KR20210145043A

KR20210145043A - 전동식 공기 정화 호흡기

Info

Publication number: KR20210145043A
Application number: KR1020200061849A
Authority: KR
Inventors: 최상일; 진석준
Original assignee: (주)신신플러스
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2021-12-01
Also published as: KR102484402B1

Abstract

본 발명은 전동식 공기 정화 호흡기에 관한 것으로 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 머리에 착용되는 마스크유닛, 상기 사용자의 신체에 착용되도록 구성된 수용케이스, 상기 수용케이스에 수납되고, 외부로부터 흡입된 공기의 오염물을 정화하는 필터부 및 상기 수용케이스에 수납되고, 상기 필터부를 통해 정화된 공기를 저장하는 공기 저장부를 포함하고, 상기 공기 저장부는 상기 사용자의 호흡량만큼 상기 정화된 공기를 공급하고, 수축 및 팽창이 가능한 소재로 형성되어 상기 사용자의 호흡량에 대응되는 상기 정화된 공기를 지속적으로 공급할 수 있고, 호흡 공간에 양압이 유지되도록 하여 외부 공기가 상기 마스크유닛으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

Description

전동식 공기 정화 호흡기{POWERED AIR-PURIFYING RESPIRATOR}

본 발명은 전동식 공기 정화 호흡기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장시간 착용이 용이하고, 휴대성이 향상된 전동식 공기 정화 호흡기에 관한 것이다.

전동식 공기 정화 호흡기는 바이러스성 감염 질환으로부터 사용자를 보호하기 위한 방법 중 하나로 전신 보호복, 장갑, 마스크 등과 함께 중요한 장비이다. 특히, 코와 입의 점막을 통한 감염원의 흡입을 방지하여 N95등의 마스크에 비해서 매우 높은 수준의 보호가 가능한 방법이다.

일상 생활을 하는데 있어서 전동식 공기 정화 호흡기는 크고 무거우며, 보관의 용이성이 매우 떨어지기 때문에 대부분의 일반인은 N95정도의 마스크를 최고 단계의 보호로 여기고 착용하고 있다. 하지만, 실제로 N95는 정확한 피팅(pitting)이 어려워 본인에게 적합한 마스크를 사용해야 하며, 그렇지 않은 경우 그 효과가 반감되는 제약이 있다.

따라서, 일상생활에서 피팅 테스트(Pitting Test)를 거치지 않은 N95마스크는 감염원으로부터 착용자가 적절하게 보호되기 어려울 수 있다. 피팅 테스트를 적절하게 통과한 후라도 마스크를 착용하고 장기간의 활동을 하기에는 어려움이 있다.

또한, 주기적 피팅 테스트가 필요한 점, 얼굴의 수염 등에 의해서 피팅이 잘 안되는 점, 호흡의 어려움, 습기 축적 등으로 인한 장기간 착용이 어려운 점 등이 있다.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 장기간 사용이 가능하고 보다 높은 수준의 보호가 가능하며, 이동에 용이한 새로운 개념의 전동식 공기 정화 호흡기가 필요하게 되었다.

한편, 상술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한국등록특허 제10-1574021호 "전동식 공기정화 호흡기 보호구"

본 발명의 일 실시예는 공기중 오염물을 정화하여 깨끗한 공기를 사용자에게 공급하기 위한 전동식 공기 정화 호흡기를 제공하는 데에 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 사용자의 호흡량에 따라 정화된 공기의 공급량을 조절하여 장기간 사용이 가능하고 격한 활동에도 높은 수준의 보호가 가능한 전동식 공기 정화 호흡기를 제공하는 데에 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 가방 또는 수용 가능한 형태로 제작하여, 보관 및 이동이 용이한 전동식 공기 정화 호흡기를 제공하는 데에 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 기능성이 부가된 필터를 통해 공기 정화 이외에 다양한 기능성을 제공할 수 있는 전동식 공기 정화 호흡기를 제공하는 데에 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로써, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전동식 공기 정화 호흡기는 사용자의 머리에 착용되는 마스크유닛, 상기 사용자의 신체에 착용되도록 구성된 수용케이스, 상기 수용케이스 수납되고, 외부로부터 흡입된 공기의 오염물을 정화하는 필터부 및 상기 수용케이스 수납되고, 상기 필터부를 통해 정화된 공기를 저장하는 공기 저장부를 포함하고, 상기 공기 저장부는 상기 사용자의 호흡량만큼 상기 정화된 공기를 공급하고, 수축 및 팽창이 가능한 소재로 형성된다.

상기 마스크유닛은 상기 공기 저장부로부터 공급되는 상기 정화된 공기의 공급량을 조절하는 컨트롤러부, 상기 사용자의 안면에 착용되고, 상기 사용자의 안면의 적어도 일부를 덮고, 내측에 호흡공간을 포함하는 마스크부 및 상기 마스크부로 상기 정화된 공기가 공급되도록 상기 마스크부의 양 측에 연결튜브를 통해 연결되며, 상기 사용자의 목 둘레에 지지되며 착용되는 호스조립체를 포함한다.

상기 마스크유닛은 상기 사용자가 배출하는 배출공기를 외부로 배출하고, 상기 호흡공간 내에서 상기 배출공기와 상기 정화된 공기가 섞이지 않고 일방향으로 순환하도록 제어하는 제 1밸브를 포함한다.

상기 마스크유닛은 상기 호스조립체의 내부에 배치되고, 상기 사용자로부터 배출되어 상기 호스조립체로 유입된 배출공기가 상기 정화된 공기와 섞이지 않고, 일방향으로 순환하도록 제어하는 제 2밸브를 포함한다.

상기 마스크유닛은 상기 사용자의 호흡량을 측정하는 센서부를 포함하고, 상기 컨트롤러부는 상기 센서부를 통해 측정된 호흡량에 기초하여 상기 정화된 공기의 공급량을 조절한다.

상기 마스크유닛은 상기 사용자의 호흡량을 측정하는 센서부 및 상기 센서부를 통해 측정된 호흡량 정보를 상기 사용자가 사용하는 단말로 전송하는 통신부를 포함하고, 상기 컨트롤러부는 상기 단말로부터 측정된 상기 사용자의 신체 활동 정보와 상기 센서부를 통해 측정된 호흡량 정보를 연동하여 상기 사용자가 상기 전동식 공기 정화 호흡기를 사용하는 경우, 상기 사용자의 신체 활동 정보에 따른 상기 정화된 공기의 공급량을 자동으로 조절한다.

상기 수용케이스는 연결호스를 통해 상기 마스크유닛과 탈부착 가능하고, 상기 수용케이스가 상기 마스크유닛과 탈착되는 경우, 상기 정화된 공기를 외부로 배출시켜 주변 공기를 정화하도록 구성된다.

상기 필터부는 외부 충격으로부터 보호하기 위한 필터 커버, 공기 중의 상기 오염물을 여과하는 전치필터, 상기 전치필터를 통과한 공기의 미세 입자를 여과하는 헤파필터, 상기 헤파필터를 통과한 공기에 기능성을 부가하기 위한 기능성필터 및 외부로부터 공기를 흡입하기 위한 흡기팬를 포함한다.

상기 기능성필터는 향을 발산하는 향기필터이다.

상기 기능성필터는 호흡기 치료 약물이 함유된 약물함유필터이다.

상술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기는 공기중 오염물을 여과하여 정화된 공기를 사용자에게 공급할 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 전동식 공기 정화 호흡기는 사용자의 호흡량에 따라 정화된 공기의 공급량을 조절하여 장기간 사용이 가능하고 격한 활동에도 높은 수준의 보호가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 수용케이스는 가방 또는 수용 가능한 형태로 제작되어 보관 및 이동이 용이하고 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 필터부는 기능성 요소가 부가된 필터를 통해 사용자의 호흡기 보호가 가능한 장점이 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 전동식 공기 정화 호흡기의 마스크유닛을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 전동식 공기 정화 호흡기의 수용케이스를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4은 도 1의 전동식 공기 정화 호흡기의 필터부를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기를 설명하기 위한 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 전동식 공기 정화 호흡기(10)는 대기 중의 공기를 정화하고, 정화된 공기를 사용자에게 공급하도록 구성되어 사용자의 호흡기를 보호하고, 공기 내에 포함된 미세먼지, 세균, 바이러스 등과 같은 오염물로부터 사용자의 호흡기를 보호하는 장치일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)는 사용자의 호흡 공간의 압력을 외부 공기압보다 높게 유지시켜, 외부 공기가 전동식 공기 정화 호흡기(10)로 유입되지 않도록 차단할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)는 마스크유닛(100), 수용케이스(200) 및 연결호스(300)를 포함한다.

마스크유닛(100)은 사용자의 머리에 착용되어 사용자의 호흡기와 외부 공기와의 접촉을 차단하도록 구성된 구성이다.

마스크유닛(100)은 사용자의 안면에 착용되는 마스크부(110), 마스크부(110)와 연결되고 사용자의 목 둘레이 지지되며 착용되는 호스조립체(120) 및 정화된 공기의 공급량을 조절하는 컨트롤러부(130)를 포함한다.

마스크부(110)는 사용자의 안면에 착용되는 마스크의 형태일 수 있고, 호스조립체(120)는 마스크부(110)를 사용자의 안면에 고정시키기 위해 마스크부(110)와 연결되며, 목을 감싸는 'U'자 형태일 수 있다. 컨트롤러부(130)는 정화된 공기의 공급량을 조절하기 위한 입력 수단이 구비된다. 이에 대한 자세한 내용은 아래에서 도2를 통해 설명하기로 한다.

마스크유닛(100)은 1차적으로 오염물이 포함될 수 있는 외부 공기로부터 사용자의 호흡기를 보호할 수 있고, 나아가 마스크유닛(100)은 마스크유닛(100)과 사용자 간에 소정의 호흡 공간을 형성하고, 형성된 호흡 공간으로 정화된 공기를 공급하여 사용자의 호흡을 보조할 수 있다.

마스크유닛(100)은 사용자의 호흡량을 측정할 수 있고, 사용자의 호흡량에 따라 공급되는 정화된 공기의 공급량을 조절할 수 있다.

마스크유닛(100)은 마스크유닛(100)의 내부 및 호흡 공간의 공기 순환을 제어할 수 있고, 공기압을 양압으로 유지할 수 있으므로, 외부 공기가 마스크유닛(100)의 내부 및 호흡 공간으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 이때, 마스크유닛(100)의 내부 및 호흡 공간은 서로 연결되어 있으므로 동일한 압력을 유지할 수 있다.

마스크유닛(100)의 세부 구성들에 대해서는 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.

수용케이스(200)는 사용자의 신체에 착용되도록 구성된다. 예를 들어, 수용케이스(200)는 끈을 포함하며, 사용자의 등, 허리, 가슴 등에 착용되거나 손으로 들 수 있는 가방 형태로 구성될 수 있다.

본 발명에서 수용케이스(200)는 등 뒤로 메는 백팩 형태로 형성하여 사용자가 전동식 공기 정화 호흡기(10)를 착용한 채로 장시간 활동하더라도 수용케이스(200)의 하중에 대한 부담을 경감시킬 수 있고, 운동 등 격한 활동에도 사용자의 몸에 안정적으로 착용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 사용자의 몸에 착용되어 상술한 기능들을 구현할 수 있는 형태라면 크로스백, 숄더백, 벨트백 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

수용케이스(200)는 구획된 복수의 수납공간을 포함한다. 구체적으로, 수용케이스(200)는 임의의 장치나 물건을 수용할 수 있는 수납공간을 포함할 수 있다. 수납공간은 마스크유닛(100)을 분리하여 수납하는 공간일 수 있고, 외부 공기를 정화할 수 있는 필터부, 필터부를 작동시키기 위한 전원공급부, 공기를 저장할 수 있는 공기 저장부 등을 수용하는 공간일 수 있다.

수용케이스(200)는 수용되는 장치들을 통해 외부 공기에 포함될 수 있는 오염물들을 여과하여 공기를 정화할 수 있다. 이후, 정화된 공기를 마스크유닛(100)으로 공급할 수 있고, 마스크유닛(100)과 분리되어 있는 상태에서 외부로 정화된 공기를 배출함으로써 공기청정 기능을 할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크유닛(100)은 연결호스(300)를 통해 수용케이스(200)와 연결될 수 있다.

연결호스(300)는 마스크유닛(100)과 수용케이스(200)를 연결하기 위한 부분으로 수용케이스(200)로부터 생성된 정화된 공기가 이동하는 통로일 수 있다.

연결호스(300)는 형태가 변형될 수 있는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 주름이 형성된 주름관 형태일 수 있다. 연결호스(300)에 형성된 주름을 통해 연결호스(300)가 과도하게 꺾이더라도, 공기의 흐름이 막히지 않고 원활할 수 있으며, 사용자가 마스크유닛(100) 및 수용케이스(200)를 착용한 상태에서도 연결호스(300)의 길이가 조절되거나, 직선 또는 곡선 형태로 자유자재로 변형되어 손상될 우려가 적고, 사용자가 마스크유닛(100) 및 수용케이스(200)를 착용한 상태로 자유로운 활동이 가능할 수 있다.

연결호스(300)는 양 단이 호스조립체(120) 및 수용케이스(200)에 각각 연결되어 상호 결합될 수 있다. 구체적으로, 연결호스(300), 호스조립체(120) 및 수용케이스(200)의 결합 부분에는 나사산이 구비될 수 있으며, 연결호스(300)는 호스조립체(120) 및 수용케이스(200)과 각각 나사 결합 형태로 결합 고정될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 연결호스(300), 호스조립체(120) 및 수용케이스(200)는 각각 자성체를 포함할 수 있다. 이 경우, 연결호스(300), 호스조립체(120) 및 수용케이스(200)는 자기적 인력에 의해 결합 고정될 수 있다.

수용케이스(200)의 세부 구성들에 대해서는 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.

도 2는 도 1의 전동식 공기 정화 호흡기의 마스크유닛을 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크유닛(100)은 마스크부(110), 호스조립체(120), 컨트롤러부(130), 센서부(140), 통신부(150), 프로세서(미도시) 및 메모리(미도시)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크부(110)는 사용자의 안면에 착용되는 부분으로 사용자의 안면의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 구체적으로, 사용자의 입과 코를 덮으며 안면에 밀착될 수 있다. 이때, 마스크부(110)와 사용자의 호흡기 사이에 호흡 공간이 형성될 수 있으며, 호흡 공간에는 공기가 이동하는 통로가 형성될 수 있다.

마스크부(110)는 사용자의 얼굴에 밀착되어 오염물이 포함될 수 있는 외부 공기에 사용자가 직접적으로 노출되지 않도록 차단할 수 있다.

또한, 마스크부(110)는 후술할 필터부(500)를 통해 정화된 공기를 수용하였다가 사용자가 필요로 하는 호흡량에 대응하여 정화된 공기를 지속적으로 공급할 수 있다. 이를 위해 마스크부(110) 내부 및 호흡 공간은 일정한 공기압을 유지할 수 있다. 예를 들어, 대기압보다 높은 압력인 양압을 유지할 수 있다.

마스크부(110)는 사용자마다 다른 안면 윤곽에 대응되어 밀착될 수 있고, 호흡 공간을 확보하고 외부와 차단된 상태를 유지하기 위해 신축이 가능한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 고무, 합성수지재, 면, 부직포, 스폰지, 우레탄 등으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크부(110)는 튜브 결합부(111), 제 1밸브(112), 머리고정끈 연결부(113) 및 코받침대(114)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 튜브 결합부(111)는 마스크부(110)과 호스조립체(120)를 연결시키는 부분으로, 'U'자 형태의 호스조립체(120)의 양 단에 주름형태로 구성된 연결 튜브(121)와 결합할 수 있다.

튜브 결합부(111)는 연결 튜브(121)와 결합 가능한 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 튜브 결합부(111)의 내측면에는 연결 튜브(121)의 주름과 맞물릴 수 있는 나사산이 구비될 수 있으며, 튜브 결합부(111)와 연결 튜브(121)는 나사 결합 형태로 결합 고정될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 튜브 결합부(111)와 연결 튜브(121)는 각각 자성체를 포함할 수 있다. 이 경우, 튜브 결합부(111)와 연결 튜브(121)는 자기적 인력에 의해 결합 고정될 수 있다.

튜브 결합부(111)와 연결 튜브(121)는 마스크유닛(100)의 내부 압력이 설정된 양압 범위를 벗어나는 경우, 튜브 결합부(111)는 연결 튜브(121)와 자동으로 분리되도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 튜브 결합부(111)와 연결 튜브(121)는 적절한 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있고, 마스크유닛(100)의 내부 압력이 설정된 양압 범위를 벗어나는 경우, 마스크유닛(100)의 내부 압력이 튜브 결합부(111)와 연결 튜브(121) 사이의 나사 결합의 마찰력을 넘어서게 되며, 튜브 결합부(111)와 연결 튜브(121)가 분리되도록 구성될 수 있다.

또한, 몇몇 실시예에서, 튜브 결합부(111)와 연결 튜브(121)는 적절한 자기적 인력을 갖는 자성체로 구성될 수 있고, 마스크유닛(100)의 내부 압력이 설정된 양압 범위를 벗어나는 경우, 마스크유닛(100)의 내부 압력이 튜브 결합부(111)와 연결 튜브(121) 사이의 자기적 인력을 넘어서게 되며, 튜브 결합부(111)와 연결 튜브(121)가 분리되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1밸브(112)는 배기밸브로서, 호흡공간으로 정화된 공기를 공급하고, 사용자가 배출하는 배출공기와 정화된 공기가 섞이지 않고 일방향으로 순환하도록 제어한다.

제1 밸브(112)는 사용자가 배출하는 배출공기를 배출할 수 있도록 마스크부(110)의 외부에 노출될 수 있다.

본 발명에서 제 1밸브(112)는 마스크부(110)의 전면 즉, 사용자의 입에 대응되는 위치에 하나가 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 사용자의 흡기 및 호기에 따라 공기 흐름의 제어가 가능하다면 다양한 위치에 배치될 수 있고, 하나 이상이 구비될 수도 있다.

제 1밸브(112)는 사용자의 호흡에 따라 열리거나 닫힐 수 있다. 예를 들어, 제1 밸브(112)는 배출 구멍을 갖는 시일(Seal) 및 시일의 배출 구멍에 대응되는 플랩(flap)으로 구성될 수 있다. 사용자가 호흡을 들이마실 경우, 호흡 공간의 압력이 낮아짐에 따라 플랩은 시일의 배출 구멍과 접촉되어 외부의 공기가 마스크부(110) 내부로 유입되지 않도록 닫힌 상태를 유지할 수 있고, 사용자가 호흡을 내쉴 경우, 호흡 공간의 압력이 높아짐에 따라 플랩은 시일의 배출 구멍으로부터 떨어져 제1 밸브(112)가 개방되며, 사용자가 배출하는 배출공기는 배출 구멍을 통해 외부로 배출될 수 있다.

따라서, 제 1밸브(112)를 통해 마스크부(110) 내부로 외부 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있고, 사용자의 내쉬는 호흡이 마스크부(110) 내부의 공기 흐름을 방해하지 않도록 바로 외부로 배출시켜 정화된 공기와 섞이지 않고, 공기가 일방향으로 흐르도록 제어할 수 있다. 이때, 제 1공기 배출구(124)의 개방 정도는 마스크유닛(100)의 압력에 따라 조절될 수 있으며, 공기 배출량을 조절하여 마스크유닛(100)의 내부를 양압으로 유지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 머리고정끈 연결부(113)는 머리고정끈이 체결되는 부분으로, 사용자는 머리고정끈 연결부(113)에 머리고정끈이 연결된 상태로 마스크부(110)를 착용하고, 머리고정끈을 조여줌으로써 마스크부(110)가 사용자의 안면에 정확하게 피팅(Pitting)될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 코받침대(114)는 사용자의 코에 지지되는 부분으로, 코받침대(114)는 사용자의 코 주변의 안면 윤곽에 대응되도록 변형될 수 있다. 사용자는 마스크부(110)를 착용하고, 코받침대(114)를 자신의 코에 맞추어 변형하여 조절함으로써 마스크부(110)가 사용자의 안면에 정확하게 피팅(Pitting)될 수 있다.

코받침대(114)는 형태 변형이 가능한 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 변형된 형태가 유지되는 플라스틱이나 연질의 금속으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 호스조립체(120)는 정화된 공기를 마스크부(110)로 이동시키기 위한 부분으로 마스크부(110)의 양 단의 튜브 결합부(111)와 결합되며, 사용자의 목 뒤에 지지되며 착용될 수 있다.

호스조립체(120)는 내부에 공기가 유동되도록 튜브형태로 구성된다. 호스조립체(120)가 마스크부(110)와 연결되는 경우, 호스조립체(120)의 내부 공간과 마스크부(110)의 호흡 공간이 연결되어 하나의 공기 순환로를 형성할 수 있다. 이에, 마스크유닛(100)의 내부에서 공기가 순환할 수 있다. 구체적으로, 호스조립체(120)의 공기 진입구(122)를 통해 공급된 정화된 공기가 공기 순환로를 따라 마스크부(110)로 이동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 호스조립체(120)는 연결튜브(121), 공기 진입구(122), 제 2밸브(123) 및 제 1공기 배출구(124)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결튜브(121)는 호스조립체(120)와 마스크부(110)를 연결시키는 부분으로, 마스크부(110)의 튜브 결합부(111)과 연결될 수 있다.

연결튜브(121)는 호스조립체(120) 양 단에 구비되며, 주름이 형성된 관 형태로 수축이나 팽창 가능한 소재로 형성될 수 있다. 마스크부(110)와 호스조립체(120)를 연결한 상태로 늘리거나 줄일 수 있도록 하여 사용자의 머리에 피팅시킬 수 있다.

연결튜브(121)는 튜브 결합부(111)와 결합 가능한 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 연결튜브(121)는 튜브 결합부(111)에 맞물려 끼워져 고정될 수 있으며, 소정 이상의 힘이 작용하는 경우 서로 분리될 수도 있다. 또한, 마스크유닛(100)의 내부 압력이 설정된 양압 범위를 벗어나는 경우, 연결튜브(121)는 튜브 결합부(111)와 자동으로 분리될 수도 있다.

공기 진입구(122)는 정화된 공기가 수용케이스(200)로부터 공급되는 부분이다. 공기 진입구(122)는 연결호스(300)와 연결될 수 있다.

공기 진입구(122)는 호스조립체(120) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 공기 진입구(122)는 사용자의 등 뒤에 착용되는 수용케이스(200)와 연결되므로 수용케이스(200)로부터 공기가 배출되는 배출구와 최단거리에 형성될 수 있다. 즉, 공기 진입구(122)는 호스조립체(120)의 후방에 위치할 수 있으며, 수용케이스가 백팩 형태가 아닌 다른 형태인 경우 착용시 활동에 제약이 없는 범위 내에서 다양한 위치에 형성될 수도 있다.

공기 진입구(122)는 연결호스(300)와 자성 방식 또는 나사 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 공기 진입구(122)와 연결호스(300)의 연결 부분은 각각 자성체로 형성될 수 있다. 또는, 공기 진입구(122)의 내측면과 연결호스(300)의 외측면에는 각각 나사산이 구비될 수 있고, 공기 진입구(122)와 연결호스(300)는 나사 결합될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2밸브(123)는 공기가 일정 방향으로 흐르도록 유도한다. 제 2밸브(123)는 호스조립체(120)의 내부에 형성되고, 공기의 이동을 막을 수 있는 일방향 밸브로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2밸브(123)은 배출 구멍을 갖는 시일 및 시일의 배출 구멍에 대응되는 플랩으로 구성될 수 있다. 정화된 공기가 공기 진입구(122)로 공급되는 경우, 제 2밸브(123)의 플랩은 시일의 배출 구멍에 접촉된 상태일 수 있다. 따라서, 정화된 공기가 일방향으로만 순환할 수 있다.

제 2밸브(123)는 공기 진입구(122)를 기준으로 측면 방향에 적어도 하나가 구비될 수 있고, 공기 진입구(122)로 공급되는 정화된 공기가 일방향으로 흐르도록 좌우 측면 중 한 곳에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2밸브(123)가 좌측에 형성되는 경우, 공기 진입구(122)로 공급된 정화된 공기는 좌측 제 2밸브(123)에 막혀 우측으로만 순환할 수 있다. 반대로, 제 2밸브(123)가 우측에 형성되는 경우, 공기 진입구(122)로 공급된 정화된 공기는 좌측으로만 순환할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2밸브(123)는 사용자가 배출한 배출공기 및 사용자가 호흡에 사용하지 않은 잔여공기가 역류하여 다시 사용자의 호흡기로 흡입되는 것을 억제한다. 예를 들어, 정화된 공기가 수용케이스(200)로부터 호스조립체(120)의 일측으로 공급되고, 호흡공간에 유입되어 사용자에게 제공된다. 사용자가 흡입하고, 남은 잔여공기는 사용자가 배출한 배출공기와 혼합되어 마스크부(110)의 튜브 결합부(111)를 통해 호스조립체(120)의 타측에 도달할 수 있다. 이 경우, 제 2 밸브(123)는 잔여공기와 배출공기의 흐름을 차단하며, 잔여공기와 배출공기는 제 1공기 배출구(124)를 통해 마스크유닛(100)의 외부로 배출될 수 있다.

여기서, 호스조립체(120)의 일측은 제 2밸브(123)를 기준으로 공기 진입구(122)가 위치한 방향일 수 있고, 호스조립체(120)의 타측은 제 2밸브(123)를 기준으로 제 1공기 배출구(124)가 위치한 방향일 수 있다. 즉, 제 1공기 배출구(124)는 제 2밸브(123)를 기준으로 공기 진입구(122)의 반대편에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 컨트롤러부(130)는 전동식 공기 정화 호흡기(10)의 전원 공급을 제어하고, 외부 공기를 흡입하도록 형성된 흡기팬의 속도를 수동으로 제어하기 위한 부분이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 컨트롤러부(130)는 전원 버튼, 팬스피드 설정부를 포함할 수 있다.

전원 버튼은 컨트롤러부(130)의 전면에 구비되며, 사용자가 전동식 공기 정화 호흡기(10)를 작동시키거나 동작을 중지시키는 명령을 입력시킬 수 있도록 구비된다.

팬스피드 설정부는 컨트롤러부(130)의 전면에 구비되며, 흡기팬의 속도를 단계별로 제어할 수 있는 버튼일 수 있다 예를 들어, 팬스피드 설정부는 수동으로 동작하는 휠 형태의 버튼일 수 있다.

사용자가 팬스피드 설정부를 통해 흡기팬의 속도를 조절하여 외부 공기가 필터부로 흡입되는 양을 조절할 수 있으므로, 정화된 공기의 포집량을 적정 수준으로 유지할 수 있다.

팬스피드 설정부는 흡기팬의 속도를 조절하여 마스크유닛(100)으로 공급되는 정화된 공기의 공급량을 조절할 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 격한 활동으로 많은 양의 호흡이 필요한 경우, 사용자는 팬스피드 설정부를 수동으로 조작하여 흡기팬의 속도를 높임으로써, 원하는 만큼의 정화된 공기를 연속적으로 공급받을 수도 있다.

또한, 팬스피드 설정부는 프로세서를 통해 자동으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 실시간으로 사용자의 호흡량을 측정하고 측정된 호흡량에 따라 흡기팬의 속도가 자동으로 조절될 수 있다. 사용자는 팬스피드 설정부를 편의에 따라 수동 또는 자동 모드로 변경하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서부(140)는 사용자의 호흡량을 측정하거나, 마스크유닛(100)의 내부 압력을 측정하는 센서일 수 있다.

센서부(140)를 통해 측정된 데이터는 프로세서로 전송될 수 있고, 메모리에 저장될 수도 있다. 센서부(140)는 사용자의 호흡량 및 마스크유닛(100)의 내부 압력을 측정하기 용이하도록 마스크유닛(100)에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서는 전동식 공기 정화 호흡기(10)의 동작에 필요한 명령 및 데이터 처리 기능을 수행한다. 구체적으로, 프로세서는 사용자의 호흡량에 따라 정화된 공기의 공급량을 조절하고, 정화된 공기의 연속적인 공급 및 마스크유닛(100)의 내부를 양압으로 유지하기 위한 제어 명령을 수행할 수 있다.

프로세서는 센서부(140)를 통해 측정된 사용자의 호흡량 및 마스크유닛(100)의 내부 압력에 대한 정보에 기초하여 정화된 공기의 공급량을 제어하고, 마스크유닛(100)의 내부를 양압으로 유지할 수 있다. 따라서, 프로세서를 통해 사용자는 흡기팬의 속도를 수동으로 설정하지 않아도 사용자가 필요한 만큼의 정화된 공기를 연속적으로 공급받을 수 있다.

또한, 프로세서는 외부에 위치한 단말로부터 사용자 식별정보를 송신하여 전동식 공기 정화 호흡기(10) 착용한 사용자를 식별할 수도 있다. 프로세서는 사용자 식별정보에 기초하여 전동식 공기 정화 호흡기(10)를 착용한 사용자를 파악하며, 메모리에 저장된 사용자별 호흡량 정보에 기초하여 사용자의 호흡량 정보에 대응되도록 흡기팬의 속도를 자동으로 설정할 수 있다. 따라서, 사용자는 자신의 호흡량 및 신체 활동 정보에 기초한 맞춤형 호흡 보조 기능을 제공받을 수 있다.

프로세서는 다양한 연산을 수행할 수 있는, MCU(Micro Control Unit), CPU(Central Processing Unit), AP(Application Processor) 등 다양한 하드웨어로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 메모리는 사용자의 호흡량 정보를 저장한다. 구체적으로, 전동식 공기 정화 호흡기(10)를 착용한 사용자들의 상황별 호흡량이 저장될 수 있다. 예를 들어, 호흡량 정보는 복수의 사용자에 대하여 각각 서 있을 때, 걸을 때, 뛸 때, 특정 운동을 할 때 등으로 신체 활동을 구분하여 측정된 호흡량일 수 있다.

이때, 호흡량 및 사용자의 신체 활동 정보는 센서부(140)를 통해 측정된 데이터일 수 있고, 스마트폰, 웨어러블 기기 등 외부 단말에 의해 측정되거나 사용자가 자신의 활동에 관한 정보를 입력한 데이터일 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신부(150)는 사용자의 호흡량 정보를 외부 단말로 전송하고, 외부 단말로부터 사용자의 신체 활동 정보를 전송받을 수 있다. 이에, 전동식 공기 정화 호흡기(10)는 외부 단말과 연동되어 사용자의 호흡량 및 신체 활동 정보에 기초하여 사용자가 필요한 만큼의 정화된 공기를 정확하게 공급할 수 있다.

통신부(150)는 전동식 공기 정화 호흡기(10)와 외부 단말 간 통신을 연결할 수 있다. 예를 들면, 통신부(150)는 Wifi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), NFC(near field communication), GPS(global positioning system) 또는 셀룰라(cellular) 통신(예: LTE, LTE-A, CDMA, WCDMA, UMTS, WiBro 또는 GSM 등) 중 적어도 하나를 활용한 통신을 제공할 수 있다.

여기서, 외부 단말은 전동식 공기 정화 호흡기(10)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 이동 전화기(mobile phone), 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 통신부(150), 프로세서 및 메모리는 전원 공급부에 모듈 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우, 컨트롤러부(140)는 전원 제어 및 흡기팬의 속도를 조절하는 리모트 컨트롤러 역할을 수행할 뿐, 연산 동작은 수행하지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결호스(300)는 연결호스(300)의 하단부에 부착되는 탈부착링(310)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 탈부착링(310)은 수용케이스(200)와 연결호스(300)의 사이에 부착되는 부분으로, 수용케이스(200)와 연결호스(300)를 용이하게 연결시킬 수 있다. 또한, 탈부착링(310)는 수용케이스(200) 상단의 제 2공기 배출구(210) 상에 부착되어 제 2공기 배출구(210)를 통해 수용케이스(200)로 이물질이 유입되어 정화된 공기가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

탈부착링(310)은 연결호스(300) 및 제 2공기 배출구(210)의 형태와 동일할 수 있다. 예를 들어, 링형이며, 탈부착링(310)의 내주에는 거름망이 설치될 수 있다. 또한, 탈부착링(310)은 종래의 전동식 공기 정화 호흡기와 호환될 수 있는 규격을 가질 수 있다.

탈부착링(310)은 자성체로 형성될 수 있다. 따라서, 연결호스(300) 및 수용케이스(200)의 부착면이 자성체 또는 자성체와 인력이 작용하는 소재로 형성되어 있는 경우, 탈부착링(310)을 통해 연결호스(300) 및 수용케이스(200)를 용이하게 연결시킬 수 있다.

도 3은 도 1의 전동식 공기 정화 호흡기의 수용케이스를 설명하기 위한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 수용케이스(200)는 제 2공기 배출구(210), 통기부(220) 및 지퍼(230)를 포함한다.

앞서 언급한 바와 같이, 수용케이스(200)는 정화된 공기를 사용자에게 공급하거나, 특정 공간의 공기를 정화시키는 공기청정 기능을 하기 위한 구성들을 수용하는 수납공간을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수용케이스(200)는 수납공간을 통해 마스크유닛(100), 연결호스(300), 공기 저장부(400), 필터부(500) 및 전원공급부(600)를 수용할 수 있다. 각각의 구성들은 유기적으로 연결된 상태이거나, 개별적으로 수용케이스(200) 내부에 수용될 수 있다. 수납공간은 사용자가 수용케이스(200)를 착용한 상태에서 내부에 수용된 구성들이 이탈하거나 오작동하지 않도록 각 구성의 외형에 대응되는 형태로 형성될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 수용케이스(200)는 마스크유닛(100)을 분리하여 보관할 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 사용자는 마스크유닛(100)을 수용케이스(200) 내부에 보관할 수 있으므로, 전동식 공기 정화 호흡기(10)의 휴대가 간편하고, 이동이 용이할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2공기 배출구(210)는 공기 저장소(400)에 저장된 정화된 공기가 수용케이스(200)의 외부로 배출되는 부분으로, 제 2공기 배출구(210)에 마스크유닛(100)이 결합된 연결호스(300)가 결합되는 경우, 정화된 공기는 마스크유닛(100)으로 공급될 수 있다.

제 2공기 배출구(210)에 연결호스(300)를 연결하지 않은 상태로 수용케이스(200)를 동작시키는 경우, 정화된 공기는 수용케이스(200) 주변으로 배출되면서 수용케이스(200) 주변 공기를 정화시키는 공기청정 기능을 할 수도 있다. 이때, 제 2공기 배출구(210) 상에 탈부착링(310)을 부착하여 외부 이물질이 공기 저장소(400) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 통기부(220)는 공기 또는 열을 흡입하거나 방출하는 부분으로 수용케이스(200)의 표면에 개방된 형태의 망 구조로 형성될 수 있다.

통기부(220)는 수용케이스(200) 전면에 형성될 수 있고, 외부 공기가 통과하는 흡입구 및 수용케이스(200) 내부에서 발생하는 열이 방출되는 발열송풍구를 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 통기부(220)는 수용케이스(200)의 전면 하단부에 직사각형 형태로 형성될 수 있고, 필터부(500) 및 전원공급부(600)의 위치에 대응되도록 형성될 수 있다. 흡입구를 통과한 외부 공기는 필터부(500)로 이동하므로, 흡입구의 위치는 필터부(500)와 대응되는 위치에 형성될 수 있고, 발열송풍구는 전원공급부(600)의 배터리 등에서 발생되는 열이 외부로 방출되는 부분이므로, 전원공급부(600)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

또한, 통기부(220)의 흡입구 및 발열송풍구는 서로 상이한 형태의 망으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡입구는 외부 공기를 흡입하기 용이한 패턴으로 형성될 수 있고, 외부 공기에 포함된 먼지, 꽃가루 등 비교적 큰 입자를 가진 이물질을 우선적으로 걸러낼 수 있도록 촘촘한 메쉬구조를 가질 수 있다. 반면, 발열송풍구는 수용케이스(200) 내부의 열을 방출하기 부분으로 발열송풍구는 흡입구 보다 덜 촘촘한 매쉬구조를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 지퍼(230)는 수용케이스(200)를 개방하는 부분으로, 수용케이스(200) 내부의 수납공간에 수용되는 구성들을 용이하게 분리하고 교체 및 세척이 용이하도록 도 3에 도시된 바와 같이, 수용 케이스 전면 상단부에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 저장부(400)는 수용케이스(200)의 수납공간에 수납되며, 정화된 공기를 저장하는 공간으로, 필터부(500)와 연결되어 필터부(500)로부터 정화된 공기를 저장하고 있다가 사용자가 필요한 만큼의 정화된 공기를 마스크유닛(100)으로 공급할 수 있다.

공기 저장부(400)는 수축 및 팽창이 가능한 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 공기 저장부(400)는 비닐이나 고무 재질로 형성될 수 있고, 공기의 양에 따라 부피가 증가하거나 감소할 수 있다.

공기 저장부(400)는 사용자의 신체 활동에 따른 호흡량 변화에 대응하여 정화된 공기를 연속적으로 공급할 수 있도록 충분한 양의 정화된 공기가 저장될 수 있다 예를 들어, 2~3리터의 정화된 공기를 저장할 수 있다.

공기 저장부(400)는 수용케이스(200) 내부에서 호스를 통해 제 2공기 배출구(210)와 연결될 수 있다. 따라서, 공기 저장부(400)는 정화된 공기를 제 2공기 배출구(210)를 통해 수용케이스(200)의 외부로 배출시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터부(500)는 외부 공기를 흡입하여, 외부 공기에 포함될 수 있는 오염물을 정화하는 기능을 수행한다. 필터부(500)는 외부 공기를 흡입하고, 필터부(500)를 통과한 정화된 공기를 공기 저장부(400)로 이동시킬 수 있도록 흡기팬을 포함할 수 있다.

필터부(500)는 다중 필터로 구성될 수 있고, 외부 공기에 포함될 수 있는 오염물을 단계별로 정화하는 정화 필터들을 포함할 수 있고, 정화 필터를 통과한 공기에 기능성을 부가하기 위한 기능성필터를 더 포함할 수도 있다. 이에 대한 자세한 내용은 아래에서 도 4를 통해 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 필터부(500)는 수용케이스(200)의 하단부에 수용될 수 있다. 필터부(500)로 외부 공기를 통과시켜 정화된 공기를 생성할 수 있으므로, 외부 공기를 흡입하기 위해 필터부(500)와 수용케이스(200)의 접촉면에는 통기부(220)가 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전원공급부(600)는 전력을 공급하는 장치이다.

전원공급부(600)는 필터부(500)의 흡기팬을 작동시키기 위한 전력을 공급하고, 마스크유닛(100)의 컨트롤러부(130)에 전력을 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전원공급부(600)는 쿨링팬(620), 배터리(630)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 쿨링팬(620)은 수용케이스(200) 내부에서 발생되는 내부의 열을 외부로 방출하기 위한 구성이다. 쿨링팬(620)은 전원공급부(600)에서 발생되는 열이 수용케이스(200) 내부에 머무르지 않도록 외부로 방출시킬 수 있고, 열을 외부로 방출시켜, 수용케이스(200) 내부의 과열 및 과열로 인한 오작동이 방지될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리(630)는 전력을 저장하는 장치로서, 외부 전력 공급 장치로부터 전력을 공급받아 저장할 수 있고, 충전이 가능할 수 있다.

도 4는 도 1의 전동식 공기 정화 호흡기의 필터부를 설명하기 위한 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터부(500)는 다중 필터로 구성되고, 각기 다른 기능을 하는 복수의 필터들이 결합되어 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터부(500)는 필터커버(510), 전치필터(520), 헤파필터(530), 기능성필터(540) 및 흡기팬(550)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터커버(510)는, 외부 충격을 방지하기 위한 부분으로, 필터를 보호하기 위한 보호 장치이다. 필터부(500)가 복수의 필터들로 구성되므로, 필터의 교체 및 세척 등이 용이하도록 탈착 가능하고, 외부 공기가 필터부(500)로 용이하게 흡입될 수 있도록 복수의 관통공이 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전치필터(prefilter, 520)는 가장 바깥쪽에 위치한 필터로 외부 공기에 포함될 수 있는, 큰 먼지, 털, 보푸라기, 머리카락 등 비교적 큰 입자의 오염물을 1차적으로 여과하는 필터이다.

전치필터(520)는 안쪽에 위치한 헤파필터(530), 기능성필터(540) 등의 고성능 필터들을 보호하고 수명을 늘려주는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 헤파필터(HEPA filter, 530)은 외부 공기 중의 미세 입자를 여과하는 고성능 장치로서, 초미세먼지, 미세먼지, 에어로졸, 세균 등을 제거할 수 있는 고성능 필터이다. 직경 0.3마이크로 크기의 입자에 대해서 99.97% 이상의 여과율을 유지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기능성필터(540)는 전치필터(520) 및 헤파필터(530)를 통과한 정화된 공기에 기능성을 부가하는 장치로서, 예를 들어, 향기필터 또는 약물함유필터일 수 있다.

향기필터는 전치필터(520) 및 헤파필터(530)를 통과한 정화된 공기에 향기를 첨가하는 필터로서, 전치필터(520) 및 헤파필터(530)를 통과하더라도 제거되지 않을 수 있는 악취를 제거한다. 몇몇 실시예에서, 향기필터는 아로마 향을 첨가하도록 구성될 수 있다. 아로마 향은 사용자의 면역 증진 및 스트레스 해소 등 정신적 건강 관리에 도움을 줄 수 있다.

약물함유필터는 전치필터(520) 및 헤파필터(530)를 통과한 정화된 공기에 약물을 첨가하는 장치로서, 예를 들어, 호흡기 보호 및 호흡기 치료에 사용되는 약물을 포함할 수 있다.

약물함유필터는 알레르기, 천식 등 호흡기 관련 질병을 예방, 치료하기 위한 약물이 포함된 필터형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 약물이 코팅된 필터, 액체 형태의 약물이 흡수된 필터, 분말 형태의 약물이 흡착된 필터 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 흡기팬(550)에 의해 외부 공기가 유입되는 경우, 전치필터(520) 및 헤파필터(530)를 통과하여 정화된 공기가 약물함유필터를 통과하는 과정에서 정화된 공기 흐름 내로 약물이 흘러들어가며, 정화된 공기의 흐름을 따라 마스크유닛(100)으로 유입된 약물이 사용자의 호흡기로 흡입될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 흡기팬(550)은 외부 공기를 흡입하기 위한 장치로서 외부 공기를 흡입하여 복수의 필터를 통과할 수 있도록 기능성필터(540)의 안쪽에 형성될 수 있다.

흡기팬(550)은 회전시 외부의 기류를 빨아들이도록 복수의 날개가 형성되고, 흡기팬(550)을 회전시키기 위한 모터를 포함할 수 있다. 흡입팬(550)의 속도에 따라 외부 공기를 흡입하는 양이 조절될 수 있으며, 흡기팬(550)의 속도는 사용자가 수동으로 조절하거나 프로세서를 통해 자동으로 조절될 수 있다.

흡기팬(550)이 작동하는 경우, 외부 공기가 지속적으로 필터부(500)를 통과하여 정화된 공기가 지속적으로 포집될 수 있다. 포집된 정화된 공기는 공기 저장부(400)에 저장될 수 있고, 공기 저장부(400)에 저장된 정화된 공기는 흡기팬(550)이 작동하는 동안 지속적으로 마스크유닛(100)으로 공급될 수 있다.

이때, 사용자는 마스크유닛(100)으로 공급되는 정화된 공기를 통해 호흡할 수 있고, 사용자가 호흡한 만큼의 정화된 공기는 다시 흡기팬(550)을 통해 공기 저장부(400)에 충전될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)는 외부 공기를 흡입하여 필터부(500)를 통해 정화된 공기를 사용자에게 공급할 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)는 외부로부터 흡입된 공기의 오염물을 정화하는 필터부(500) 및 필터부(500)를 통해 생성된 정화된 공기를 저장하는 공기 저장부(400)를 포함한다. 특히, 공기 저장부(400)는 사용자의 호흡량만큼 정화된 공기를 공급하고, 수축 및 팽창이 가능한 소재로 형성되어 사용자의 호흡량에 따라 유동적으로 정화된 공기를 즉각적으로 제공할 수 있다. 이에, 사용자의 호흡량이 급격하게 변하더라도 사용자는 안정적으로 정화된 공기를 제공받을 수 있다.

구체적으로, 일반적인 전동식 공기 정화 호흡기는 사용자의 호흡량에 상관없이 일정한 유량으로 정화된 공기를 제공한다. 만약, 사용자가 운동을 하거나, 활동량이 증가하는 경우, 사용자의 호흡량은 급격하게 늘어날 수 있다. 그러나, 일반적인 전동식 공기 정화 호흡기는 항상 일정한 유량의 정화된 공기만을 제공할 수 있으므로, 호흡량이 급격히 늘어난 사용자에게 충분한 정화된 공기를 제공하지 못할 수 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)는 필터부(500)를 통해 정화된 공기가 직접 마스크유닛(100)으로 제공되지 않으며, 공기 저장부(400)에 저장되고, 공기 저장부(400)에 저장된 정화된 공기가 마스크유닛(100)으로 제공되도록 구성된다. 사용자의 호흡량이 급격하게 증가하는 경우, 증가된 호흡량에 대응되는 정화된 공기가 공기 저장부(400)로부터 즉각 제공될 수 있으며, 사용자는 충분한 양의 정화된 공기를 제공받을 수 있다. 즉, 필터부(500)는 일정한 양의 공기만을 정화할 수 있으며, 필터부(500)에 의해 정화된 공기가 급격하게 증가된 사용자의 호흡량을 충분히 커버할 수 없더라도, 사용자는 공기 저장부(400)에 저장된 공기를 즉각적으로 제공받아 흡입할 수 있으므로, 사용자는 충분한 정화된 공기를 제공받을 수 있다. 특히, 공기 저장부(400)는 정화된 공기를 용이하게 제공할 수 있도록 수축 또는 팽창이 가능한 소재로 형성되므로, 사용자의 호흡량에 대응되는 정화된 공기가 빠르게 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)는 복수의 수납공간을 포함하고, 사용자의 신체에 착용되도록 구성된 수용케이스(200)를 구비하며, 공기 저장부(400) 및 필터부(500)가 수용케이스(200)의 수납공간에 저장된다. 따라서, 사용자는 수용케이스(200)만 소지하고, 마스크유닛(100)을 착용함으로써, 간단하게 전동식 공기 정화 호흡기(10)를 사용할 수 있다. 특히, 수용케이스(200)가 백팩 형태로 구성되는 경우, 사용자의 활동이 용이해질 수 있으며, 수용케이스(200)의 수납공간에 마스크유닛(100)의 보관도 가능하므로, 전동식 공기 정화 호흡기(10)의 보관 및 휴대가 더욱 용이해지는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)의 마스크유닛(100)은 호흡공간에서 정화된 공기와 사용자가 배출하는 배출공기가 섞이지 않고 일방향으로 순환하도록 제어하는 제1 밸브(112)를 포함하고, 호스조립체(120) 내부에 배치되고, 사용자로부터 배출되어 호스조립체(120)로 유입된 배출공기가 정화된 공기와 섞이지 않고, 일방향으로 순환하도록 제어하는 제2 밸브(123)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 제1 밸브(112)는 사용자의 호흡기 주변에 배치되어 사용자가 배출하는 배출공기를 외부로 배출하도록 구성되며, 외부 공기의 유입은 차단하는 일방향 밸브로 구성된다. 또한, 제2 밸브(123)는 호스조립체(120)의 내부에 배치되어 연결호스(300)를 통해 유입되는 정화된 공기가 일방향으로 흘러 가도록 공기의 흐름을 제어하도록 구성된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결호스(300)를 통해 호스조립체(120)에 유입된 정화된 공기는 제2 밸브(123)를 통과하지 못하므로, 일방향으로만 흐르게 되며, 호스조립체(120)와 마스크부(110)의 호흡공간에는 일방향으로의 공기 순환이 형성된다. 한편, 사용자가 배출하는 배출공기는 대부분 제1 밸브(112)를 통해 외부로 배출되며, 일부 배출공기가 제1 밸브(112)를 통해 외부로 배출되지 않고, 호스조립체(120)로 다시 유입이 되더라도, 제2 밸브(123)에 의해 호스조립체(120)의 공기 흐름은 일방향으로 유도되므로, 배출공기는 공기의 흐름에 따라 일방향으로 흘러 제1 공기 배출구(124)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이에, 사용자는 지속적으로 정화된 공기만을 제공받을 수 있으며, 사용자의 호흡량이 많아지더라도, 제1 밸브(112) 및 제2 밸브(123)에 의해 공기가 일방향으로만 흐르게 되므로, 사용자의 배출공기가 정화된 공기와 섞이는 문제가 최소화될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)의 마스크유닛(100)은 사용자의 호흡량을 측정하는 센서부(140)를 포함하고, 컨트롤러부(130)는 센서부(140)를 통해 측정된 호흡량에 기초하여 정화된 공기의 공급량을 조절할 수 있다. 구체적으로, 컨트롤러부(130)는 센서부(140)를 통해 측정된 사용자의 호흡량에 기초하여 흡기팬(550)의 가동 속도를 제어하도록 구성된다. 사용자의 호흡량에 따라 흡기팬(550)의 흡입 공기 양이 제어되므로, 사용자의 호흡량에 따른 정화된 공기가 공기 저장부(400)로 제공될 수 있고, 사용자는 정화된 공기를 안정적으로 제공받을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)의 마스크유닛(100)은 사용자의 호흡량을 측정하는 센서부(140)를 포함하고, 컨트롤러부(130)는 사용자의 신체 활동을 측정하는 단말과 연동되며, 사용자의 신체 활동 정보와 센서부(140)를 통해 측정된 호흡량 정보에 기초하여 정화된 공기의 공급량을 자동으로 조절하도록 구성된다. 즉, 컨트롤러부(130)는 사용자의 신체 활동 정보와 센서부(140)를 통해 측정된 호흡량 정보를 매칭하여 저장하며, 추후 사용자가 전동식 공기 정화 호흡기(10)를 재사용하는 경우, 사용자의 신체 활동 정보에 대응되는 호흡량 정보에 기초하여 흡기팬(550)의 가동 속도를 제어할 수 있다. 이에, 사용자별 맞춤형 정화된 공기가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)의 필터부(500)는 향기필터 또는 약물함유필터를 포함하는 기능성필터(540)를 포함한다. 향기필터는 외부 공기로부터 발생될 수 있는 악취를 제거할 수 있으므로, 사용자는 좀더 쾌적한 정화된 공기를 제공받을 수 있다. 또한, 약물함유필터는 사용자의 호흡기 보호 및 호흡기 질병의 치료, 예방에 사용 가능한 약물을 제공하므로, 사용자의 호흡기 건강에 도움이 될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)의 수용케이스(200)는 연결호스(300)를 통해 마스크유닛(100)과 탈부착이 가능하고, 수용케이스가 마스크유닛(100)과 탈착되는 경우, 수용케이스(200)는 정화된 공기를 외부로 배출시켜 주변 공기를 정화하도록 구성된다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 공기 정화 호흡기(10)는 마스크유닛(100)이 분리됨으로써, 공기 청정 기능을 제공할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 전동식 공기 정화 호흡기 100: 마스크유닛
110: 마스크부 111: 튜브 결합부
112: 제 1밸브 113: 머리고정끈 연결부
114: 코받침대 120: 호스조립체
121: 연결 튜브 122: 공기 진입구
123: 제 2밸브 124: 제 1공기 배출구
130: 컨트롤러부 140: 센서부
150: 통신부 200: 수용케이스
210: 제 2공기 배출구 220: 통기부
230: 지퍼 300: 연결 호스
310: 탈부착링 400: 공기 저장부
500: 필터부 510: 필터커버
520: 전치필터 520: 헤파필터
530: 기능성필터 550: 흡기팬
600: 전원공급부 620: 쿨링팬
630: 배터리

Claims

사용자의 머리에 착용되는 마스크유닛;
상기 사용자의 신체에 착용되도록 구성된 수용케이스;
상기 수용케이스 수납되고, 외부로부터 흡입된 공기의 오염물을 정화하는 필터부; 및
상기 수용케이스 수납되고, 상기 필터부를 통해 정화된 공기를 저장하는 공기 저장부를 포함하고,
상기 공기 저장부는,
상기 사용자의 호흡량만큼 상기 정화된 공기를 공급하고, 수축 및 팽창이 가능한 소재로 형성되는, 전동식 공기 정화 호흡기.
제 1항에 있어서,
상기 마스크유닛은,
상기 공기 저장부로부터 공급되는 상기 정화된 공기의 공급량을 조절하는 컨트롤러부;
상기 사용자의 안면에 착용되고, 상기 사용자의 안면의 적어도 일부를 덮고, 내측에 호흡공간을 포함하는 마스크부; 및
상기 마스크부로 상기 정화된 공기가 공급되도록 상기 마스크부의 양 측에 연결튜브를 통해 연결되며, 상기 사용자의 목 둘레에 지지되며 착용되는 호스조립체를 포함하는, 전동식 공기 정화 호흡기.
제 2항에 있어서,
상기 마스크유닛은,
상기 사용자가 배출하는 배출공기를 외부로 배출하고, 상기 호흡공간 내에서 상기 배출공기와 상기 정화된 공기가 섞이지 않고 일방향으로 순환하도록 제어하는 제 1밸브를 포함하는, 전동식 공기 정화 호흡기.
제 2항에 있어서,
상기 마스크유닛은,
상기 호스조립체의 내부에 배치되고, 상기 사용자로부터 배출되어 상기 호스조립체로 유입된 배출공기가 상기 정화된 공기와 섞이지 않고, 일방향으로 순환하도록 제어하는 제 2밸브를 포함하는, 전동식 공기 정화 호흡기.
제 2항에 있어서,
상기 마스크유닛은,
상기 사용자의 호흡량을 측정하는 센서부를 포함하고,
상기 컨트롤러부는,
상기 센서부를 통해 측정된 호흡량에 기초하여 상기 정화된 공기의 공급량을 조절하는, 전동식 공기 정화 호흡기.
제 2항에 있어서,
상기 마스크유닛은,
상기 사용자의 호흡량을 측정하는 센서부; 및
상기 센서부를 통해 측정된 호흡량 정보를 상기 사용자가 사용하는 단말로 전송하는 통신부를 포함하고,
상기 컨트롤러부는,
상기 단말로부터 측정된 상기 사용자의 신체 활동 정보와 상기 센서부를 통해 측정된 호흡량 정보를 연동하여 상기 사용자가 상기 전동식 공기 정화 호흡기를 사용하는 경우, 상기 사용자의 신체 활동 정보에 따른 상기 정화된 공기의 공급량을 자동으로 조절하는, 전동식 공기 정화 호흡기.
제 1항에 있어서,
상기 수용케이스는,
연결호스를 통해 상기 마스크유닛과 탈부착 가능하고,
상기 수용케이스가 상기 마스크유닛과 탈착되는 경우, 상기 정화된 공기를 외부로 배출시켜 주변 공기를 정화하도록 구성된, 전동식 공기 정화 호흡기.
제 1항에 있어서,
상기 필터부는,
외부 충격으로부터 보호하기 위한 필터 커버;
공기 중의 상기 오염물을 여과하는 전치필터;
상기 전치필터를 통과한 공기의 미세 입자를 여과하는 헤파필터;
상기 헤파필터를 통과한 공기에 기능성을 부가하기 위한 기능성필터; 및
외부로부터 공기를 흡입하기 위한 흡기팬를 포함하는, 전동식 공기 정화 호흡기.
제 8항에 있어서,
상기 기능성필터는,
향을 발산하는 향기필터인, 전동식 공기 정화 호흡기.
제 8항에 있어서,
상기 기능성필터는,
호흡기 치료 약물이 함유된 약물함유필터인, 전동식 공기 정화 호흡기.