KR102424282B1 - 송풍식 마스크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세먼지나 바이러스를 차단하기 위하여 안면에 착용하는 마스크(110); 외부 공기를 흡입하여 상기 마스크(110) 내부로 공급하는 송풍부(210); 상기 송풍부(210)의 입구측에 결합되어 외부 공기에 포함된 미세먼지나 바이러스와 같은 이물질을 여과하는 필터부(310); 상기 송풍부(210)의 출구측에 일측 단부가 결합되며, 흡입된 공기의 통로가 되는 연질의 에어튜브(510); 및, 상기 에어튜브(510)의 타측 단부에 결합되며, 사용자의 신체에 걸리도록 착용 가능한 착용부(610);를 포함하여 구성되며, 마스크 내부로 외부의 공기를 능동적으로 공급하여 마스크 내부공간에 양압(positive pressure)을 형성하여 오염된 외부공기가 마스크의 틈새로 유입되는 것을 방지함과 동시에 하절기 더위로 인한 마스크 착용의 불편함을 제거함을 그 특징으로 한다.

Description

송풍식 마스크 장치{Air Blower Type Mask Device}

본 발명은 마스크 내부로 외부의 공기를 능동적으로 공급하여 마스크 내부공간에 양압(positive pressure)을 형성하여 오염된 외부공기가 마스크의 틈새로 유입되는 것을 방지함과 동시에 하절기 더위로 인한 마스크 착용의 불편함을 제거할 수 있는 새로운 개념에 마스크 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 마스크(mask)는 코와 입 등 호흡기를 가리는 물건으로, 공기 중의 미세먼지가 코를 통하여 흡입되고, 입으로부터 비산되는 물질을 막기 위한 것이다. 산업화가 가속화되면서 환경오염물질의 지속적인 증가와 황사로 인한 미세먼지 등이 증가하는 추세이고, 여기에 신종 바이러스의 발현으로 인한 위협이 높아짐에 따라 더 높은 수준의 위생용 마스크가 요구되고 있다.

이러한 마스크와 관련하여 무수히 많은 종류가 제시되어 있으며, 이러한 마스크들을 간단하게 설명해본다.

특허문헌 1(대한민국 등록특허 제10-1201469호)에는 마스크본체의 전면중앙엔 배기모듈이 마련되고 상기 배기모듈의 한쪽 또는 양쪽엔 흡기모듈이 마련된 것으로 착용자의 호흡에 따라 흡기되는 외부 유입 공기는 흡기모듈을 통해 유입되고, 호흡된 공기는 배기모듈을 통해 배출되도록 하는 것이 그 특징이다. 그러나 상기한 바와 같은 구성으로 된 특허문헌 1의 마스크는 마스크본체의 흡기모듈과 배기모듈을 통해서만 호흡, 즉 숨을 들어 마시고 내쉬는 것을 수행할 때, 흡기모듈이 작은 사이즈의 다층으로 된 흡기필터를 통해서만 외부공기의 흡입이 가능하므로 평상시와 같이 편안한 들숨이 곤란할 수 있다는 폐단을 내포하고 있으며, 하절기 더위에 착용이 부담스럽고 갑갑하다는 문제점이 있다.

특허문헌 2(대한민국 등록특허 제10-1530869호)에는 흡기마스크 전면부의 좌측 또는 우측영역에 배기밸브가 구비되고 상기 배기밸브는 앞커버와 뒷커버 사이에 차단막이 설치된 것으로 착용자의 호흡에 따라 흡기되는 외부 유입 공기는 상기 흡기 마스크 전면부를 통해 필터 처리되고, 호흡된 공기는 상기 배기 밸브를 통해 배출되도록 하는 것이 그 특징이다. 상기한 바와 같은 구성으로 된 특허문헌2의 마스크는 흡기마스크 전면부의 한쪽에만 선택적으로 배기밸브가 마련되는 것이어서 숨을 내쉴 때 평상시와 같은 상태로 편안한 숨을 내쉼이 곤란할 수 있고, 이를 해소하기 위하여 배기밸브를 비교적 큰 사이즈로 마련하여야 하므로 미관상 보기 흉해서 사용을 꺼리게 된다는 폐단이 발생될 우려가 있다. 또한, 상기 흡기마스크 전면부가 외부 유입 공기를 정화할 수 있도록 액티브 카본 필터(Active Carbon filter), 엔구구 필터(N99 filter), 폴리프로필렌(Polypropylene) 및 전사 인쇄된 극세사 부직포에 의해 단순히 결합되어 있는 것이어서 한두 번 정도 사용한 후 폐기처분하여야 하고 재활용하지 못함으로 인하여 비경제적이라는 폐단이 있으며, 하절기 더위에 착용이 부담스럽고 갑갑하다는 문제점이 있다.

특허문헌 3(대한민국 등록특허 제10-1848674호, 도1 참조)에는 사용자의 안면에 착용되며, 일측에 마스크연결부(20)를 형성한 마스크(10); 공기를 필터링하여 상기 마스크 내측으로 공급하며, 스마트폰의 송수화음성 및 재생음악을 근거리 통신으로 송수신하여 출력하는 무선 이어폰(43)을 더 포함하는 공기정화장치(40); 상기 마스크(10)와 상기 공기정화장치 사이를 연결하며, 상기 공기정화장치에 의해 공급되는 공기를 상기 마스크연결부(20)를 통해 공급하는 노즐부(30)를 포함하고, 상기 공기정화장치는, 사용자의 목에 걸쳐질 수 있도록 U자의 목걸이 형태로 형성되며, 전원을 공급하는 배터리(42); 공기를 강제 송풍시키는 팬구동부(45); 송풍된 공기를 필터링하며, 그 교환시기를 검출하는 필터검출부(46); 상기 팬구동부(45)의 회전속도를 제어하고, 오염감지센서를 형성하여 필터의 오염정도를 측정하여 이를 숫자나 도표 또는 그래프로 표시하는 필터 검출부(46)와 필터 검출부(46)의 동작을 제어하고 상기 팬구동부(45)의 회전속도를 제어하도록 형성한 제어부(44); 상기 제어부의 제어에 따라 소음을 제거하도록 동작되는 소음모터(47);로 형성되고, 무선통신부(41), 배터리(42), 무선이어폰(43), 제어부(44)를 포함한 전원공급부(60)와, 외부공기를 정화하여 마스크로 공급하도록 팬구동부(45)와 필터를 포함한 필터검출부(46)와 소음모터(47)로 형성한 공기정화부(70)로 형성하여, 상기 전원공급부(60)와 공기정화부(70)를 탈부착할 수 있도록 결합홈(55)과 결합돌기(56)를 포함한 연결부(50)로 이루어져 상기 연결부를 분리할 수 있도록 한 것 특징으로 하는데, 제작비가 과도하게 많이 소요되어 가격이 지나치게 비싸다는 단점이 있다. 따라서 보다 간편한 구조로 누구나 부담없이 착용할 수 있고, 한여름에 착용하더라도 시원함을 느낄 수 있는 새로운 개념의 송풍식 마스크 장치 개발이 필요한 실정이다.

[선행기술문헌]

등록특허 제10-1201469호

등록특허 제10-1530869호

등록특허 제10-1848674호

상기한 문제점들을 인식하고 개발된 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 하절기에 착용하더라도 더위를 해소할 수 있고, 마스크의 테두리 틈새를 통하여 여과되지 않은 공기가 유입되지 않는 새로운 개념의 마스크 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

둘째, 미세먼지나 바이러스를 차단함과 동시에 유입되는 공기에 내포된 세균을 살균할 수 있는 새로운 개념의 마스크 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

셋째, 나선형 코일 형태로 제작된 착용부를 채택하여 제작 비용을 최소화하고, 사용자에 신체에 맞게 쉽게 조절하여 착용감을 극대화할 수 있는 새로운 개념의 마스크 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.

본 발명은 미세먼지나 바이러스를 차단하기 위하여 안면에 착용하는 마스크(110); 외부 공기를 흡입하여 상기 마스크(110) 내부로 공급하는 송풍부(210); 상기 송풍부(210)의 입구측에 결합되어 외부 공기에 포함된 미세먼지나 바이러스와 같은 이물질을 여과하는 필터부(310); 상기 송풍부(210)의 출구측에 일측 단부가 결합되며, 흡입된 공기의 통로가 되는 연질의 에어튜브(510); 및, 상기 에어튜브(510)의 타측 단부에 결합되며, 사용자의 신체에 걸리도록 착용 가능한 착용부(610);를 포함하여 구성되되, 상기 착용부(610)는, 나선형 코일(coil) 형상으로 감겨진 금속 와이어로 제작되며, 코일의 내경은 상기 에어튜브(510)의 외경과 대응하는 크기를 가지며, 상기 에어튜브(510)의 타측 단부가 이러한 나선형 코일의 내부를 통과하여 외부로 돌출되어 상기 마스크(110)의 내부로 연결되고, 나선형 코일을 형성하는 금속 와이어는 상기 에어튜브(510)와 결합된 상태에서 탄성 변형을 초과하는 힘을 가하여 자유롭게 형태를 변형시킬 수 있으며, 변형된 상태로 탄성을 유지하여 사용자의 신체에 맞게 조절하여 착용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.

첫째, 하절기에 착용하더라도 더위를 해소할 수 있고, 마스크의 테두리 틈새를 통하여 여과되지 않은 공기가 유입되지 않는다.

다시 말하면, 마스크 내부로 여과된 외부공기를 능동적으로 공급함으로써 마스크 착용에 따른 답답함과 더위를 해소할 수 있고, 마스크 내부 공간에 양압(positive pressure)을 형성함으로써 마스크의 테두리 틈새를 통하여 여과되지 않은 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있다.

둘째, 미세먼지나 바이러스를 차단함과 동시에 유입되는 공기에 내포된 세균을 살균할 수 있다.

다시 말하면, 송풍 과정에서 필터부(310)를 거치게 함으로써 미세먼지나 바이러스를 차단할 수 있고, UV램프(410)를 이용한 살균이 가능하다.

셋째, 나선형 코일 형태로 제작된 착용부를 채택하여 제작 비용을 최소화하고, 사용자에 신체에 맞게 쉽게 조절하여 착용감을 극대화할 수 있다.

도1은 종래 기술을 예시적으로 도시한다.
도2는 본 발명의 구체적 실시예를 도시한다.

이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명은 마스크(110), 송풍부(210), 필터부(310), 에어튜브(510) 및 착용부(610)로 구성된다.

마스크(110)는 미세먼지나 바이러스를 차단하기 위하여 안면에 착용하는 것으로서, 현재 상용화되어 있는 일반적인 마스크 가운데 적절한 것을 선택할 수도 있고, 본 발명에 최적화된 구조로 별도 주문 생산을 하여 사용할 수도 있는데, 주문 생산할 경우 에어튜브(510)가 삽입결합될 수 있는 별도의 피팅부(111)가 구비되고, 이러한 피팅부(111)를 통하여 외부공기가 마스크(110) 내부로 공급되는 구조가 될 수 있고, 이러한 피팅부(111)의 반대측에는 마스크(110) 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기배출구(112)가 별도로 형성될 수도 있다. 이러한 공기배출구(112)에는 첨부도면에 별도로 도시하지 않았으나 일측으로만 개방되는 차단막이 구비되어 마스크(110) 내부 공기의 배출만 가능하고 공기배출구(112)를 통한 공기 흡입은 방지되는 구조로 제작될 수도 있다.

아울러, 마스크(110) 몸체를 통한 공기 흐름이 없더라도 송풍부(210)와 에어튜브(510)를 통한 호흡이 가능한 바, 투명한 합성수지 재질로 마스크(110) 몸체를 제작할 수도 있는데, 이런 경우 상대방과의 대화시 상대방의 입모양이나 표정을 쉽게 확인할 수 있다.

마스크(110)에 에어튜브(510)와 결합되는 별도의 피팅부(111)가 구비되지 않는 일반적인 마스크(110)의 경우에는 마스크(110)의 테두리 틈새로 에어튜브(510)의 끝단을 밀어 넣는 방식으로 사용될 수 있는데, 이런 경우 마스크(110)의 일측 테두리를 따라 와이어고정편(113)이 내장되어 에어튜브(510)의 형상에 맞게 마스크(110)의 테두리 형상을 변형시킬 수 있는 것이 바람직하다.

이러한 와이어고정편(113)은 일반적인 마스크에 내장된 코걸이 와이어와 유사한 구조로 장착될 수 있다.

송풍부(210)는 외부 공기를 흡입하여 마스크(110) 내부로 공급하는 팬이 구비된 것으로서 휴대가 편리한 크기로 제작하면 되며, 팬과 팬을 구동하기 위한 모터, 모터에 전원을 공급하는 밧데리, 작동 스위치부 등이 포함되어야 하며, 공기를 흡입하여 마스크(110) 내부로 공급할 수 있는 구조를 갖추면 충분하고 특정 형태나 구조로 한정되지 않으며 다양한 형태로 설계 변경이 가능하다. 또한 팬이나 모터도 상용화되어 있는 다양한 종류의 제품 가운데 적절한 규격의 제품을 자유롭게 선택할 수 있다.

송풍부(210)에는 별도로 도시하지 않았으나 모터와 밧데리, 작동 스위치 등이 구비되어야 한다.

필터부(310)는 송풍부(210)의 입구측에 결합되어 외부 공기에 포함된 미세먼지나 바이러스와 같은 이물질을 여과하는 필터가 구비되는데, 이러한 필터의 종류는 현재 상용화되어 있는 다양한 필터 원단(예를 들어 MB필터)을 선택할 수 있으며, 이러한 필터는 필요에 따라 수시로 교체 사용할 수 있도록 장착되어야 하는데, 필터부(310)와 송풍부(210) 사이에 끼워져 송풍부(210)에 의하여 유입되는 공기유입 통로를 가로막고 유입되는 공기에 포함된 미세먼지나 바이러스를 여과할 수 있는 방식으로 장착되어야 한다. 필요에 따라서는 필터를 고정하는 별도의 결착수단이 구비될 수도 있다.

필터부(310) 내측 또는 송풍부(210)의 내측에는 여과된 공기를 살균하는 UV램프(410)가 구비될 경우 공기 중에 포함된 세균의 살균도 가능하다.

에어튜브(510)는 송풍부(210)의 출구측에 일측 단부가 결합되어 흡입된 공기의 통로가 되는데, 연질의 합성수지로 제작된 튜브 가운데 적절한 규격의 제품을 선택하면 된다.

착용부(610)는 에어튜브(510)의 타측 단부에 결합되며, 사용자의 귀나 목, 어깨 등에 걸리도록 착용하는 역할을 한다.

이러한 착용부(610)는 나선형 코일(coil) 형상으로 감겨진 금속 와이어로 제작되며, 코일의 내경은 에어튜브(510)의 외경과 대응하는 크기를 가지며, 에어튜브(510)의 타측 단부가 이러한 나선형 코일의 내부를 통과한 후 외부로 돌출되어 마스크(110)의 내부로 연결되도록 착용부(610)와 결합된다.

나선형 코일을 형성하는 금속 와이어는 에어튜브(510)와 결합된 상태에서 적절한 힘(탄성 변형을 초과하는 힘)을 가하면 사용자가 의도하는 형태로 자유롭게 변형(예를 들어, 머리에 둘러 귀에 걸 수 있는는 형태로 변형하거나 목에 걸치는 형태로 변형,,,)될 수 있고, 변형된 상태에서 탄성을 유지하는 자재로 제작되는데, 이와 같은 구조의 착용부(610)가 구비됨으로써 사용자는 자기의 신체 부위에 맞게 자유롭게 조절하여 착용할 수 있고, 나선형 코일과 같은 단순한 형태로 제작됨으로써 제작 단가를 획기적으로 낮출 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

110:마스크
111:피팅부
112:공기배출구
113:와이어고정편
210:송풍부
310:필터부
410:UV램프
510:에어튜브
610:착용부

Claims (5)

1. 미세먼지나 바이러스를 차단하기 위하여 안면에 착용하는 마스크(110);
   외부 공기를 흡입하여 상기 마스크(110) 내부로 공급하는 송풍부(210);
   상기 송풍부(210)의 입구측에 결합되어 외부 공기에 포함된 미세먼지나 바이러스와 같은 이물질을 여과하는 필터부(310);
   상기 송풍부(210)의 출구측에 일측 단부가 결합되며, 흡입된 공기의 통로가 되는 연질의 에어튜브(510); 및,
   상기 에어튜브(510)의 타측 단부에 결합되며, 사용자의 신체에 걸리도록 착용 가능한 착용부(610);
   를 포함하여 구성되되,
   상기 착용부(610)는,
   나선형 코일(coil) 형상으로 감겨진 금속 와이어로 제작되며, 코일의 내경은 상기 에어튜브(510)의 외경과 대응하는 크기를 가지며,
   상기 에어튜브(510)의 타측 단부가 이러한 나선형 코일의 내부를 통과하여 외부로 돌출되어 상기 마스크(110)의 내부로 연결되고,
   나선형 코일을 형성하는 금속 와이어는 상기 에어튜브(510)와 결합된 상태에서 탄성 변형을 초과하는 힘을 가하여 자유롭게 형태를 변형시킬 수 있으며, 변형된 상태로 탄성을 유지하여 사용자의 신체에 맞게 조절하여 착용할 수 있는 것을 특징으로 하는 송풍식 마스크 장치.
2. 제1항에서,
   상기 필터부(310) 내측 또는 송풍부(210) 내측에는 여과된 공기를 살균하는 UV램프(410);
   가 추가되는 것을 특징으로 하는 송풍식 마스크 장치.
3. 제1항에서,
   상기 마스크(110)에는,
   상기 에어튜브(510)의 타측 단부가 결합되는 피팅부(111);
   가 구비되어, 상기 피팅부(111)를 통하여 외부공기가 상기 마스크(110) 내부로 공급되는 것을 특징으로 하는 송풍식 마스크 장치.
4. 제1항에서,
   상기 마스크(110)에는,
   일측 테두리를 따라 상기 에어튜브(510)의 형상에 맞게 상기 마스크(110)의 일측 테두리의 형상을 변형시키는 와이어고정편(113);
   이 내장되는 구조인 것을 특징으로 하는 송풍식 마스크 장치.
5. 제1항 내지 제4항 가운데 어느 한 항에서,
   상기 마스크(110)에는 공기를 외부로 배출하는 공기배출구(112);
   가 구비되는 것을 특징으로 하는 송풍식 마스크 장치.

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