KR20210105498A - 마스크 장착용 공기 배출기 및 이를 구비한 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스크 장착용 공기 배출기 및 이를 구비한 마스크에 관한 것으로, 상세하게는, 외부 공기를 흡입할 때 공기 중에 포함된 미세먼지나 각종 바이러스, 그리고 세균 등이 호흡기를 통해 인체 내부로 흡입되는 것을 차단하기 위해 안면에 착용하는 안면 마스크의 일측부에 장착되어 사용자의 날숨에 포함된 입김이나 이산화탄소 등을 외부로 신속하게 배출하여 마스크를 착용한 상태에서도 시원함과 쾌적함을 제공하는 마스크 장착용 공기 배출기 및 이를 구비한 마스크에 관한 것이다.

Description

마스크 장착용 공기 배출기 및 이를 구비한 마스크{AIR EXHAUST APPARATUS MOUNTED ON THE MASK AND MASK HAVING THE SAME}

본 발명은 마스크 장착용 공기 배출기 및 이를 구비한 마스크에 관한 것으로, 상세하게는, 외부 공기를 흡입할 때 공기 중에 포함된 미세먼지나 각종 바이러스, 그리고 세균 등이 호흡기를 통해 인체 내부로 흡입되는 것을 차단하기 위해 안면에 착용하는 안면 마스크의 일측부에 장착되어 사용자의 날숨에 포함된 입김이나 이산화탄소 등을 외부로 신속하게 배출하여 마스크를 착용한 상태에서도 시원함과 쾌적함을 제공하는 마스크 장착용 공기 배출기 및 이를 구비한 마스크에 관한 것이다.

최근에는 무분별한 산업개발로 인해 미세먼지나 황사 등과 같은 각종 유해물질이 다량 발생하여 호흡기 질환환자가 급속도로 증가하는 추세에 있다. 이에 따라, 각종 산업현장뿐만 아니라 스포츠나 등산 등과 같은 여가생활을 행함에 있어서도 유해물질이 호흡기로 유입되는 것을 사전에 차단하기 위해 마스크를 착용하고 있다.

마스크는 대기 중에 포함되는 유해물질이 인체에 유입되는 것을 차단하기 위해 안면에 착용하는 것으로, 안면 전체를 보호하는 전면형 마스크에 비해 코와 입부위만을 국부적으로 보호하여 구조가 단순한 반면형 마스크가 주로 사용되고 있다.

이러한 반면형 마스크는 대기 중 공기에 포함된 미세먼지를 차단하는 한편, 일상 생활속에서 공공 기관이나 쇼핑몰, 버스나 지하철 등에서 감기 질환자, 중동 호흡기 증후군(Middle East Respiratory Syndrome, 메르스)이나 신종 코로나바이러스 등과 같은 중증 급성 호흡기 질환자로부터 바이러스 전염을 방지하기 위해 사용된다.

하지만 기존의 반면형 마스크는 사용자가 호흡하는 과정에서 내쉬는 날숨에 포함된 이산화탄소가 그대로 마스크 내부에 남아 호흡시 다시 재흡입되어 건강에 악영을 미치는 한편, 날숨시 배출되는 콧김과 입김으로 인해 마스크 내측이 축축하게 젖거나, 통기성 부재로 인해 땀 발생을 유발시켜 답답함과 불쾌감을 주었고, 세균 등이 증식할 수 있는 환경을 제공하였다. 또한 안경 사용자의 경우 날숨이 안경렌즈에 김 서림 현상 등을 유발시켜 마스크 착용을 기피하는 현상이 일어나고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 대한민국 공개특허 제10-2016-0121012호에서는 외부 공기 호흡시 공기에 포함된 유해물질이 사용자의 인체 내부로 흡입되는 것을 방지하면서 사용자의 날숨을 외부로 배출하는 팬모터를 구비한 마스크가 제안되었다.

대한민국 공개특허 제10-2016-0121012호에서 제안된 종래기술에 따른 마스크는 사용자의 안면부를 덮도록 안면부에 착용되고 중앙에는 개구부가 형성된 안면부 덮개에 장착된 배출수단을 이용하여 호흡시 발생하는 날숨을 외부로 배출하여 신선한 공기를 흡입하도록 하는 한편, 안경 또는 고글에 발생하는 김 서림을 방지하였다.

그러나, 대한민국 공개특허 제10-2016-121012호를 포함하여 지금까지 알려져 있는 공기를 배출하는 기능을 구비한 종래기술에 따른 마스크는 별도로 개구부가 형성된 안면부 덮개를 제작해야 하기 때문에 제조원가가 추가적으로 소모될 뿐만 아니라 시중에 판매되고 있는 기존 마스크에는 범용으로 사용할 수 없는 한계가 있었다.

또한, 종래기술에 따른 마스크는 안면부 덮개에 개구부가 형성됨에 따라 팬 모터가 정지상태(비가동)이거나, 혹은 가동상태에서도 팬모터의 출력이 작아 저속으로 가동되는 경우, 오히려 사용자의 호흡(들숨)시 외부공기가 개구부를 통해 내부로 유입(역류)되어 마스크의 기본적인 기능과 성능을 저하시키는 문제가 야기되었다.

또한, 종래기술에 따른 마스크는 안면부 덮개에 배출수단을 장착하기 위해 필수적으로 안면부 덮개의 전면부에 개구부가 형성됨에 따라 식약처에서 요구하는 미세먼지나 바이러스 차단효과를 만족하는 인증(KF94, KF99)을 받는데 어려움이 있었다.

KR 10-2012-0123969 A, 2012. 11. 12. KR 10-1776894 B1, 2017. 09. 04. KR 10-1698933 B1, 2017. 01. 17. KR 10-2016-0121012 A, 2016. 10. 19.

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 현재 시판되고 있는 다양한 구조를 갖는 안면 마스크에 장착되어 범용으로 사용할 수 있는 마스크 장착용 공기 배출기 및 이를 구비한 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 배기팬의 비가동시나 혹은 저속 가동시에도 사용자의 호흡(들숨)시 외부공기가 안면 마스크의 내부로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 마스크 장착용 공기 배출기 및 이를 구비한 마스크를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 안면 마스크의 일측부에 착탈가능하게 장착되고, 상기 안면 마스크와 사용자의 안면부 사이에 존재하는 내부공기를 외부로 배출하는 마스크 장착용 공기 배출기를 제공한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 안면 마스크의 일측부에 착탈가능하게 장착되고, 사용자의 날숨시 배출되는 이산화탄소를 포함하고 상기 안면 마스크와 사용자의 안면부 사이에 존재하는 내부공기를 외부로 배출하는 공기 배출경로가 마련되어 있고, 상기 배출경로는 수평구간과 상기 수평구간의 종단에서 수직으로 연장된 수직구간을 포함하는 마스크 장착용 공기 배출기를 제공한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 측면에 따른 본 발명은 안면 마스크의 일측부에 착탈 가능하게 장착되는 본체; 상기 본체에 내장된 배기팬; 상기 본체에 내장되고, 상기 배기팬의 동작을 제어하는 제어모듈; 상기 배기팬을 덮도록 상기 본체의 상부에 결합된 커버; 및 상기 본체의 일측부로부터 연장 형성되고, 상기 안면 마스크와 사용자의 안면부 사이로 인입 설치되며, 상기 배기팬 가동시 상기 안면 마스크의 내측에 존재하는 내부공기를 중앙에 형성된 안내공을 통해 상기 본체로 안내하여 배출하는 안내관을 포함하는 마스크 장착용 공기 배출기를 제공한다.

또한, 상기 배기팬은 상기 안내관의 안내공과 수직하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 본체는 상기 본체의 내부를 상기 안내관의 안내공과 연통하는 연통공간과 상기 제어모듈과 충전 배터리가 수용되는 수용공간으로 구획하고, 상부에 상기 배기팬이 안착되는 안착부; 상기 안내관의 안내공과 상기 연통공간의 경계 부위의 상기 연통공간의 바닥으로부터 상부로 돌출 형성되어 상기 배기팬의 가동시 상기 안내관의 안내공을 통해 배출되는 내부공기를 상부로 밀어올리는 한편, 상기 커버를 통해 상기 연통공간으로 유입되는 외부공기가 상기 안내관의 안내공으로 유입되는 것을 차단하는 턱부; 및 일측부에 상기 안내관을 사이에 두고 양측으로 상기 안내관과 나란하게 연장 형성되어 상기 안내관과의 사이에 형성된 틈새로 상기 안면 마스크의 일측부가 끼워지는 한 쌍의 끼움바를 포함할 수 있다.

또한, 상기 턱부는 상기 안내관의 안내공에 대향하는 제1 면과, 상기 제1 면의 반대면인 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면은 상기 안내공을 통해 배출되는 내부공기를 상기 배기팬이 설치된 상부로 밀어올리기 위해 완만한 곡면을 갖는 상향 경사면으로 이루어지고, 상기 제2 면은 상기 연통공간의 바닥으로 하강되는 외부공기가 상기 안내관의 안내공으로 유입되는 것을 차단하고 상기 연통공간 내에 임시 머물러 있도록 오목면, 수직면 또는 하부로 갈수록 상기 안내관의 안내공 측으로 치우진 경사면 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 본체는 상기 안면 마스크의 고정끈을 고정하도록 상기 안내관과 교차하는 방향으로 양측부에 각각 형성된 고정바를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 안내관은 상기 안면 마스크의 일측부가 감싸도록 상면이 완만한 곡면을 갖는 돔 형상으로 이루어지고, 바닥면은 안면부에 밀착되도록 평평하게 형성되며, 상기 바닥면에는 장시간 사용자의 안면부의 피부에 밀착될 때 땀이 발생되는 것을 방지하기 위해 내측으로 함몰된 통기홈이 길이방향으로 길게 형성되어 있고, 상기 통기홈의 단부는 사용자의 안면부의 피부에 밀착되지 않고 이격 설치될 수 있다.

상기 안내관은 상기 본체의 일측부에 착탈가능하게 결합되거나 길이가 가변될 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 측면에 따른 본 발명은 상기한 마스크 장착용 공기 배출기가 일측부에 장착되고, 사용자의 들숨시 배출되는 이산화탄소를 포함하는 내부공기를 외부로 배출하는 마스크를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과들을 제공할 수 있다.

첫째, 본 발명은 안면 마스크의 일측부에 착탈가능하게 장착되는 공기 배출기를 제공하여 사용자의 입에서 안면 마스크의 내측으로 배출되는 사용자의 날숨에 포함된 이산화탄소나 입김 등을 외부로 효과적으로 배출함으로써 이산화탄소의 재흡입에 따른 악영향을 원천적으로 차단하는 한편, 시원함과 쾌적함을 제공할 수 있다.

둘째, 본 발명은 공기 배출기가 안면 마스크의 일측부에 착탈가능하게 장착되는 구조로 이루어짐에 따라 현재 시판되고 있는 안면 마스크의 구조와 무관하게 범용적으로 사용이 가능하고, 종래기술과 달리 별도로 개구부를 형성할 필요가 없어 제조원가를 줄일 수 있으면서 안면 마스크를 훼손하지 않아 식약처에서 요구하는 미세먼지나 바이러스 차단효과를 만족하는 인증(KF94, KF99)을 충족시킬 수 있다.

셋째, 본 발명은 안내관의 안내공과 연통공간 사이에 턱부를 형성함으로써 배기팬의 비가동시나, 혹은 배기팬의 저속 가동시에도 사용자의 호흡(들숨)시 외부공기의 유입을 차단하여 안면 마스크의 내부로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기를 도시한 조립 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 공기 배출기의 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 공기 배출기를 도시한 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 공기 배출기의 정면도.
도 5는 도 1에 도시된 공기 배출기의 좌측면도.
도 6은 도 1에 도시된 공기 배출기의 평면도.
도 7은 도 1에 도시된 공기 배출기의 저면도.
도 8은 도 2에 도시된 턱부의 작용 효과를 설명하기 위해 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 턱부를 도시한 도면
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기가 안면 마스크에 장착된 상태를 외측에서 바라본 사시도.
도 11는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기가 안면 마스크에 장착된 상태를 내측에서 바라본 사시도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기의 부가 구성을 도시한 블럭도.

본 발명의 이점 및 특징, 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 각 도면에 형성된 각 층의 두께 및 폭은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 설명의 편의를 위해 확대 및 과장되게 도시되었다. 또한, 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.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기를 설명하기 위해 도시한 조립 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 공기 배출기의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기(10)는 안면 마스크(반면 마스크)(1, 도 10 참조)의 일측부에 착탈가능하게 장착되어 사용자의 날숨(콧김/입김)에 포함된 이산화탄소를 강제 흡입하여 외부로 배출한다.

본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기(10)가 장착되는 안면 마스크(1)는 그 구조 및 형상, 재질은 제한을 두지 않는다. 예를 들어, 코와 입 부위만을 덮는 반면형 구조 또는 눈을 제외한 안면부 전체를 덮는 전면형 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 현재 시판되고 있는 마스크는 모두 사용할 수 있다. 그리고, 그 재질은 섬유(천)나 합성수지로 이루어지고, 부직포와 같은 필터를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기(10)는 안면 마스크(1) 내부에 존재하는 내부공기가 외부로 배출되는 배출경로가 마련되어 있고, 이때, 상기 배출경로는 수평구간과, 상기 수평구간의 종단에서 수직으로 연장된 수직구간을 포함한다.

참고로, 전술한 바와 같이, 대한민국 공개특허 제10-2016-0121012호에서 제안된 종래기술에 따른 마스크는 내부공기가 배출되는 배출경로가 수평구간으로만 이루어져 있기 때문에 들숨시 외부공기가 마스크 내부로 쉽게 유입되는 문제가 있다.

이를 보완하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 내부공기가 배출되는 배출경로를 수평구간과, 상기 수평구간의 종단에서 수직으로 연장된 수직구간을 포함한다. 즉, 내부공기가 유입되는 유입구와 외부공기가 유입되는 유입구를 서로 수직하게 배치하여 들숨시 가해지는 흡입력에도 외부공기가 내부로 쉽게 유입되지 않도록 한다.

도 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기(10)는 안면 마스크(1)의 일측부에 장착되는 본체(11)와, 본체(11)의 내부에 내장되는 배기팬(12)과, 배기팬(12)의 동작을 제어하는 제어모듈(13)과, 사용자의 입 주변에 근접하도록 안면 마스크(1)와 안면부 사이로 삽입되고 본체(11)의 일측부로부터 연장되어 내부공기를 안내하는 안내관(14)과, 본체(11)의 상부를 덮는 커버(15)를 포함한다.

도 3은 도 1에 도시된 공기 배출기를 도시한 단면도, 도 4는 도 1에 도시된 공기 배출기의 정면도, 도 5는 도 1에 도시된 공기 배출기의 좌측면도, 도 6은 도 1에 도시된 공기 배출기의 평면도, 도 7은 도 1에 도시된 공기 배출기의 저면도이다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 본체(11)는 상부가 개방되고, 내부가 안내관(14)의 안내공(14a)과 연통하는 연통공간(11b)과 제어모듈(13)이 수용되는 수용공간(11c)으로 구획하고 상부에 배기팬(12)이 안착되는 안착부(11a)가 형성되어 있다.

연통공간(11b)은 안착부(11a)에 의해 수용공간(11c)과 물리적으로 분리되고, 도 3과 같이, 안내관(14)의 안내공(14a)과 연통하도록 형성된다. 이에 따라 안내관(14)의 안내공(14a)을 통해 배출되는 내부공기는 연통공간(11b)으로 유입된 후 안착부(11a)에 안착되는 배기팬(12)의 흡입력에 의해 이끌려 수직방향으로 배출된다.

도 3과 같이, 연통공간(11b)은 바닥면이 안내관(14)의 안내공(14a)에서 후단으로 후방으로 갈수록 상향 경사면을 갖도록 형성된다. 이를 통해 안내관(14)의 안내공(14a)을 통해 배출되는 내부공기는 연통공간(11b)의 바닥면을 따라 상부로 유도된다.

그리고, 안내관(14)의 안내공(14a)과 연통공간(11b)의 경계, 바람직하게는 안내공(14a)과 연통공간(11b)의 경계에서 대략 2mm~5mm 정도 이격된 지점에는 배기팬(12)의 흡입력으로 인해 안내공(14a)을 통해 배출되는 내부공기를 상부로 밀어올리는 한편, 커버(15)를 통해 외부에서 연통공간(11b)으로 유입되는 외부공기가 안내관(14)의 안내공(14a)으로 유입되지 않도록 차단하는 턱부(11d)가 형성되어 있다.

한편, 본 발명에서는 사용자의 날숨시 내부공기가 쉽게 외부로 배출되고, 들숨시에는 외부공기가 쉽게 안내관(14)의 안내공(14a)으로 유입되지 않도록 하기 위해 안내관(14)의 길이(L)(내부공기가 배출되는 배출경로의 수평구간)를 본체(11) 및 커버(12)의 두께(T)(내부공기가 배출되는 배출경로의 수직구간)보다 크게 형성한다.

이와 같이, 안내관(14)의 길이(L)를 본체(11) 및 커버(12)의 두께(T) 보다 크게 형성하면, 사용자의 날숨시에는 작은 힘으로도 내부공기가 쉽게 커버(15)를 통해 외부로 배출되는 반면 들숨시에는 외부공기가 안내관(14)의 안내공(14a)으로 쉽게 유입되지 않는다.

도 8은 도 2에 도시된 턱부의 작용 효과를 설명하기 위해 도시한 단면도들로서, (a)는 배기팬의 고속 가동상태에서 내부공기의 흐름을 도시한 단면도이고, (b)는 배기팬의 비가동상태에서 사용자의 들숨시 외부공기의 흐름을 도시한 단면도이며, (c)는 배기팬의 저속 가동상태에서 내부 및 외부공기의 흐름을 도시한 도면이다.

도 8의 (a) 및 (c)와 같이, 배기팬(12)이 가동하면, 배기팬(12)의 흡입력에 의해 안면 마스크(1)의 내측에 존재하는 내부공기(날숨)는 안내관(14)의 내부로 흡입된 후 연통공간(11b)을 경유하여 커버(15)의 배기구(15a)를 통해 외부로 배출된다.

도 8의 (b)와 같이, 배기팬(12)의 비가동 상태에서는 사용자의 들숨시 발생하는 흡입력에 의해 외부공기가 내부로 유입될 수 있다. 이때, 사용자의 들숨시 내부로 유입되는 외부공기는 내부공기보다 상대적으로 차갑기 때문에 대류작용에 의해 연통공간(11b)의 바닥으로 내려간다. 이에 따라, 연통공간(11b)에 형성된 턱부(11d)에 막혀 더 이상 안내관(14)의 안내공(14a)의 내부로 유입되지 못하고 차단된다.

한편, 배기팬(12)이 가동하고 있는 상태에서, 사용자가 숨을 들이마시면, 배기팬(12)의 흡입력과 들숨시 흡입력 간의 차이에 따라 외부공기의 유입여부가 결정된다.

예를 들어, 도 8의 (a)와 같이, 배기팬(12)이 고속으로 가동되어 배기팬(12)의 흡입력이 들숨시 흡입력에 비해 큰 경우, 외부공기는 거의 내부로 유입되지 않는다. 하지만, 도 8의 (b)와 같이, 배기팬(12)이 저속으로 가동되어 배기팬(12)의 흡입력이 사용자의 들숨시 흡입력과 동일하거나, 혹은 작은 경우에는 외부공기가 내부로 유입될 수 있는데, 이처럼 외부공기가 유입되는 것을 턱부(11d)를 통해 차단한다.

사용자의 입에서 배출되는 내부공기는 통상 외부공기에 비해 따뜻하고, 들숨시 연통공간(11b)의 내부로 유입되는 외부공기는 내부공기에 비해 상대적으로 차갑다. 이에 따라, 연통공간(11b) 내에서는 배출되는 내부공기와 들숨시 유입되는 외부공기 간의 대류작용이 일어나 차가운 외부공기는 연통공간(11b)의 바닥으로 내려간다.

이때, 배기팬(12)의 가동에 의해 안내관(14)의 안내공(14a)을 통해 배출되는 내부공기는 연통공간(11b)에 형성된 턱부(11d)에 의해 부딪치면서 상승하여 연통공간(11b)과 안내공(14a) 사이에 에어커튼을 형성한다. 그리고, 연통공간(11b)의 바닥으로 내려간 차가운 외부공기는 턱부(11d)에 막혀 안내관(14)의 안내공(14a)으로 유입되지 못하고 연통공간(11b) 내에서 와류를 발생시켜 연통공간(11b) 내에서 임시 머물러 있다가 추후 들숨에 의한 흡입력이 제거되면 배기팬(12)의 흡입력으로 인해 연통공간(11b)으로 배출된 내부공기와 함께 커버(15)를 통해 외부로 배출된다.

이와 같이, 본 발명은 사용자의 들숨과 날숨시 공기의 흐름이 동일한 경로로 이루어진다. 즉, 들숨시 커버(15)의 배출구(15a)를 통해 외부공기가 내측으로 유입되고, 배기팬(12)의 가동시 날숨에 포함된 이산화탄소가 외부로 배출되는 구조로 이루어진다. 이에 따라, 사용자의 들숨에 의해 흡입되는 외부공기와 배기팬(12)에 의해 배출되는 내부공기는 서로 동일 경로에서 서로 반대방향으로 흐르게 된다. 이 과정에서 산소보다 비교적 큰 입자를 갖는 이산화탄소(내부공기에 포함된 이산화탄소)가 외부공기에 포함된 미세먼지 등과 같은 유해물질과 충돌하고, 이 과정에서 외부공기에 포함된 유해물질들이 이산화탄소와 충돌하여 낙하하고 이산화탄소와 함께 배출된다. 결국, 이산화탄소에 의해 유해물질이 제거되어 신선한 미량의 공기가 유입된다.

도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 턱부를 설명하기 위해 도시한 도면들이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 턱부(21d, 31d, 41d)는 각각 연통공간(11b)의 바닥에서 상부로 돌출된 구조로 이루어진다. 그리고, 안내관(14)의 안내공(14a)에 대응하는 제1 면(a)과, 제1 면(a)의 반대면인 제2 면(b)을 포함한다.

제1 면(a)은 안내공(14a)을 통해 배출되는 내부공기를 배기팬(12)이 설치된 상부로 밀어올리기 위해 완만한 곡면을 갖는 상향 경사면으로 이루어지고, 제1 면(a)의 반대면인 제2 면(b)은 연통공간(11b)의 바닥으로 하강되는 외부공기가 안내공(14a)으로 유입되지 않고 연통공간(11b) 내에 임시 머물러 있도록 오목면(a), 수직면(b) 또는 하부로 갈수록 안내공(14a) 측으로 치우진 경사면(c)으로 이루어질 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기가 안면 마스크에 장착된 상태를 외측에서 바라본 사시도이고, 도 11는 내측에서 바라본 사시도이다.

도 10 및 도 11과 같이, 안내관(14)은 안면 마스크(1)와 사용자의 안면부 사이로 삽입시킨 상태에서 본체(11)를 안면 마스크(1)의 일측부에 장착하기 위해 본체(11)의 일측부에는 안내관(14)을 사이에 두고 양측으로 안내관(14)과 나란하게 신장되어 안면 마스크(1)의 일측부에 끼워지는 한 쌍의 끼움바(11e)가 형성되어 있다.

도 10과 같이, 안면 마스크(1)는 안내관(14)의 상면을 덮은 상태에서 측단부가 한 쌍의 끼움바(11e)와 안내관(14) 사이의 틈새(C, 도 7참조)로 끼워진다. 즉, 도 7과 같이, 본체(11)는 안면 마스크(1)의 일측단부가 한 쌍의 끼움바(11e)와 안내관(14) 사이의 틈새(C)로 끼워지는 방식으로 안면 마스크(1)의 일측부에 장착된다.

안내관(14)은 안면 마스크(1)와 사용자의 안면부 사이로 삽입된다. 이에 따라, 안면 마스크(1)가 안면부 사이에는 안내관(14)의 두께에 상응하는 틈새가 발생되는데, 이러한 틈새를 최소화하기 위해 안내관(14)은 비교적 작은 두께로 형성된다.

즉, 안내관(14)은 두께를 최소화하는 한편, 안면 마스크(1)와 안면부 간의 틈새를 최소화하기 위해 안면 마스크(1)의 일측부가 감싸도록 상면이 완만한 곡면을 갖는 돔 형상으로 이루어지고, 바닥면은 안면부에 밀착되도록 평평하게 형성된다.

그리고, 도 7과 같이, 안내관(14)의 평평한 바닥면에는 장시간 안면부의 피부에 밀착될 때 땀이 발생되는 것을 방지하기 위해 내측으로 함몰된 통기홈(14b)이 길이방향으로 길게 형성되어 있다. 이때, 통기홈(14b)은 'A' 경계선까지 안면부의 피부에 밀착되고, 단부 일부는 안면부의 피부에 밀착되지 않고 이격 설치됨에 따라 외기(Air)는 통기홈(14b)의 단부를 통해 유입되어 안면부에 신선한 공기를 제공한다.

또한, 안내관(14)에는 외부공기에 포함된 이물질을 제거하는 필터가 더 설치될 수도 있다.

또한, 안내관(14)은 그 길이가 고정되지 않고 가변되는 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 안테나나 낚시대, 혹은 플렉시블 구조와 같이 길이가 가변되는 구조로 이루어질 수 있다. 이를 통해 사용자의 안면부 크기와 무관하게 길이를 가변시켜 효과적으로 내부공기를 배출할 수 있다.

또한, 안내관(14)은 본체(11)의 일측부에 일체로 연장 형성되는 것이 아니라, 본체(11)의 일측부에 돌출된 결합부(미도시)에 착탈가능하게 끼워져 결합될 수 있다. 이를 통해 안내관(14)을 본체(11)로부터 분리시켜 간편하게 세척 및 소독할 수 있다.

또한, 안내관(14)은 안내공(14a)의 바닥면이 일단에서 연통공간(11b) 측으로 갈수록 상향 경사진 경사면을 갖도록 형성하여 안내공(14a)으로 배출되는 내부공기를 상부로 유도할 수도 있다.

한편, 도 10 및 도 11과 같이, 본체(11)에는 안내관(14)과 교차하는 방향으로 양측부에 안면 마스크(1)의 고정끈(1a)을 고정하는 고정바(11f)가 각각 형성되어 있다.

고정바(11f)는 도 5와 같이, 단면 상으로 'L'자 형태로 이루어진다. 그리고, 고정바(11f)와 본체(11) 사이에는 고정끈(1a)이 억지끼움방식으로 끼워져 고정되고, 이에 따라 보다 안정적으로 본체(11)를 안면 마스크(1)에 결합함으로써 일상 생활 중에도 본체(11)가 안면 마스크(1)로부터 이탈되어 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2와 같이, 배기팬(12)은 연통공간(11b)의 상부에 위치되도록 안착부(11a)에 설치되고, 제어모듈(13)에 의해 가동되어 내부공기를 흡입하여 배출한다. 즉, 배기팬(12)은 커버(15)에 의해 보호되고, 구동시 안면 마스크(1)의 내측에 존재하는 이산화탄소 등을 안내관(14)을 통해 흡입한 후 커버(15)를 통해 배출한다.

제어모듈(13)은 도 2와 같이, 배기팬(12)의 동작을 제어하기 위해 인쇄회로기판(13a)과, 인쇄회로기판(13a)에 실장된 각종 능동소자 및 수동소자를 포함하는 팬 구동부(13b)와, 인쇄회로기판(13a)에 실장된 스위치(13c) 및 접속포트(13d)를 포함한다.

인쇄회로기판(13a)과 팬 구동부(13b)는 본체(11)와 커버(15)의 내부에 내장되고, 동작 스위치(13c)와 접속포트(13d)는 본체(11)와 커버(15) 사이의 일측으로 돌출된다.

도 2와 같이, 본체(11)의 수용공간(11c)은 안착부(11a)를 감싸도록 형성되어 있다.

수용공간(11c)의 일측에는 제어모듈(13)이 수용되고, 타측에는 충전 배터리(16)가 수용된다. 그리고, 일측과 타측을 연결하는 공간에는 제어모듈(13)과 배기팬(12) 및 충전 배터리(16)를 전기적으로 상호 연결하는 각종 배선(17)이 수용된다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 장착용 공기 배출기의 부가 구성을 도시한 블럭도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 공기 배출기(10)는 사용자의 들숨을 감지하는 들숨 검출센서(21)와, 사용자의 날숨을 감지하는 날숨 검출센서(22)를 더 포함할 수 있다.

들숨 검출센서(21)는 공기 흐름을 감지하는 센서로서, 사용자가 숨을 들이 마실때 외부에서 공기가 내부로 유입되는 것을 감지하여 팬 구동부(13b)로 제공한다.

날숨 검출센서(22) 또한 공기 흐름을 감지하는 센서로서, 사용자가 숨을 내뱉을 때 내부에서 외부로 공기가 배출되는 것을 감지하여 팬 구동부(13b)로 제공한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 배기팬(12)을 통해 배출되는 이산화탄소가 에어커튼 역할을 수행하여 내부로 유입되는 외부공기에 포함된 비교적 입자가 큰 유해물질들을 제거하게 된다. 하지만, 팬 구동부(13b)에 의해 배기팬(12)이 연속적으로 구동되는 경우 사용자의 들숨시 배기팬(12)의 강한 흡입력으로 인해 외부기가 커버(15)의 배출구(15a)를 통해 소량만이 흡입되어 원활한 산소 공급이 어려울 수 있다.

이에 사용자의 들숨시에는 팬 구동부(13b)를 통해 배기팬(12)을 중지시켜 회전속도를 줄이고, 사용자의 날숨시에는 배기팬(12)을 가동시켜 회전속도를 증가시킬 수 있다.

사용자의 들숨과 날숨은 짧은 시간 내에 반복적으로 이루어진다. 이에 따라, 들숨시 팬 구동부(13b)를 통해 배기팬(12)을 중지(전원 공급 차단)시키면 관성에 의해 배기팬(12)은 바로 정지되지 않고 서서히 회전속도가 줄어들어 흡입력이 낮아진다. 이런 상태에서 사용자가 숨을 내쉬면 배기팬(12)의 가동으로 인해 배기팬(12)의 회전속도가 증대되어 이산화탄소는 강한 흡입력에 의해 빠르게 배출될 수 있다.

한편, 본 발명은 안면 마스크(1)의 내측에 남아 있는 이산화탄소의 농도를 감지하는 이산화탄소 검출센서(23)와, 습기를 감지하는 습기 검출센서(24)를 더 포함할 수 있다.

이러한 이산화탄소 검출센서(23)와 습기 검출센서(24)는 안면 마스크(1)의 내측, 즉 안면 마스크(1)의 사용자의 안면부 사이에 존재하는 이산화탄소와 습기를 각각 정확하게 감지하기 위해 각각 안내관(14)의 안내공(14a) 내측에 설치될 수 있다.

이산화탄소 검출센서(23)와 습기 검출센서(24)는 각각 이산화탄소 농도와 습기를 감지하여 팬 구동부(13b)로 제공한다. 팬 구동부(13b)는 이산화탄소 검출센서(23)와 습기 검출센서(24)를 통해 각각 검출된 이산화탄소 농도 및/또는 습기가 기준치 이상으로 검출되면, 배기팬(12)을 구동시켜 이산화탄소를 외부로 배출할 수 있다.

그리고, 배기팬(12)의 구동에 의해 안면 마스크(1)의 내측에 존재하는 이산화탄소가 외부로 배출되는 과정에서 안면 마스크(1)의 내측은 외측에 비해 상대적으로 기압이 낮아지고, 이로 인해 외부의 신선한 공기가 내측으로 대류 작용으로 유입됨으로써 콧김이나 입김으로 인한 습기를 제거하여 시원함과 쾌적함을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 공기 배출기(10)는 미세먼지를 감지하는 미세먼지 검출센서(25)를 더 포함할 수 있다. 미세먼지 검출센서(25)는 커버(15)의 내측에 설치될 수 있다.

제어모듈(13)은 미세먼지 검출센서(25)에 의해 미세먼지가 감지되면 배출팬(12)을 가동시켜 외부공기가 내부로 본체(11)의 내부로 유입되지 않도록 제어한다.

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

1 : 안면 마스크 1a : 고정끈
10 : 공기 배출기 11 : 본체
11a : 안착부 11b : 연통공간
11c : 수용공간 11d, 21d, 31d, 41d : 턱부
11e : 한 쌍의 끼움바 11f : 고정바
12 : 배기팬 13 : 제어모듈
13a : 인쇄회로기판 13b : 팬 구동부
13c : 스위치 13d : 접속포트
14 : 안내관 14a : 안내공
15 : 커버 15a : 배기구
16 : 충전 배터리 17 : 배선
21 : 들숨 검출센서 22 : 날숨 검출센서
23 : 이산화탄소 검출센서 24 : 습기 검출센서
25 : 미세먼지 검출센서

Claims (10)

1. 안면 마스크의 일측부에 착탈가능하게 장착되고, 상기 안면 마스크와 사용자의 안면부 사이에 존재하는 내부공기를 외부로 배출하는 마스크 장착용 공기 배출기.
   
2. 안면 마스크의 일측부에 착탈가능하게 장착되고, 사용자의 날숨시 배출되는 이산화탄소를 포함하고 상기 안면 마스크와 사용자의 안면부 사이에 존재하는 내부공기를 외부로 배출하는 공기 배출경로가 마련되어 있고, 상기 배출경로는 수평구간과 상기 수평구간의 종단에서 수직으로 연장된 수직구간을 포함하는 마스크 장착용 공기 배출기.
   
3. 안면 마스크의 일측부에 착탈 가능하게 장착되는 본체;
   상기 본체에 내장된 배기팬;
   상기 본체에 내장되고, 상기 배기팬의 동작을 제어하는 제어모듈;
   상기 배기팬을 덮도록 상기 본체의 상부에 결합된 커버; 및
   상기 본체의 일측부로부터 연장 형성되고, 상기 안면 마스크와 사용자의 안면부 사이로 인입 설치되며, 상기 배기팬 가동시 상기 안면 마스크의 내측에 존재하는 내부공기를 중앙에 형성된 안내공을 통해 상기 본체로 안내하여 배출하는 안내관;
   을 포함하는 마스크 장착용 공기 배출기.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 배기팬은 상기 안내관의 안내공과 수직하게 설치된 마스크 장착용 공기 배출기.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 본체는,
   상기 본체의 내부를 상기 안내관의 안내공과 연통하는 연통공간과 상기 제어모듈과 충전 배터리가 수용되는 수용공간으로 구획하고, 상부에 상기 배기팬이 안착되는 안착부;
   상기 안내관의 안내공과 상기 연통공간의 경계 부위의 상기 연통공간의 바닥으로부터 상부로 돌출 형성되어 상기 배기팬의 가동시 상기 안내관의 안내공을 통해 배출되는 내부공기를 상부로 밀어올리는 한편, 상기 커버를 통해 상기 연통공간으로 유입되는 외부공기가 상기 안내관의 안내공으로 유입되는 것을 차단하는 턱부; 및
   일측부에 상기 안내관을 사이에 두고 양측으로 상기 안내관과 나란하게 연장 형성되어 상기 안내관과의 사이에 형성된 틈새로 상기 안면 마스크의 일측부가 끼워지는 한 쌍의 끼움바;
   를 포함하는 마스크 장착용 공기 배출기.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 턱부는 상기 안내관의 안내공에 대향하는 제1 면과, 상기 제1 면의 반대면인 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면은 상기 안내관의 안내공을 통해 배출되는 내부공기를 상기 배기팬이 설치된 상부로 밀어올리기 위해 완만한 곡면을 갖는 상향 경사면으로 이루어지고, 상기 제2 면은 상기 커버를 통해 유입된 외부공기가 상기 연통공간의 바닥으로 하강된 후 상기 안내관의 안내공으로 유입되는 것을 차단하여 상기 연통공간 내에 임시 머물러 있도록 오목면, 수직면 또는 하부로 갈수록 상기 안내관의 안내공 측으로 치우진 경사면 중 어느 하나로 이루어진 마스크 장착용 공기 배출기.
   
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 본체는 상기 안면 마스크의 고정끈을 고정하도록 상기 안내관과 교차하는 방향으로 양측부에 각각 형성된 고정바를 더 포함하는 마스크 장착용 공기 배출기.
   
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 안내관은 상기 안면 마스크의 일측부가 감싸도록 상면이 완만한 곡면을 갖는 돔 형상으로 이루어지고, 바닥면은 안면부에 밀착되도록 평평하게 형성되며, 저면에는 장시간 사용자의 안면부의 피부에 밀착될 때 땀이 발생되는 것을 방지하기 위해 내측으로 함몰된 통기홈이 길이방향으로 길게 형성되어 있고, 상기 통기홈의 단부는 사용자의 안면부의 피부에 밀착되지 않고 이격 설치되는 마스크 장착용 공기 배출기.
   
9. 제 4 항에 있어서,
   상기 안내관은 상기 본체의 일측부에 착탈가능하게 결합되거나 길이가 가변되는 마스크 장착용 공기 배출기.
   
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 마스크 장착용 공기 배출기가 일측부에 장착되고, 사용자의 들숨시 배출되는 이산화탄소를 포함하는 내부공기를 외부로 배출하는 마스크.

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