KR20200021877A - 공기 분사형 스마트 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 사용자의 목 주변에 안착되는 넥밴드 형상으로 형성되고, 정화된 공기를 내부 통로로 유입시켜 안면 커버부로 안내하는 본체부; 및 사용자의 안면과 이격되는 비접촉형이나 사용자의 안면과 이격되되 일부 면이 사용자의 안면과 접촉하는 일부 접촉형으로 형성되고, 본체부와 연결되어 본체부에서 공급된 정화된 공기를 분사하는 안면 커버부;를 포함하며, 사용자 착용 시, 상기 안면 커버부와 사용자 안면 사이의 이격 공간으로 상기 안면 커버부가 공기를 분사하여 이격 공간으로의 외부 공기 유입을 줄이는 구조를 가진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 공기 분사형 스마트 마스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정화된 공기를 사용자에게 제공하면서 동시에 정화된 공기의 분사 압력에 의해 외부 공기가 안면 커버부 안으로 유입되는 것을 최소화할 수 있는 구조를 가진 공기 분사형 스마트 마스크에 관한 것이다.
마스크는 병균, 먼지 등의 흡입 및 비산을 막기 위하여 코와 입을 가리는 물건이다. 특히, 최근 미세먼지에 의한 인체의 악영향이 알려지면서 마스크의 사용이 더욱 늘어나고 있다.
즉, 먼지는 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질로서, 석탄, 석유 등의 화석연료를 태울 때나, 공장, 자동차 등의 배출가스에서 많이 발생한다. 이러한 먼지는 그 입자의 크기에 따라 50㎛ 이하인 총 먼지(TSP; Total Suspended Particles)와 입자크기가 매우 작은 미세먼지(PM; Particulate Matter)로 구분되며, 특히, 미세먼지는 지름이 10㎛보다 작은 미세먼지(PM10)와 지름이 2.5㎛보다 작은 미세먼지(PM2.5)로 나뉜다. 이때, PM10은 사람의 머리카락 지름(50~70㎛)보다 약 1/5~1/7에 해당하는 크기이며, PM2.5는 머리카락 지름의 약 1/20~1/30에 해당하는 크기이다.
이와 같이 눈에 보이지 않을 만큼 매우 작은 입자인 미세먼지는 대기 중에 머물러 있다 호흡기를 거쳐 폐 등에 쉽게 침투할 수 있을 뿐 아니라, 혈관을 따라 체내로 이동함으로써 인체에 매우 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 심지어, 미세먼지는 세계보건기구(WHO) 산하의 국제암연구소(IARC, International Agency for Research on Cancer)에 의해 1군 발암물질(Group 1)로 지정되기도 하였다.
한편, 미세먼지 등을 차단하기 위해, 미세필터를 구비한 종래의 마스크는 커버가 사용자의 안면에 밀착되는 밀착형으로 구성된다. 이러한 밀착형으로 구성됨에 따라, 종래의 마스크는 호흡 시 날숨에 의한 이산화 탄소 및 습도의 농도 증가를 초래할 수 있어 두통을 일으킬 수 있으며, 사용자의 얼굴에 자국을 남길 수 있을 뿐 아니라, 여성의 경우에 화장이 지워질 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 마스크는 커버가 사용자의 안면에 밀착되더라도 커버와 사용자의 안면 사이에 일부 틈새 발생하여 미세 먼지 등이 커버 안으로 쉽게 유입되어 사용자의 호흡기로 그대로 침투할 수 있는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 정화된 공기를 사용자에게 제공하면서 동시에 정화된 공기의 분사 압력에 의해 외부 공기가 커버 안으로 유입되는 것을 최소화할 수 있는 구조를 가진 공기 분사형 스마트 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는, (1) 사용자의 목 또는 어깨 주변에 안착되고, 정화된 공기를 내부 통로로 유입시켜 안면 커버부로 안내하는 본체부, (2) 사용자의 안면과 이격되는 비접촉형(non-contact type)이나 사용자의 안면과 이격되는 부분을 갖되 사용자의 안면과 접촉하는 접촉형(contact type)으로 형성되고, 본체부와 연결되어 본체부에서 공급된 정화된 공기를 분사하는 안면 커버부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 사용자 착용 시, 상기 안면 커버부와 사용자 안면 사이의 이격 공간으로 상기 안면 커버부가 공기를 분사하여 이격 공간으로의 외부 공기 유입을 줄이는 구조를 가진다.
상기 본체부는, (1) 내부 통로로 공기를 유입시키는 팬, (2) 팬으로 구동 전력을 공급하는 전원 공급부, (3) 팬 보다 외측에 위치하고, 외부 공기를 1차 정화하여 내부 통로로 유입시키는 1차 필터를 포함할 수 있다.
상기 1차 필터는 헤파 필터를 포함할 수 있다.
상기 안면 커버부는 본체부에 탈부착되는 교체형일 수 있다.
상기 안면 커버부는 자석 체결 방식으로 본체부에 탈부착될 수 있다.
상기 안면 커버부는, (1) 사용자의 안면을 가리는 커버, (2) 커버와 사용자 안면 사이의 공간으로 정화된 공기를 배출하도록 배치된 다수의 분사구 및 각 분사구에 연결되는 다수의 개별 내부 통로를 각각 구비하며, 각 개별 내부 통로가 본체부의 내부 통로와 연결되도록 마련된 공기 배출 몸체를 포함할 수 있다.
상기 커버는 상부가 내측으로 절곡되게 형성되어 사용자 안구 쪽으로의 공기 분사를 방지하는 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 1차 정화된 공기를 2차 정화하도록 본체부의 내부 통로 또는 안면 커버부의 분사구 상에 마련된 2차 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 2차 필터는 제올라이트, 백토, 황토, 석회, 숯, 활성탄, 금속유기 분자체(Metal Organic Framework, MOF) 및 그래핀으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 다공성 필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 사용자가 위치한 주변의 공기 상태에 따라 안면 커버부에서 분사되는 공기의 분사 압력을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 센서에서 감지되는 센서 값 또는 기상청 서버로부터 수신되는 공기 상태 정보를 이용하여 상기 공기 상태를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 사용자가 위치한 주변의 공기 상태에 따라 단계 별로 소리정보, 진동정보 또는 시각정보를 다르게 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 추가 필터로 작용하는 음이온 발생 장치를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 커버와 사용자 안면 사이의 이격 공간을 가지면서 동시에 정화된 공기가 이격 공간으로 분사됨으로써 커버가 사용자의 안면에 밀착됨에 따라 발생하는 종래 마스크의 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 본체부가 목 또는 어깨 주변에 안착되는 형태로 구성됨에 따라 사용자의 귀에 착용할 경우에 발생하는 귀 걸림 압력의 불편을 해소할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 이격 공간에서 외부로 배출되는 공기의 분사 압력을 이용함으로써 미세 먼지 등을 포함하는 외부 공기가 이격 공간으로 유입되는 것을 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 사용자가 정화된 공기로 계속해서 호흡할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 그 상부가 내측으로 절곡된 커버를 구비함으로써 사용자 안구 쪽으로의 공기 분사를 방지하여 사용자의 안구 건조를 방지할 수 있는 이점이 있다.
다만, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크의 사용 상태도를 나타낸다.
도 3 내지 도 5는 안면 커버부(2)의 다양한 실시예를 나타낸다.
도 6은 2차 필터(3)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크의 사용 상태도를 나타낸다.
도 3 내지 도 5는 안면 커버부(2)의 다양한 실시예를 나타낸다.
도 6은 2차 필터(3)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크를 나타낸다.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", “구비하다”, “마련하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, “예를 들어” 등에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어’ 있다거나 '접속되어' 있다고 기재된 경우, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '～사이에'와 '직접 ～사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크의 개략도를 나타내며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크의 사용 상태도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본체부(1) 및 안면 커버부(2)를 포함한다.
본체부(1)는 안면 커버부(2)를 지지하는 지지체의 역할을 하는 구성이다. 예를 들어, 본체부(1)는 사용자의 목 주변에 안착되는 넥밴드(neck-band) 형태나 어깨 주변에 안착되는 형태로 마련될 수 있다. 이 경우, 본체부(1)는 사용자의 귀에 착용할 경우에 발생하는 귀 걸림 압력의 불편을 해소할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본체부(1)는 정화(filtering)된 공기를 내부 통로로 유입시켜 안면 커버부(2)로 안내하는 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 본체부(1)는 목 지지부(11), 측면 연결부(12), 팬(13), 1차 필터(14) 및 배터리(미도시)를 포함할 수 있다.
목 지지부(11)는 사용자가 본체부(1)를 착용 시에 사용자의 뒷목 또는 어깨 부위에 안착되거나 걸릴 수 있는 지지대이다. 이를 위해, 목 지지부(11)는 'U'자 형상으로 형성된 구성을 포함할 수 있다. 이때, 'U'자 형상의 절곡부는 사용자의 뒷목 또는 어깨 부위에 걸쳐지면서 안착될 수 있다. 또한, 'U'자 형상의 양측에 형성된 2개의 다리부는 사용자의 양쪽 어깨 상에 각각 안착될 수 있다. 이에 따라, 목 지지부(11)는 측면 연결부(12)를 통해 전달되는 안면 커버부(2)의 무게를 2개의 다리부를 통해 지지할 수 있게 된다.
측면 연결부(12)는 목 지지부(11)와 안면 커버부(2)의 사이에 연결되어, 안면 커버부(2)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 측면 연결부(12)는 2개가 마련될 수 있으며, 각각이 목 지지부(11)의 양쪽 단부인 'U'자 형상의 2개의 다리부에 연결될 수 있다. 특히, 측면 연결부(12)는 2개 이상 절곡부를 가지면서 그 일단이 정면(사용자를 기준으로 사용자의 눈이 향하는 방향)을 향하고 그 타단이 배면을 향하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 측면 연결부(12)는 안면 커버부(2)가 충분히 사용자의 안면에 위치하게 할 수 있을 뿐 아니라, 안면 커버부(2)의 무게를 보다 효과적으로 지지할 수 있다. 예를 들어, 측면 연결부(12)는 2개의 절곡부를 가지는 'Z'자 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
목 지지부(11) 및 측면 연결부(12)의 내부에는 공기를 안내하는 공간인 내부 통로(미도시)가 구비될 수 있다. 이때, 내부 통로는 공기 압력을 증대시키기 위해 공기가 유입되는 그 일단의 통로 단면적 보다 안면 커버부(2)에 연결되는 그 타단의 통로 단면적이 더 작을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 내부 통로(11)는 하나의 통로로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다수 개의 통로로 형성될 수도 있다.
팬(fan)(13)은 내부 통로로 공기를 유입시키는 동력을 제공한다. 즉, 팬(12)은 회전 시 외부 공기를 흡입하도록 작동하는 날개 형상을 가질 수 있다. 이때, 팬(12)은 목 지지부(11)에 마련될 수 있으며, 목 지지부(11)의 외측면 중심에 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 팬(13)는 하나가 구비될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다수 개가 마련될 수도 있다.
배터리(미도시)는 팬(13)의 구동을 위한 전력을 팬(13)에 공급한다. 배터리는 교체 가능하도록 구비될 수 있으며, 예를 들어, 리? 전지, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 배터리를 충전하기 위한 충전 단자(미도시)를 본체부(1)에 더 포함할 수 있으며, 배터리 대신 팬(13)의 구동 전력을 공급하는 상용 전원 공급부(예를 들어, 220V 전원 공급부)를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
1차 필터(14)는 흡입되는 외부 공기를 1차 정화하는 필터이다. 즉, 팬(13)이 작동하는 경우, 외부 공기가 1차 필터(14)에 의해 정화되면서 내부 통로로 유입될 수 있다. 이때, 1차 필터(14)는 팬(13) 보다 외측(공기 흡입구에 보다 가까운 측)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 1차 필터(14)는 극세사망으로 이루어져 이물질을 정화하는 프리 필터 또는 미세 먼지를 정화하는 헤파 필터(HEPA)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 프리 필터와 헤파 필터를 동시에 포함하는 경우, 프리 필터가 정화한 공기를 헤파 필터가 다시 정화하도록 배치될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 안면 커버부(2)의 다양한 실시예를 나타낸다.
안면 커버부(2)는 사용자의 안면 쪽에 배치되어 사용자의 안면을 일부 가리는 구성으로서, 본체부(1)의 측면 연결부(12)와 연결되어 본체부(1)의 내부 통로에 공급된 정화된 공기를 사용자의 안면을 향해 분사할 수 있다.
구체적으로, 안면 커버부(2)는 커버(21), 공기 배출 몸체(22) 및 분사구(23)를 포함할 수 있다.
커버(21)는 사용자의 안면을 가리는 구성이다. 이때, 커버(21)는 중력 및 공기 분사력이 작용하더라도 그 형상을 일정하게 유지할 정도의 강도를 가지는 재질로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 커버(21)는 금속 또는 합성수지 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다
커버(21)의 면적은 사용자의 입과 코 중 어느 하나를 가리거나, 둘을 모두 가릴 정도의 면적을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, '입/코를 가릴 정도의 면적'(단, '입/코'는 입과 코 중 어느 하나이거나 둘 모두를 지칭)은 정면에서 볼 때 입/코 구멍의 최대 넓이를 가릴 정도의 면적일 수 있다.
특히, 커버(21)는, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 그 상부가 내측으로 절곡되게 형성될 수 있다. 이 경우, 커버(21)는 사용자 안구 쪽으로의 공기 분사를 방지하는 구조를 가지게 되므로, 사용자의 안구 건조를 방지할 수 있는 효과가 있다.
공기 배출 몸체(22)는 본체부(1)의 측면 연결부(12)와 연결되어 본체부(1)의 내부 통로에 공급된 정화된 공기를 사용자의 안면을 향해 분사하는 구성으로서, 다수의 분사구(23) 및 다수의 개별 내부 통로(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 배출 몸체(22)는 사용자의 턱 주변에 위치하도록 커버(21)의 하측에 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다수의 분사구(23)는 커버(21)와 사용자 안면 사이의 공간으로 정화된 공기를 배출하도록 형성된 구성이다. 예를 들어, 분사구(23)는 커버(21) 안쪽에서 상부를 향해 공기를 배출하도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다수의 개별 내부 통로는 각 분사구(23)에 그 일단이 각각 연결될 수 있으며, 본체부(1)의 측면 연결부(12)에 그 타단이 연결될 수 있다. 이에 따라, 다수의 개별 내부 통로는 측면 연결부(12)의 내부 통로와 연결되면서, 본체부(1)에서 공급되는 정화된 공기를 각 분사구(23)로 전달하여 배출할 수 있다.
측면 연결부(12)가 다수개의 내부 통로를 구비한 경우, 공기 배출 몸체(22)의 각 개별 내부 통로는 측면 연결부(1)의 각 내부 통로와 연결될 수 있다. 특히, 공기 압력을 증대시키기 위해, 각 개별 내부 통로의 통로 단면적은 측면 연결부(12)의 통로 단면적 보다 작을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
안면 커버부(2)는 비접촉형(non-contact type) 또는 접촉형(contact type)으로 형성될 수 있다. 즉, 비접촉형은 안면 커버부(2), 특히 커버(21)가 사용자의 안면과 완전히 이격됨으로써 사용자의 안면과 접촉하지 않는 형태를 지칭한다. 반면, 접촉형은 안면 커버부(2), 특히 커버(21)가 사용자의 안면과 이격된 공간을 갖되 그 내측의 일부면 또는 그 내측의 둘레면 전체가 사용자의 안면과 접촉하는 형태를 지칭한다.
예를 들어, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성력을 갖는 귀 걸이끈(24)(도 3 참고), 귀에 안착되는 귀 걸이대(25)(도 4 참고), 또는 안경(G)에 체결되는 안경 걸이(26)(도 5 참고) 등이 커버(21)에 구비된 경우, 커버(21)는 사용자의 코에 접촉하여 자신을 지지하는 코 받침(27)을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
안면 커버부(2)는 사용자 얼굴 크기 등에 따라 교체가 가능하도록 탈부착되는 교체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 안면 커버부(2)는 커버(21)가 공기 배출 몸체(22)에 탈부착되는 제1 형태로 형성되거나, 공기 배출 몸체(22)가 본체부(1)의 측면 연결부(12)에 탈부착되는 제2 형태로 형성될 수 있다.
제1 형태의 경우, 커버(21) 및 공기 배출 몸체(22) 각각에 이들의 탈부착을 위한 체결부가 형성될 수 있으며, 제2 형태의 경우, 측면 연결부(12) 및 공기 배출 몸체(22) 각각에 이들의 탈부착을 위한 체결부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 체결부는 끼움 체결, 핀 체결, 나사 체결, 자석 체결 등의 다양한 체결 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 사용자의 보다 용이한 탈부착 조작이 가능하도록, 탈부착 면에 자석이 구비된 자석 체결 방식의 체결부가 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
도 6은 2차 필터(3)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크를 나타낸다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는, 도 6에 도시된 바와 같이, 2차 필터(3)를 더 포함할 수 있다.
2차 필터(3)는 더 정화된 공기를 사용자에게 제공하기 위한 구성으로서, 1차 필터에 의해 1차 정화된 공기를 추가로 2차 정화하는 구성이다. 예를 들어, 2차 필터(3)는 본체부(1) 또는 안면 커버부(2)에 마련될 수 있다. 즉, 2차 필터(3)는 본체부(1)의 목 지지부(11) 또는 측면 연결부(12)의 내부 통로에 마련되거나, 안면 커버부(2)의 분사구(23) 상에 마련될 수 있다.
2차 필터(3)는 친환경 소재로 이루어진 다공성 필터를 포함할 수 있으며, 그 외에 헤파 필터를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 친환경 소재로는 제올라이트(Zeolite), 백토, 황토, 석회, 숯, 활성탄, 금속유기 분자체(Metal Organic Framework, MOF) 및 그래핀으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 미세 먼지 등에 대한 공기 정화 효율을 더욱 향상시키기 위해, 1차 필터(14)는 헤파 필터를 포함하고, 2차 필터(3)는 제올라이트, 활성탄 및 금속유기 분자체를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 음이온 발생 장치(미도시), 제어부(미도시), 센서부(미도시), 통신부(미도시), 출력부(미도시) 및 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이들 음이온 발생 장치, 제어부, 센서부, 통신부, 출력부 및 저장부는 본체부(1)에 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 안면 커버부(2) 또는 별도의 장치에 구비될 수도 있다.
음이온 발생 장치는 음이온을 발생시키는 구성으로서, 2차 필터(3)에 의해 2차 정화된 공기를 추가로 3차 정화하는 3차 필터로 작용할 수 있으며, 본체부(1) 또는 안면 커버부(2)에 마련될 수 있다. 예를 들어, 음이온 발생 장치는 플라즈마 방전을 이용한 방식일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부는 다양한 제어를 수행하는 구성이다. 즉, 제어부는 사용자가 위치한 주변의 공기 상태에 따라 안면 커버부(2)에서 분사되는 공기의 분사 압력을 제어할 수 있다. 이때, 제어부는 센서부에서 감지되는 센서 값 또는 통신부를 통해 기상청 서버로부터 수신되는 공기 상태 정보를 이용하여 공기 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 공기 상태가 기준 미만인 경우에 팬(13)의 회전 속도를 높여 공기의 분사 압력이 증가되도록 제어할 수 있으며, 공기 상태가 기준 이상인 경우에 팬(13)의 회전 속도를 줄여 공기의 분사 압력이 감소되도록 제어할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제어부는 통신부를 통해 타 단말 또는 서버로부터 수신된 제어 정보에 따라 안면 커버부(2)에서 분사되는 공기의 분사 압력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 제어 정보에 따라 팬(13)의 회전 속도를 높여 공기의 분사 압력이 증가되도록 제어하거나, 팬(13)의 회전 속도를 줄여 공기의 분사 압력이 감소되도록 제어할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그 외에도, 제어부는 음이온 발생 장치, 통신부, 출력부 및 저장부 등의 동작을 제어할 수도 있다. 이하, 통신부, 출력부 및 저장부의 동작에 대해서 설명하도록 한다.
센서부는 제어부가 공기 상태를 판단하는데 필요한 센서 값을 측정하는 구성이다. 예를 들어, 센서부는 먼지센서를 포함할 수 있으며, 그 외에 온도센서, 습도센서 등을 더 포함할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
통신부는 타 단말 또는 서버와 다양한 정보를 송수신하는 구성이다. 특히, 통신부는 제어부가 공기 상태를 판단하는데 필요한 공기 상태 정보를 기상청 서버로부터 수신할 수 있다. 이때, 통신부는 다양한 통신 방식의 유/무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유선 통신 모듈은 유선 통신 모듈은 LANs(Local Area Networks) 모듈, WANs(Wide Area Networks) 모듈, MANs(Metropolitan Area Networks) 모듈, ISDNs(Integrated Service Digital Networks) 모듈 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 무선 통신 모듈은 와이파이(WiFi) 통신 모듈, 블루투스 통신 모듈, NFC(Near Field Communication) 통신 모듈, BAN(Body Area Network) 통신 모듈, 지그비(ZigBee) 통신 모듈, 사물 인터넷 통신 모듈(LoRaWAN, SigFox, W-MBUS, Wi-SUN 등), 기타 근거리 통신 모듈, 또는 이동 통신 모듈(LET-M 등) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
출력부는 사용자가 위치한 주변의 공기 상태를 청각정보(소리), 촉각정보(진동) 또는 시각정보(빛)로 출력하는 구성이다. 특히, 출력부는 공기 상태를 다양한 단계로 나누어, 각 단계 별로 서로 다른 소리, 진동 또는 빛으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부는 다양한 소리를 출력하는 스피커, 다양한 진동을 출력하는 바이브레이터(vibrator) 또는 다양한 빛을 출력하는 광원을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
저장부는 제어부가 제어를 수행하는데 필요한 다양한 정보를 저장한다. 즉, 저장부는 센서부에서 측정된 센서 값, 통신부에서 수신된 정보, 출력부로 출력하기 위한 단계 별 출력 정보 등을 저장할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 저장부는 그 유형에 따라 하드디스크 타입(hard disk type), 마그네틱 매체 타입(Sagnetic media type), CD-ROM(compact disc read only memory), 광기록 매체 타입(Optical Media type), 자기-광 매체 타입(Sagneto-optical media type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Sultimedia card micro type), 플래시 메모리 타입(flash memory type), 롬 타입(read only memory type), 램 타입(random access memory type) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 저장부는 그 용도/위치에 따라 캐시(cache), 버퍼, 주기억장치, 또는 보조기억장치이거나 별도로 마련된 저장 시스템일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 정화된 공기를 저장한 외부 탱크 또는 정화된 공기를 제공하는 별도의 정화 장치에 본체부(1)가 연결되어 정화된 공기 제공받을 수도 있다. 이 경우, 1차 필터, 팬(13) 및 2차 필터(3)를 생략할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크의 작동 및 효과에 대해서 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 커버(21)와 사용자 안면 사이의 이격된 공간(이하, “이격 공간”라 지칭함)으로 공기 배출 몸체(22)가 공기를 분사하는 구조를 갖는다. 이때, 공기 배출 몸체(22)에 의해 상부 방향으로 분사된 공기는 이격 공간을 따라 퍼지면서 외부로 배출된다. 다만, 접촉형인 경우, 분사된 공기는 이격 공간을 거쳐 커버(21)의 내측면 중 사용자와 비접촉 부분을 거쳐 외부로 배출된다. 이러한 커버(21)의 비접촉 부분은 커버(21)의 내측면에 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 이격 공간을 가지면서 동시에 정화된 공기가 이격 공간으로 분사됨으로써 커버가 사용자의 안면에 밀착됨에 따라 발생하는 종래 마스크의 문제점, 즉 날숨에 의한 이산화 탄소 증가, 습도 농도 증가 및 두통 발생과, 자국 발생 및 화장 지움 등의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 분사형 스마트 마스크는 공기 배출 몸체(22)에서 이격 공간으로, 이격 공간에서 외부로(접촉형의 경우, 이격 공간에서 비접촉 부분을 거쳐 외부로) 차례로 배출되는 공기의 분사 압력을 이용함으로써, 미세 먼지 등을 포함하는 외부 공기가 이격 공간으로 유입되는 것을 최소화, 즉 줄이거나 차단할 수 있을 뿐 아니라, 사용자가 정화된 공기로 계속해서 호흡할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 본체부
2: 안면 커버부
3: 2차 필터 11: 목 지지부
12: 측면 연결부 13: 팬
14: 1차 필터 21: 커버
22: 공기 배출 몸체 23: 분사구
24: 귀 걸이끈 25: 귀 걸이대
26: 안경 걸이 27: 코 받침
G: 안경
3: 2차 필터 11: 목 지지부
12: 측면 연결부 13: 팬
14: 1차 필터 21: 커버
22: 공기 배출 몸체 23: 분사구
24: 귀 걸이끈 25: 귀 걸이대
26: 안경 걸이 27: 코 받침
G: 안경
Claims (13)
- 사용자의 목 또는 어깨 주변에 안착되도록 형성되고, 정화된 공기를 내부 통로로 유입시켜 안면 커버부로 안내하는 본체부; 및
사용자의 안면과 이격되는 비접촉형이나 사용자의 안면과 이격되는 부분을 갖되 사용자의 안면과 접촉하는 접촉형으로 형성되고, 본체부와 연결되어 본체부에서 공급된 정화된 공기를 분사하는 안면 커버부;를 포함하며,
사용자 착용 시, 상기 안면 커버부와 사용자 안면 사이의 이격 공간으로 상기 안면 커버부가 공기를 분사하여 이격 공간으로의 외부 공기 유입을 줄이는 구조를 가진 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 본체부는,
내부 통로로 공기를 유입시키는 팬;
팬으로 구동 전력을 공급하는 전원 공급부; 및
팬 보다 외측에 위치하고, 외부 공기를 1차 정화하여 내부 통로로 유입시키는 1차 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제2항에 있어서,
상기 1차 필터는 헤파 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 안면 커버부는 본체부에 탈부착되는 교체형인 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제4항에 있어서,
상기 안면 커버부는 자석 체결 방식으로 본체부에 탈부착되는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 안면 커버부는,
사용자의 안면을 가리는 커버; 및
커버와 사용자 안면 사이의 공간으로 정화된 공기를 배출하도록 배치된 다수의 분사구 및 각 분사구에 연결되는 다수의 개별 내부 통로를 각각 구비하며, 각 개별 내부 통로가 본체부의 내부 통로와 연결되도록 마련된 공기 배출 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제6항에 있어서,
상기 커버는 상부가 내측으로 절곡되게 형성되어 사용자 안구 쪽으로의 공기 분사를 방지하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제6항에 있어서,
1차 정화된 공기를 2차 정화하도록 본체부의 내부 통로 또는 안면 커버부의 분사구 상에 마련된 2차 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제8항에 있어서,
상기 2차 필터는 제올라이트, 백토, 황토, 석회, 숯, 활성탄, 금속유기 분자체(Metal Organic Framework, MOF) 및 그래핀으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 다공성 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제1항에 있어서,
사용자가 위치한 주변의 공기 상태에 따라 안면 커버부에서 분사되는 공기의 분사 압력을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제10항에 있어서,
상기 제어부는 센서에서 감지되는 센서 값 또는 기상청 서버로부터 수신되는 공기 상태 정보를 이용하여 상기 공기 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제1항에 있어서,
사용자가 위치한 주변의 공기 상태에 따라 단계 별로 소리정보, 진동정보 또는 시각정보를 다르게 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크. - 제1항에 있어서,
추가 필터로 작용하는 음이온 발생 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 분사형 스마트 마스크.
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