면 미세먼지로 인해 하늘이 뿌옇게 보이는 일이 익숙해지고, 그에 따라 미세먼지지수가 높은 날에는 미세먼지 차단 마스크를 낀 사람들을 종종 확인할 수 있다. 상기 미세먼지는 매우 작은 입자로 이루어져 사람의 눈에 보이지 않아 큰 위협이 아니라고 느낄수도 있으나 미세먼지가 사람의 폐 깊숙히 들어가 쌓이게 되면서 여러가지 질병을 야기하게 된다. 예를 들어, 호흡기를 통해 들어오는 미세먼지로 인하여 알레르기성 비염이나 눈의 망막에 닿아 염증을 유발할 수 있으며, 심할 경우 기관지염, 후두염, 폐렴까지 유발할 수 있다.

뿐만 아니라, 2003년 사스, 2015년 메르스라는 감염병을 겪으면서 위생뿐만 아니라 방역에 대한 중요성이 상당히 높아졌고, 최근 코로나19라는 감염병으로 인하여 우리나라뿐만 아니라 전 세계 사람들이 바이러스와 신종 질병에 대한 위험성을 깨닫고 극복하기 위해 노력중이다. 이러한 바이러스를 통한 감염병은 호흡기를 통해 감염되는데 감염되는 속도가 상당히 빠르고 어디에서 누구로부터 감염되었는지에 대한 감염경로를 추적하기 쉽지 않으며, 감염병으로부터 누구든지 안전할 수 없다는 인식이 커지면서 마스크 착용은 선택이 아닌 필수로 자리잡고 있다.

여기서, 감염된 사람들뿐만 아니라 감염자를 치료하기 위한 의료진들은 전원 마스크를 착용해야 하는데, 이 때 사용되는 마스크는 사용자로부터 발산되는 비말을 최대한 차단하기 위한 필터가 포함된 마스크로 이루어질 수 있으나 비말을 전부 차단하는 것에는 한계가 있으며, 마스크의 구조 자체가 사용자의 호흡기를 완벽하게 차단하기 어렵다는 단점이 있다. 또한, 비말차단을 위하여 마스크형 개인보호장구 등이 존재하는데, 얼굴 전체를 감싸도록 이루어진 폐쇄형 마스크는 비용이 비싸고 장시간 사용에 따른 사용자의 피로도를 증가시킬 수 있다는 단점이 있으며, 비말을 차단하기 위한 구성이 필터 하나만으로 이루어져 필터를 수시로 교체해주어야 하는 불편함이 존재한다.

1. 한국 특허등록 제10-1649715호(2016.08.08 공고)

본 발명은 마스크 내부에 설치되는 싸이클론 발생장치에 의해 사용자의 날숨에 포함된 비말을 효율적으로 차단하여 외부로 배출해주는 음압마스크를 제공하고자 한다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 음압마스크는, 마스크본체와, 상기 마스크본체에 탈부착되는 싸이클론발생장치와, 상기 싸이클론발생장치의 일측에 형성되어 사용자의 들숨 및 날숨이 유동되는 연통부를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 싸이클론발생장치는, 양측이 개방되고 내부에 공기가 유동할 수 있도록 공간이 형성되는 실린더형본체부와, 상기 실린더형본체부의 일측에 결합되며, 외기가 유입되는 공기유입홀이 형성된 상부커버와, 상기 실린더형본체부의 타측에 결합되어 실린더형본체부 내부의 공기를 흡입하는 공기흡입팬 및 상기 공기흡입팬을 작동시키는 모터를 포함하는 모터부와, 상기 모터부의 일단에 결합되며, 상기 공기흡입팬에 의해 흡입된 공기가 배출되는 공기배출홀이 형성된 하부커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 마스크본체 내부에 설치되는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 공기유입홀에서 유입되는 공기량(A)과 상기 연통부를 통해서 유입되는 공기량(B)의 합이, 상기 공기배출홀을 통해 배출되는 공기량(C)보다 적도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 실린더형본체부 내부에서 길이방향을 따라 연장 형성되며, 일단은 상기 상부커버에 의해 폐쇄되고 복수개의 타공홀이 형성된 파이프와, 상기 파이프의 타단이 관통되도록 파이프삽입홈이 형성되며, 상기 실린더형본체부와 모터부 사이에 설치되는 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 파이프에 형성된 타공홀은, 파이프의 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 복수개가 형성되되, 상기 실린더형본체부의 내주면에 접하는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 공기흡입팬을 감싸도록 형성되는 팬커버와, 상기 공기흡입팬과 모터를 지지하면서, 상기 하부커버에 고정 설치되는 팬지그를 더 포함하되, 상기 팬커버는 상기 플레이트 중앙에 형성된 공기유동부에 삽입 설치되는 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 공기유입홀에 설치되는 제1필터와, 상기 공기배출홀에 설치되는 제2필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 공기흡입팬과 팬지그 사이에 미세간격이 형성되며, 상기 공기흡입팬을 통해 유입된 공기중의 일부가 미세간격을 통해 배출되어 상기 파이프삽입홈을 통과하여 파이프로 전달되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음압마스크는, 상기 마스크본체는 외기가 유입되는 외기흡입부와 사용자의 날숨을 배출시키는 내기배출부를 포함하며, 상기 내기배출부는 싸이클론발생장치와 에어튜브에 의해 상호 연결되어 사용자의 날숨이 공기흡입팬에 의해 싸이클론발생장치 내부로 유입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 마스크본체에 설치되는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 공기유입홀에서 유입되는 공기량(A)이 상기 공기배출홀을 통해 배출되는 공기량(C)보다 적도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 모터부의 내주면에서 길이방향을 따라 연장 형성되며, 상기 공기흡입팬과 모터를 지지하면서 공기흡입팬을 통해 유입되는 공기를 공기배출홀로 가이드시키는 복수개의 지지플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 음압마스크 내부로 유입되는 공기가 필터에 의해 1차적으로 정화되며, 사용자가 내쉬는 날숨에 포함된 비말은 싸이클론발생장치에 의해 용이하게 응집 및 포집하고 필터링하여 외부로 배출시킴으로써 마스크착용자뿐만 아니라 주변에 비말로 인한 전염위험을 현저히 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 마스크와 탈부착 가능한 구조를 가지는 싸이클론발생장치에 의하여 일반 마스크 착용시에는 탈착시켰다가 음압이 필요한 상황에서 싸이클론발생장치를 장착하여 사용할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 싸이클론발생장치 내부를 음압으로 유지시켜 공기흡입팬을 통해 유입되는 공기 중 일부를 다시 싸이클론발생장치로 전달하여 싸이클론을 형성시켜 내부에 포함된 비말을 최대한 포집하여 필터링할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음압마스크의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음압마스크의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음압마스크에 있어서, 싸이클론발생장치가 탈착되는 상태도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음압마스크에 있어서, 싸이클론발생장치의 분해사시도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 음압마스크에 있어서, 싸이클론발생장치 내부의 공기흐름을 나타내는 상태도.
도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음압마스크의 사시도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음압마스크에 있어서, 싸이클론발생장치의 사시도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음압마스크에 있어서, 싸이클론발생장치의 분해사시도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음압마스크에 있어서, 싸이클론발생장치 내부의 공기흐름을 나타내는 상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 음압마스크의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 음압마스크는, 마스크본체(10)와, 상기 마스크본체(10)에 탈부착되는 싸이클론발생장치(20)와, 상기 싸이클론발생장치(20)의 일측에 형성되어 사용자의 들숨 및 날숨이 유동되는 연통부(30)를 포함한다.

상기 마스크본체(10)는 사용자의 호흡기, 즉 코와 입을 커버하도록 구성된 마스크 형상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 사용자의 안면 또는 머리 전체를 폐쇄하도록 이루어진 마스크로 구성될 수도 있다. 상기 마스크본체(10)의 양단에서는 사용자의 얼굴에 고정시키기 위한 마스크끈(11)이 형성될 수 있으며, 상기 마스크끈은 귀에 거는 구조뿐만 아니라 본 발명에서 개시된 사용자의 머리둘레를 감싸도록 이루어진 와이어끈 등으로 이루어질 수도 있다.

다음으로, 상기 마스크본체(10)에 탈부착 가능하도록 결합되는 싸이클론발생장치(20)를 더 포함할 수 있다. 상기 마스크본체(10)의 전면부, 보다 상세하게는 사용자의 호흡기 주변을 따라 형성되는 실린더장착부(13)가 형성되고, 상기 실린더장착부(11)를 개방시키거나 폐쇄시키기 위한 마스크커버(15)가 힌지결합 등의 방식을 통해 결합될 수 있다. 그에 따라, 사용자의 선택에 따라서, 싸이클론발생장치(20) 사용시에는 싸이클론발생장치(20)를 장착한 상태로 마스크커버(15)를 결합시키고, 비사용시에는 마스크커버(15)만 장착하여 단순 마스크로 사용할 수도 있다.

또한, 상기 싸이클론발생장치(20)의 일측에 형성되어 사용자의 들숨 및 날숨이 유동되는 연통부(30)가 형성된다. 상기 연통부(30)는 싸이클론발생장치(20)가 마스크본체(10)에 장착된 상태에서 사용자의 호흡기 주변에 위치되는 것이 바람직하며 다수의 타공이 형성된 타공판 형상으로 이루어질 수 있다. 그에 따라, 사용자의 날숨이 상기 연통부(30)를 통해 싸이클론발생장치(20) 내부로 유입될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 싸이클론발생장치(20)는, 양측이 개방되고 내부에 공기가 유동할 수 있도록 공간이 형성되는 실린더형본체부(21)와, 상기 실린더형본체부(21)의 일측에 결합되며, 외기가 유입되는 공기유입홀(231)이 형성된 상부커버(23)와, 상기 실린더형본체부(21)의 타측에 결합되어 실린더형본체부(21) 내부의 공기를 흡입하는 공기흡입팬(251) 및 상기 공기흡입팬(251)을 작동시키는 모터(253)를 포함하는 모터부(25)와, 상기 모터부(25)의 일단에 결합되며, 상기 공기흡입팬(251)에 의해 흡입된 공기가 배출되는 공기배출홀(271)이 형성된 하부커버(27)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실린더형본체부(21)는, 내부가 개방된 실린더형으로 이루어질 수 있으며, 그 양측은 개방된 구조에서 일측은 상부커버(23)에 의해, 타측은 모터부(25)에 의해 결합된 구조를 가질 수 있다. 상기 실린더형본체부(21)의 일측에는 상부커버(23)가 결합되어 일측을 폐쇄하되, 상기 상부커버(23)의 중앙을 관통하여 형성된 공기유입홀(231)에 의해 외기가 실린더형본체부(21) 내부로 유입된다. 상기 공기유입홀(231)에는 유입되는 외기 중에서 세균이나 미세먼지 등을 1차적으로 필터링하기 위하여 제1필터(24)가 설치될 수 있으며, 프리필터 등으로 이루어질 수 있다.

다음으로, 상기 실린더형본체부(21)의 타측에 결합되어 실린더형본체부(21) 내부의 공기를 흡입하는 공기흡입팬(251) 및 상기 공기흡입팬(251)을 작동시키는 모터(253)를 포함하는 모터부(25)를 포함한다. 상기 모터부(25)는 실린더형본체부(21)와 동일한 외경을 가지고 내부에 공간이 형성되며 양측이 개방된 실린더형으로 이루어질 수 있으며, 그 내부에는 실린더형본체부(21) 내부의 공기를 흡입하기 위한 공기흡입팬(251)이 설치되어 공기가 실린더형본체부(21)에서 모터부(25)로 유동하게 되고, 상기 공기흡입팬(251)은 모터(253)에 의해 전원이 인가되어 작동하게 된다.

또한, 상기 공기흡입팬(251)에 의해 흡입된 공기가 배출되는 공기배출홀(271)이 형성된 하부커버(27)를 포함할 수 있다. 상기 하부커버(27)는 모터부(25)의 일단에 결합되어 내부공간을 폐쇄하되, 상기 모터부(25)로 유입된 공기는 공기흡입팬(251)을 통과하여 하부커버(27)에 형성된 공기배출홀(271)을 통해 외부로 배출된다. 상기 공기배출홀(271)에는 제2필터(28)가 설치될 수 있다. 상기 제2필터(28)는 싸이클론발생장치(20) 내부에서 외기 및 사용자의 날숨에 포함된 비말 등을 필터링하기 위한 필터로 이루어질 수 있으며, 헤파필터 등으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 마스크본체(10) 내부에 설치되는 제어부(40)를 더 포함하되, 상기 제어부(40)는, 상기 공기유입홀(231)에서 유입되는 공기량(A)과 상기 연통부(30)를 통해서 유입되는 공기량(B)의 합이, 상기 공기배출홀(271)을 통해 배출되는 공기량(C)보다 적도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(40)는 싸이클론발생장치(20) 내부를 음압으로 유지시키기 위한 구성으로, 보다 상세하게 설명하면 아래와 같다.

우선, 상기 싸이클론발생장치(20)로 유입 및 배출되는 통로는 3가지로 이루어지는데, 상기 공기유입홀(231)을 통해 유입되는 외기와, 연통부(30)를 통해 유입되는 사용자의 날숨과, 공기배출홀(271)을 통해 외부로 배출되는 공기이다. 여기서, 싸이클론발생장치(20) 내부를 음압으로 유지시키기 위해서는 외부로부터 유입되는 공기량보다 외부로 배출되는 공기량이 항상 크게 유지되어야 하므로, 상기 제어부(40)는 공기유입홀(231)을 통해 유입되는 공기량(A)과 연통부(30)를 통해 유입되는 공기량(B)의 합은 공기배출홀(271)을 통해 배출되는 공기량(C)보다 항상 적도록 제어시킴으로써 본 발명에 따른 음압마스크를 착용한 사용자의 비말 등으로부터 감염체가 외부로 배출되는 것을 최대한 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 실린더형본체부(21) 내부에서 길이방향을 따라 연장 형성되며, 일단은 상기 상부커버(23)에 의해 폐쇄되고 복수개의 타공홀(213)이 형성된 파이프(211)와, 상기 파이프(211)의 타단이 관통되도록 파이프삽입홈(291)이 형성되며, 상기 실린더형본체부(21)와 모터부(25) 사이에 설치되는 플레이트(29)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 파이프(211)는 싸이클론을 발생시키기 위한 구성으로 이를 보다 상세하게 설명하면 아래와 같다.

우선, 상기 실린더형본체부(21) 내부에서 길이방향을 따라 연장 형성되는 복수개의 파이프(211)가 설치되며 상기 파이프(211)의 일단은 상부커버(23)와 결합되어 폐쇄되고, 타단은 플레이트(29)에 형성된 파이프삽입홈(291)에 삽입 설치되되 폐쇄되지 않고 개방된 구조를 가진다. 상기 플레이트(29)는 중앙에 형성된 공기유동부(293)를 통해 실린더형본체부(21)에서 모터부(25)로 공기가 전달되며, 실린더형본체부(21)와 모터부(25)의 공간을 구획한다. 여기서, 상기 파이프(211)는 복수개로 이루어질 수 있으며, 3개의 파이프(211)가 중심축을 기준으로 120°이격되어 설치될 수 있으며, 4개의 파이프(211)가 중심축을 기준으로 90° 이격되어 설치될 수도 있다. 상기 파이프(211)의 길이방향을 따라 복수개의 타공홀(213)이 나란히 형성될 수 있으며, 상기 타공홀(213)을 통해 파이프(211) 내부에서 유동하는 공기가 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 파이프(211)에 형성된 타공홀(213)은, 파이프(211)의 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 복수개가 형성되되, 상기 실린더형본체부(21)의 내주면에 접하는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 파이프(211)에 형성된 타공홀(213)은 실린더형본체부(21)의 내주면에 접하는(tangential) 방향으로 구성되어 파이프(211) 내부에서 유동하는 공기는 타공홀(213)을 통해 배출된다. 여기서, 복수개의 파이프(211)에 형성된 타공홀(213)은 시계방향 또는 반시계방향으로 일관되게 형성되어 복수개의 파이프(211) 내부에서 유동하는 공기가 타공홀(213)을 통해 배출되면서 일종의 소용돌이(swirl)를 형성하게 된다. 이렇게 형성된 소용돌이는 특히 사용자의 날숨에 포함된 비말을 효율적으로 응집 또는 포집할 수 있으며, 이렇게 포집된 비말들이 공기흡입팬(251)을 통해 제2필터(28)을 통과하면서 필터링 효과를 증대시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 공기흡입팬(251)을 감싸도록 형성되는 팬커버(255)와, 상기 공기흡입팬(251)과 모터(253)를 지지하면서, 상기 하부커버(27)에 고정 설치되는 팬지그(257)를 더 포함하되, 상기 팬커버(255)는 상기 플레이트(29) 중앙에 형성된 공기유동부(293)에 삽입 설치되는 가이드부(256)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 팬커버(255)는 공기흡입팬(251)의 외주면을 둘러싸도록 형성되며, 공기흡입팬(251)으로 유입되는 공기가 발산하지 않도록 형성된다. 또한, 상기 팬커버(255)는 공기흡입팬(251)의 외경에 대응하는 직경을 가지고, 상기 플레이트(29)와 결합되는 부분에서는 플레이트(29)의 중앙에 형성되어 실린더형본체부(21)에서 모터부(25)로 공기가 유동하는 통로인 공기유동부(293)에 삽입 설치되는 가이드부(256)를 형성하여 공기흡입팬(251)으로 공기를 용이하게 유도할 수 있다. 또한, 상기 팬커버(255)와 소정거리 이격되어 형성되며, 상기 공기흡입팬(251)과 모터(253)가 모터부(25) 내부에서 안정적으로 지지되도록 이루어진 팬지그(257)를 더 포함한다. 상기 팬지그(257)는 하부커버(27) 방향을 향해 연장 형성되는 연결샤프트를 통해 하부커버(27)와 상호 결합되어 안정적으로 지지될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 공기흡입팬(251)과 팬지그(257) 사이에 미세간격이 형성되며, 상기 공기흡입팬(251)을 통해 유입된 공기중의 일부가 미세간격을 통해 배출되어 상기 파이프삽입홈(291)을 통과하여 파이프(211)로 전달되는 것을 특징으로 한다.

상기 싸이클론발생장치(20) 내부의 파이프(211)를 통해서 소용돌이를 발생시키는 원리를 설명하면 아래와 같다.

우선, 외기가 공기유입홀(231)을 통해 유입되어 플레이트(29)의 공기유동부(293)를 통과하여 공기배출홀(271)로 배출되는 공기유동에 있어서, 공기 중 대부분은 공기흡입팬(251)을 통과한 후에 팬지그(257)를 통하여 외부로 배출되고, 일부 공기는 공기흡입팬(251)과 팬지그(257) 사이에 형성된 미세간격(space)을 통해 상기 팬커버(255)와 모터부(25) 사이를 통해 실린더형본체부(21)를 향하게 된다. 이는, 싸이클론발생장치(20) 내부가 제어부(40)에 의하여 음압이 유지되는 상태에서, 모터부(25) 내부의 공기는 실린더형본체부(21) 내부의 공기에 비하여 상대적인 양압을 형성하기 때문이다. 그에 따라, 상기 팬커버(255)와 모터부(25) 사이를 통과한 공기는 파이프삽입홈(291)을 통해 파이프(211)로 유입되고, 타공홀(213)을 통해 소용돌이를 형성하게 되는 것이다. 이렇게 주요공기유동은 공기흡입팬(251)을 통해 외부로 배출되기 전에 제2필터(28)를 통해 필터링되고, 일부공기유동은 파이프를 통해 소용돌이를 발생시키게 되면서 사용자의 비말을 보다 효율적으로 응집하여 재차 제2필터(28)를 통해 필터링함으로써 비말차단 효과를 증대시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음압마스크는, 상기 마스크본체(10)는 외기가 유입되는 외기흡입부(50)와 사용자의 날숨을 배출시키는 내기배출부(60)를 포함하며, 상기 내기배출부(60)는 싸이클론발생장치(20)와 에어튜브(70)에 의해 상호 연결되어 사용자의 날숨이 공기흡입팬(251)에 의해 싸이클론발생장치(20) 내부로 유입되는 것을 특징으로 한다.

상기 음압마스크는 마스크본체(10)에 싸이클론발생장치(20)가 직접적으로 결합 설치되는 구성이 아니라, 에어튜브(70)를 통해 상호 연결되는 구성에 해당한다. 보다 상세하게는, 상기 마스크본체(10)는 사용자가 외기를 흡입하기 위한 외기흡입부(50)와 날숨을 배출시키기 위한 내기배출부(60)를 포함하며, 각 흡입배출부 상에는 필터가 설치되어 정화된 공기를 유입 및 배출시키게 된다. 여기서, 상기 내기배출부(60)에서 외기를 배출시킬 때 싸이클론발생장치(20)를 통과시켜 배출시킴으로써 효율적인 비말차단을 가능하게 할 수 있다. 상기 싸이클론발생장치(20)는 전술한 에어튜브(70)를 통해 내기배출부(60)와 연결되어 사용자의 내기가 에어튜브(70)를 통해 싸이클론발생장치(20)의 공기유입홀(231)로 유입된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 마스크본체에 설치되는 제어부(40)를 더 포함하되, 상기 제어부(40)는, 상기 공기유입홀(231)에서 유입되는 공기량(A)이 상기 공기배출홀(271)을 통해 배출되는 공기량(C)보다 적도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 싸이클론발생장치(20)에 유입 및 배출되는 공간은 2가지이고, 내부를 음압으로 유지시키기 위해서는 상기 제어부(40)에서 공기유입홀(231)을 통해 유입되는 공기량(A)이 공기배출홀(271)을 통해 배출되는 공기량(C)보다 항상 적도록 제어하게 된다.

또한, 본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 모터부(25)의 내주면에서 길이방향을 따라 연장 형성되며, 상기 공기흡입팬(251)과 모터(253)를 지지하면서 공기흡입팬(251)을 통해 유입되는 공기를 공기배출홀(271)로 가이드시키는 복수개의 지지플레이트(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 싸이클론발생장치(20)의 내부 구성은 전술한 것과 대부분 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 그 중에서, 상기 모터부(25) 내에 지지플레이트(80)가 더 포함될 수 있다. 상기 지지플레이트(80)는 소정의 두께를 가진 판 형상의 플레이트로 이루어져 모서리가 모터부(25)의 내주면 길이방향을 따라 접하도록 복수개가 설치된다. 상기 지지플레이트(80), 바람직하게는 2개 이상의 지지플레이트(80)가 설치된 상태에서 공기흡입팬(251)과 모터(253)가 지지플레이트(80)에 지지된 상태로 고정되고, 공기흡입팬(251)을 통해 흡입된 공기가 복수개의 지지플레이트(80)에 따라 길이방향으로 가이드되면서 공기배출효과를 증대시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 마스크본체
11 : 마스크끈
13 : 실린더장착부
15 : 마스크커버
20 : 싸이클론발생장치
21 : 실린더형본체부
211 : 파이프
213 : 타공홀
23 : 상부커버
231 : 공기유입홀
24 : 제1필터
25 : 모터부
251 : 공기흡입팬
253 : 모터
255 : 팬커버
256 : 가이드부
257 : 팬지그
27 : 하부커버
271 : 공기배출홀
28 : 제2필터
29 : 플레이트
291 : 파이프삽입홈
293 : 공기유동부
30 : 연통부
40 : 제어부
50 : 외기흡입부
60 : 내기배출부
70 : 에어튜브
80 : 지지플레이트

Claims

마스크본체;
상기 마스크본체에 탈부착되는 싸이클론발생장치;
상기 싸이클론발생장치의 일측에 형성되어 사용자의 들숨 및 날숨이 유동되는 연통부;를 포함하며,
상기 싸이클론발생장치는,
양측이 개방되고 내부에 공기가 유동할 수 있도록 공간이 형성되는 실린더형본체부;
상기 실린더형본체부의 일측에 결합되며, 외기가 유입되는 공기유입홀이 형성된 상부커버;
상기 실린더형본체부의 타측에 결합되어 실린더형본체부 내부의 공기를 흡입하는 공기흡입팬 및 상기 공기흡입팬을 작동시키는 모터를 포함하는 모터부;
상기 모터부의 일단에 결합되며, 상기 공기흡입팬에 의해 흡입된 공기가 배출되는 공기배출홀이 형성된 하부커버;를 포함하되,
상기 실린더형본체부 내부에서 길이방향을 따라 연장 형성되며, 일단은 상기 상부커버에 의해 폐쇄되고 복수개의 타공홀이 형성된 파이프와,
상기 파이프의 타단이 관통되도록 파이프삽입홈이 형성되며, 상기 실린더형본체부와 모터부 사이에 설치되는 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음압마스크.
삭제
제1항에 있어서,
상기 마스크본체 내부에 설치되는 제어부를 더 포함하되,
상기 제어부는,
상기 공기유입홀에서 유입되는 공기량(A)과 상기 연통부를 통해서 유입되는 공기량(B)의 합이, 상기 공기배출홀을 통해 배출되는 공기량(C)보다 적도록 제어하는 것을 특징으로 하는 음압마스크.
삭제
제1항에 있어서,
상기 파이프에 형성된 타공홀은, 파이프의 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 복수개가 형성되되, 상기 실린더형본체부의 내주면에 접하는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 음압마스크.
제1항에 있어서,
상기 공기흡입팬을 감싸도록 형성되는 팬커버와,
상기 공기흡입팬과 모터를 지지하면서, 상기 하부커버에 고정 설치되는 팬지그를 더 포함하되,
상기 팬커버는 상기 플레이트 중앙에 형성된 공기유동부에 삽입 설치되는 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음압마스크.
제1항에 있어서,
상기 공기유입홀에 설치되는 제1필터와, 상기 공기배출홀에 설치되는 제2필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음압마스크.
제6항에 있어서,
상기 공기흡입팬과 팬지그 사이에 미세간격이 형성되며,
상기 공기흡입팬을 통해 유입된 공기중의 일부가 미세간격을 통해 배출되어 상기 파이프삽입홈을 통과하여 파이프로 전달되는 것을 특징으로 하는 음압마스크.
마스크본체;
상기 마스크본체에 탈부착되는 싸이클론발생장치;
상기 싸이클론발생장치의 일측에 형성되어 사용자의 들숨 및 날숨이 유동되는 연통부;를 포함하며,
상기 싸이클론발생장치는,
양측이 개방되고 내부에 공기가 유동할 수 있도록 공간이 형성되는 실린더형본체부;
상기 실린더형본체부의 일측에 결합되며, 외기가 유입되는 공기유입홀이 형성된 상부커버;
상기 실린더형본체부의 타측에 결합되어 실린더형본체부 내부의 공기를 흡입하는 공기흡입팬 및 상기 공기흡입팬을 작동시키는 모터를 포함하는 모터부;
상기 모터부의 일단에 결합되며, 상기 공기흡입팬에 의해 흡입된 공기가 배출되는 공기배출홀이 형성된 하부커버;를 포함하되,
상기 마스크본체는 외기가 유입되는 외기흡입부와 사용자의 날숨을 배출시키는 내기배출부를 포함하며,
상기 내기배출부는 싸이클론발생장치와 에어튜브에 의해 상호 연결되어 사용자의 날숨이 공기흡입팬에 의해 싸이클론발생장치 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 음압마스크.
제9항에 있어서,
상기 마스크본체에 설치되는 제어부를 더 포함하되,
상기 제어부는,
상기 공기유입홀에서 유입되는 공기량(A)이 상기 공기배출홀을 통해 배출되는 공기량(C)보다 적도록 제어하는 것을 특징으로 하는 음압마스크.
제9항에 있어서,
상기 실린더형본체부 내부에서 길이방향을 따라 연장 형성되며, 일단은 상기 상부커버에 의해 폐쇄되고 복수개의 타공홀이 형성된 파이프와,
상기 파이프의 타단이 관통되도록 파이프삽입홈이 형성되며, 상기 실린더형본체부와 모터부 사이에 설치되는 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음압마스크.
제11항에 있어서,
상기 모터부의 내주면에서 길이방향을 따라 연장 형성되며, 상기 공기흡입팬과 모터를 지지하면서 공기흡입팬을 통해 유입되는 공기를 공기배출홀로 가이드시키는 복수개의 지지플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음압마스크.