KR20210126356A

KR20210126356A - 날숨 배출 기능을 갖는 마스크

Info

Publication number: KR20210126356A
Application number: KR1020200044063A
Authority: KR
Inventors: 김창길; 김한철; 정수영
Original assignee: 주식회사 더엘스타; 주식회사 티케이랩스
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2021-10-20
Also published as: KR20220027794A

Abstract

본 발명은 외부 공기를 흡입할 때 공기 중에 포함된 미세먼지나 각종 바이러스, 세균 등이 호흡기를 통해 인체 내부로 흡입되는 것을 방지하기 위해 안면에 착용하는 안면 마스크(안면커버)에 장착되는 것으로, 착용자의 날숨에 포함된 입김이나 이산화탄소 등을 외부로 신속하게 배출하여 안면 마스크를 착용한 상태에서도 착용자에게 시원함과 쾌적함을 제공하는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크에 관한 것이다.

Description

날숨 배출 기능을 갖는 마스크{MASK FOR EXHAUSTING AIR}

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 즐기는 과정에서 유해물질이 호흡기로 유입되는 것을 미리 차단하기 위해 안면 마스크가 사용된다.

안면 마스크는 대기 중에 포함되는 각종 유해물질이 호흡기를 통해 인체에 유입되는 것을 차단하기 위해 안면에 착용하는 것으로, 안면 전체를 덮어 보호하는 전면형 마스크와, 코와 입부위를 국부적으로 덮어 보호하는 반면형 마스크가 있으며, 이중 구조가 단순하여 착용성과 편의성이 우수한 반면형 마스크가 주로 사용된다.

이러한 안면 마스크는 대기에 포함된 미세먼지를 차단하는 기능 이외에 일상 생활속에서 공공기관, 쇼핑몰, 버스, 지하철 등과 같이 다중이 모이는 장소에서 감기 질환자, 중동 호흡기 증후군(Middle East Respiratory Syndrome, 메르스)이나 신종 코로나 바이러스 등과 같은 중증 급성 호흡기 질환 등의 전염을 예방할 수 있다.

이와 같이 안면 마스크는 미세먼지, 각종 세균이나 바이러스의 유입을 차단하여 사용자의 건강 증진을 도모할 수는 있으나, 사용자가 내쉬는 날숨에 포함된 이산화탄소가 마스크에 막혀 공기 중으로 배출되지 못하고 안면부와 마스크 사이에 잔류함으로써 들숨시 호흡기를 통해 재흡입되어 오히려 건강에 악영향을 미칠 수 있다.

또한, 날숨시 배출되는 콧김과 입김으로 인해 마스크 내측이 축축하게 젖어 각종 세균 등이 증식하는 환경을 제공하였고, 또한 통기성 부재로 인해 땀 발생을 유도하여 답답함과 불쾌감을 주는 한편, 안경 착용자의 날숨으로 인해 안경렌즈에 김 서림 현상 등이 유발되어 오히려 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 제10-2016-121012호에서 제안된 마스크는 날숨 배출수단이 안면부 덮개의 정면부에 설치된 구조로, 이 경우 마스크를 착용한 상태에서 타인과 마주보면서 대화를 하는 경우 배출수단을 통해 날숨과 함께 착용자의 입 냄새가 함께 직접 타인으로 배출됨에 따라 타인에게 불쾌감을 줄 뿐만 아니라 마스크 착용자의 호흡기를 통해 배출되는 비말이 타인으로 그대로 전달되어 오히려 착용자의 바이러스가 타인으로 전달되어 바이러스 전염을 유발하는 문제가 발생하였다.

또한, 종래기술에 따른 마스크는 안면부 덮개에 개구부가 형성됨에 따라 팬 모터가 정지상태, 혹은 가동상태에서도 팬모터의 출력이 작아 저속으로 가동되거나, 혹은 강하게 바람이 부는 경우, 오히려 사용자의 호흡시 외부 공기가 내부로 유입(역류)되어 마스크의 기본적인 차단기능과 성능을 저하시키는 문제가 야기되었다.

KR 10-2016-0121012 A, 2016. 10. 19. KR 10-2017-0138865 A, 2017. 12. 18. KR 10-1783804 B1, 2017. 10. 10. KR 10-2016-0132159 A, 2016. 11. 17.

따라서, 본 발명은 다음과 같은 목적들을 제안한다.

첫째, 본 발명은 안면 마스크를 착용한 착용자의 호흡시 날숨에 포함된 입김이나 이산화탄소 등을 외부로 신속하게 배출하여 착용자에게 안면 마스크를 착용한 상태에서도 착용자에게 시원함과 쾌적함을 제공하면서도 타인과 마주보면서 대화를 할 때 착용자의 입 냄새나 비말이 직접 타인을 향해 배출되지 않도록 하여 불쾌감과 각종 바이러스의 전염을 방지할 수 있는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크를 제공한다.

둘째, 본 발명은 날숨을 배출하는 배기팬의 비가동시나 저속 가동시, 혹은 강한 바람에도 착용자의 들숨시 외부 공기에 포함된 미세먼지 등과 같은 유해물질이 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크를 제공한다.

본 발명은 상기한 목적들을 달성하기 위해 다음과 같은 해결 수단을 제공하고자 한다.

본 발명은 착용자의 안면부를 덮어 밀폐하는 안면커버; 상기 안면커버에 장착되어 착용자의 날숨에 의해 상기 안면커버의 내측에 존재하는 이산화탄소와 입김이나 콧김을 상기 안면커버의 외부로 배출하는 날숨 배출모듈; 상기 안면커버의 체결홀을 관통하여 돌출된 상기 날숨 배출모듈에 착탈 가능하게 결합되어 상기 날숨 배출모듈을 상기 안면커버에 착탈 가능하게 고정하는 고정캡; 상기 고정캡의 중앙에 형성된 축핀에 결합되어 착용자의 들숨시 흡입력에 의해 상기 축핀을 따라 상기 고정캡의 입구측으로 이동하여 상기 배출유로를 긴밀하게 밀폐하고, 착용자의 날숨시 배출력에 의해 상기 축핀을 따라 상기 고정캡의 입구측에서 멀어지는 방향으로 이동하여 상기 고정캡의 배출유로를 개방하는 개폐막; 및 상기 축핀의 종단부에 결합되어 상기 개폐막이 상기 축핀으로부터 이탈되지 않도록 하는 고정부재를 포함하는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크를 제공한다.

또한, 상기 고정부재는 링 구조로 이루어지고, 날숨시 날숨과 함께 향긋한 향을 배출하기 위해 금속, 합성수지 또는 실리콘 재질로 이루어진 본체의 표면에 방향제가 도포되어 있거나 본체 전체가 고체 방향제로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 고정부재는 프로펠러형으로 이루어지고, 상기 개폐막은 상기 고정부재의 각 날개에 대응하도록 적어도 하나의 배출홀이 형성되어 있으며, 날숨시 상기 고정부재는 상기 개폐막에 형성된 배출홀을 통해 배출되는 날숨에 의해 상기 축핀을 축으로 회전하여 상기 고정캡 내에서 와류를 인위적으로 유발시킬 수 있다.

또한, 상기 날숨 배출모듈은 상기 고정캡에 착탈가능하게 결합된 본체; 상기 배출유로와 연통하도록 상기 본체의 일측부에 형성된 유로의 내측에 설치된 배출팬; 상기 본체의 타측부에 형성된 수용부의 내측에 수용되는 팬 구동부; 상기 수용부에 수용되고 상기 팬 구동부에 전원을 공급하는 충전 배터리; 및 상기 본체의 상부를 덮도록 설치되고, 상기 유로와 연동하는 배출구가 형성된 상부커버를 포함할 수 있다.

또한, 상기 상부커버의 일측부에 착탈가능하게 형성되고, 단면이 '

' 형상으로 이루어져 상기 상부커버의 배출구를 통해 배출되는 날숨을 상기 상부커버의 상면을 따라 수평방향으로 안내하는 날숨 유도커버를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 팬 구동부는 상기 충전 배터리에 전기적으로 접속되어 전원을 공급받는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 측부에 접속되어 상기 팬 구동부를 구동시키는 동작 스위치; 상기 인쇄회로기판의 측부에 접속되어 외부 전원을 공급받는 접속포트; 및 상기 동작 스위치의 스위치 동작에 연동하여 상기 배출팬을 구동시키는 구동칩을 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정캡은 상기 본체에 착탈 가능하게 결합되는 결합편; 및 상기 결합편의 내측으로부터 아치형으로 상기 축핀 방향으로 연장된 구조로 이루어져 상기 고정캡의 입구측보다 배출구측의 유로를 감소시켜 상기 배출유로를 통해 배출되는 날숨에 포함된 이산화탄소가 상기 고정캡 내에서 오랫 머물도록 하는 연장편을 포함할 수 있다.

또한, 상기 날숨 배출모듈은 상기 본체에 형성된 유로의 내측에 설치되어 착용자의 들숨이나 날숨시 상기 유로를 통과하는 압력의 변화를 감지하여 들숨과 날숨을 판단하는 압력센서를 더 포함하고, 상기 팬 구동부는 상기 압력센서의 감지신호에 응답하여 상기 배출팬의 동작을 제어하되, 들숨시에는 상기 배출팬의 회전속도를 감속시키고, 날숨시에는 상기 배출팬의 회전속도를 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 날숨 배출모듈은 상기 본체에 형성된 유로의 내측에 개폐밸브로 기능하는 상기 개폐막의 이동 경로 상에 설치되어 상기 개폐막의 움직임을 감지하는 광학식 감지센서를 더 포함하고, 상기 팬 구동부는 상기 광학식 감지센서의 감지신호에 응답하여 상기 배출팬의 동작을 제어하되, 상기 개폐막이 상기 고정캡 방향으로 이동할 때에는 상기 배출팬의 회전속도를 감속시키고, 상기 개폐막이 상기 고정캡의 반대방향으로 이동할 때에는 상기 배출팬의 회전속도를 증가시킬 수 있다.

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

첫째, 본 발명은 안면 마스크에 고정캡을 통해 착탈가능하게 장착되는 날숨 배출모듈이 구비된 마스크를 제공함으로써 착용자의 호흡기에서 배출되는 날숨에 포함된 이산화탄소나 입김 등을 외부로 효과적으로 배출함으로써 이산화탄소의 재흡입에 따른 악영향을 원천적으로 차단하는 한편, 시원함과 쾌적함을 제공할 수 있다.

둘째, 본 발명은 고정캡의 내측에 들숨에 의한 흡입력과 날숨에 의한 배출력에 기인하여 고정캡의 배출유로를 개폐하는 개폐막을 구비함으로서 타인과 마주보면서 대화를 할 때 착용자의 입 냄새나 비말이 직접 타인을 향해 배출되지 않도록 하여 타인에게 불쾌감을 주지 않을 뿐만 아니라 각종 바이러스의 전염을 방지할 수 있다.

셋째, 본 발명은 본체에 결합된 커버의 일측부에 착탈가능하게 결합되어 커버의 배출구를 통해 배출되는 날숨을 정면이 아닌 일측으로 유도하는 유도커버를 구비함으로써 착용자의 비말이나 입 냄새가 직접 타인을 향해 배출되지 않도록 하여 타인에게 불쾌감을 주지 않을 뿐만 아니라 각종 바이러스의 전염을 방지할 수 있다.

넷째, 본 발명은 본체와 결합되는 고정캡 간의 경계부, 즉 고정캡의 배출측에 중앙으로 연장된 연장편을 형성하여 착용자의 호흡기에서 배출되는 날숨에 포함된 이산화탄소가 고정캡의 내부에서 일정 시간 머물도록 하거나, 혹은 개폐막의 이탈을 방지하는 고정부재를 프로펠러형으로 형성하여 날숨의 배출을 가속화시킴으로써 내부로 유입되는 외부 공기에 포함된 비교적 입자가 큰 유해물질의 유입을 날숨에 포함된 이산화탄소를 이용하여 차단하여 내부로 유입되는 유해물질의 양을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 날숨 배출 기능을 갖는 마스크를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 고정캡이 날숨 배출모듈로부터 분리된 상태를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 날숨 배출모듈의 분해 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 날숨 배출 기능을 갖는 마스크의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 개폐막의 동작과정을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 날숨 배출모듈의 부가 구성을 도시한 블럭도.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 고정캡을 도시한 단면도.
도 8의 본 발명의 다른 실시예에 따른 날숨 배출 기능을 갖는 마스크를 도시한 사시도.
도 9는 도 8에 도시된 날숨 배출 기능을 갖는 마스크의 단면도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 날숨 배출 기능을 갖는 마스크를 도시한 사시도.
도 11은 도 10에 도시된 날숨 배출 기능을 갖는 마스크의 단면도.

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

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 날숨 배출 기능을 갖는 마스크를 도시한 도면들로서, 도 1은 안면커버에 장착된 상태, 도 2는 분리된 상태를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마스크(10)는 사용자의 안면부를 덮어 밀폐하는 안면커버(11)와, 안면커버(11)에 착탈가능하게 결합되어 사용자의 날숨에 포함된 이산화탄소와 입김 등을 안면커버(11)의 외부로 배출하는 날숨 배출모듈(12)과, 날숨 배출모듈(12)을 안면커버(11)에 고정하는 고정캡(13)을 포함한다.

안면커버(11)는 사용자의 안면부에 긴밀하게 밀착되도록 안면부에 착용되는 것이 바람직하다. 이를 위해 안면커버(11)의 양단부에는 사용자의 귀에 걸 수 있도록 고리(111)가 일체로 형성되어 있거나, 혹은 고정끈(미도시)이 설치될 수도 있다.

이러한 안면커버(11)는 코와 입 부위만을 국부적으로 덮도록 반면형 구조로 이루어지거나, 혹은 눈을 제외한 안면부 전체를 덮는 전면형 구조로 이루어질 수도 있다.

즉, 안면커버(11)의 형상은 제한을 두지 않고 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

본 발명에서, 안면커버(11)는 시판 중인 KF80, KF94, KF99, N95 등의 재질과 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 이외에도, 섬유(천)나 가죽재로 이루어질 수 있다.

날숨 배출모듈(12)은 고정캡(13)에 의해 안면커버(11)의 체결홀(11a)에 결합되어 사용자의 들숨시 외부 공기가 안면커버(11)의 내부로 유입되는 공기 유입통로를 제공하는 한편, 사용자의 날숨시 이산화탄소를 안면커버(11)의 외부로 배출한다.

도 3은 본 발명에 따른 날숨 배출모듈의 분해 사시도이고, 도 4는 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 날숨 배출모듈(12)은 본체(121)와, 본체(121)의 일측에 상하로 관통된 유로(121a)에 설치되어 날숨에 포함된 이산화탄소와 콧김이나 입김을 외부로 배출하는 배출팬(122)과, 본체(121)의 타측에 마련된 수용부(121b)에 내장되어 배출팬(122)을 구동하는 팬 구동부(123)와, 팬 구동부(123)로 전원을 공급하는 충전 배터리(124)와, 본체(121)의 상부를 덮는 상부커버(125)를 포함한다.

본체(121)는 일측부에 배출팬(122)이 내측에 안치되는 유로(121a)가 형성되어 있다.

유로(121a)는 안면커버(11)의 체결홀(11a)과 연통하고, 원형이나 다각형으로 이루어질 수 있다. 내측에는 배출팬(122)이 안치되도록 안치턱(a)이 중앙으로 돌출 형성되어 있고, 내측 하부에는 날숨 배출모듈(12)을 안면커버(11)에 장착하기 위해 고정캡(13)의 결합편(131)이 억지끼움이나 나사결합되는 결합부(b)가 형성되어 있다.

배출팬(122)은 유로(121a)의 내부에 형성된 안치턱(a)에 안치된다. 이때, 배출팬(122)은 체결력을 위해 나사(피스 등) 등의 체결부재를 이용하여 본체(121)에 체결 고정될 수도 있다. 그리고, 이러한 배출팬(122)은 도 3과 같이 사각형 구조로 이루어져 있으나, 이는 일례로서 유로(121a)에 대응하여 원형구조로 이루어질 수 있다.

상부커버(125)는 본체(121)의 상부를 덮도록 본체(121)에 억지끼움 또는 나사결합될 수 있고, 배출팬(122)과 수직으로 대향하도록 배출구(125a)가 형성되어 배출팬(123)을 통해 흡입되는 날숨을 외부로 배출한다. 그리고 측부에는 팬 구동부(123)에 구비된 동작 스위치(123a)와 접속포트(123b)가 노출되는 홈(125b)이 형성되어 있다.

배출구(125a)는 배출팬(122)의 구동시에는 사용자의 날숨을 배출하는 배출구로 기능하지만, 배출팬(122)의 비구동시나 착용자의 들숨시 외부의 공기가 흡입되는 흡입구로도 기능함에 따라 사용자의 들숨시 외부 공기에 포함된 비교적 큰 덩어리 형태의 이물질이 내부로 유입되지 못하도록 살대 구조 또는 망이 설치될 수 있다.

팬 구동부(123)는 도 3과 같이, 충전 배터리(124)와 전기적으로 접속되어 전원을 공급받는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board, 123c)과, 인쇄회로기판(123c)의 측부에 접속되는 동작 스위치(123a) 및 접속포트(123b)와, 동작 스위치(123b)의 스위치 동작과 연동하여 배출팬(122)을 구동시키는 구동칩(123d)을 포함한다.

한편, 도 4와 같이, 본체(121)는 하단부가 안면커버(11)의 체결홀(11a)을 통해 안면커버(11)의 내측으로 인입된 후 고정캡(13)에 의해 안면커버(11)에 고정된다.

고정캡(13)은 상부에 중앙을 원형으로 둘러싸도록 결합편(131)이 형성되어 본체(121)의 결합부(b)와 결합되고, 날숨시 날숨이 배출되고 들숨시 공기가 유입되는 배출유로(13a)가 마련되어 있으며, 중앙에는 상부로 돌출된 축핀(132)이 형성되어 있다.

축핀(132)에는 배출유로(13a)를 개폐하는 개폐막(14)이 결합되고, 종단에는 개폐막(14)이 축핀(132)으로부터 이탈되지 않도록 제한하는 고정부재(15)가 결합되어 있다. 이때, 고정부재(15)는 축핀(132)을 축으로 회전가능하게 결합될 수 있고, 축핀(132)으로부터 이탈되지 않도록 별도의 부재(미도시)를 통해 고정될 수도 있다.

개폐막(14)은 중앙이 축핀(132)에 관통 결합되되, 축핀(132)을 따라 이동가능하게 결합되어 들숨시 배출력과 날숨시 흡입력에 의해 축핀(132)을 따라 상하로 이동한다.

이러한 개폐막(14)은 착용자의 기침이나 재채기, 혹은 대화시 입이나 코에서 배출되는 입자가 비교적 큰 비말이 외부로 배출되지 않도록 전면이 밀폐된 구조로 이루어진다. 이외에도, 흡입력과 배출력에 의해 개폐가 가능하면서, 입자가 비교적 큰 비말이 배출되지 않도록 비교적 작은 홀이 형성된 메쉬망으로 이루어질 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따른 개폐막의 동작과정을 도시한 도면들로서, (a)는 들숨시 배출유로가 밀폐된 상태, (b)는 날숨시 배출유로가 개방된 상태를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 착용자의 들숨시, 개폐막(14)은 흡입력에 의해 고정캡(13)의 배출유로(13a)가 형성되어 있는 입구측(133, 도 3참조)에 밀착되어 배출유로(13a)를 밀폐함으로써 외부의 공기가 배출유로(13a)를 통해 착용자의 호흡기로 유입되는 것을 차단한다.

그리고, 착용자의 날숨시 또는 배출팬(122) 구동시에는, 착용자의 호흡기를 통해 외측으로 배출되는 배출력에 의해 개폐막(14)이 고정캡(13)의 입구측(133)에서 멀어지는 방향으로 축핀(132)을 따라 이동함으로써 배출유로(13a)가 개방된다. 이때, 배출유로(13a)의 개방에 따라 배출유로(13a)를 통해 배출되는 날숨은 구동하는 배출팬(122)의 강한 흡입력에 의해 흡입되어 상부커버(125)에 형성된 배출구(125a)를 통해 외부로 배출된다.

즉, 본 발명에서는 들숨시에는 축핀(132)을 따라 이동하는 개폐막(14)을 통해 배출유로(13a)를 밀폐하고, 날숨시에는 개방한다. 이를 통해, 들숨시 외부 공기가 배출유로(13a)를 통해 착용자의 호흡기 내부로 유입되는 것을 차단하는 한편, 날숨시에는 배출유로(13a)를 개방시킴으로써 착용자의 날숨에 포함된 입김이나 이산화탄소 등을 외부로 신속하게 배출하여 착용자에게 시원함과 쾌적함을 제공할 수 있다.

한편, 고정캡(13)의 입구측(133)과 개폐막(14) 사이에는 피톤치드 팩이 더 설치될 수 있다.

상기 피톤치드 팩은 0.01~0.05mm 크기의 미세한 구멍이 형성된 망체와, 상기 망체의 내부에 채워진 편백나무 칩을 포함한다. 이때, 상기 편백나무 칩은 대패(목공기계)를 이용하여 편백나무를 얇게 슬라이스한 것으로, 들숨시 흡입되는 흡입력에 의해 상기 망체로부터 쉽게 빠져나오지 못하도록 5mm~10mm의 길이로 슬라이스한다.

이와 같이, 고정캡(13)에 피톤치드 팩이 추가로 설치됨에 따라 항균과 탈취 효과를 제공한다. 즉, 들숨시에는 피톤치드 향이 내측으로 유입되어 항균과 탈취 효과를 제공하여 쾌적함을 제공하는 한편, 날숨시에는 피톤치드 향이 외부로 방출되어 타인에게 피톤치드 향을 제공하여 입 냄새 등을 완화하는 효과를 제공할 수도 있다.

한편, 고정부재(15)는 링 구조로 이루어지고, 중앙부가 축핀(132)의 단부에 고정되고, 원형 또는 다각형 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 날숨시 향긋한 향기를 날숨과 함께 외부로 배출시켜 상대방에게 불쾌감을 줄이기 위해 금속, 합성수지 또는 실리콘 재질로 이루어진 본체의 표면에 방향제가 도포되어 있거나, 혹은 본체 전체가 고체 방향제로 이루어질 수도 있다. 이를 통해 날숨시 배출되는 불쾌한 입 냄새를 향긋한 향기와 혼합시켜 배출함으로써 상대방이 느낄 수 있는 불쾌감을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 고정부재(15)는 축핀(132)으로부터 착탈가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 향기를 품은 디퓨저를 포함하거나, 혹은 고체 방향제(왁스타블렛)로 이루어져 착용자의 취향에 따라 원하는 향을 간편하게 교체하여 사용할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 날숨 배출모듈의 부가 구성을 설명하기 위해 도시한 블럭도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 날숨 배출모듈(12)은 사용자의 들숨을 감지하는 들숨 검출센서(126)와, 사용자의 날숨을 감지하는 날숨 검출센서(127)를 더 포함할 수 있다.

들숨 검출센서(126)는 공기 흐름을 감지하는 센서로서, 사용자가 숨을 들이 마실때 외부에서 공기가 내부로 유입되는 것을 감지하여 팬 구동부(123)로 제공한다.

날숨 검출센서(127) 또한 공기 흐름을 감지하는 센서로서, 사용자가 숨을 내뱉을 때 내부에서 외부로 공기가 배출되는 것을 감지하여 팬 구동부(123)로 제공한다.

팬 구동부(123)는 들숨 검출센서(126)와 날숨 검출센서(127)의 감지신호에 응답하여 배출팬(122)의 회전속도를 다단으로 제어함으로써 날숨시 날숨의 배출을 용이하게 한다. 예를 들어, 본 발명에서 팬 구동부(123)는 날숨시 배출팬(122)의 회전속도를 가속시켜 착용자로부터 배출되는 날숨이 보다 신속하게 배출되도록 하고, 들숨시에는 배출팬(122)의 회전속도를 감속시켜 들숨시 호흡이 용이하도록 제공한다.

들숨 검출센서(126)와 날숨 검출센서(127)는 들숨과 날숨에 따른 압력변화를 감지하는 압력센서이거나, 혹은 들숨과 날숨시 개폐막(14)의 움직임을 감지하는 광학식 감지센서, 예를 들면 발광부와 수광부 일체형 적외선 센서로 이루어질 수 있다.

상기 압력센서는 본체(121)의 유로(121a)의 내측에 설치되어 착용자의 들숨이나 날숨시 압력의 변화를 감지할 수 있다. 또한, 상기 적외선 센서는 상기 압력센서와 마찬가지로 개폐막(14)의 이동경로 내에서 유로(121a)의 내측에 설치되어 착용자의 들숨이나 날숨시 개폐밸브로 기능하는 개폐막(14)의 움직임을 실시간으로 감지한다.

팬 구동부(123)는 상기 압력센서의 감지신호에 응답하여 배출팬(122)의 동작을 제어하되, 들숨시에는 배출팬(122)의 회전속도를 감속시키고, 날숨시에는 배출팬(122)의 회전속도를 증가시킨다.

팬 구동부(123)는 상기 광학식 감지센서의 감지신호에 응답하여 배출팬(122)의 동작을 제어하되, 개폐막(14)이 고정캡(13)의 입구측 방향으로 이동하여 고정캡(13)의 배출유로(13a)를 밀폐할 때, 배출팬(122)의 회전속도를 감속시키고, 개폐막(14)이 고정캡(13)의 입구측에서 반대방향(배출팬(122) 방향)으로 이동할 때에는 배출팬(122)의 회전속도를 증가시킨다.

본 발명에서는 사용자의 들숨과 날숨시 동일한 경로, 즉 상부커버(125)의 배출구(125a)와 본체(121)의 유로(121a)를 통해 외부의 공기가 안면커버(11)의 내측으로 유입되는 한편, 날숨에 포함된 이산화탄소가 외부로 배출되는 구조로 이루어진다.

이에 따라, 사용자의 들숨에 의해 흡입되는 외부 공기와 배출팬(122)에 의해 배출되는 이산화탄소는 서로 동일 경로(커버의 배출구와 본체의 유로) 상에서 반대방향으로 흐르게 된다. 이 과정에서 산소보다 비교적 큰 입자를 갖는 이산화탄소가 외부 공기에 포함된 미세먼지 등과 같은 유해물질과 충돌하고, 이 과정에서 외부 공기에 포함된 유해물질들이 이산화탄소의 충돌하거나 이산화탄소와 함께 배출된다.

이와 같이, 본 발명에서는 배출팬(122)을 통해 배출되는 이산화탄소가 에어커튼 역할을 수행하여 내부로 유입되는 외부 공기에 포함된 비교적 입자가 큰 유해물질들을 제거하게 된다. 하지만, 팬 구동부(123)에 의해 배출팬(122)이 연속적으로 구동되는 경우 사용자의 들숨시 배출팬(122)의 강한 흡입력으로 인해 외부의 공기가 상부커버(125)의 배출구(125a)와 본체(121)의 유로(121a)를 통해 안면커버(11)의 내부로 흡입되지 못하고 소량만이 흡입되어 원활하게 산소 공급이 이루어질 수 없다.

이에, 본 발명에서는 들숨 검출센서(126)와 날숨 검출센서(127)를 추가로 구비하여 사용자의 들숨시에는 팬 구동부(123)를 통해 배출팬(122)을 중지시켜 회전속도를 줄이고, 사용자의 날숨시에는 배출팬(122)을 가동시켜 회전속도를 증가시킨다.

사용자의 들숨과 날숨은 짧은 시간 내에 반복적으로 이루어진다. 이에 따라, 들숨시 팬 구동부(123)를 통해 배출팬(122)을 중지(전원 공급 차단)시키면 관성에 의해 배출팬(122)은 바로 정지되지 않고 서서히 회전속도가 줄어들어 흡입력이 낮아진다. 이런 상태에서 사용자가 숨을 내쉬면 배출팬(122)의 가동으로 인해 배출팬(122)의 회전속도가 증대되어 이산화탄소는 강한 흡입력에 의해 빠르게 배출된다.

한편, 본 발명에 따른 날숨 배출모듈(12)은 도 6과 같이, 안면커버(11)의 내측에 남아 있는 이산화탄소의 농도를 감지하는 이산화탄소 검출센서(128)와, 안면커버(11)의 내측에 존재하는 습기를 감지하는 습기 검출센서(129)와, 대기 중에 포함되어 있는 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 검출센서(130)를 더 포함할 수도 있다.

이산화탄소 검출센서(128)와 습기 검출센서(129)는 안면커버(11)의 내측, 즉 안면커버(11)와 사용자의 안면부 사이에 존재하는 이산화탄소와 습기를 정확하게 감지하기 위해 각각 본체(121)의 내측에 설치되거나, 혹은 고정캡(13)에 설치될 수 있다.

이산화탄소 검출센서(128)와 습기 검출센서(129)는 각각 이산화탄소 농도와 습기를 감지하여 팬 구동부(123)로 제공한다. 팬 구동부(123)는 이산화탄소 검출센서(128)와 습기 검출센서(129)를 통해 각각 검출된 이산화탄소 농도 및/또는 습기가 기준치 이상으로 검출되면, 배출팬(122)을 구동시켜 이산화탄소를 외부로 배출한다.

그리고, 배출팬(122)의 구동에 의해 안면커버(11)의 내측에 존재하는 이산화탄소가 외부로 배출되는 과정에서 안면커버(11)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.

도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 고정캡을 설명하기 위해 도시한 단면도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 고정캡(33)은 결합편(331) 및 축핀(332)을 포함한다. 그리고, 결합편(331)의 내측으로부터 축핀(332) 방향으로 연장 형성되어 입구측(안면부측)보다 배출구측(고정캡과 본체의 경계부)의 유로를 감소시킴으로써 고정캡(33) 내에서 착용자의 호흡기를 통해 배출되는 날숨에 와류를 유발시켜 날숨에 포함된 이산화탄소(c)가 고정캡(33) 내에서 오래 머물되도록 하는 연장편(334)을 포함한다.

연장편(333)은 아치형으로 축핀(332) 방향으로 연장된 구조로 이루어져 날숨시 배출되는 이산화탄소가 오랫동안 고정캡(33)의 유체 경로 상에 머물도록 하여 이산화탄소가 동일 경로 상에서 안면부측으로 유입되는 외부 공기에 포함된 미세먼지 등과 같이 비교적 입자가 큰 유해물질(p)과 충돌하여 바닥으로 떨어트리거나, 이산화탄소와 함께 외부로 배출시킴으로써 안면부 내부로 유입되는 유해물질의 양을 줄일 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 고정부재 및 개폐막을 설명하기 위해 도시한 도면들로서, 도 8은 분해 사시도이고, 도 9는 조립된 상태의 단면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 다른 예에 따른 고정부재(35)는 개폐막(34)이 축핀(132)으로부터 이탈되지 않도록 축핀(132)의 단부에 결합되고, 프로펠러(팬) 형태로 이루어져 날숨이나 배출팬(122)의 가동시 회전하여 고정캡(13)과 본체(121) 사이의 공간에 와류를 유발시킴으로써 외부 공기가 안면부로 유입되지 않도록 차단하는 한편, 날숨에 포함된 이산화탄소와 외부 공기에 포함된 비교적 입자가 큰 유해물질(p)과의 충돌을 가속화시켜 유해물질이 내측으로 유입되는 것을 줄일 수 있다. 결국, 이산화탄소에 의해 유해물질이 제거되어 신선한 미량의 공기가 유입된다.

한편, 다른 예에 따른 개폐막(34)은 날숨시 프로펠러형 고정부재(35)를 회전시키기 위해 중공을 중심으로 양측, 바람직하게는 고정부재(35)의 각 날개에 대응하도록 적어도 배출홀(34a)이 추가로 형성될 수 있으며, 이를 통해 날숨이 배출홀(34a)을 통해 프로펠러형 고정부재(35)로 전달되어 고정부재(35)를 회전시킬 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 날숨 유도커버를 도시한 도면이고, 도 11은 조립된 상태의 단면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 날숨 유도커버(16)는 본체(121)에 결합된 상부커버(125)의 일측부에 억지끼움 또는 탄성력을 통해 착탈가능하게 결합되어 상부커버(125)의 배출구(125a)를 통해 배출되는 날숨을 일측으로 안내하여 배출한다.

날숨 유도커버(16)는 도 11과 같이, 상부커버(125)의 배출구(125a)에 대향하여 배출구(125a)로부터 이격 설치되고, 단면이 대략 '

' 형상으로 이루어진다. 이를 통해, 배출팬(122)의 구동에 의해 상부커버(125)의 배출구(125a)를 통해 배출되는 날숨을 정면이 아닌 상부커버(125)의 상면을 따라 일측으로 수평하게 안내한다. 따라서, 착용자의 날숨시 배출되는 비말이나 입 냄새가 착용자와 대면하는 타인에게 정면으로 직접 배출되지 않도록하여 불쾌감과 바이러스 전염을 줄일 수 있다.

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.

10 : 마스크 11 : 안면커버
11a : 체결홀 12 : 날숨 배출모듈
13, 33 : 고정캡 13a : 배출유로
14, 34 : 개폐막 34a : 배출홀
15, 35 : 고정부재 121 : 본체
121a : 유로 122 : 배출팬
123 : 팬 구동부 123a : 동작 스위치
123b : 접속포트 123c : 인쇄회로기판
123d : 구동칩 124 : 충전 배터리
125 : 상부커버 125a : 배출구
125b : 홈 126 : 들숨 검출센서
127 : 날숨 검출센서 128 : 이산화탄소 검출센서
129 : 습기 검출센서 130 : 미세먼지 검출센서
131, 331 : 결합편 132, 332 : 축핀
133 : 입구측 334 : 연장편
a : 안치턱 b : 결합부
c : 이산화탄소 p : 유해물질

Claims

착용자의 안면부를 덮어 밀폐하는 안면커버;
상기 안면커버에 장착되어 착용자의 날숨에 의해 상기 안면커버의 내측에 존재하는 이산화탄소와 입김이나 콧김을 상기 안면커버의 외부로 배출하는 날숨 배출모듈;
상기 안면커버의 체결홀을 관통하여 돌출된 상기 날숨 배출모듈에 착탈 가능하게 결합되어 상기 날숨 배출모듈을 상기 안면커버에 착탈 가능하게 고정하는 고정캡;
상기 고정캡의 중앙에 형성된 축핀에 결합되어 착용자의 들숨시 흡입력에 의해 상기 축핀을 따라 상기 고정캡의 입구측으로 이동하여 상기 배출유로를 긴밀하게 밀폐하고, 착용자의 날숨시 배출력에 의해 상기 축핀을 따라 상기 고정캡의 입구측에서 멀어지는 방향으로 이동하여 상기 고정캡의 배출유로를 개방하는 개폐막; 및
상기 축핀의 종단부에 결합되어 상기 개폐막이 상기 축핀으로부터 이탈되지 않도록 하는 고정부재;
를 포함하는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크.
제 1 항에 있어서,
상기 고정부재는 링 구조로 이루어지고, 날숨시 날숨과 함께 향긋한 향을 배출하기 위해 금속, 합성수지 또는 실리콘 재질로 이루어진 본체의 표면에 방향제가 도포되어 있거나 본체 전체가 고체 방향제로 이루어진 날숨 배출 기능을 갖는 마스크.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 고정부재는 프로펠러형으로 이루어지고,
상기 개폐막은 상기 고정부재의 각 날개에 대응하도록 적어도 하나의 배출홀이 형성되어 있으며,
날숨시 상기 고정부재는 상기 개폐막에 형성된 배출홀을 통해 배출되는 날숨에 의해 상기 축핀을 축으로 회전하여 상기 고정캡 내에서 와류를 인위적으로 유발시키는,
날숨 배출 기능을 갖는 마스크.
제 1 항에 있어서,
상기 날숨 배출모듈은,
상기 고정캡에 착탈가능하게 결합된 본체;
상기 배출유로와 연통하도록 상기 본체의 일측부에 형성된 유로의 내측에 설치된 배출팬;
상기 본체의 타측부에 형성된 수용부의 내측에 수용되는 팬 구동부;
상기 수용부에 수용되고 상기 팬 구동부에 전원을 공급하는 충전 배터리; 및
상기 본체의 상부를 덮도록 설치되고, 상기 유로와 연동하는 배출구가 형성된 상부커버;
를 포함하는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크.
제 4 항에 있어서,
상기 상부커버의 일측부에 착탈가능하게 형성되고, 단면이 '
' 형상으로 이루어져 상기 상부커버의 배출구를 통해 배출되는 날숨을 상기 상부커버의 상면을 따라 수평방향으로 안내하는 날숨 유도커버를 더 포함하는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크.
제 4 항에 있어서,
상기 팬 구동부는,
상기 충전 배터리에 전기적으로 접속되어 전원을 공급받는 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판의 측부에 접속되어 상기 팬 구동부를 구동시키는 동작 스위치;
상기 인쇄회로기판의 측부에 접속되어 외부 전원을 공급받는 접속포트; 및
상기 동작 스위치의 스위치 동작에 연동하여 상기 배출팬을 구동시키는 구동칩;
을 포함하는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크.
제 4 항에 있어서,
상기 고정캡은,
상기 본체에 착탈 가능하게 결합되는 결합편; 및
상기 결합편의 내측으로부터 아치형으로 상기 축핀 방향으로 연장된 구조로 이루어져 상기 고정캡의 입구측보다 배출구측의 유로를 감소시켜 상기 배출유로를 통해 배출되는 날숨에 포함된 이산화탄소가 상기 고정캡 내에서 오랫 머물도록 하는 연장편;
을 포함하는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크.
제 4 항에 있어서,
상기 날숨 배출모듈은 상기 본체에 형성된 유로의 내측에 설치되어 착용자의 들숨이나 날숨시 상기 유로를 통과하는 압력의 변화를 감지하여 들숨과 날숨을 판단하는 압력센서를 더 포함하고, 상기 팬 구동부는 상기 압력센서의 감지신호에 응답하여 상기 배출팬의 동작을 제어하되, 들숨시에는 상기 배출팬의 회전속도를 감속시키고, 날숨시에는 상기 배출팬의 회전속도를 증가시키는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크.
제 4 항에 있어서,
상기 날숨 배출모듈은 상기 본체에 형성된 유로의 내측에 개폐밸브로 기능하는 상기 개폐막의 이동 경로 상에 설치되어 상기 개폐막의 움직임을 감지하는 광학식 감지센서를 더 포함하고, 상기 팬 구동부는 상기 광학식 감지센서의 감지신호에 응답하여 상기 배출팬의 동작을 제어하되, 상기 개폐막이 상기 고정캡 방향으로 이동할 때에는 상기 배출팬의 회전속도를 감속시키고, 상기 개폐막이 상기 고정캡의 반대방향으로 이동할 때에는 상기 배출팬의 회전속도를 증가시키는 날숨 배출 기능을 갖는 마스크.