KR200474766Y1

KR200474766Y1 - 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧

Info

Publication number: KR200474766Y1
Application number: KR2020140003858U
Authority: KR
Inventors: 이희철
Original assignee: 이희철
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2014-10-15

Abstract

본 고안은 헬멧에 관한 것으로서, 상세하게는 외부 충격으로부터 자신의 두부(頭部)를 보호하기 위해 착용하는 헬멧에 모듈화된 음이온 풍(風) 발생기를 회동가능하도록 결합하고, 상기 음이온 풍 발생기로부터 발생되는 음이온 풍을 이용하여 차단막을 형성하여 보다 효율적으로 황사와 미세먼지 등과 같이 인체에 해로운 유해물질들이 호흡기를 통해 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 헬멧에 관한 것이다.
본 고안에 따르면, 외부 충격으로부터 자신의 두부(頭部)를 보호하기 위해 착용하는 헬멧에 모듈화된 음이온 풍(風) 발생기를 회동가능하도록 결합하고, 상기 음이온 풍 발생기로부터 발생되는 음이온 풍을 통해 형성된 에어 커튼을 이용하여 차단막을 형성하여 보다 효율적으로 황사와 미세먼지 등과 같이 인체에 해로운 유해물질들이 호흡기를 통해 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

Description

음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧{HELMET WITH ANION WIND GENERATOR MODULE}

본 고안은 헬멧에 관한 것으로서, 상세하게는 외부 충격으로부터 자신의 두부(頭部)를 보호하기 위해 착용하는 헬멧에 모듈화된 음이온 풍(風) 발생기를 회동가능하도록 결합하고, 상기 음이온 풍 발생기로부터 발생되는 음이온 풍을 이용하여 차단막을 형성하여 보다 효율적으로 황사와 미세먼지 등과 같이 인체에 해로운 유해물질들이 호흡기를 통해 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 헬멧에 관한 것이다.

일반적으로, 헬멧은 자전거 또는 오토바이 운전자(또는 탑승자)가 외부 충격으로부터 자신의 두부(頭部)를 보호하기 위해 착용하는 안전모로서, 그 내부에는 외부 충격으로부터 운전자의 두부를 안전하게 보호하기 위해 발포 스티로폼과 스폰지와 같은 충격 흡수재가 내장되어 있고, 그 전방에는 주행중 강한 바람 또는 바람에 함께 실려온 이물질로부터 안면, 특히 눈을 보호하기 위해 쉴드가 장착될 수 있다.

이처럼 자전거 또는 오토바이 운전자가 착용하는 헬멧은 외부 충격으로부터 운전자의 두부를 보호하는 동시에 주행중에 강한 바람 또는 이물질로부터 운전자의 안면을 안전하게 보호하도록 구성되어 있으나, 상기 쉴드와 운전자의 안면 사이의 틈새로 유입되는 유해물질을 차단하는 장치가 마련되어 있지 않아 주행중에 운전자의 호흡기를 통해 유해물질들이 유입되어 운전자의 건강을 위협하고 있는 실정이다.

상기 유해물질들은 산업화에 따른 각종 매연과 같은 산업공해와 공기 중을 부유하는 미세먼지, 알레르기(allergy)를 유발하는 꽃가루를 비롯하여 황사, 중증 급성 호흡기 중후근(Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS), 조류 인플루엔자(Avian influenza, AI) 등의 바이러스를 포함함에 따라 상기 유해물질들이 여과없이 인체의 호흡기로 유입되는 경우 각종 호흡기 질환을 일으키는 등 인체에 악영향을 줄 수 있다.

이에 따라, 기존에는 자전거 또는 오토바이 주행중, 공기 중에 부유하는 유해물질들이 운전자의 호흡기로 유입되는 것을 방지하기 위해 운전자는 별도로 마스크를 착용하였으나, 이 경우 마스크와 운전자의 안면 간의 강한 밀착 때문에 운전자가 호흡하는데 방해가 될 뿐만 아니라, 하절기에는 마스크 착용으로 인해 마스크 착용 부위에 땀띠가 발생하는 등 위생문제가 추가로 발생하여 사용상 불편함이 있었다.

최근에는 대한민국 공개특허 10-2004-0074452호(공개일 : 2004. 08. 25.)에 오토바이용 헬멧에 원적외선과 음이온을 발생하는 바이오 패드를 결합시킨 바이오 건강 헬멧이 제안된 바 있었다. 또한, 대한민국 등록실용신안 20-0260975호(등록일 : 2002. 01. 04)에 먼지 등으로 오염된 공기나 매연 또는 황사 등으로 오염된 공기로부터 착용자를 보호할 수 있도록 하는 음이온 발생기를 구비한 모자에 대해 제안된 바 있었다.

그러나, 대한민국 공개특허 10-2004-0074452호에서는 착용자의 신경 안정과 회복에 도움을 줄 수는 있으나, 자전거 또는 오토바이와 같이 비교적 빠른 속도로 주행중일 때 유입되는 오염물질을 차단하는 것은 사실상 불가능하였다. 그리고, 대한민국 등록실용신안 20-0260975호에서는 모자에 음이온 발생기를 설치하여 착용자의 안면에 정화된 공기를 제공할 수는 있으나, 유입되는 유해물질을 차단하기 위해 별도로 송풍팬이 설치됨에 따라 구조가 복잡해지고 헬멧에 적용하는데 한계가 있었다.

KR 10-2004-0074452 A, 2004. 08. 25. KR 20-0260975 Y1, 2002. 01. 04.

따라서, 본 고안은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 기존 자전거 또는 오토바이 헬멧에 장착이 용이하고, 음이온 풍을 통해 내부로 유입되는 유해물질의 일부를 청정하는 동시에 차단막을 형성하여 공기중에 부유되는 유해물질이 호흡기관으로 유입되는 것을 차단할 수 있는 헬멧을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 외부 요인, 예를 들면, 착용자의 안면 크기, 유입되는 유해물질의 양 및 각도에 따라 음이온 풍의 각도를 사용자가 임의로 조정하도록 하여 보다 효율적으로 황사와 미세먼지 등과 같이 인체에 해로운 유해물질들이 호흡기를 통해 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 헬멧을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 고안은 음이온과 음이온 풍 발생시 오존(O₃) 발생을 최소화할 수 있는 헬멧을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 고안은 착용자의 두상을 감싸는 쉘; 상기 쉘의 전면에 장착되되, 상하로 회동하여 상기 쉘의 전면을 개폐하는 쉴드; 및 상기 쉘의 전면 중앙부에 마련된 홈부에 장착되어 상기 쉴드와 상기 착용자의 안면 사이의 전방 또는 하방으로 음이온 풍을 발생하고, 이를 통해 상기 음이온 풍의 풍속에 의해 상기 쉴드의 내측 하방으로 에어 커튼을 형성하여 유해물질이 상기 착용자의 호흡기관으로 유입되는 것을 차단하는 음이온 풍 발생 모듈; 을 포함하되, 상기 음이온 풍 발생 모듈은 상기 쉘의 홈부에 장착되고, 내부에 충전용 배터리가 수용되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 내장되고, 상기 충전용 배터리로부터 제공되는 직류전압을 코로나 방전을 위한 고전압으로 승압하여 방전전압을 출력하는 승압 인버터를 포함하는 제어부; 상기 하우징의 내부에 내장되고, 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판 상에 서로 평행하도록 실장된 침형상의 다수의 방전 에미터를 포함하는 방전전극; 상기 하우징의 내부에 내장되고, 상기 방전전극과 대향하도록 상기 방전전극과 상기 쉴드의 내측면 사이에 설치되고, 원형 또는 다각형의 배출구를 갖는 접지전극; 및 상기 하우징의 내부에 내장되고, 상기 제어부의 상기 승압 인버터를 통해 승압되는 방전전압을 조정하여 상기 방전전극과 상기 접지전극의 코로나 방전에 의해 생성되는 상기 음이온 풍의 세기를 조절하는 세기 조정부; 를 포함하고, 상기 방전전극과 상기 접지전극은 상기 승압 인버터로부터 제공되는 방전전압을 제공받아 그 사이에서 코로나 방전을 일으켜 상기 음이온 풍을 발생시키고, 발생된 음이온 풍을 상기 접지전극의 배출구를 통해 상기 쉴드의 내측면으로 배출하는 것을 특징으로 하는 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧을 제공한다.

바람직하게, 상기 하우징이 상기 쉘의 홈부를 축으로 상하로 회동가능하도록 상기 하우징은 양측부에 회동돌기가 마련되어 있고, 상기 쉘의 홈부의 내측 양측부에는 상기 회동돌기가 결합되는 결합홈이 마련되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 인쇄회로기판은 단면이 'ㅗ'자 형상으로 이루어지고, 상기 방전전극의 방전 에미터는 상기 인쇄회로기판의 전면과 하면에 각각 실장되어 있고, 상기 방전전극의 방전 에미터와 대응하여 상기 접지전극은 상기 방전전극의 방전 에미터와 대향하도록 단면이 'L'자 형상으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는 상기 방전전극의 방전 에미터들 중 상기 인쇄회로기판의 전면에 실장된 방전 에미터들과, 상기 인쇄회로기판의 하면에 실장된 방전 에미터들을 선택적으로 구동시키는 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 하우징의 배면에는 상기 하우징 내부에 발생된 열을 후면으로 방출하기 위해 방열판이 설치되고, 상기 방열판과 대응하여 상기 쉘의 홈부 내부에는 다수의 방열돌기가 마련되되, 상기 하우징을 상기 쉘의 홈부에 장착할 때, 상기 방열돌기에 의해 상기 하우징의 배면과 상기 쉘의 홈부 사이가 이격되어 상기 하우징의 배면과 상기 쉘의 홈부 사이로 공기가 순환되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 하우징은 공기가 유입되는 유입구와, 상기 접지전극이 설치되고 내부에서 코로나 방전을 통해 발생된 음이온 풍을 상기 쉴드의 내측면으로 배출하는 배출구가 마련되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 방전전극은 티타늄(Ti), 메탈 화이버(SUS318) 또는 탄소섬유 재질 중 어느 하나의 재질의 곡률 다침 전극으로 이루어지고, 상기 접지전극은 표면에 금(Au)이 도금된 SUS316L로 이루어지되, 상기 방전전극과 상기 접지전극은 0.7~0.8cm 간격으로 이격 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 외부 충격으로부터 자신의 두부(頭部)를 보호하기 위해 착용하는 헬멧에 모듈화된 음이온 풍(風) 발생기를 회동가능하도록 결합하고, 상기 음이온 풍 발생기로부터 발생되는 음이온 풍을 통해 형성된 에어 커튼을 이용하여 차단막을 형성하여 보다 효율적으로 황사와 미세먼지 등과 같이 인체에 해로운 유해물질들이 호흡기를 통해 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 음이온 풍 발생기를 모듈화하여 자전거 또는 오토바이 헬멧의 쉘에 착탈가능하도록 장착함으로써 기존 자전거 또는 오토바이 헬멧에 장착이 용이할 뿐만 아니라, 고장 및 교체시 분리가 용이하여 사용상 편리한 이점을 제공할 수 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 자전거 또는 오토바이 헬멧에 모듈화된 음이온 풍 발생기를 회동가능하도록 장착함으로써 외부 요인, 예를 들면, 착용자의 안면 크기, 유입되는 유해물질의 양 및 각도에 따라 음이온 풍을 통해 형성되는 에어 커튼의 각도를 사용자가 임의로 조정하도록 하여 보다 효율적으로 황사와 미세먼지 등과 같이 인체에 해로운 유해물질들이 호흡기를 통해 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 상기 음이온 풍 발생 모듈을 구성하는 방전전극을 티타늄, 메탈 화이버(SUS318) 또는 탄소섬유 재질로 이루어진 다수의 침형 방전 에미터로 구성하고, 상기 방전전극과 코로라 방전을 일으키는 접지전극을 금(Au)이 표면에 도금된 SUS316L으로 형성함으로써 오존(O₃) 발생을 최소화하면서 비교적 바람 세기가 강한 음이온 풍을 발생시킬 수 있다.

도 1은 본 고안의 실시예1에 따른 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧을 도시한 조립 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 헬멧을 도시한 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 헬멧의 착용 상태를 정면에서 바라본 도면.
도 4는 도 1에 도시된 헬멧의 착용 상태를 좌측면에서 바라본 도면.
도 5는 도 3에 도시된 A'-A'' 절취선을 따라 도시한 단면도.
도 6 및 도 7은 본 고안에 따른 코로나 방전에 의해 방전이 일어나는 원리를 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 8은 본 고안의 실시예2에 따른 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧을 도시한 조립 사시도.
도 9는 도 8에 도시된 헬멧을 도시한 분해 사시도.
도 10은 도 8에 도시된 헬멧의 착용 상태를 정면에서 바라본 도면.
도 11은 본 고안의 실시예2에 따른 음이온 풍 발생 모듈의 회동 과정을 설명하기 위하여 도시한 단면도들.

본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 고안이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 고안을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 실시예1에 따른 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧을 설명하기 위하여 도시한 조립 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 헬멧을 도시한 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 실시예1에 따른 헬멧은 착용자의 두상을 감싸는 쉘(shell, 10)과, 쉘(10)의 전면 중앙부에 마련된 홈부(11)에 장착되어 전방 또는 하방으로 음이온 풍을 발생하는 음이온 풍 발생 모듈(20)을 포함한다. 또한, 본 고안의 실시예1에 따른 헬멧은 쉘(10)에 장착되어 착용자의 안면을 개폐하는 쉴드(shield, 30)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 고안의 실시예1에 따른 헬멧은 도시되지는 않았지만, 쉘(10)의 내부에 장착된 충격 흡수라이너, 내피, 환기구 및 턱끝 등을 더 포함할 수 있고, 이들은 헬멧의 사용 용도, 비용적인 측면을 고려하여 제작하는 과정에서 적절히 가감될 수 있다.

본 고안의 실시예1에 따른 헬멧은 풀페이스 헬멧, 오픈페이스 헬멧, 시스템 헬멧, 오프로드 헬멧 중 어느 하나일 수 있으나, 본 고안에서는 착용이 편리하여 널리 사용되고, 주행중 유해물질이 쉽게 내부로 유입되는 오픈페이스 헬멧에 적용하는 것이 바람직하다.

음이온 풍 발생 모듈(20)은 코로나 방전을 통해 음이온 풍(風)을 전방 또는 하방으로 발생하고, 음이온 풍의 풍속에 의해 쉴드(30)를 따라 하방으로 형성된 에어 커튼(1, 도 5참조)을 통해 유해물질이 착용자의 호흡기관으로 유입되는 것을 차단한다.

도 3은 본 고안의 실시예1에 따른 헬멧을 설명하기 위하여 도 1에 도시된 헬멧의 착용 상태를 정면에서 바라본 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 헬멧의 착용 상태를 좌측면에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 3에 도시된 A'-A'' 절취선을 따라 도시한 단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 쉴드(30)는 일례로 양측부가 쉘(10)에 상하로 회동가능하도록 체결되어 착용자의 안면(顔面)(2)의 일정 부분, 바람직하게는 착용자의 이마에서 인중까지 일정 각도로 연장되어 착용자의 안면으로 입사되는 빛을 차단하는 동시에 강한 바람으로부터 착용자의 안면, 특히 눈을 보호하는 역할을 수행한다.

쉴드(30)는 착용자의 눈을 보호하면서 착용자의 시야를 방해하지 않도록 투명한 재질의 폴리카보네이트로 이루어지되, 착용자의 안면으로 입사되는 빛, 특히 자외선이 안면으로 투과되는 것을 차단하기 위하여 자외선 흡수제를 배합하여 제작하고, 그 외측면 또는 내측면에 자외선 차단제 또는 자외선 차단 필름이 더 부착될 수도 있다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 음이온 풍 발생 모듈(20)은 쉘(10)의 전면 중앙부에 마련된 홈부(11)의 내부에 착탈가능하도록 모듈 형태로 제작되어 볼트(BT)를 통해 장착됨에 따라 음이온 풍 발생 모듈(20)의 수리 및 교체가 용이하다.

본 고안에 따른 음이온 풍 발생 모듈(20)은 전술한 바와 같이, 쉴드(30)의 내측면으로 음이온 풍을 발생하고, 발생된 음이온 풍이 쉴드(30)의 내측면을 따라 하부방향으로 흐르도록 제공하여 하방으로 에어 커튼(1)을 형성하여 유해물질이 쉴드(30)와 착용자의 안면(2) 사이로 유입되어 착용자의 호흡기관(코 및 입)으로 유입되는 것을 차단한다.

이러한 음이온 풍 발생 모듈(20)은 도 2와 같이, 충전용 배터리(40)로부터 전원을 공급받아 동작하여 음이온 풍을 발생하기 위하여 하우징(21)과, 제어부(22)와, 방전전극(23)과, 접지전극(24)을 포함한다. 또한, 세기 조정부(25)를 더 포함할 수 있다.

충전용 배터리(40)로는 일례로 대략 3.7V의 직류전압을 공급하는 리튬이온전지를 사용할 수 있다. 이러한 충전용 배터리(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(21)의 내부에 수납될 수 있다.

하우징(21)은 절연성을 갖는 플라스틱재질로 사출성형하여 제작하거나, 내부에 절연처리가 된 금속재질로 제작될 수 있다. 이러한 하우징(21)에는 충전용 배터리(40)를 인입하거나 인출하기 위하여 개폐부(도시되지 않음)가 마련될 수 있고, 충전용 배터리(40)를 충전시키기 위하여 충전홀더(도시되지 않음) 또는 USB 포트가 구비될 수도 있다. 또한, 하우징(21)에는 외부 상용전원 110V/220V 또는 별도로 쉘(10)에 설치된 솔라셀(도시되지 않음)을 통해 전원을 입력받아 그 내부에 장착되는 충전용 배터리(40)를 충전하기 위한 충전회로(도시되지 않음)가 설치될 수 있다.

본 고안에 따른 하우징(21)의 내부에는 제어부(22), 방전전극(23) 및 접지전극(24)이 내장되며, 이때, 하우징(21)은 홈부(11)에 볼트(BT)를 통해 착탈가능하도록 장착되며, 공기가 유입되는 유입구와, 그 내부에서 코로나 방전을 통해 발생된 음이온 풍을 쉴드(30)의 내측면, 즉 전방과 후방으로 배출하는 배출구가 마련되어 있다.

제어부(22)는 음이온 풍을 발생하는 회로부로서, 음이온 풍을 발생하기 위한 회로들이 마련된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 접속되어 인쇄회로기판의 회로를 통해 충전용 배터리(40)로부터 제공되는 직류전압을 코로나 방전을 위한 고전압으로 승압하여 방전전압을 출력하는 승압 인버터(도시되지 않음)를 포함한다.

방전전극(23)은 도 2와 같이, 일정 풍속을 갖는 음이온 풍을 발생시키기 위하여 제어부(22)와 접속된 인쇄회로기판(26) 상에 서로 평행하도록 일정 간격으로 이격 실장되는 침형상의 다수의 방전 에미터로 이루어진다. 이때, 상기 침형의 방전 에미터들은 인쇄회로기판(26)을 통해 접지되며, 곡률 다침 전극으로 이루어질 수 있다. 이때, 방전전극(23)이 실장된 인쇄회로기판(26)은 단면상으로 'ㅗ'자 형상으로 이루어지고, 이에 따라 방전전극(23)은 인쇄회로기판(26)의 전면과 하면에 각각 설치된다.

본 고안은 방전전극(23)으로, 일정 풍속을 갖는 음이온 풍을 발생하여 쉴드(30)의 내측면을 따라 전방과 하방으로 에어 커튼(1, 도 5참조)을 형성하기 위하여 다수개의 방전 에미터를 배치한다. 본 고안에서는 일례로 4개 이상의 방전 에미터들을 설치하여 150mm/sec 정도의 풍속을 갖는 음이온 풍을 발생하여 에어 커튼(1)을 형성한다.

도 5를 참조하면, 음이온 풍에 의해 쉴드(30)의 내측면을 따라 하부방향으로 형성된 에어 커튼(1)은 착용자의 코와 입에 대향하도록 형성되어 유해물질 차단막으로 기능한다.

즉, 에어 커튼(1)은 공기 중을 부유하는 각종 매연과 같은 산업공해와 공기 중을 부유하는 미세먼지, 그리고 알레르기(allergy)를 유발하는 꽃가루를 비롯하여 황사, 중증 급성 호흡기 중후근(Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS), 조류 인플루엔자(Avian influenza, AI) 등의 바이러스가 호흡기로 유입되는 것을 보다 효율적으로 차단할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 방전전극(23)의 방전 에미터들은 각각 접지전극(24)과 대향하도록 인쇄회로기판(26)에 설치된다. 바람직하게, 방전전극(23)은 접지전극(24)과 대략 0.7~0.8cm 간격으로 이격 설치되어 있으며, 이에 따라 0.7~0.8cm의 간극으로 대전하여 음이온 풍을 발생하여 접지전극(24)을 통해 방출함으로써 방전전극(23)과 접지전극(24) 간의 코로라 방전을 극대화시켜 비교적 바람 세기가 강한 음이온 풍을 발생시킬 수 있으며, 이를 통해 보다 효율적으로 유해물질들이 호흡기를 통해 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

또한, 상기 방전 에미터들은 침형으로 이루어지되, 텅스텐(W) 또는 티타늄(Ti) 재질로 이루어질 수 있으나, 본 고안에서는 방전전극(23)과 접지전극(24) 사이에 일어나는 코로나 방전시 생성되는 오존(O₃)을 최소화하기 위하여 오존 생성률이 낮은 티타늄(Ti), 티타늄, 메탈 화이버(SUS318) 또는 탄소섬유 재질 중 어느 하나의 재질로 형성한다.

접지전극(24)은 도 2에 도시된 바와 같이, 방전전극(23)과 쉴드(30)의 내측면 사이에 설치되되, 단면이 'ㅗ'자 형상으로 이루어진 인쇄회로기판(26)의 전면과 하면에 각각 배치된 방전전극(23)과 대향하도록 단면이 'L'자 형상으로 이루어진다.

이에 따라, 방전전극(23)과 접지전극(24)의 코로라 방전에 의해 생성되는 음이온 풍은 전방과 하방으로 방출된다. 이러한 접지전극(24)은 인쇄회로기판(26)과 전기적으로 접속되어 접지되고, 원형 또는 다각형의 배출구(24a)를 갖는 격자형 구조로 이루어져 있다.

접지전극(24)은 코로나 방전을 극대화시키기 위하여 전술한 바와 같이 원형 또는 다각형 구조로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 벌집 형상(육각형) 구조로 형성될 수 있다. 즉, 음이온 풍이 배출되는 배출구(24a)가 벌집 형상을 갖도록 형성한다.

또한, 접지전극(24)은 방전전극(23)과의 코로나 방전을 극대화시키기 위하여 철에 크롬을 11% 이상 함유한 SUS(Steel Use Stainless)의 표면에 금(Au)를 도금하여 제작한다. 바람직하게는 SUS316L의 표면에 금(Au)을 도금 처리하여 제작하는 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 코로나 방전은 매우 높은 전압과 매우 낮은 전류를 특징으로 하는 방전 방식으로서, 방전을 일으키려면 방전전극(23)과 접지전극(24)에 높은 전압을 인가한다.

낮은 전압에서는 방전전극(23)과 접지전극(24) 사이가 공기에 의해 절연된 상태로 분리되고, 이런 상태에서 양전극 사이의 전압을 증가시키면 양전극 사이에 전류가 흐르기 시작하는데, 이 전압을 코로나 개시전압이라 한다. 이와 같은 코로나 개시전압은 전압, 선간 거리, 선의 굵기와 표면상태, 주위의 기상조건에 따라 달라질 수 있다.

코로나 개시전압을 인가한 이후에는 방전전극(23)과 접지전극(24) 사이의 공기 중의 전자들이 강력한 전기장에 의해 운동 에너지를 받아 중성기체 분자들과 충돌하여 에너지를 전달한다. 이때 중성분자는 자신의 전자 하나를 잃고 양이온으로 된다.

한편, 가속된 전자는 다시 다른 양이온과 충돌하여 또 다른 전자를 발생시키며, 이와 같이 기하급수적으로 늘어난 전자들이 계속 충돌에 의한 전자를 발생시켜 전자사태(Electron Avalanche)를 일으키고 방전 전극 주변에는 얇은 발광영역이 나타난다.

코로나 방전영역 근처에 있던 전자가 양극인 방전전극(23)을 향하여 끌려가는 도중에 중성기체, 예컨대 질소, 산소 등과 충돌하게 되는데, 이 과정에서 중성기체는 전자를 잃고 양이온이 되어 접지전극으로 이동하고, 새로 발생한 전자는 전술한 바와 같이 계속 방전전극(23) 쪽으로 이동하며 새로운 충돌을 일으켜 전자사태를 가져온다.

본 고안에 따른 세기 조정부(25)는 착용자가 직접 조작할 수 있는 스위치 회로를 포함하고, 제어부(22)를 제어하여 승압 인버터를 통해 승압되는 방전전압을 조정하여 방전전극(23)과 접지전극(24)에서 발생되는 음이온 풍의 세기를 조정한다.

한편, 본 고안에 따른 음이온 풍 발생 모듈(20)은 코로라 방전 과정에서 발생하는 열을 외부로 효과적으로 방출하기 위해 하우징(21)의 배면에 방열판(도시되지 않음)이 더 설치되고, 이와 대응하여 쉘(10)의 홈부(11)에 방열돌기(도시되지 않음)가 형성되어 하우징(21) 결합시 하우징(21)의 배면과 홈부(11) 간에는 상기 방열돌기에 의해 일정 간격으로 이격되어 상호 결합된다. 이에 따라, 하우징(21)과 홈부(11) 사이를 통해 공기가 순환되도록 하여 빠르게 열을 방출할 수 있도록 할 수도 있다.

또한, 본 고안에 따른 제어부(22)는 인쇄회로기판(26)의 전면과 하면에 각각 실장된 방전전극(23)을 선택적으로 구동할 수 있다. 예를 들면, 방전전극(23) 중 인쇄회로기판(26)의 전면에 실장된 방전전극(23) 만을 구동시켜 전방으로 음이온 풍을 방출하거나, 인쇄회로기판(26)의 하면에 실장된 방전전극(23) 만을 구동시켜 하방으로 음이온 풍을 방출할 수도 있다. 또한, 인쇄회로기판(26)에 실장된 모든 방전전극(23)을 동시에 구동시켜 전방과 후방으로 모두 음이온 풍을 방출할 수도 있다.

또한, 본 고안에 따른 음이온 풍 발생 모듈(20)은 타이머(도시되지 않음)가 더 내장될 수 있으며, 이에 따라, 제어부(22)가 상기 타이머와 연동하여 설정된 시간 간격으로 방전전극(23)을 구동시킴으로써 배터리(40)의 소모량을 최소화할 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 음이온 풍 발생 모듈(20)은 바람의 세기를 감지하는 센서가 더 장착될 수 있으며, 이에 따라, 제어부(22)는 상기 센서와 연동하여 방전전극(23)을 구동시킬 수도 있다.

도 6 및 도 7은 본 고안에 따른 코로나 방전에 의해 방전이 일어나는 원리를 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, 도 6은 정(＋)의 코로나 방전에 의한 방전 형상을 도시한 도면이고, 도 7은 부(-)의 코로나 방전에 의한 방전 형상을 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 정(+)의 코로나의 경우에 있어서는, 코로나 방전영역(3) 근처에 있던 전자(e)가 양극인 방전전극(23)을 향하여 끌려가는 도중에 중성기체와 같은 질소(N), 산소 등과 충돌하게 되는데, 이 과정에서 중성기체(N)는 전자를 잃고 양이온(N+)이 되어 접지전극(24)으로 이동하고, 새로 발생한 전자(e)는 계속 방전전극(23) 쪽으로 이동하면서, 새로운 충돌을 일으켜 전자사태를 가져온다.

한편, 접지전극(24)으로 이동하던 양이온(N+)은 유해물질과 같은 부유물(4)을 하전시키는 한편, 다수의 침형 방전 에미터로 이루어진 방전전극(23)에 의해 가속되어 일정한 풍속을 갖고 접지전극(24)으로 이동한다. 결국, 접지전극(24)의 배출구(24a)를 통해 쉴드(30)의 내측면, 즉 전방과 하방으로 배출되어 에어 커튼(1)을 형성하게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 부(-)의 코로나의 경우에 있어서는, 방전전극(23)에 있던 전자(e)들이 접지전극(24)을 향하여 끌려가게 되는데, 코로나 방전영역(3) 내에서 중성기체(N)와의 충돌은 전술한 정(+)의 코로나 방전과 같은 현상이 일어나게 된다.

이때, 전자(e)는 계속 접지전극(24)을 향하여 끌려가고 양이온(N+)은 방전전극(23)을 향하게 되며 코로나 방전영역(3)을 벗어난 전자(e)가 중성기체(N)에 달라붙어 음이온(N-)을 발생시킨다.

그리고, 이렇게 발생된 음이온(N-)은 다수의 침형 방전 에미터에 의해 가속되어 일정한 풍속을 갖고 접지전극(24)으로 이동하여 결국 음이온 풍이 발생되고, 이렇게 발생된 음이온 풍은 접지전극(24)의 배출구(24a)를 통해 쉴드(30)의 내측면으로 배출되어 에어 커튼(1)을 형성하여 유해물질이 호흡기로 유입되는 것을 차단하게 된다.

이와 같이, 정(+)의 코로나 방전에서는 양이온이 발생하고, 부(-)의 코로나 방전에서는 음이온이 발생하게 되지만 어느 경우이든 유해물질과 같은 부유물을 하전시키는 한편, 다수의 침형 방전 에미터를 통해 일정한 풍속을 갖는 이온 풍을 발생시켜 에어 커튼(1)을 형성하고, 이를 통해 유해물질이 호흡기로 유입되는 것을 차단하게 된다.

따라서, 본 고안에 따른 헬멧은 정(+)의 코로나 방전 또는 부(-)의 코로나 방전을 모두 적용할 수 있으나, 음이온을 발생시키는 부(-)의 코로나 방전을 적용한다.

도 8은 본 고안의 실시예2에 따른 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧을 설명하기 위하여 도시한 조립 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 헬멧을 도시한 분해 사시도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 고안의 실시예2에 따른 헬멧은 실시예1에 따른 헬멧과 마찬가지로 쉘(10)과, 쉘(10)의 전면 중앙부에 마련된 홈부(11)에 장착되어 전방과 하방으로 음이온 풍을 발생하는 음이온 풍 발생 모듈(120)을 포함한다. 또한, 쉘(10)을 전면에 장착되어 착용자의 안면을 개폐하는 쉴드(30)를 더 포함할 수 있다.

본 고안의 실시예2에 따른 음이온 풍 발생 모듈(120)은 도 9에 도시된 바와 같이, 실시예1에 따른 음이온 풍 발생 모듈(20)과 마찬가지로 하우징(121), 제어부(122), 방전전극(123), 접지전극(124), 세기 조정부(125) 및 인쇄회로기판(126)을 포함하되, 하우징(121), 접지전극(124) 및 인쇄회로기판(126)의 형상에 있어서 차이가 있다.

본 고안의 실시예2에 따른 음이온 풍 발생 모듈(120)은 쉘(10)의 홈부(11)의 내측 양측부에 마련된 결합홈(12)에 상하로 회동가능하도록 장착된다. 즉, 음이온 풍 발생 모듈(120)의 하우징(121)은 도 9에 도시된 바와 같이, 양측부에 회동돌기(121a)가 마련되어 있고, 회동돌기(121a)와 대응하여 쉘(10)의 홈부(11)의 내측 양측부에는 결합홈(12)이 마련되어 있다. 이에 따라, 하우징(121)의 회동돌기(121a)는 홈부(11)의 결합홈(12)에 삽입된 후 쉘(10)의 홈부(11)를 축으로 상하로 회동하게 된다.

본 고안의 실시예1에 따른 음이온 풍 발생 모듈(20)은 도 2에 도시된 바와 같이, 볼트(BT)를 통해 하우징(21)가 쉘(10)의 홈부(11)에 고정됨에 따라 전방과 하방으로 각각 음이온 풍을 방출하기 위해 인쇄회로기판(26)의 단면이 'ㅗ'자 형상으로 이루어지고, 그 전면과 하면에 각각 방전전극(23)이 실장되어 있으나, 본 고안의 실시예2에 따른 음이온 풍 발생 모듈(120)은 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(121)가 쉘(10)의 홈부(11)를 축으로 상하로 회동가능함에 따라 인쇄회로기판(126)이 일자형으로 이루어지고, 그 전면에 방전전극(123)이 실장된 구조로 이루어져 있다.

한편, 본 고안의 실시예2에 따른 헬멧의 쉘에는 음이온 풍 발생 모듈(120)을 자동으로 회동시키기 위한 구동모터(도시되지 않음)가 더 설치될 수 있으며, 상기 구동모터의 구동에 따라 상기 음이온 풍 발생 모듈(120)이 상하로 회동하도록 구성될 수도 있다.

도 10은 도 8에 도시된 헬멧의 착용 상태를 정면에서 바라본 도면이다. 그리고, 도 11은 본 고안의 실시예2에 따른 음이온 풍 발생 모듈의 회동 과정을 설명하기 위하여 도시한 단면도들로서, 도 10에 도시된 A'-A''를 따라 도시한 단면도들이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 고안의 실시예2에 따른 음이온 풍 발생 모듈(120)은 하우징(121)에 제어부(122), 방전전극(123), 접지전극(124), 세기 조정부(125) 및 인쇄회로기판(126)이 내장되어 일체로 모듈화되어 쉘(10)의 홈부(11)에 장착된다.

하우징(121)은 양측부에 마련된 회동돌기(121a)에 의해 홈부(11)의 결합홈(12)에 회동가능하도록 결합된다. 이에 따라, 하우징(121)은 회동돌기(121a)를 통해 쉘(10)의 홈부(11)를 축으로 상하로 회동하게 된다. 결국, 음이온 풍 발생 모듈(120)은 쉘(10)을 축으로 상하로 회동함에 따라 착용자는 수시로 음이온 풍 발생 모듈(120)을 상하로 회동시켜 에어 커튼이 형성되는 위치를 조정함으로써 보다 효율적으로 인체에 해로운 유해물질들이 호흡기를 통해 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안의 기술적 사상은 바람직한 실시예들에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 고안의 기술 사상의 범위 내에서 본 고안의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 에어 커튼
10 : 쉘
20, 120 : 음이온 풍 발생 모듈
21, 121 : 하우징
22, 122 : 제어부
23, 123 : 방전전극
24, 124 : 접지전극
24-1, 124-1 : 배출홀
25, 125 : 세기 조정부
16, 126 : 인쇄회로기판
30 : 쉴드
40 : 충전용 배터리

Claims

착용자의 두상을 감싸는 쉘;
상기 쉘의 전면에 장착되되, 상하로 회동하여 상기 쉘의 전면을 개폐하는 쉴드; 및
상기 쉘의 전면 중앙부에 마련된 홈부에 장착되어 상기 쉴드와 상기 착용자의 안면 사이의 전방 또는 하방으로 음이온 풍을 발생하고, 이를 통해 상기 음이온 풍의 풍속에 의해 상기 쉴드의 내측 하방으로 에어 커튼을 형성하여 유해물질이 상기 착용자의 호흡기관으로 유입되는 것을 차단하는 음이온 풍 발생 모듈; 을 포함하되,
상기 음이온 풍 발생 모듈은,
상기 쉘의 홈부에 장착되고, 내부에 충전용 배터리가 수용되는 하우징;
상기 하우징의 내부에 내장되고, 상기 충전용 배터리로부터 제공되는 직류전압을 코로나 방전을 위한 고전압으로 승압하여 방전전압을 출력하는 승압 인버터를 포함하는 제어부;
상기 하우징의 내부에 내장되고, 상기 제어부와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판 상에 서로 평행하도록 실장된 침형상의 다수의 방전 에미터를 포함하는 방전전극;
상기 하우징의 내부에 내장되고, 상기 방전전극과 대향하도록 상기 방전전극과 상기 쉴드의 내측면 사이에 설치되고, 원형 또는 다각형의 배출구를 갖는 접지전극; 및
상기 하우징의 내부에 내장되고, 상기 제어부의 상기 승압 인버터를 통해 승압되는 방전전압을 조정하여 상기 방전전극과 상기 접지전극의 코로나 방전에 의해 생성되는 상기 음이온 풍의 세기를 조절하는 세기 조정부; 를 포함하고,
상기 방전전극과 상기 접지전극은 상기 승압 인버터로부터 제공되는 방전전압을 제공받아 그 사이에서 코로나 방전을 일으켜 상기 음이온 풍을 발생시키고, 발생된 음이온 풍을 상기 접지전극의 배출구를 통해 상기 쉴드의 내측면으로 배출하고,
상기 하우징은 공기가 유입되는 유입구와, 상기 접지전극이 설치되고 내부에서 코로나 방전을 통해 발생된 음이온 풍을 상기 쉴드의 내측면으로 배출하는 배출구가 마련되어 있는,
것을 특징으로 하는 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징이 상기 쉘의 홈부를 축으로 상하로 회동가능하도록 상기 하우징은 양측부에 회동돌기가 마련되어 있고, 상기 쉘의 홈부의 내측 양측부에는 상기 회동돌기가 결합되는 결합홈이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧.
제 1 항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 단면이 'ㅗ'자 형상으로 이루어지고, 상기 방전전극의 방전 에미터는 상기 인쇄회로기판의 전면과 하면에 각각 실장되어 있고, 상기 방전전극의 방전 에미터와 대응하여 상기 접지전극은 상기 방전전극의 방전 에미터와 대향하도록 단면이 'L'자 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 방전전극의 방전 에미터들 중 상기 인쇄회로기판의 전면에 실장된 방전 에미터들과, 상기 인쇄회로기판의 하면에 실장된 방전 에미터들을 선택적으로 구동시키는 특징으로 하는 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징의 배면에는 상기 하우징 내부에 발생된 열을 후면으로 방출하기 위해 방열판이 설치되고, 상기 방열판과 대응하여 상기 쉘의 홈부 내부에는 다수의 방열돌기가 마련되되, 상기 하우징을 상기 쉘의 홈부에 장착할 때, 상기 방열돌기에 의해 상기 하우징의 배면과 상기 쉘의 홈부 사이가 이격되어 상기 하우징의 배면과 상기 쉘의 홈부 사이로 공기가 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 방전전극은 티타늄(Ti), 메탈 화이버(SUS318) 또는 탄소섬유 재질 중 선택된 어느 하나의 재질의 곡률 다침 전극으로 이루어지고, 상기 접지전극은 표면에 금(Au)이 도금된 SUS316L로 이루어지되, 상기 방전전극과 상기 접지전극은 0.7~0.8cm 간격으로 이격 설치된 것을 특징으로 하는 음이온 풍 발생 모듈을 구비한 헬멧.