KR20200073111A - 에어 커튼을 이용한 미세먼지 차단용 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크에 관한 것으로, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 호흡기를 포함한 안면의 일부를 감싸는 마스크부; 상기 마스크부로 외기를 공급하는 본체부; 및 상기 외기를 상기 본체부에서 상기 마스크부로 이송하는 송기부;를 포함하고, 상기 마스크부는 상기 이송된 외기를 상기 호흡기로 공급하는 정화공급라인; 상기 외기를 상기 마스크부 외부로 배출하여 에어 커튼을 형성하는 에어커튼조성라인; 및 상기 정화공급라인 또는 상기 에어커튼조성라인으로 이송되는 외기의 유량을 제어하는 외기유량제어부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어 커튼을 이용한 미세먼지 차단용 마스크 {A FINE DUST BLOCKING MASK HAVING AIR CURTAIN}

본 발명은 에어 커튼을 이용한 미세먼지 차단용 마스크에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 마스크부에 에어 커튼이 생성되어 오염된 외기가 사용자의 호흡기로 유입되는 것을 차단하고, 필터링된 정화 공기를 사용자의 호흡기로 공급하는 에어커튼을 이용한 미세먼지 차단용 마스크에 관한 것이다.

과거와 달리 현대인들은 각종 유해가스, 황사, 미세먼지 등에 의해 호흡기 건강을 위협받고 있다. 이는 산업화 시대에 들어서면서 인류가 겪고 있는 현상이며, 산업의 발전과 도시의 편익이 발달함에 따라 그에 비례하여 대기 오염은 더욱 심화되고 있는 추세이다.

이러한 대기오염의 원인은 사막의 모래 폭풍, 화산 분화 등 자연적인 것과 공장의 폐가스, 연료의 연소 등 인위적인 것으로 나뉜다.

통상 자연적인 오염물질은 자연의 생리에 의해 발생되는 것이고 일시적으로 발생되므로 인간의 호흡기 건강에 지속적인 큰 위협이 되지는 않는다.

다만, 인위적인 오염물질은 연료의 연소, 원자력을 이용한 핵에너지의 발생, 화학반응, 물리적 공정 및 자동차·항공기 등에서 배출되는데, 가장 주된 원인은 연료의 연소 시 발생하는 여러 오염물질이고, 인간의 호흡기 건강에 지속적인 악영향을 주고 있다.

이 중 일산화탄소(CO)와 이산화질소(NO2), 아황산가스(SO2) 등이 높은 비율을 차지한다. 특히 이산화황(SO2)의 경우 다른 대기오염물질과 반응하여 추가적인 2차 오염물질을 만들어낸다. 대기오염물질은 입자 크기에 따라 아황산가스나 일산화탄소 등 가스상 물질과 분진 등의 입자상 물질로 구분할 수 있다.

또한, 황사, 먼지바람, 꽃가루, 공기 중 세균, 산불, 화산폭발 등도 대기오염의 주원인이며 인간의 건강을 위협하고 있다.

또한, 건설현장, 청소현장, 특정물 제조 공장, 도색공장, 병원등의 공기오염은 더욱 심각한 상황이다.

특히, 현대 사회에 큰 영향을 미치고 있는 미세먼지는 여러 가지 복합성분을 가진 대기 중 부유 물질로서, 직경 10㎛이하의 입자상 물질을 말하는 것으로, 주로 석탄, 석유 등의 화석연료가 연소될 때 발생되며, 특히 제조공장이나 자동차 등의 배출가스에서 다량이 발생되는 대기오염물질이다.

이러한 미세먼지는 주로 연소입자인 탄소, 유기탄화수소, 질산염, 황산염, 유해금속 성분으로 구성되며, 호흡기 및 심혈관계질환의 발생과 관련이 있고 사망률도 증가시키는 것으로 알려져 있다.

이에, 선행기술문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-1633878호 '미세먼지 제거가 가능한 집진장치'와 같이, 미세먼지를 제거하기 위한 장치들이 개발되고 있다.

상기한 선행문헌(제10-1633878호)은 하부프레임과, 상기 하부프레임 상부에 결합부재에 의해 고정되는 프레임지지구와, 상기 프레임지지구의 내측에 가이더에 의해 지지된 상태로 승하강 가능토록 결합되는 필터하우징과, 상기 필터하우징에 결합되어 분진을 거르기 위한 필터판과, 상기 하부프레임에 설치되어 필터하우징에 진동을 가하기 위한 진동발생장치로 구성되는 미세먼지 제거가 가능한 집진장치를 제공하기 위한 것으로, 오랜 사용 또는 많은 분진으로 인해 필터에 들러붙은 미세먼지를 필터판을 승하강시키는 진동에 의해 확실하고 신속하게 털어낼 수 있도록 함으로써 대용량의 분진을 제거시킬 수 있는 기술이 개시되고 있다.

그러나, 상기 선행문헌은 집진 기능을 구비한 기구로서 활동량이 많은 현대인들이 외출 중이나 이동 중 사용할 수 없는 한계가 있다.

따라서, 최근에는 이러한 환경속에서 사람의 호흡기 건강을 지키기 위한 다양한 시도들이 이뤄지고 있으며, 그 일환으로 마스크 개발을 들 수 있다.

사람의 주된 호흡 계통은 코와 입이므로, 코와 입을 마스크로 보호하여 대기오염물질이 직접 흡입되는 것을 방지하는 것이다.

이러한, 마스크 개발에 있어서, 가장 중점을 두어야 하는 것은 밀폐성이다.

즉 미세먼지, 유해가스 등의 외부 유해물질이 마스크 내부로 유입되는 것을 방지하는 기술 향상에 목적을 두어야 한다.

그런데, 밀폐성이 향상된 마스크는 사용자의 호흡에 방해를 주는 문제점이 있다.

따라서, 사용자의 호흡기를 완전히 밀폐하지 않는 구조로 구성되어 사용자의 호흡을 방해하지 않으면서도, 외부 유해물질은 차단할 수 있고 필터링된 깨끗하고 안전한 공기만을 사용자에게 공급할 수 있도록 하는 마스크의 개발이 요구되고 있다.

[특허 문헌] KR 10-1633878 (등록일자 2016년 06월 21일)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 외기를 필터링한 정화공기를 생성하여 사용자의 호흡기로 공급하고, 상기 외기 및 상기 정화 공기를 공급받아 상기 마스크부 테두리 외측으로 2단의 에어 커튼을 생성하는 마스크부를 구비함으로써, 필터링된 정화 공기가 사용자의 호흡기로 효율적으로 흡입이 이루어질 수 있으며, 정화되지 않은 외부 공기의 유입을 차단하도록 할 뿐 아니라 휴대 및 이동이 용이하도록 구성된 에어 커튼을 이용한 미세먼지 차단용 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 호흡기를 포함한 안면의 일부를 감싸는 마스크부; 상기 마스크부로 외기를 공급하는 본체부; 및 상기 외기를 상기 본체부에서 상기 마스크부로 이송하는 송기부;를 포함하고, 상기 마스크부는 상기 이송된 외기를 상기 호흡기로 공급하는 정화공급라인; 상기 외기를 상기 마스크부 외부로 배출하여 에어커튼을 형성하는 에어커튼조성라인; 및 상기 정화공급라인 또는 상기 에어커튼조성라인으로 이송되는 외기의 유량을 제어하는 외기유량제어부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 외기유량제어부재가 상기 정화공급라인 및 상기 에어커튼조성라인으로 이송되는 외기의 유량을 선택적으로 가변시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 외기유량제어부재가 상기 외기의 이동 방향을 조절하는 송기팬;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 외기유량제어부재가 상기 정화공급라인 또는 상기 에어커튼조성라인의 개폐 정도를 조절하는 개폐조절밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 정화공급라인이 제1이송관; 유입된 외기를 필터링하여 정화 공기를 생성하는 필터유닛; 및 상기 제1이송관에 배치되어 상기 정화 공기를 상기 호흡기로 공급하는 다수의 송풍노즐;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 정화공급라인이 상기 정화공급라인과 연결되어 수증기를 공급하는 가습유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 가습유닛이 상기 정화공급라인에 연결되어 상기 정화공급라인으로 이동하는 수증기의 유동 저항을 증가시키는 축경된 유로를 제공하는 오리피스관;을 포함하고, 상기 오리피스관은 상기 오리피스관을 통과하는 공기의 유속에 따라 상기 가습유닛에서 생성된 수증기가 수동적으로 상기 정화공급라인 내부로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 가습유닛이 일측에 초음파 진동자가 내설되고, 상기 오리피스관과 연통되는 가습수조; 및 상기 가습수조 내에 설치되어, 상기 가습수조 내 수분을 가열시켜 수증기를 생성하는 발열소자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 에어커튼조성라인이 제2이송관; 상기 제2이송관 일측에 배치되어 상기 마스크부 외부로 공기를 분사하여 에어커튼을 형성하는 에어커튼조성노즐;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 에어커튼조성노즐이 상기 제1이송관의 상기 마스크부 하단 측에 배치되어 사용자의 안면 방향으로 굴곡진 제1에어커튼을 생성하는 다수의 제1열에어커튼노즐; 및상기 제2이송관에 배치되어 상기 마스크부 하방으로 형성되는 제2에어커튼을 생성하는 다수의 제2열에어커튼노즐;을 포함하여, 상기 마스크부가 상기 제1에어커튼 및 상기 제2에어커튼으로 구성된 2단 에어커튼을 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 제1열에어커튼노즐이 사용자의 호흡기로 상기 정화 공기를 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 본체부가 외기를 유입하는 송풍팬; 및 상기 마스크부와 상기 본체부에 전원을 공급하는 배터리유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 정화공급라인이 공기를 가열하는 가열유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크는 상기 마스크부가 사용자의 안면에 접촉하는 내피; 및 상기 내피와 대향되도록 구성되어, 상기 정화공급라인, 에어커튼조성라인 및 외기유량제어부재을 커버하는 외피;를 포함하는 이중의 격벽 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크에 의하면, 미세 먼지를 필터링하여 사용자의 호흡기로 공급하는 정화공급라인을 마스크부에 구비함으로써, 사용자가 야외에서도 필터링된 정화 공기를 공급받을 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 마스크부로 공급된 외기 및 정화 공기를 에어커튼조성노즐로 분사하여 마스크부 테두리에서 외측으로 형성되는 에어 커튼을 생성함으로써, 미세 먼지가 필터링되지 않은 오염된 외기가 사용자의 호흡기로 유입되는 것을 방지하여 공기 중 유해 물질로부터 사용자를 보호할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 에어커튼조성노즐을 제1열에어커튼노즐 및 제2열에어커튼노즐로 구성하여 정화 공기로 생성된 에어커튼은 사용자의 호흡기로 공급하고, 정화되지 않은 공기는 마스크부 외측의 에어 커튼을 형성하도록 하여 오염된 외기 유입을 차단할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 정화공급라인에 가습유닛을 포함함으로써, 사용자가 흡입하는 공기가 쾌적한 습도를 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기 가습유닛에 오리피스관을 구비함으로써, 제1이송관으로의 수증기 유입을 위한 별도의 부재를 구비하지 않고도 상기 제1이송관으로의 수증기 공급이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기 마스크부에 외기유량제어부재를 구비하여 정화공급라인으로 이송될 공기와 에어커튼조성라인으로 이송될 공기의 유량을 자동으로 제어하여 공급할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기 마스크부에 가열유닛을 구비하여 추운 날씨에도 따뜻하고 쾌적한 정화 공기를 제공받을 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 에어 커튼을 생성하여 미세먼지가 포함된 외기의 유입을 차단함으로써, 사용자의 호흡기에 밀착되어 외기의 유입을 차단하였던 종래의 마스크에서 나타나는 답답함이나 밀폐감이 발생하지 않아 사용자가 쾌적한 상태에서 외기를 차단할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크의 전반적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크의 외기유량제어부재의 세부적인 구성을 나타내는 일부 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크의 가습유닛의 세부적인 구성을 나타내는 일부 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크의 에어커튼조성라인의 사용상태를 나타내는 상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크의 전반적인 구성을 나타내는 구성도이다.

본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 마스크부(100), 본체부(200) 및 송기부(300)를 포함할 수 있다.

상기 마스크부(100)는 호흡기를 포함한 사용자의 안면 일부를 감싸도록 구비된다.

구체적으로, 상기 마스크부(100)는 사용자의 코, 입 등의 호흡기 계통을 포함하여 얼굴의 일부 영역을 감싸며 안착되고, 호흡을 할 수 있는 일정한 내부 공간이 형성되도록 한다.

또한, 상기 마스크부(100)는 형상이 얼굴 정면에서 바라보았을 때는 사용자의 코를 감싸도록 콧등에 접촉되는 부위는 상 방향으로 돌출되어 있으며, 사용자의 빰에 접촉되는 부위는 사람의 얼굴 골격 구조에 대응하며 밀착될 수 있도록 하방향으로 포물선을 그리며 라운딩 처리가 되도록 한다.

또한, 상기 마스크부(100)는 상단은 사용자의 안면에 밀착되고 하단은 사용자의 턱에 일정 간격 이격되게 구성되어 후술할 에어커튼조성노즐(122)에서 분사된 공기가 에어 커튼을 형성할 수 있도록 한다.

이에, 상기 마스크부(100)는 일반적으로 사용하는 밀착형 마스크와는 달리 호흡기 주변에 일정 공간을 두어 밀폐에 의한 답답함 없이도 미세먼지를 차단할 수 있도록 하는 장점이 있다.

또한, 상기 마스크부(100)는 사람의 광대뼈 하부를 감싸도록 라운딩 처리가 되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 사람의 광대뼈 라인을 감싸는 범위까지 상방향으로 신장된 형태로도 제공될 수 있다.

또한, 상기 마스크부(100)는 재질이 비교적 연한 연성의 실리콘 또는 플라스틱 재질로 구현될 수 있다.

따라서, 상기 마스크부(100)는 사용자의 얼굴 윤곽에 맞게 변형되며 잘 접촉될 수 있도록 유동성이 부여될 수 있다.

한편, 상기 마스크부(100)는 내부에 후술할 정화공급라인(110), 에어커튼조성라인(120) 및 외기유량제어부재(130)를 포함할 수 있도록 일정 부피의 공간이 구비됨이 바람직하다.

따라서, 상기 마스크부(100)는 사용자의 안면에 접촉되는 내피(미도시) 및 상기 내피(미도시)와 대향하도록 구성되어, 상기 정화공급라인(110), 에어커튼조성라인(120) 및 외기유량제어부재(130)를 커버하는 외피(150)를 포함하는 이중의 격벽 구조로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 마스크부(100)는 정화공급라인(110), 에어커튼조성라인(120) 및 외기유량제어부재(130)를 포함할 수 있다.

상기 정화공급라인(110)은 이송된 외기를 사용자의 호흡기로 공급하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 정화공급라인(110)은 상기 본체부(200)로 유입되어 상기 송기부(300)로 이송된 외기를 필터링하여 사용자의 호흡기로 공급하도록 구비되는 것으로, 외기를 필터링하여 정화 공기를 생성하고, 생성된 정화 공기를 사용자의 필요에 따라 가열 또는 가습하여 쾌적한 정화 공기를 사용자의 호흡기로 제공할 수 있도록 구비된다.

따라서, 상기 정화공급라인(110)은 제1이송관(111), 필터유닛(112), 송풍노즐(113), 가습유닛(114) 및 가열유닛(115)을 포함할 수 있다.

상기 제1이송관(111)은 상기 정화공급라인(110)으로 이송된 공기가 이동하는 관일 수 있다.

구체적으로, 상기 제1이송관(111)은 상기 마스크부(100)로 이송된 외기 중 상기 외기유량제어부재(130)의 제어에 의해 상기 정화공급라인(110)으로 이송된 공기가 이동하는 관으로, 상기 마스크부(100)의 상단, 측단 및 하단으로 이어지는 일정 길이를 갖는 관 형성일 수 있다.

이에, 상기 제1이송관(111)은 상기 송풍노즐(113), 필터유닛(112), 가습유닛(114) 및 가열유닛(115)과 연결되도록 구성된다.

상기 필터유닛(112)은 유입된 외기를 필터링하여 정화 공기를 생성하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 필터유닛(112)은 외부 공기를 정화하여 사용자의 호흡기로 공급하도록 구비되는 것으로, 상기 외기유량제어부재(130)와 인접한 상기 제1이송관(111)의 일측에 배치될 수 있다.

또한, 상기 필터유닛(112)은 상기 외기유량제어부재(130)에서 분리되어 상기 제1이송관(111)으로 이송된 공기를 정화하도록 구비되어, 사용자의 호흡기로 공급될 정화 공기만을 필터링할 수 있도록 구비된다.

따라서, 상기 외기유량제어부재(130)에 의해 후술할 제2이송관(121)으로 이송되는 공기는 상기 필터유닛(112)의 필터링 없이 즉각적으로 에어커튼조성노즐(122)로 이송되어 마스크부(100) 하방으로 형성되는 에어커튼을 생성하도록 구비된다.

이는, 사용자의 호흡기로 유입되지 않은 에어커튼을 형성하는 공기는 필터유닛(112)의 필터링을 거치지 않도록 함으로써, 불필요한 필터링에 따른 필터유닛(112)의 과다 사용을 방지하여 경제적인 효율성을 증대시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기 필터유닛(112)은 0.01 ~ 0.59μm 기공 크기를 가지는 나노 섬유로 이뤄진 공기 필터일 수 있다.

또한, 상기 필터유닛(112)은 해파필터 또는 프리필터 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 도시되지는 않았지만 필터의 교체 시점을 알려주는 필터 카트리지(미도시)를 구비한 슬라이드식 교체형 필터로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 필터유닛(112)은 기 설정된 기준치 이상의 먼지 또는 오염물질이 포집되는 경우 메세지, 문자 또는 경보음 등으로 교체 시기를 표시할 수 있는 필터 카트리지(미도시)를 구비할 수 있다.

따라서, 상기 필터유닛(112)은 착탈식으로 구현될 수 있으며, 이 때 상기 필터유닛(112)은 억지끼움 또는 마그네틱 접촉 방식으로 장착되도록 구비될 수 있다.

이에, 상기 필터유닛(112)은 착탈이 용이하도록 상기 필터유닛(112)이 장착되는 장착구(미도시)가 고무, 실리콘, 플라스틱 등의 재질로 구현됨이 보다 바람직하다.

또한, 상기 필터유닛(112)은 탈취필터를 포함할 수 있다.

상기 탈취필터(112a)는 상기 필터유닛(112)과 이웃하는 일측에 배치되어, 흡착성이 강한 탄소질 활성탄으로 구성되어 필터링된 공기 중 악취 성분을 제거할 수 있도록 구비된다.

구체적으로, 상기 탈취필터(112a)는 공기 중의 냄새를 제거하는 탈취 효과를 갖는 것으로, 활성탄필터 또는 카본필터일 수 있다.

또한, 상기 탈취필터(112a)는 나노스케일의 유해물질을 포함한 각종 유해물질에 대한 필터링 및 탈취작용을 함께 수행할 수 있다.

따라서, 상기 탈취필터(112a)는 냄새를 빨아드리는 흡착제로서의 활성탄소를 이용한 흡착 작용 및 악취 분자를 촉매를 이용하여 분해하는 촉매 반응을 이용하여 탈취 효과를 발현시키도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 탈취필터(112a)는 상기한 효과를 낼 수 있는 다른 공지의 것을 사용할 수도 있다.

상기 송풍노즐(113)은 상기 제1이송관(111)에 배치되어 정화 공기를 사용자의 호흡기로 공급하도록 다수개로 구비된다.

구체적으로, 상기 송풍노즐(113)은 상기 마스크부(100) 내측 상단에 돌출 형성되어 필터링된 공기를 사용자의 호흡기로 공급하는 노즐 형상으로 복수개 구비될 수 있다.

또한, 상기 송풍노즐(113)은 상기 마스크부(100)의 상단 측 제1이송관(111)에 일정 간격 이격되게 배치될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크의 가습유닛의 세부적인 구성을 나타내는 일부 확대도이다.

본 발명에 따른 상기 가습유닛(114)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 정화공급라인(110)과 연결되어 정화 공기에 수증기를 공급하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 가습유닛(114)은 상기 필터유닛(112)과 이웃하는 일측에 구비되어 필터링된 정화 공기를 공급받아 사용자의 필요에 따라 상기 정화 공기에 수증기를 제공하도록 구비된다.

보다 구체적으로, 상기 가습유닛(114)은 상기 필터유닛(112)에서 정화된 공기에 수증기를 공급하여 상기 정화 공기가 적정한 습도를 유지할 수 있도록 구비되는 것으로, 건조한 날씨나 또는 사용자가 감기등의 질병에 의해 일정 습도를 유지하는 것이 필요한 경우 사용할 수 있도록 구비된다.

또한, 상기 가습유닛(114)은 오리피스관(114a), 가습수조(114b) 및 발열소자(114c)를 포함할 수 있다.

상기 오리피스관(114a)은 상기 정화공급라인(110)에 연결되어 상기 정화공급라인(110)으로 이동하는 수증기의 유동 저항을 증가시키기 위해 축경된 유로를 제공하도록 구비된다.

또한, 상기 오리피스관(114a)은 상기 오리피스관(114a)을 통과하는 공기의 유속에 따라 상기 가습유닛(114)에서 생성된 수증기가 수동적으로 상기 정화공급라인(110) 내부로 이동하도록 구성될 수 있다.

상기 오리피스관(114a)은 관의 단면적이 급격히 줄어들었다가 중앙부에서 최소 단면적이 되고, 다시 관의 단면적이 완만하게 확대되는 구조를 갖는 것으로, 단면적을 작게 하여 압력 에너지가 속도 에너지로 바뀌는 것을 이용한 구조이다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 오리피스관(114a)을 통과하기 전과 통과한 후의 유속을 비교하면 상기 오리피스관(114a)을 통과할 때 유속이 빨라지고(v₁＜ v₂) 이에 따라 압력이 감소하게 되어(P₁＞ P₂) 상기 가습수조(114b)에서 생성되는 수증기가 저압의 오리피스관(114a)으로 이동하도록 구성될 수 있다.

따라서, 상기 오리피스관(114a)은 상기 필터유닛(112)에서 필터링된 정화 공기에 수증기를 공급하는데 별도의 장치를 구비하지 않아도 용이하게 수증기가 공급될 수 있도록 하는 장점이 있다.

상기 가습수조(114b)는 일측에 초음파 진동자가 내설되고, 상기 오리피스관(114a)과 연통되도록 구비될 수 있다.

상기 발열소자(114c)는 상기 가습수조(114b) 내에 설치되어, 상기 가습수조(114b) 내 수분을 가열시켜 수증기를 생성하도록 구비된다.

한편, 상기 가습수조(114b) 및 상기 발열소자(114c)는 상기한 바와 같은 구성요소로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 상기 가습수조(114b) 및 발열소자(114c)는 이에 한정되는 것은 아니며 동일한 효과를 내는 다른 공지의 부재를 적용 실시할 수 있다.

따라서, 상기 가습유닛(114)은 본 발명에 따른 상기 에어커튼을 이용한 미세먼지 차단용 마스크(1)가 미세먼지를 차단하여 사용자의 질병을 미연에 방지할 수 있는 효과뿐 아니라 질병에 걸린 사용자에게 가습으로 인한 치료가 가능하도록 하는 효과를 줄 수 있는 장점도 있다.

상기 가열유닛(115)은 정화된 공기를 가열하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 가열유닛(115)은 상기 필터유닛(112)과 이웃하는 일측에 배치되어, 상기 필터유닛(112)을 통해 유입된 공기를 가열하도록 한다.

보다 구체적으로, 상기 가열유닛(115)은 상기 필터유닛(112)을 통해 유입된 공기를 가열하도록, 상기 마스크부(100)의 정화공급라인(110)의 필터유닛(112) 및 가습유닛(114)의 일측에 배치되고, 후술할 배터리유닛(220)과 전기적으로 연결되어 상기 배터리유닛(220)에서 공급되는 전원에 의해 가열되도록 한다.

이러한, 상기 가열유닛(115)은 소정 길이로 배열된 열선 형태로 구성될 수 있으며, 가열 온도는 34 ~ 38℃ 사이가 적당할 수 있으나 사용자의 설정에 따라 다양하게 적용될 수 있다.

상기한 온도범위는 사람의 체온 범위와 유사하므로 사용자가 뜨겁거나 차다고 느껴지지 않으며, 이 경우 필터링된 외부온도를 대략 3~4℃ 정도 상승시켜 공급하므로, 찬 공기로 인한 면역력 저하를 어느 정도 완화할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크의 에어커튼조성라인의 사용상태를 나타내는 상태도이다.

본 발명에 따른 상기 에어커튼조성라인(120)은 도 4에 도시된 바와 같이 외기를 상기 마스크부(100) 외부로 배출하여 에어커튼을 형성하도록 구비된다.

구체적으로. 상기 에어커튼조성라인(120)은 상기 마스크부(100)로 이송된 외기 중 상기 외기유량제어부재(130)에 의해 에어커튼 형성에 적용되는 외기를 공급받아 별도의 정화 작업이나 가열 또는 가습 작용을 거치지 않고 미세먼지가 포함된 외기가 사용자의 안면으로 이동하는 것을 차단하는 에어커튼을 형성하도록 구성될 수 있다.

따라서, 상기 에어커튼조성라인(120)은 제2이송관(121) 및 에어커튼조성노즐(122)을 포함할 수 있다.

상기 제2이송관(121)은 상기 송기부(300) 및 상기 외기유량제어부재(130)와 연결되어 상기 마스크부(100) 하단으로 연결되는 일정 길이를 갖는 관일 수 있다.

상기 에어커튼조성노즐(122)은 상기 제2이송관(121) 일측에 배치되어 상기 마스크부(100) 외부로 공기를 분사하여 에어커튼을 형성하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 에어커튼조성노즐(122)은 사용자의 턱 아래쪽 부분에 공기를 분사하도록 상기 마스크부(100) 하단 측 상기 제2이송관(121)에 복수개로 구비되는 노즐로서 상기 본체부(100)에서 유입된 공기가 상기 송기부(300)를 거쳐 상기 마스크부(100) 외부로 분사될 수 있도록 한다.

따라서, 상기 에어커튼조성노즐(122)은 상기 마스크부(100) 하단 또는 측면으로 에어커튼을 조성하도록 하여 사용자의 호흡기 즉, 상기 마스크부(100) 내부로 미세 먼지 및 외부 물질이 유입되지 않도록 외부 공기를 차단하도록 한다.

이처럼, 상기 에어 커튼이 형성되게 되면, 이로 인하여 코안다 효과(coanda effect)가 발생되게 된다.

상기 코안다 효과는 접근면 기류가 그 면에 빨려서 부착하여 흐르는 현상을 의미하는 것으로, 코안다 효과로 인하여 사용자가 날숨한 이산화탄소와 외부 유해물질은 에어 커튼과 함께 하방향으로 쓸려 내려가 유체장벽을 형성하고, 이로 인해 마스크부 내부로는 필터링되지 않은 물질의 유입을 차단할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 상기 에어커튼조성노즐(122)은 제1열에어커튼노즐(122a) 및 제2열에어커튼노즐(122b)을 포함하여 제1에어커튼 및 제2에어커튼으로 구성된 2단의 에어 커튼을 생성하도록 구성된다.

따라서, 상기 에어커튼조성노즐(122)은 상기한 바와 같이 2열로 배치되어 이단의 에어커튼을 조성함으로써, 에어커튼을 생성하기 위한 공기와 사용자의 호흡기로 공급될 공기를 분리하도록 하여 사용자의 호흡기로 공급될 공기만을 필터링하도록 하고 에어 커튼을 생성하여 외부로 분사될 공기는 별도의 필터링 작업을 거치지 않도록 구성되어 불필요한 필터링이나 가열 또는 가습에 따른 비효율적인 에너지 손실이 발생하지 않도록 하는 장점이 있다.

상기 제1열에어커튼노즐(122a)은 상기 제1이송관(111)의 상기 마스크부(100) 하단 측에 배치되어 사용자의 안면 방향으로 굴곡진 제1에어커튼을 생성하는 다수개로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 제1열에어커튼노즐(122a)은 상기 필터 유닛(112)에 의해 필터링된 정화 공기를 사용자의 호흡기로 분사하도록 구성되어 상기 송풍 노즐(113)뿐 아니라 상기 제1열에어커튼노즐(122a)에서도 사용자가 정화 공기를 공급받을 수 있도록 구성될 수 있다.

따라서, 상기 제1열에어커튼노즐(122a)은 사용자 안면 측으로 소정 각도로 기울어진 형태로 형성되어 상기 제1에어커튼이 상기 마스크부(100) 하단의 개방된 공간을 차단하면서도 사용자의 호흡기로 정화 공기가 공급될 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 제2열에어커튼노즐(122b)은 상기 제2이송관(121)에 배치되어 상기 마스크부(100) 하방으로 형성되는 제2에어커튼을 생성하는 다수개로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 제2열에어커튼노즐(122b)은 상기 제2이송관(121)으로 이송되는 필터링되지 않은 공기를 상기 마스크부(100)의 하방 또는 측면으로 분사하여 외기와의 차단을 위한 에어 커튼을 형성하도록 구성될 수 있다.

따라서, 상기 제2열에어커튼노즐(122b)은 상기 제2이송관(121)의 마스크부(100) 하단 또는 측면에 배치될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크의 외기유량제어부재의 세부적인 구성을 나타내는 일부 확대도이다.

본 발명에 따른 상기 외기유량제어부재(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 정화공급라인(110) 또는 상기 에어커튼조성라인(120)으로 이송되는 외기의 유량을 제어하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 외기유량제어부재(130)는 상기 본체부(200)에서 유입되어 상기 송기부(300)로 이송된 외기를 정화공급라인(110) 또는 에어커튼조성라인(120)으로 분류하여 이동할 수 있도록 공기의 유량을 제어하도록 구비될 수 있다.

따라서, 상기 외기유량제어부재(130)는 상기 정화공급라인(110) 및 상기 에어커튼조성라인(120)으로 이송되는 외기의 유량을 선택적으로 가변시키도록 구비된다.

또한, 상기 외기유량제어부재(130)는 외기의 이동방향을 조절하는 송기팬(131) 및 상기 정화공급라인(110) 또는 상기 에어커튼조성라인(120)의 개폐 정도를 조절하는 개폐조절밸브(132)를 포함할 수 있다.

상기 송기팬(131) 및 상기 개폐조절밸브(132)는 유체의 유량을 자동으로 제어하는 공지의 것이 적용 실시될 수 있다.

상기 본체부(200)는 상기 마스크부(100)로 외기를 공급하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 본체부(200)는 상기 마스크부(100)로 이송될 외기를 유입하여 상기 송기부(300)로 이동시키기 위하여 구비되는 것으로, 사용자의 인체에 적절하게 착용되거나 사용자의 가방등의 이동 수단에 용이하게 거치될 수 있도록 구비된다.

또한, 상기 본체부(200)는 송풍팬(210) 및 배터리유닛(220)을 포함할 수 있다.

상기 송풍팬(210)은 외기를 유입하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 송풍팬(210)은 복수개의 회전익이 배치된 팬일 수 있으며, 유입된 외기가 상기 송기부(300)를 거쳐 상기 마스크부(100)로 유입되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 송풍팬(210)은 상기 배터리유닛(220)과 전기적으로 연결되어 상기 배터리유닛(220)에서 전원을 공급받아 상기 구동부재(230)에 의해 작동될 수 있다.

또한, 상기 송풍팬(210)은 공지의 것을 사용할 수 있다.

상기 배터리유닛(220)은 상기 마스크부(100) 및 상기 본체부(200)에 전원을 공급하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 배터리유닛(220)은 상기 마스크부(100) 및 상기 본체부(200)에 전원을 공급하도록 구비되는 것으로, 경량화 및 사용지속성을 위하여 2차 전지가 사용될 수 있다.

예를 들면, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등이 적합할 수 있다.

또한, 상기 배터리유닛(220)은 단말기등에 사용되고 있는 무선충전방식이 적용될 수도 있다.

상기 송기부(300)는 외기를 상기 본체부(200)에서 상기 마스크부(100)로 이송하도록 구비된다.

구체적으로, 상기 송기부(300)는 상기 본체부(200)에서 분사된 공기를 상기 마스크부(100)로 이송하도록 구비되는 길이 방향의 관 형상으로, 일단이 상기 본체부(200)와 연결되고 타단이 상기 마스크부(100)와 연결되도록 구비되어 상기 본체부(200)에서 정화된 공기가 상기 마스크부(100)로 이송될 수 있도록 한다.

또한, 상기 송기부(300)는 상기 본체부(200)가 장착된 곳에서 안면까지의 거리보다 일정 범위 길게 구성되어 사용자가 활동 중 사용에 불편함을 느끼지 않도록 구성됨이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따른 에어커튼을 이용한 미세먼지 차단용 마스크에 의하면, 미세먼지를 필터링하여 사용자의 호흡기로 공급하는 정화공급라인을 마스크부에 구비함으로써, 사용자가 야외에서도 필터링된 정화 공기를 공급받을 수 있도록 한다.

또한, 상기 마스크부로 공급된 외기 및 정화 공기를 에어커튼조성노즐로 분사하여 마스크부 테두리에서 외측으로 형성되는 에어 커튼을 생성함으로써, 미세먼지가 필터링되지 않은 오염된 외기가 사용자의 호흡기로 유입되는 것을 방지하여 공기 중 유해 물질로부터 사용자를 보호할 수 있도록 한다.

또한, 에어커튼조성노즐을 제1열에어커튼노즐 및 제2열에어커튼노즐로 구성하여 정화 공기로 생성된 에어커튼은 사용자의 호흡기로 공급하고, 정화되지 않은 공기는 마스크부 외측의 에어커튼을 형성하여 외기 유입을 차단할 수 있도록 한다.

또한, 정화공급라인에 가습유닛을 포함함으로써, 사용자가 흡입하는 공기가 쾌적한 습도를 유지할 수 있도록 한다.

또한, 상기 가습유닛에 오리피스관을 구비함으로써, 제1이송관으로의 수증기 유입을 위한 별도의 부재를 구비하지 않고도 상기 제1이송관으로의 수증기 공급이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 상기 마스크부에 외기유량제어부재를 구비하여 정화공급라인으로 이송될 공기와 에어커튼조성라인으로 이송될 공기의 유량을 자동으로 제어하여 공급할 수 있도록 한다.

또한, 상기 마스크부에 가열유닛을 구비하여 추운 날씨에도 따뜻하고 쾌적한 정화 공기를 제공받을 수 있도록 한다.

아울러, 에어커튼을 생성하여 미세먼지가 포함된 외기의 유입을 차단함으로써, 사용자의 호흡기에 밀착되어 외기의 유입을 차단한 종래의 마스크에서 나타나는 답답함이나 밀폐감이 발생하지 않아 사용자가 쾌적한 상태에서 외기를 차단할 수 있도록 한다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

1 : 에어커튼을 이용한 미세먼지 차단용 마스크
100 : 마스크부 110 : 정화공급라인
111 : 제1이송관 112 : 필터유닛
112a : 탈취필터 113 : 송풍노즐
114 : 가습유닛 114a : 오리프스관
114b : 가습수조 114c : 발열소자
115 : 가열유닛 120 : 에어커튼조성라인
121 : 제2이송관 122 : 에어커튼조성노즐
122a : 제1열에어커튼노즐 122b : 제2열에어커튼노즐
130 : 외기유량제어부재 131 : 송기팬
132 : 개폐조절밸브 150 : 외피
200 : 본체부 210 : 송풍팬
220 : 배터리유닛 230 : 구동부재
300 : 송기부

Claims (14)

1. 호흡기를 포함한 안면의 일부를 감싸는 마스크부;
   상기 마스크부로 외기를 공급하는 본체부; 및
   상기 외기를 상기 본체부에서 상기 마스크부로 이송하는 송기부;를 포함하고,
   상기 마스크부는,
   상기 이송된 외기를 상기 호흡기로 공급하는 정화공급라인;
   상기 외기를 상기 마스크부 외부로 배출하여 에어 커튼을 형성하는 에어커튼조성라인; 및
   상기 정화공급라인 또는 상기 에어커튼조성라인으로 이송되는 외기의 유량을 제어하는 외기유량제어부재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 외기유량제어부재는,
   상기 정화공급라인 및 상기 에어커튼조성라인으로 이송되는 외기의 유량을 선택적으로 가변시키는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 외기유량제어부재는,
   상기 외기의 이동 방향을 조절하는 송기팬;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 외기유량제어부재는,
   상기 정화공급라인 또는 상기 에어커튼조성라인의 개폐 정도를 조절하는 개폐조절밸브;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 정화공급라인은,
   제1이송관;
   유입된 외기를 필터링하여 정화 공기를 생성하는 필터유닛; 및
   상기 제1이송관에 배치되어 상기 정화 공기를 상기 호흡기로 공급하는 다수의 송풍노즐;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 정화공급라인은,
   상기 정화공급라인과 연결되어 수증기를 공급하는 가습유닛;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 가습유닛은,
   상기 정화공급라인에 연결되어 상기 정화공급라인으로 이동하는 수증기의 유동 저항을 증가시키기 위해 축경된 유로를 제공하는 오리피스관;을 포함하고,
   상기 오리피스관은,
   상기 오리피스관을 통과하는 공기의 유속에 따라 상기 가습유닛에서 생성된 수증기가 수동적으로 상기 정화공급라인 내부로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 가습유닛은,
   일측에 초음파 진동자가 내설되고, 상기 오리피스관과 연통되는 가습수조; 및
   상기 가습수조 내에 설치되어, 상기 가습수조 내 수분을 가열시켜 수증기를 생성하는 발열소자;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
   
9. 제 5항에 있어서,
   상기 에어커튼조성라인은,
   제2이송관;
   상기 제2이송관 일측에 배치되어 상기 마스크부 외부로 공기를 분사하여 에어커튼을 형성하는 에어커튼조성노즐;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 에어커튼조성노즐은,
    상기 제1이송관의 상기 마스크부 하단 측에 배치되어 사용자의 안면 방향으로 굴곡진 제1에어커튼을 생성하는 다수의 제1열에어커튼노즐; 및
    상기 제2이송관에 배치되어 상기 마스크부 하방으로 형성되는 제2에어커튼을 생성하는 다수의 제2열에어커튼노즐;을 포함하여,
    상기 마스크부가,
    상기 제1에어커튼 및 상기 제2에어커튼으로 구성된 2단 에어커튼을 생성하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1열에어커튼노즐은,
    사용자의 호흡기로 상기 정화 공기를 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
    
12. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부는,
    외기를 유입하는 송풍팬;
    상기 마스크부 및 상기 본체부에 전원을 공급하는 배터리유닛; 및
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
    
13. 제 1항에 있어서,
    상기 정화공급라인은,
    공기를 가열하는 가열유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.
    
14. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크부는,
    사용자의 안면에 접촉하는 내피; 및
    상기 내피와 대향되도록 구성되어, 상기 정화공급라인, 에어커튼조성라인 및 외기유량제어부재를 커버하는 외피;를 포함하는 이중의 격벽 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 에어 커튼을 이용한 미세 먼지 차단용 마스크.

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