KR20220137861A - 마스크 장치 - Google Patents

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KR20220137861A
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최석호
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Abstract

본 발명에 따른 마스크 장치는, 사용자에게 공기를 공급하기 위한 에어 덕트부가 형성되는 마스크 몸체; 상기 마스크 몸체에 장착되며, 상기 에어 덕트부로 공기를 공급하는 팬 모듈; 및 상기 마스크 몸체에 결합되어 상기 팬 모듈을 커버하는 마스크 몸체 커버를 포함하고, 상기 에어 덕트부에는, 상기 팬 모듈로부터 공기가 유입되며 유입된 공기를 사용자에게 토출하는 유로를 형성하며, 상기 유로에 양각 또는 음각으로 형성되는 요철부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

마스크 장치 {MASK APPARATUS}
본 발명은 마스크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 마스크(Mask)는 병균, 먼지 등의 흡입 및 비산을 막기 위해 사용자의 코와 입을 가리는 장치이다. 마스크는 사용자의 코와 입을 가리기 위해 사용자의 얼굴에 밀착된다. 마스크는 사용자의 코와 입으로 유입되는 공기에 포함된 병균, 먼지 등을 필터링하고, 필터링된 공기가 사용자의 입과 코로 유입되도록 한다. 공기와 공기에 포함된 병균, 먼지 등은 필터로 형성되는 마스크의 몸체를 통과하고, 병균, 먼지 등은 마스크의 몸체에 의해 필터링된다. 그러나, 공기가 마스크의 몸체를 통과 후 사용자의 코와 입으로 유입되거나, 마스크의 몸체를 통과 후 외부로 유출되기에 사용자의 호흡이 원활하지 않는 문제가 발생된다. 최근에는 상기에서 언급된 문제를 해소하기 위해 모터, 팬, 필터가 구비되는 마스크가 개발되고 있다.
일 예로 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0092363호에는 “마스크 탈부착용 공기 청정기 및 그를 구비한 마스크(종래 기술 1)”가 개시되고, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0129562호에는 “공기흡입형 마스크(종래 기술 2)”가 개시된다.
종래 기술 1에 따른 마스크에는, 공기 유입구로 유입된 외부 공기를 여과하여 마스크의 내부로 바로 공급하는 공기 청정기가 구비된다. 종래 기술 2에 따른 마스크에는, 필터에 의해 여과된 공기를 양측방에서 흡입하여 흡입 팬으로 공급하는 공기 통로부가 구비되며, 상기 흡입 팬에서 토출되는 공기는 마스크 내부에서 상기 공기 통로부의 상측에 형성된 유동 공간을 따라 사용자에게 공급하는 구조가 개시된다.
그러나, 종래 기술 1에 따르면 공기 청정기에 의해 여과된 공기를 사용자에게 바로 공급하기에, 공기 청정기에서 토출되는 풍압에 의해 사용자의 호흡이 불편해지는 문제가 있다. 또한, 공기 투입구를 통해 공급되는 공기의 공급량은 송풍팬의 회전수에 대응되어 송풍팬의 회전수가 증가 시 공기의 공급량도 증가하지만, 송풍팬에 의한 진동도 함께 증가하는 문제가 있다.
종래 기술 2에 따르면, 흡입 팬이 공기 통로부의 전방에 위치하기에, 마스크의 전후 방향 길이가 증가하는 문제가 있다. 또한, 증가된 전후 방향 길이에 의해 공기 통로부의 상방에 형성된 유동 공간의 전후 방향 길이도 함께 늘어나서, 늘어난 공기의 유동 거리에 의해 유동 저항이 증가하는 문제가 있다. 또한, 늘어난 공기의 유동 거리에 의해 흡입 팬이 작동한 후 사용자에게 공급되기 까지의 시간이 증가되는 문제가 있다.
본 발명은, 팬 모듈에서 토출되는 공기가 신속하게 사용자에게 공급될 수 있는 마스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 공기의 유동 소음을 저감할 수 있는 마스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 공기의 유동 저항에 의해 공기의 유량이 감소되는 것을 방지할 수 있는 마스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 송풍팬의 효율을 향상시킬 수 있는 마스크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 팬 모듈에서 토출되는 공기를 사용자에게 공급하기 위한 유로를 형성하는 에어 덕트부를 마스크 몸체에 형성하여, 유로의 길이가 단축되고, 팬 모듈에서 토출되는 공기가 신속하게 사용자에게 공급될 수 있다.
또한, 에어 덕트부는, 곡면을 가지는 곡면부를 포함하여, 팬 모듈에서 토출되는 공기가 공기 토출구를 향해 유동하도록 유동 방향을 가이드하고, 상기 공기 토출구로 토출되는 공기의 유량 증가 및 공기의 유동 소음을 저감할 수 있다.
또한, 에어 덕트부는, 양각 또는 음각으로 형성되는 다수의 요철로 구성되는 요철부를 포함하여, 공기 토출구로 토출되는 공기의 유동 특성을 변경하여 공기가 호흡 공간으로 확산되도록 할 수 있다.
또한, 에어 덕트부는, 마스크 몸체의 전면으로부터 마스크 몸체의 양측 단부 중 일 단부를 향해 연장되는 전면부와, 상기 전면부와 상기 마스크 몸체를 연결하는 연결부로 형성되기에, 상기 에어 덕트부를 상기 마스트 몸체와 일체화 할 수 있다.
또한, 전면부는, 팬 모듈과 연결되어 공기가 유입되는 곡면부와, 공기 토출구와 곡면부를 연결하며 요철부가 형성되는 평면부를 포함하여, 팬 모듈에서 공기 토출구로 유동하는 공기의 유동 방향 및 유동 특성을 변경할 수 있다.
또한, 요철부는, 공기 토출구의 상류에 위치하고, 상기 공기 토출구의 상류에 상기 곡면부가 위치하도록 하여, 상기 곡면부에 의해 유동 방향이 안내된 공기가 상기 요철부에 의해 유동 특성이 변경된 후 공기 토출구로 바로 토출되도록 할 수 있다.
또한, 요철부는, 일정 두께로 함몰 또는 돌출되고, 일정 거리로 이격되고, 일정 개수를 가지고, 공기의 유동 방향에 대해 수직한 방향으로 연장되며, 다각형 또는 라운드 형상으로 다수의 요철로 구성하여, 공기 토출구를 향해 유동하는 공기에 가해지는 유동 저항을 최소화하면서도, 상기 공기 토출구로 토출되는 공기가 균일하게 확산되도록 할 수 있다.
또한, 전면부는, 후면부보다 더 길게 형성되기에, 공기 토출구를 향하는 방향으로 공기를 가이드하는 에어 덕트부의 형상을 형성할 수 있다.
또한, 에어 덕트부는, 유동하는 공기의 유로를 다수로 분지하는 분지부를 포함하여, 상기 공기 토출구에서 토출되는 공기가 균일하게 토출되도록 할 수 있다.
또한, 사용자의 얼굴에 밀착되는 실링부가 실링 브라켓에 장착되어 상기 마스크 몸체에 결합되기에, 상기 마스크 몸체로부터 상기 실링부 및 실링 브라켓의 장착 및 분리가 간편해질 수 있다.
또한, 에어 덕트부는, 상기 마스크 몸체와 일체로 형성되거나, 상기 마스크 몸체에 결합되는 실링 브라켓에 의해 형성되는 후면부를 더 포함하여, 사용자에게 공기를 공급하는 에어 덕트부의 유로 일부를 형성할 수 있다.
또한, 마스크 몸체 커버에는, 공기 흡입구가 형성되며, 필터를 수용하는 필터 장착부가 형성되어, 여과된 공기가 공기 흡입구로 유입되도록 할 수 있다.
또한, 필터 장착부에는, 외부 공기가 유입되는 다수의 유입구를 가지는 필터 커버가 장착되어, 필터의 교체가 용이하도록 할 수 있다.
본 발명은, 팬 모듈에서 토출되는 공기가 신속하게 사용자에게 공급되도록 할 수 있다.
본 발명은, 팬 모듈에서 토출되는 공기가 공기 토출구를 향해 유동되도록 상기 공기의 유동 방향을 곡면으로 안내하기에, 공기의 유동 방향 변경에 따른 공기의 유동 저항을 감소시킬 수 있다.
본 발명은, 호흡 공간으로 균일하게 공기가 확산되도록 하여, 사용자의 호흡이 원활하게 할 수 있다.
본 발명은, 에어 덕트부를 통과한 후 공기 토출구로 토출되는 공기의 토출 소음을 저감할 수 있다.
본 발명은, 공급되는 공기가 균일하게 분산되어 호흡 공간으로 확산되도록 할 수 있다.
본 발명은, 요철부의 구성을 최적화하여, 유량이 증가되면서도 증가된 유량에 의해 발생될 수 있는 소음을 저감할 수 있다.
본 발명은, 팬 모듈의 효율을 향상시킬 수 있는 유로를 구현할 수 있다.
본 발명은, 요철부의 구성을 최적화하여, 마스크 몸체의 무게 증가를 방지할 수 있다.
본 발명은, 마스크 몸체에 에어 덕트부를 일체로 형성하여, 마스크의 제고 공정을 간소화할 수 있다.
본 발명은, 마스크 장치에 대한 유지 보수 작업이 용이해지는 이점이 있다.
본 발명은, 팬 모듈을 복수개로 설치하여, 호흡 공간으로 여과된 공기가 다량으로 공급될 수 있다.
본 발명은, 필터의 교체가 용이한 이점이 있다.
본 발명은, 마스크 몸체와 마스크 몸체 커버가 단단히 결합되어 마스크 장치의 내구성이 향상되는 이점이 있다.
본 발명은, 마스크 장치에 팬 모듈을 장착하기 위한 조립 시간이 감소되고, 조립 방법이 간편해지는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 좌측 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 우측 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 배면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 저면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 분해 사시도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치를 작동 시 공기의 흐름을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 전방 분해도.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 몸체의 전방 사시도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 후방 분해도.
도 11은 도 9의 11”-11”을 절단한 단면도.
도 12a 내지 도 12c는 도 11의 12”-12”를 절단한 단면도.
도 13은 요철부의 형상에 따라 변화되는 회전수와 유량을 나타내는 그래프.
도 14는 요철부의 형상에 따라 변화되는 유량과 소음을 나타내는 그래프.
도 15는 요철부의 유무에 따라 변화되는 회전수와 유량을 나타내는 그래프.
도 16은 요철부의 유무에 따라 변화되는 유량과 소음을 나타내는 그래프.
도 17은 요철부의 요철 개수에 따라 변화되는 유량과 소음을 나타내는 그래프.
도 18은 요철부의 요철 개수에 따라 변화되는 회전수와 유량을 나타내는 그래프.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 좌측 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 우측 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 배면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 저면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치(1)는 마스크 몸체(10)와, 상기 마스크 몸체(10)에 결합되는 마스크 몸체 커버(20)를 포함할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)는 분리 가능하게 결합될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)를 결합하면, 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 사이에는 내부 공간이 형성될 수 있다. 상기 내부 공간에는 상기 마스크 장치(1)를 구동하기 위한 구성들이 배치될 수 있다. 상기 내부 공간은 상기 마스크 몸체(10)의 전면과 상기 마스크 몸체 커버(20)의 배면 사이에 위치할 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)는 상기 마스크 장치(1)의 배면을 형성하고, 상기 마스크 몸체 커버(20)는 상기 마스크 장치(1)의 전면을 형성할 수 있다.
상기 마스크 장치(1)의 후방은 사용자의 얼굴과 마주하는 마스크 장치(1)의 배면이 위치하는 방향을 정의하며, 상기 마스크 장치(1)의 전방은 외부로 노출되는 마스크 장치의 전면이 위치하는 방향으로 상기 후방의 반대 방향으로 정의한다.
상기 마스크 장치(1)는 실링 브라켓(30)과 실링부(40)를 더 포함할 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)은 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)은 상기 실링부(40)를 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 고정시킬 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)을 상기 마스크 몸체(10)의 배면으로부터 분리 시 상기 실링부(40)는 상기 마스크 몸체(10)로부터 이탈될 수 있다. 상기 실링부(40)는 상기 실링 브라켓(30)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 지지되며, 상기 실링부(40)와 상기 마스크 몸체(10)의 사이에 호흡을 위한 호흡 공간이 정의될 수 있다. 상기 실링부(40)는 사용자의 얼굴에 밀착되며, 사용자의 코와 입을 감싸서 외부 공기가 상기 흡입 공간으로 유입되는 것을 제한할 수 있다.
상기 마스크 몸체 커버(20)에는 제1필터 장착부(21)와 제2필터 장착부(22)가 포함될 수 있다. 상기 제1필터 장착부(21)는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 우측에 위치하고, 상기 제1필터 장착부(21)는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 좌측에 위치할 수 있다. 사용자의 얼굴에 장착된 마스크 장치(1)를 기준으로, 좌측 방향(좌측)과 우측 방향(우측)을 정의한다. 또한, 사용자의 얼굴에 장착된 마스크 장치(1)를 기준으로, 상측 방향(상방)과 하측 방향(하방)을 정의한다.
상기 제1필터 장착부(21)에는 제1필터 커버(25)가 장착되고, 상기 제2필터 장착부(22)에는 제2필터 커버(26)가 장착될 수 있다. 상기 제1필터 장착부(21)와 상기 제2필터 장착부(22)의 내측에는 필터가 배치되며, 상기 제1필터 커버(25)와 상기 제2필터 커버(26)는 상기 필터를 커버할 수 있다. 상기 제1필터 커버(25)와 상기 제2필터 커버(26)는 상기 제1필터 장착부(21)와 상기 제2필터 장착부(22)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1필터 커버(25)와 상기 제2필터 커버(26)는 상기 제1필터 장착부(21)와 상기 제2필터 장착부(22)에 끼움 결합될 수 있다.
상기 제1필터 커버(25)에는 제1공기 유입구(251)가 형성될 수 있다. 상기 제2필터 커버(26)에는 제2공기 유입구(261)가 형성될 수 있다. 상기 제1공기 유입구(251) 및 상기 제2공기 유입구(261)는 다수로 제공될 수 있다. 상기 제1필터 장착부(21)에 상기 제1필터 커버(25)가 장착된 상태에서, 상기 제1공기 유입구(251)는 외부 공간으로 노출되도록 형성될 수 있다. 상기 제2필터 장착부(22)에 상기 제2필터 커버(26)가 장착된 상태에서, 상기 제2공기 유입구(261)는 외부 공간으로 노출되도록 형성될 수 있다. 상기 제1공기 유입구(251) 및 상기 제2공기 유입구(261)는 상기 제1필터 커버(25) 및 상기 제2필터 커버(26)의 상면 및 측면 중 하나 이상에 형성될 수 있다.
상기 필터 커버(25,26)를 기준으로, 상기 필터 장착부(21,22)를 마주하는 면을 저면으로 정의하고, 외부 공간으로 노출되는 면을 상면으로 정의하고, 상기 저면과 상기 상면을 연결하는 면을 측면으로 정의한다.
상기 제1공기 유입구(251) 및 상기 제2공기 유입구(261)가 상기 필터 커버(25,26)의 측면에 제공될 경우에, 상기 필터 커버(25,26)의 측면 하부는 상기 필터 장착부(21,22)에 지지되며, 상기 필터 커버(25,26)의 측면 상부에 상기 제1공기 유입구(251) 및 상기 제2공기 유입구(261)가 형성될 수 있다.
본 실시 예에서 상기 제1공기 유입구(251)는 상기 마스크 장치(1)의 상방을 향하는 제1필터 커버(25)의 측면에 제공되는 제1공기 유입구(251a), 상기 마스크 장치(1)의 전방을 향하는 제1필터 커버(25)의 측면에 제공되는 제1공기 유입구(251b), 상기 마스크 장치(1)의 하방을 향하는 제1필터 커버(25)의 측면에 제공되는 제1공기 유입구(251c)를 포함할 수 있다. 상기 제2공기 유입구(261)는 상기 마스크 장치(1)의 상방을 향하는 제2필터 커버(26)의 측면에 제공되는 제2공기 유입구(261a), 상기 마스크 장치(1)의 전방을 향하는 제2필터 커버(26)의 측면에 제공되는 제2공기 유입구(261b), 상기 마스크 장치(1)의 하방을 향하는 제2필터 커버(26)의 측면에 제공되는 제2공기 유입구(261c)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1필터 커버(25) 및 상기 제2필터 커버(26) 중 어느 하나에는 상기 마스크 장치(1)의 작동을 제어하기 위한 조작부(195)를 설치하기 위한 개구가 형성될 수 있다. 상기 조작부(195)는 상기 마스크 장치(1)의 전원을 온/오프 하는 조작 스위치로 제공될 수 있다. 상기 조작부(195)는 상기 필터 커버(25,26)의 개구를 통해 상기 마스크 장치(1)의 전방으로 노출될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 걸이 장착부(108)를 포함할 수 있다. 상기 걸이 장착부(108)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측과 우측에 제공될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)의 우측에 제공되는 걸이 장착부를 제1걸이 장착부(108a)라 정의하고, 상기 마스크 몸체(10)의 좌측에 제공되는 걸이 장착부를 제2걸이 장착부(108b)라 정의한다. 상기 제1걸이 장착부(108a)와 상기 제2걸이 장착부(108b)는 상기 마스크 몸체(10)의 상하 방향으로 이격되게 다수로 제공될 수 있다. 상기 제1걸이 장착부(108a)는 상기 마스크 몸체(10)의 우측 상방 및 우측 하방에 제공되고, 상기 제2걸이 장착부(108b)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측 상방 및 좌측 하방에 제공될 수 있다. 상기 걸이 장착부(108)에는 사용자의 얼굴에 상기 마스크 장치(1)를 착용하기 위한 끈 또는 줄 등이 장착될 수 있다. 끈 또는 줄 등은 상기 제1걸이 장착부(108a)와 상기 제2걸이 장착부(108b)를 연결하거나, 상하 방향으로 이격된 복수의 제1걸이 장착부(108a)와 상하 방향으로 이격된 복수의 제2걸이 장착부(108b) 각각을 연결할 수 있다.
상기 걸이 장착부(108)는 상기 마스크 몸체(10)의 일부가 절개되어 형성될 수 있다. 그렇기에, 상기 걸이 장착부(108)를 통해서 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 내부 공간으로 공기가 유입될 수도 있다. 상기 걸이 장착부(108)를 통해 상기 내부 공간으로 유입된 외부 공기는 상기 마스크 장치(1)의 내부 공간에 배치되는 전자 부품들을 공기 냉각할 수 있다. 상기 걸이 장착부(108)를 통해 상기 마스크 몸체(10)의 내부 공간으로 유입된 외부 공기는 상기 걸이 장착부(108)를 통해 다시 외부 공간으로 배출되며, 상기 외부 공기가 상기 호흡 공간으로 유입되는 것을 제한하기 위해 상기 마스크 장치(1)의 내부는 밀봉 구조를 가질 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 호흡 공간으로 여과된 공기를 토출하기 위한 공기 토출구(129)를 포함할 수 있다. 상기 공기 토출구(129)로부터 상기 호흡 공간으로 공급되는 여과된 공기를 사용자가 들이마시며 호흡할 수 있다. 상기 공기 토출구(129)는 상기 제1공기 유입구(251)로 유입되어 여과된 공기를 상기 흡입 공간으로 토출하는 제1공기 토출구(129a)와, 상기 제2공기 유입구(261)로 유입되어 여과된 공기를 상기 흡입 공간으로 토출하는 제2공기 토출구(129b)를 포함할 수 있다. 상기 제1공기 토출구(129a)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 우측에 배치되고, 상기 제2공기 토출구(129b)는 좌측에 배치될 수 있다. 상기 제1공기 유입구(251)로 유입된 공기는 필터를 통과한 후 상기 제1공기 토출구(129a)로 유동할 수 있다. 상기 제2공기 유입구(261)로 유입된 공기는 필터를 통과한 후 상기 제2공기 유입구(261)로 유동할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 사용자가 내쉬는 공기를 외부 공간으로 배출하기 위한 공기 유출구(154,155)를 포함할 수 있다. 상기 공기 유출구(154,155)는 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 위치할 수 있다.
상기 공기 유출구(154,155)는 상기 마스크 몸체(10)가 개구되어 형성되는 제1공기 유출구(154)와, 상기 마스크 몸체(10)의 저면에 형성되는 제2공기 유출구(155)를 포함할 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 사이에는 상기 제1공기 유출구(154)를 통과하여 상기 제2공기 유출구(155)를 향해 유동하는 공기가 통과하기 위한 유동 공간이 형성될 수 있다. 상기 제1공기 유출구(154) 및 상기 제2공기 유출구(155) 중 하나 이상에는 체크 밸브가 형성될 수 있다. 상기 체크 밸브에 의해 외부 공기가 상기 호흡 공간으로 역류되는 것이 방지될 수 있다. 상기 체크 밸브는 상기 제1공기 유출구(154)와 상기 제2공기 유출구(155)를 연결하는 유동 공간에 위치할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 센서 장착부(109)를 포함할 수 있다. 상기 센서 장착부(109)에는 상기 호흡 공간으로부터 정보를 획득하기 위한 센서가 장착될 수 있다. 상기 센서 장착부(109)는 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 위치할 수 있다. 사용자가 호흡 시 상기 호흡 공간의 압력 변화가 일정하게 감지될 수 있는 위치를 고려하여 상기 센서 장착부(109)가 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 위치할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 커넥터 홀(135)을 포함할 수 있다. 상기 커넥터 홀(135)은 상기 마스크 장치(1)로 전원을 공급하기 위한 커넥터(192)가 설치되는 개구로 이해할 수 있다. 상기 커넥터 홀(135)은 상기 마스크 몸체(10)의 좌측 및 우측 중 어느 하나에 위치할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 조작부(195)와 상기 커넥터(192)는 후술할 전원 모듈(19)에 연결되어 있기에, 상기 커넥터 홀(135)은 상기 전원 모듈(19)이 설치되는 위치에 해당되는 마스크 몸체(10)의 좌측 및 우측 중 어느 하나에 제공될 수 있다.
이하에서는, 상기 마스크 장치(1)의 구성들을 분해 사시도에 기초하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 장치(1)는 마스크 몸체(10)와, 마스크 몸체 커버(20)와, 실링 브라켓(30)과, 실링부(40)를 포함할 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)가 서로 결합되어 상기 마스크 장치(1)의 몸체를 형성할 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 사이에는 상기 마스크 장치(1)를 작동하기 위한 구성들이 수용되기 위한 내부 공간이 형성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)과 상기 실링부(40)는 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 결합되어 사용자의 얼굴과 상기 마스크 몸체(10)의 사이에 호흡 공간을 형성하며, 상기 호흡 공간으로 외부 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 커버 결합홈(101)을 포함할 수 있다. 상기 커버 결합홈(101)은 상기 마스크 몸체(10)의 전면 가장자리에 형성될 수 있다. 상기 커버 결합홈(101)은 단차에 의해 형성될 수 있다. 상기 커버 결합홈(101)은 상기 마스크 몸체 커버(20)의 가장자리에 대응되게 형성될 수 있다. 상기 커버 결합홈(101)은 상기 마스크 몸체(10)의 전면 일부가 후방으로 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)의 커버 결합홈(101)을 향해 상기 마스크 몸체 커버(20)를 이동시켜서 상기 커버 결합홈(101)에 상기 마스크 몸체 커버(20)를 삽입할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 제1커버 결합부(102)를 포함할 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)에는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 상부가 지지될 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 후크가 결합되는 후크 걸림부로 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체 커버(20)에는 상기 제1커버 결합부(102)에 결합되는 후크가 형성될 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 다수로 제공되며, 상기 후크도 상기 제1커버 결합부(102)에 대응되게 다수로 제공될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 좌측과 우측에 제공될 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 상측 커버 결합부라 칭할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 제1브라켓 결합부(103)를 포함할 수 있다. 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상기 실링 브라켓(30)의 상부가 지지될 수 있다. 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 형성될 수 있다. 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상기 마스크 몸체(10)의 배면에서 후방으로 돌출되는 후크 형상으로 형성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)에는 상기 제1브라켓 결합부(103)에 결합되는 제1몸체 결합부(304)가 형성될 수 있다. 상기 제1브라켓 결합부(103)는 다수로 제공되며, 상기 제1몸체 결합부(304)도 상기 제1브라켓 결합부(103)에 대응되게 다수로 제공될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 좌측과 우측에 제공될 수 있다. 상기 제1브라켓 결합부(103)는 상측 브라켓 결합부라 칭할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 지지 리브(104)를 포함할 수 있다. 상기 지지 리브(104)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에서 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 지지 리브(104)는 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)를 결합 시 상기 마스크 몸체 커버(20)에 접촉될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)는 상기 지지 리브(104)에 의해 전후 방향으로 외력에 저항할 수 있다. 상기 지지 리브(104)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 다수로 제공될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 제2커버 결합부(106)를 포함할 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)에는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 하부가 지지될 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 후크로 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체 커버(20)에는 상기 제2커버 결합부(106)에 결합되는 후크 걸림부가 형성될 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 다수로 제공되며, 상기 후크 걸림부도 상기 제2커버 결합부(106)에 대응되게 다수로 제공될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 좌측과 우측에 제공될 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 하측 커버 결합부라 칭할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 상기 제2브라켓 결합부(107)를 포함할 수 있다. 상기 제2브라켓 결합부(107)는 상기 실링 브라켓(30)의 하부가 지지될 수 있다. 상기 제2브라켓 결합부(107)는 상기 마스크 몸체(10)가 개구되어 형성될 수 있다. 상기 제2브라켓 결합부(107)는 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2브라켓 결합부(107)는 상기 마스크 몸체(10)가 개구되는 관통홀로 형성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)에는 상기 제2브라켓 결합부(107)에 결합되는 제2몸체 결합부(305)가 형성될 수 있다. 상기 제2브라켓 결합부(107)는 다수로 제공되며, 상기 제2몸체 결합부(305)도 상기 제2브라켓 결합부(107)에 대응되게 다수로 제공될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제2브라켓 결합부(107)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 좌측과 우측에 제공될 수 있다. 상기 제2브라켓 결합부(107)는 하측 브라켓 결합부라 칭할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 센서 장착부(109)를 포함할 수 있다. 상기 센서 장착부(109)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 센서 장착부(109)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 전방으로 돌출되어 형성되고, 내부에 센서가 설치되는 설치 공간을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)에는 상기 설치 공간과 상기 호흡 공간을 연통하는 홀이 형성되며, 상기 설치 공간에 배치된 센서는 상기 홀을 통해 상기 설치 공간으로 유입된 공기로부터 상기 호흡 공간의 정보를 획득할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 센서는 압력 센서로 제공되며, 상기 호흡 공간의 압력 정보를 감지할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 팬 모듈 장착부(110)를 포함할 수 있다. 상기 팬 모듈 장착부(110)는 제1팬 모듈(16)이 장착되는 제1팬 모듈 장착부(110a)와 제2팬 모듈(17)이 장착되는 제2팬 모듈 장착부(110b)를 포함할 수 있다. 상기 제1팬 모듈 장착부(110a) 및 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 제1팬 모듈 장착부(110a)는 상기 마스크 몸체(10)의 우측에 배치되고, 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측에 배치될 수 있다. 상기 제1팬 모듈(16) 및 상기 제2팬 모듈(17)은 상기 제1팬 모듈 장착부(110a) 및 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 에어 덕트부(120)를 포함할 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)의 내부에는 공기가 통과할 수 있는 유로가 형성될 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)는 상기 제1팬 모듈 장착부(110a)에 연결되는 제1에어 덕트부(120a)와, 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)에 연결되는 제2에어 덕트부(120b)를 포함할 수 있다. 상기 제1에어 덕트부(120a)와 상기 제2에어 덕트부(120b)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 향하는 제1팬 모듈 장착부(110a)의 일측 및 제2팬 모듈 장착부(110b)의 타측에 배치될 수 있다. 상기 제1에어 덕트부(120a)와 상기 제2에어 덕트부(120b)는 상기 제1팬 모듈 장착부(110a)와 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)의 사이에 위치할 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)의 일단부는 상기 팬 모듈(16,17)과 연통되어 공기가 유입되고, 상기 에어 덕트부(120)의 타단부는 상기 공기 토출구(129)와 연통되어 유입된 공기가 토출될 수 있다.
상기 에어 덕트부(120)에는 제어 모듈(18)을 장착하기 위한 제어 모듈 장착부(128)가 포함될 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)의 일부가 상기 제어 모듈(18)이 안착될 수 있는 평면으로 형성되며, 상기 평면을 상기 제어 모듈 장착부(128)로 정의한다. 상기 제어 모듈 장착부(128)는 상기 제1에어 덕트부(120a)에 제공되는 제1제어 모듈 장착부(128a)와 상기 제2에어 덕트부(120b)에 제공되는 제2제어 모듈 장착부(128b)를 포함할 수 있다. 상기 제1제어 모듈 장착부(128a)와 상기 제2제어 모듈 장착부(128b)에는 하나의 제어 모듈(18)이 고정되거나, 복수의 제어 모듈이 각각 고정될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 전원 모듈(19)을 장착하기 위한 전원 모듈 장착부(130)를 포함할 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측과 우측 중 어느 하나에 제공될 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 제어 모듈 장착부(128)의 측방에 위치할 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 제어 모듈 장착부(128)와 상기 마스크 몸체(10)의 좌측 및 우측 중 어느 하나의 단부의 사이에 제공될 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)가 제공되는 마스크 몸체(10)의 좌측 및 우측 중 어느 하나에 인접하게 상기 커넥터 홀(135)이 위치할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 배터리를 장착하기 위한 배터리 장착부(140)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 장착부(140)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 배터리 장착부(140)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에서 전방으로 돌출되어 상기 배터리를 감싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 배터리 장착부(140)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에서 전방으로 복수의 가이드 리브가 돌출되어 형성될 수 있다. 전방으로 돌출되는 복수의 가이드 리브의 일부는 서로를 마주하는 향하는 방향으로 절곡되면, 상기 복수의 가이드 리브와 상기 마스크 몸체(10)의 전면 사이에 상기 배터리가 수용되는 배터리 수용 공간이 형성될 수 있다. 상기 배터리는 상하 방향으로 이동하여 상기 배터리 장착부(140)의 배터리 수용 공간에 삽입 또는 분리될 수 있다. 상기 배터리 장착부(140)에 삽입된 배터리의 하부는 후술할 공기 배출부(150)에 지지될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 공기 배출부(150)를 포함할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)는 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 형성될 수 있다. 상기 공기 배출부(150)는 상기 제1공기 유출구(154)로부터 상기 제2공기 유출구(155)를 향해 유동하는 공기가 통과하는 유동 공간을 형성할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)를 결합 시 상기 공기 배출부(150)는 상기 마스크 몸체 커버(20)에 접촉되며, 상기 마스크 몸체(10)의 내부 공간과 상기 유동 공간이 구분되도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 공기 배출부(150)는 유동 공간을 정의하는 상면, 저면, 양측면을 포함할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)의 전면은 상기 마스크 몸체 커버(20)에 의해 정의되고, 상기 공기 배출부(150)의 배면은 상기 마스크 몸체(10)에 의해 정의된다. 상기 공기 배출부(150)의 상면에는 상기 배터리가 지지될 수 있다. 상기 공기 배출부(150)의 저면은 개구되며, 상기 제2공기 유출구(155)가 형성될 수 있다. 상기 공기 배출부(150)의 저면은 상기 마스크 몸체(10)의 저면과 연결되며, 상기 마스크 몸체(10)의 저면은 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 상기 공기 배출부(150)를 향해 돌출되어 형성되는 보강 리브의 일면으로 정의될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)의 저면에는 상기 커버 결합홈(101)이 형성되며, 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 하측 단부가 결합되도록 할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)의 배면은 개구되며, 상기 제1공기 유출구(154)가 형성될 수 있다. 상기 공기 배출부(150)의 양측면은 절곡되게 형성될 수 있다.
상기 마스크 몸체 커버(20)는 필터 장착부(21,22)를 포함할 수 있다. 상기 필터 장착부(21,22)는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 전면이 배면을 향하는 방향으로 함몰되어 형성될 수 있다. 함몰되어 형성된 필터 장착부(21,22)의 내측에는 필터(23,24)가 수용되며, 상기 필터(23,24)가 수용된 상태에서 상기 필터 장착부(21,22)에 필터 커버(25,26)가 장착될 수 있다.
상기 필터 장착부(21,22)의 저면에는 공기 흡입구(211,221)가 형성될 수 있다. 상기 공기 흡입구(211,221)는 후술할 팬 모듈(16,17)의 팬 흡입구와 연통될 수 있다. 상기 공기 흡입구(211,221)는 하방으로 경사지는 경사면을 가질 수 있다. 상기 필터 장착부(21,22)의 측면에는 상기 필터 커버(25,26)를 고정하기 위한 필터 커버 장착홈(212,222)이 형성될 수 있다. 상기 필터 커버(25,26)에는 상기 필터 커버 장착홈(212,222)에 삽입되는 결합 돌기가 형성될 수 있다. 상기 필터 장착부(21,22)의 상면은 개구되어, 상기 필터(23,24) 및 상기 필터 커버(25,26)가 삽입될 수 있다. 상기 필터 장착부(21,22)는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 전면을 상면으로, 상기 마스크 몸체 커버(20)의 배면을 저면으로, 상기 상면과 상기 저면을 연결하는 면을 측면으로 정의한다.
상기 필터 장착부(21,22)의 저면은 후술할 팬 모듈(16,17)의 팬 흡입구와 밀착하게 접촉될 수 있다. 상기 필터 장착부(21,22)와 상기 팬 모듈(16,17)의 사이에는 밀봉을 위한 밀봉재가 제공될 수 있다. 상기 밀봉재는 상기 공기 흡입구(211,221)와 상기 팬 모듈(16,17)의 팬 흡입구를 감싸서 외부 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 필터 장착부(25,26)는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 우측에 제공되는 제1필터 장착부(21)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 좌측에 제공되는 제2필터 장착부(22)를 포함할 수 있다. 상기 제1필터 장착부(21)에 형성되는 공기 흡입구를 제1공기 흡입구(211)라 정의하고, 상기 제2필터 장착부(22)에 형성되는 공기 흡입구를 제2공기 흡입구(221)라 정의할 수 있다.
상기 필터(23,24)는 상기 제1필터 장착부(21)의 내측에 수용되는 제1필터(23)와 상기 제2필터 장착부(22)의 내측에 수용되는 제2필터(24)를 포함할 수 있다.
상기 필터 커버(25,26)는 상기 제1필터 장착부(21)에 장착되는 제1필터 커버(25)와 상기 제2필터 장착부(22)에 장착되는 제2필터 커버(26)를 포함할 수 있다. 상기 제1필터 커버(25)에는 다수의 제1공기 유입구(251)가 형성되어 외부 공기가 유입되고, 상기 제2필터 커버(26)에는 다수의 제2공기 유입구(261)가 형성되어 외부 공기가 유입될 수 있다.
상기 마스크 장치(1)의 몸체 내부에는 팬 모듈(16,17)과, 제어 모듈(18)과, 전원 모듈(19)이 포함될 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)과, 상기 제어 모듈(18)과, 상기 전원 모듈(19)은 상기 마스크 몸체(10)의 전면과 상기 마스크 몸체 커버(20)의 배면 사이에 형성되는 내부 공간에 수용될 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 제1전자 회로 부품이라 칭하고, 상기 전원 모듈(19)은 제2전자 회로 부품이라 칭할 수 있다.
상기 팬 모듈(16,17)은 팬과 팬 모터, 및 상기 팬과 상기 팬 모터를 수용하는 팬 하우징을 포함할 수 있다. 상기 팬 하우징에는 상기 팬으로 공기가 유입되는 팬 흡입구와 상기 팬에 의해 강제 유동하는 공기가 토출되는 팬 토출구를 포함할 수 있다. 상기 팬은 원심팬으로 제공될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 팬 모듈(16,17)은 상기 마스크 몸체 커버(20)의 전방으로 공기를 흡입하여 상기 마스크 몸체(10)의 측방으로 토출할 수 있다. 상기 팬은 축류팬, 횡류팬으로 제공될 수도 있다.
상기 팬 모듈(16,17)은 상기 팬 모듈(16,17)은 상기 제1팬 모듈 장착부(110a)에 장착되는 제1팬 모듈(16)과, 상기 제2팬 모듈 장착부(110b)에 장착되는 제2팬 모듈(17)을 포함할 수 있다. 상기 제1팬 모듈(16)은 상기 제1공기 흡입구(211)와 연통되며, 상기 제1공기 흡입구(211)를 향해 상기 제1공기 유입구(251)로 유입되어 상기 제1필터(23)를 통과한 공기가 흡입되도록 할 수 있다. 상기 제2팬 모듈(17)은 상기 제2공기 흡입구(221)와 연통되며, 상기 제2공기 흡입구(221)를 향해 상기 제2공기 유입구(261)로 유입되어 상기 제2필터(24)를 통과한 공기가 흡입되도록 할 수 있다. 상기 제1팬 모듈(16)은 상기 제1에어 덕트부(120a)와 연통되어 상기 호흡 공간으로 공기를 토출하고, 상기 제2팬 모듈(17)은 상기 제2에어 덕트부(120b)와 연통되어 상기 호흡 공간으로 공기를 토출할 수 있다.
상기 제어 모듈(18)은 상기 마스크 장치(1)의 작동을 제어할 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 상기 제어 모듈 장착부(128)에 고정될 수 있다. 상기 제어 모듈 장착부(128)는 상기 배터리 또는 상기 전원 모듈(19)로부터 전원을 공급받아 작동할 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 통신 모듈을 포함하여, 다양한 정보를 송수신할 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 데이터 저장 모듈을 포함하여, 다양한 정보를 저장할 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 상기 팬 모듈(16,17)의 작동을 제어할 수 있다. 상기 제어 모듈(18)은 센서로부터 감지되는 정보에 기초하여 상기 팬 모듈(16,17)의 작동을 제어할 수도 있다. 상기 제어 모듈(18)은 상기 전원 모듈(19), 상기 팬 모듈(16,17), 배터리와 전기적으로 연결되어 연동할 수 있다.
상기 전원 모듈(19)은 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다. 상기 전원 모듈(19)은 상기 배터리를 충전할 수 있다. 상기 전원 모듈(19)은 커넥터(192)와 조작부(195)를 포함할 수 있다. 상기 전원 모듈(19)은 상기 조작부(195)에 의해 상기 마스크 장치(1)의 전원을 제어할 수 있다. 상기 전원 모듈(19)은 상기 제어 모듈(18), 상기 팬 모듈(16,17), 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다.
상기 실링부(40)는 상기 실링 브라켓(30)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 결합되어 사용자의 얼굴에 밀착될 수 있다. 상기 실링부(40)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 배면은 사용자의 얼굴로부터 이격되게 배치될 수 있다.
상기 실링 브라켓(30)은 폐루프를 형성하는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)은 상기 실링부(40)가 분리 가능하게 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)을 상기 마스크 몸체(10)로부터 분리하여, 상기 실링부(40)를 세척할 수 있다. 상기 실링부(40)를 상기 실링 브라켓(30)에 결합한 후, 상기 실링 브라켓(30)을 상기 마스크 몸체(10)에 결합하면, 상기 실링부(40)가 상기 마스크 몸체(10)에 단단히 고정될 수 있다.
상기 실링 브라켓(30)은 상기 실링부(40)가 결합되는 실링 삽입부(301)를 포함할 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)는 상기 실링부(40)가 끼움 결합되는 삽입 돌기로 형성될 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)는 내측에서 외측을 향해 연장되어 형성될 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)는 내측에서 외측을 향해 두께가 작아지게 형성될 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)와 후술할 고정 가이드(302)에 의해 상기 실링 브라켓(30)의 몸체가 형성될 수 있다.
상기 실링 브라켓(30)은 고정 가이드(302)를 포함할 수 있다. 상기 고정 가이드(302)는 상기 실링 삽입부(301)의 내측 단부에 형성될 수 있다. 상기 고정 가이드(302)는 상기 실링 삽입부(301)에 삽입되는 실링부(40)의 고정 위치를 가이드 할 수 있다. 상기 실링부(40)가 상기 고정 가이드(302)에 접촉되면, 상기 실링부(40)가 상기 실링 브라켓(30)에 밀착하게 결합될 수 있다. 상기 고정 가이드(302)는 상기 실링 삽입부(301)보다 두께가 커지게 형성될 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)의 외측으로부터 내측을 향해 두께가 커지고, 상기 실링 삽입부(301)보다 두께가 커진 고정 가이드(302)에 의해 상기 실링부(40)의 이동이 제한될 수 있다.
상기 실링 브라켓(30)은 상기 제1브라켓 결합부(103)에 결합되는 제1몸체 결합부(304)를 포함할 수 있다. 상기 제1몸체 결합부(304)는 상기 실링 브라켓(30)의 상부에 제공될 수 있다. 상기 제1몸체 결합부(304)는 상기 제1브라켓 결합부(103)에 대응되는 위치 및 개수로 제공될 수 있다. 상기 제1몸체 결합부(304)는 상측 몸체 결합부라 칭할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1몸체 결합부(304)는 후크 형상으로 형성되는 제1브라켓 결합부(103)가 걸림 고정되는 걸림 고정 형상으로 형성될 수 있다.
상기 실링 브라켓(30)은 제2브라켓 결합부(107)에 결합되는 제2몸체 결합부(305)를 포함할 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)는 상기 실링 브라켓(30)의 하부에 제공될 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)는 상기 제2브라켓 결합부(107)에 대응되는 위치 및 개수로 제공될 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)는 하측 몸체 결합부라 칭할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2몸체 결합부(305)는 상기 실링 삽입부(301)로부터 전방으로 돌출되는 후크 형상으로 형성될 수 있다.
상기 실링 브라켓(30)은 상기 마스크 몸체(10)에 결합되는 브라켓 삽입부(306)를 포함할 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)는 마스크 몸체(10)에 형성되는 절개부(127)에 삽입될 수 있다. 상기 절개부(127)는 상기 에어 덕트부(120)와 연통되어 공기가 통과하는 개구로 이해할 수 있다. 상기 절개부(127)의 일측에 상기 브라켓 삽입부(306)가 삽입될 수 있다. 상기 절개부(127)의 일측에 상기 브라켓 삽입부(306)가 삽입되면, 상기 절개부(127)의 타측은 상기 에어 덕트부(120)를 통과한 공기가 토출되는 상기 공기 토출구(129)로 정의될 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)가 상기 절개부(127)의 일측에 삽입되어 상기 절개부(127)의 일측을 차폐하면, 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출된 공기는 상기 에어 덕트부(120)와 상기 브라켓 삽입부(306)의 사이를 통과하여 상기 절개부(127)의 타측인 상기 공기 토출구(129)로 유동할 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)는 상기 에어 덕트부(120)의 일측면을 형성하면서, 상기 실링 브라켓(30)을 상기 마스크 몸체(10)에 고정하는 기능을 제공할 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)의 상부는 상기 제1몸체 결합부(304)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 고정되고, 상기 실링 브라켓(30)의 하부는 상기 제2몸체 결합부(305)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 고정되고, 상기 실링 브라켓(30)의 중간부는 상기 브라켓 삽입부(306)에 의해 상기 마스크 몸체(10)의 중간부에 고정될 수 있다.
상기 실링부(40)는 탄성을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 상기 실링부(40)는 사용자의 얼굴에 밀착되어 사용자의 얼굴에 대응되게 변형될 수 있다. 상기 실링부(40)는 폐루프를 형성하는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 실링부(40)는 사용자의 코와 입을 커버할 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 실링부(40)는 사용자의 얼굴에 접촉되는 배면과, 상기 마스크 몸체(10)에 접촉되는 전면과, 상기 배면과 상기 전면을 연결하며 내측이 중공으로 형성되는 측면을 포함할 수 있다. 상기 실링부(40)의 전면 내측에는 제1개구가 포함되고, 상기 실링부(40)의 배면 내측에는 제2개구가 포함될 수 있다. 상기 실링부(40)를 상기 마스크 몸체(10)에 결합 시 상기 제1개구의 내측에는 상기 공기 토출구(129)와 상기 공기 유출구(154,155)가 위치할 수 있다. 사용자의 얼굴과 상기 실링부(40)가 접촉 시 상기 제2개구의 내측에는 사용자의 코와 입이 위치할 수 있다.
사용자의 얼굴과 상기 마스크 몸체(10)의 사이에 상기 실링부(40)가 위치하며, 상기 실링부(40)의 전면, 배면, 상기 전면과 상기 배면을 연결하는 측면의 내측에 호흡을 위한 호흡 공간이 정의된다.
상기 실링부(40)는 브라켓 삽입홈(401)을 포함할 수 있다. 상기 브라켓 삽입홈(401)은 상기 실링 브라켓(30)의 실링 삽입부(301)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 상기 브라켓 삽입홈(401)은 상기 실링부(40)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 브라켓 삽입홈(401)은 상기 실링부(40)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 브라켓 삽입홈(401)은 상기 전면의 내측 단부에 형성될 수 있다. 상기 실링부(40)의 전면에 형성된 브라켓 삽입홈(401)은 상기 실링 브라켓(30)의 실링 삽입부(301)에 삽입되어 상기 실링부(40)와 상기 실링 브라켓이 서로 결합될 수 있다.
상기 실링부(40)는 상기 제1몸체 결합부(304) 및 상기 브라켓 삽입부(306)가 안착되는 안착홈(404,406)과, 상기 제2몸체 결합부(305)가 관통하는 관통홀(405)을 포함할 수 있다. 상기 안착홈(404,406)과 상기 관통홀(405)은 상기 실링부(40)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 안착홈(404,406)은 상기 제1몸체 결합부(304)에 대응되는 개수 및 위치에 형성되는 제1안착홈(404)과, 상기 브라켓 삽입부(306)에 대응되는 개수 및 위치에 형성되는 제2안착홈(406)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(405)은 상기 제2몸체 결합부(305)에 대응되는 개수 및 위치에 형성될 수 있다.
상기 안착홈(404,406)과 상기 관통홀(405)에 상기 제1몸체 결합부(304), 상기 제2몸체 결합부(305), 및 상기 브라켓 삽입부(306)가 삽입되면, 상기 실링부(40)와 상기 실링 브라켓(30)이 밀착하게 결합될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치를 작동 시 공기의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 장치(1)는 필터 커버(25,26)에 형성되는 공기 유입구(251,261)를 통해 외부 공기를 흡입할 수 있다. 상기 마스크 장치(1)로 흡입되는 외부 공기의 유동 방향은 A로 나타낸다. 상기 공기 유입구(251,261)가 다양한 방향에서 공기를 흡입할 수 있도록 다수로 구성되기에, 외부 공기의 유입량이 증가될 수 있다. 예를 들어, 상기 공기 유입구(251,261)는 상기 마스크 장치(1)의 상방에서 공기를 흡입하는 공기 유입구(251a,261a), 상기 마스크 장치(1)의 전방에서 공기를 흡입하는 공기 유입구(251b,261b), 상기 마스크 장치(1)의 하방에서 공기를 흡입하는 공기 유입구(251c,261c)를 포함할 수 있다. 상기 공기 유입구(251,261)가 형성되는 필터 커버(25,26)는 상기 마스크 장치(1)의 양측에 각각 배치되기에, 외부 공기를 상기 마스크 장치(1)의 양측으로부터 원활하게 흡입할 수 있다.
상기 공기 유입구(251,261)를 통해 유입된 외부 공기는 상기 필터 커버(25,26)와 필터 장착부(21,22)의 내측에 위치하는 필터(23,24)에 의해 이물질이 여과될 수 있다. 상기 필터(23,24)는 상기 필터 커버(25,26)를 상기 마스크 장치(1)로부터 분리 시 교체 가능하다.
상기 필터(23,24)를 통과한 공기는 공기 흡입구(211,221)를 통해 팬 모듈(16,17)의 팬 흡입구로 유입될 수 있다. 상기 공기 흡입구(211,221)가 형성되는 필터 장착부(21,22)와 상기 팬 모듈(16,17)은 서로 밀착하게 접촉되어 있기에 여과된 공기가 누설되거나, 외부 공기가 유입되는 것이 방지될 수 있다.
상기 팬 모듈(16,17)의 팬 토출구를 통해 배출되는 공기는 에어 덕트부(120)를 통과한 후 공기 토출구(129)를 통해 호흡 공간으로 유입될 수 있다. 상기 공기 토출구(129)를 통해 호흡 공간으로 유입되는 공기의 유동 방향을 B로 나타낸다. 상기 호흡 공간은 상기 마스크 몸체(10)와 상기 실링부(40)에 의해 정의될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)를 사용자의 얼굴에 장착하면, 상기 실링부(40)가 상기 마스크 몸체(10)와 사용자의 얼굴에 밀착되어 외부 공간과 구분되는 독립된 호흡 공간을 형성할 수 있다.
상기 공기 토출구(129)를 통해 공급되는 여과된 공기를 사용자가 들이쉬고, 사용자가 내쉬는 공기는 공기 유출구(154,155)를 통해 외부 공간으로 배출될 수 있다. 상기 공기 유출구(154,155)는 호흡 공간과 연통되는 제1공기 유출구(154)와 외부 공간과 연통되는 제2공기 유출구(155)를 포함하며, 상기 제1공기 유출구(154)과 상기 제2공기 유출구(155)는 유동 공간에 의해 서로 연통될 수 있다. 사용자가 내쉬는 공기는 제1공기 유출구(154)를 통해 상기 유동 공간으로 유동할 수 있다. 상기 제1공기 유출구(154)를 통해 상기 유동 공간으로 유동하는 공기의 유동 방향을 C로 나타낸다.
상기 제1공기 유출구(154)를 통해 상기 유동 공간으로 유동한 공기는 상기 제2공기 유출구(155)를 통해 외부 공간으로 배출될 수 있다. 상기 제2공기 유출구(155)를 통해 외부 공간으로 유동하는 공기의 유동 방향을 D로 나타낸다. 상기 제1공기 유출구(154) 및 상기 제2공기 유출구(155) 중 하나 이상에는 체크 밸브가 제공되며, 외부 공기가 상기 호흡 공간으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치의 전방 분해도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 몸체의 전방 사시도이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 후방 분해도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 장치(1)는 마스크 몸체(10)와 마스크 몸체 커버(20)의 결합에 의해 몸체를 형성할 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 사이에는 팬 모듈(16,17), 전원 모듈(19), 제어 모듈(18), 배터리가 수용되는 내부 공간이 형성될 수 있다.
상기 내부 공간에 수용되는 팬 모듈(16,17), 전원 모듈(19), 제어 모듈(18), 배터리는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 고정될 수 있다. 상기 마스크 몸체 커버(20)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면을 커버하여 상기 마스크 몸체(10)의 전면과 상기 마스크 몸체 커버(20)의 배면 사이에 상기 내부 공간을 형성할 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)은 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 고정되고, 상기 전원 모듈(19), 제어 모듈(19), 배터리는 상기 마스크 몸체 커버(20)의 배면에 고정될 수도 있다.
상기 마스크 몸체(10)에는 실링부(40)가 실링 브라켓(30)에 의해 고정될 수 있다. 상기 실링부(40)는 사용자의 얼굴에 밀착되며, 상기 사용자의 얼굴과 상기 마스크 몸체(10)의 사이에 외부 공간과 구분되는 호흡 공간을 형성할 수 있다.
상기 호흡 공간은 상기 실링부(40)의 내측에 형성될 수 있다. 상기 호흡 공간에는 상기 마스크 몸체(10)의 공기 토출구(129)와 공기 유출구(154,155)가 연통될 수 있다. 상기 공기 토출구(129)를 통해 유입된 공기는 사용자가 들이마시고, 사용자가 내쉬는 공기는 상기 공기 유출구(154,155)를 통해 외부 공간으로 배출될 수 있다.
상기 실링부(40)를 얼굴에 밀착한 상태에서 상기 마스크 몸체(10)는 사용자의 얼굴에 장착될 수 있다. 상기 마스크 몸체(10)의 제1걸이 장착부(108a) 및 제2걸이 장착부(108b)에 연결되는 끈 또는 줄 등에 의해 사용자의 귀 또는 사용자의 머리에 상기 마스크 장치(1)가 지지될 수 있다. 상기 실링부(40)는 상기 마스크 몸체(10)와 사용자의 얼굴 사이에서 변형되어 상기 마스크 몸체(10)와 상기 사용자의 얼굴 사이에 밀착될 수 있다.
아래에서는 상기 마스크 장치(1)의 구성들 각각에 대해 상세히 설명한다.
상기 마스크 몸체(10)는 커버 결합홈(101)을 포함할 수 있다. 상기 커버 결합홈(101)은 상기 마스크 몸체(10)의 둘레에 단차지게 형성될 수 있다. 상기 커버 결합홈(101)에 상기 마스크 몸체 커버(20)가 삽입되면, 상기 마스크 몸체(10)의 커버 결합홈(101)에 상기 마스크 몸체 커버(20)가 끼움 결합될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 제1커버 결합부(102)를 포함할 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)에 상기 마스크 몸체 커버(20)의 상부를 고정하기 위한 구성으로 이해할 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체 커버(20)에는 상기 제1커버 결합부(102)에 결합되는 제1몸체 고정부(202)가 포함될 수 있다. 상기 제1커버 결합부(102)는 복수로 제공되며, 상기 마스크 몸체 커버(20)의 제1몸체 고정부(202)는 상기 제1커버 결합부(102)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 상기 제1몸체 고정부(202)는 후크 형상으로 형성되고, 상기 제1커버 결합부(102)는 후크 걸림 형상으로 형성될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 제2커버 결합부(106)를 포함할 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 마스크 몸체(10)에 상기 마스크 몸체 커버(20)의 하부를 고정하기 위한 구성으로 이해할 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 마스크 몸체 커버(20)에는 상기 제2커버 결합부(106)에 결합되는 제2몸체 고정부(206)가 포함될 수 있다. 상기 제2커버 결합부(106)는 복수로 제공되며, 상기 마스크 몸체 커버(20)의 제2몸체 고정부(206)는 상기 제2커버 결합부(106)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 상기 제2몸체 고정부(206)는 후크 형상으로 형성되고, 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 제2몸체 고정부(206)에 걸림 고정되는 후크 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2커버 결합부(106)는 상기 공기 배출부(150)의 양측에 각각 배치될 수 있다.
상시 마스크 몸체(10)는 상기 실링 브라켓(30)과의 결합을 위한 제1브라켓 결합부(103) 및 제2브라켓 결합부(107)를 포함한다. 상기 실링 브라켓(30)은 상기 마스크 몸체(10)와의 결합을 위한 제1몸체 결합부(304) 및 제2몸체 결합부(305)를 포함한다. 상기 제1몸체 결합부(304)가 상기 제1브라켓 결합부(103)에 결합되면, 상기 실링 브라켓(30)의 상부가 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 고정될 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)가 상기 제2브라켓 결합부(107)에 결합되면, 상기 실링 브라켓(30)의 하부가 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 고정될 수 있다. 상기 브라켓 결합부(103,107)와 상기 몸체 결합부(304,305)는 서로 결합 또는 분리될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 지지 리브(104)를 포함할 수 있다. 상기 지지 리브(104)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 지지 리브(104)는 상기 마스크 몸체(10)와 상기 마스크 몸체 커버(20)의 사이가 이격되도록 지지할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 지지 리브(104)는 상기 제어 모듈(18)의 일측을 지지하기 위한 고정 후크(104a)를 더 포함할 수 있다. 상기 지지 리브(104)는 상기 제어 모듈(18)의 상측에 위치하여, 상기 제어 모듈(18)의 상부를 상기 고정 후크(104a)에 의해 지지할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 팬 모듈 장착부(110)를 포함할 수 있다. 상기 팬 모듈 장착부(110)는 상기 팬 모듈(16,17)이 장착되기 위한 공간을 형성할 수 있다. 상기 팬 모듈 장착부(110)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측과 우측에 각각 배치될 수 있다. 상기 팬 모듈 장착부(110)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 제공될 수 있다. 상기 팬 모듈 장착부(110)에 장착되는 팬 모듈(16,17)의 일측에는 상기 에어 덕트부(120)가 위치하고, 상기 팬 모듈 장착부(110)에 장착되는 팬 모듈(16,17)의 타측에는 상기 팬 모듈(16,17)의 일부를 고정하기 위한 체결부가 위치할 수 있다.
상기 팬 모듈 장착부(110)는 제1고정 리브(112)와 제2고정 리브(114)를 포함할 수 있다. 상기 제1고정 리브(112)와 상기 제2고정 리브(114)는 상기 팬 모듈(16,17)의 양측을 지지할 수 있다. 상기 제1고정 리브(112)와 상기 제2고정 리브(114)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1고정 리브(112)와 상기 제2고정 리브(114)의 사이에 상기 팬 모듈(16,17)이 수용될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)의 방향을 기준으로, 상기 제1고정 리브(112)는 상기 마스크 몸체(10)의 상부에 위치하고, 상기 제2고정 리브(114)는 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 위치할 수 있다. 이때, 상기 제1고정 리브(112)와 상기 제2고정 리브(114)의 좌측 또는 우측에 상기 에어 덕트부(120)가 위치하고, 상기 에어 덕트부(120)의 반대 방향에 상기 팬 모듈(16,17)의 일부를 고정하기 위한 체결부가 위치할 수 있다.
또는, 상기 팬 모듈 장착부(110)에 안착되는 팬 모듈(16,17)의 안착면을 상기 팬 모듈(16,17)의 하면으로 정의하면, 상기 제1고정 리브(112)와 상기 제2고정 리브(114)는 상기 팬 모듈(16,17)의 양측에 배치되는 것으로 이해할 수 있다.
상기 팬 모듈 장착부(110)는 케이블 고정 리브(113)를 포함할 수 있다. 상기 케이블 고정 리브(113)는 상기 제1고정 리브(112) 및 상기 제2고정 리브(114) 중 하나와, 상기 마스크 몸체(10)에 제공될 수 있다. 상기 케이블 고정 리브(113)는 상기 팬 모듈(16,17)로부터 상기 제어 모듈(18), 전원 모듈(19) 등을 향해 연장되는 케이블을 고정하기 위해 제공될 수 있다. 상기 케이블 고정 리브(113)는 상기 제1고정 리브(112) 및 상기 제2고정 리브(114) 중 하나에 제공되는 제1케이블 고정 리브와 상기 마스크 몸체(10)에 제공되는 제2케이블 고정 리브를 포함할 수 있다. 상기 제1케이블 고정 리브와 상기 제2케이블 고정 리브는 서로 이격되며, 상기 제1케이블 고정 리브와 상기 제2케이블 고정 리브는 서로 교차되도록 배치될 수 있다. 상기 케이블은 상기 제1케이블 고정 리브에 의해 일측 일부가 고정되고, 상기 제2케이블 고정 리브에 의해 타측 일부가 고정될 수 있다.
상기 팬 모듈 장착부(110)는 팬 모듈 체결부(116,118)를 포함할 수 있다. 상기 팬 모듈 체결부(116,118)는 복수개로 제공될 수 있다. 상기 팬 모듈 체결부(116,118)는 상기 팬 모듈 장착부(110)에 장착된 팬 모듈(16,17)의 타측에 배치되며, 체결 부재가 체결될 수 있다. 상기 체결 부재는 상기 팬 모듈(16,17)의 타측을 관통한 후 상기 팬 모듈 체결부(116,118)에 결합될 수 있다. 상기 팬 모듈 체결부(116,118)는 상기 마스크 몸체(10)로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 팬 모듈 체결부(116,118)는 상기 체결 부재가 체결되는 체결홀을 가질 수 있다. 또는, 상기 팬 모듈 체결부(116,118)는 복수의 체결 리브로 형성되며, 상기 복수의 체결 리브 사이에 형성되는 공간이 체결홀의 기능을 제공할 수 있다.
상기 팬 모듈 체결부(116,118)는 일측 체결부(116)와 타측 체결부(118)를 포함할 수 있다. 상기 일측 체결부(116)와 상기 타측 체결부(118)는 상기 마스크 몸체(10)의 방향을 기준으로, 상하 방향으로 이격되게 제공될 수 있다. 또는, 상기 팬 모듈 장착부(110)에 안착되는 팬 모듈(16,17)의 안착면을 상기 팬 모듈(16,17)의 하면으로 정의하면, 상기 일측 체결부(116)와 상기 타측 체결부(118)는 상기 팬 모듈(16,17)의 상기 팬 모듈(16,17)의 양측 방향으로 이격되어 상기 팬 모듈(16,17)의 타측 단부를 고정하는 것으로 이해할 수 있다.
상기 팬 모듈 체결부(116,118)는 상기 팬 모듈(16,17)이 안착되는 안착면과 상기 안착면의 일측에 위치하는 경사면을 포함할 수 있다. 상기 경사면은 상기 마스크 몸체(10)의 방향을 기준으로, 상기 팬 모듈 장착부(110)의 타측에서 상기 팬 모듈 장착부(110)의 일측을 향하는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 상기 경사면은 상기 팬 모듈(16,17)을 상기 팬 모듈 장착부(110)에 장착 시, 상기 팬 모듈(16,17)이 상기 팬 모듈 장착부(110)의 일측을 향해 이동되도록 이동 방향을 가이드할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 에어 덕트부(120)를 포함할 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)는 상기 팬 모듈 장착부(110)의 일측에 제공될 수 있다. 상기 팬 모듈 장착부(110)에 상기 팬 모듈(16,17)이 장착되면, 상기 팬 모듈(16,17)의 일측은 상기 에어 덕트부(120)에 연결되고, 상기 팬 모듈(16,17)의 타측은 상기 팬 모듈 체결부(116,118)에 의해 고정될 수 있다.
상기 에어 덕트부(120)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 우측에 배치되는 제1에어 덕트부(120a)와, 좌측에 배치되는 제2에어 덕트부(120b)를 포함한다. 상기 에어 덕트부(120)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면보다 전방으로 더 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 전방으로 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 에어 덕트부(120)는 상기 마스크 몸체(10)의 배면이 전방을 향해 방향으로 함몰되어 형성될 수도 있다.
상기 에어 덕트부(120)의 일측 단부는 상기 팬 모듈(16,17)로부터 공기를 유입받고, 상기 에어 덕트부(120)를 통과한 공기는 공기 토출구(129)를 통해 호흡 공간으로 유입될 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)로부터 공기를 유입받는 일측 단부에는 팬 모듈 삽입구(123)가 포함될 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)를 통과한 공기는 상기 에어 덕트부(120)의 타측 단부에 구비되는 공기 토출구(129)로 배출될 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)에 의해 토출되는 공기는 상기 마스크 몸체(10)의 양측 방향에서 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 향하는 방향으로 유동되어 사용자의 코와 입으로 공급될 수 있다.
상기 에어 덕트부(120)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 제공되는 전면부(1201)와, 상기 전면부(1201)를 마주하며 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 제공되는 후면부(1202)와, 상기 전면부(1201)와 상기 후면부(1202)를 연결하는 상면부 및 하면부와, 개구된 양 측면부로 구성될 수 있다. 상기 상면부 및 하면부는 상기 전면부(1201)와 후면부(1202)를 연결하는 면으로써, 상방에 위치하는 제1연결부(1203) 및 하방에 위치하는 제2연결부(1204)라 칭할 수도 있다. 개구된 양 측면부 중 일 측면부는 공기가 유입되며, 상기 팬 모듈(16,17)과 접하는 팬 모듈 삽입구(123)로 정의한다. 상기 개구된 양 측면부 중 타 측면부는 공기가 토출되며, 공기 토출구(129)로 정의한다. 상기 에어 덕트부(120)의 구성은 상기 마스크 몸체(10)의 방향을 기준으로 호칭을 정하였으나, 방향에 의해 전면, 후면, 상면, 하면, 양측면이 변경될 수 있다. 또한, 제n면, 제n+1면, 제n+2면 등으로 변경될 수도 있다.
본 실시 예에서 상기 에어 덕트부(120)의 후면부(1202)는 상기 실링 브라켓(30)의 브라켓 삽입부(306)에 의해 형성될 수 있다. 이에 제한되지 않고, 상기 후면부(1202)가 상기 마스크 몸체(10)에 형성될 수도 있다. 또한, 상기 에어 덕트부(120)의 후면부(1202) 일부는 상기 마스크 몸체(10)에 형성되고, 상기 후면부(1202)의 나머지 일부는 상기 브라켓 삽입부(306)에 의해 형성되어, 상기 브라켓 삽입부(306)가 장착 시 하나의 후면부(1202)를 형성할 수도 있다. 상기 전면부(1201)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 전방으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 전면부(1201)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 상기 마스크 몸체(10)의 양측 단부 중 일 단부를 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 상기 연결부(1203,1204)는 서로 이격되게 복수로 제공되며, 상기 복수의 연결부(1203,1204)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면이 전방으로 연장되어 상기 전면부(1201)에 연결될 수 있다.
한편, 상기 전면부(1201)는 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기의 유동 방향의 외측에 위치하고, 상기 후면부(1202)는 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기의 유동 방향의 내측에 위치할 수 있다. 이때, 외측은 상기 마스크 몸체(10)의 외부 공간을 향하는 방향을 의미하고, 내측은 상기 마스크 몸체(10)의 내부 공간을 향하는 방향을 정의한다. 또는, 상기 전면부(1201)는 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기에 가해지는 원심력 방향에 위치하는 공간을 외측으로 정의하고, 상기 후면부(1202)는 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기에 가해지는 구심력 방향에 위치하는 공간을 내측으로 정의할 수 있다.
상기 에어 덕트부(120)의 전면부(1201)에는 곡면부(121)가 포함될 수 있다. 상기 곡면부(121)는 상기 전면부(1201)의 일부를 구성하며, 상기 팬 모듈(16,17)로부터 공급되는 공기의 유동 방향을 호흡 공간으로 가이드 할 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)는 상기 팬 모듈(16,17)로부터 공기를 개구된 양 측면부 중 일 측면부로 유입받고, 개구된 양 측면부 중 타 측면부로 유입된 공기를 토출할 수 있다. 상기 곡면부(121)는 상기 일 측면부에 접할 수 있다.
상기 곡면부(121)는 상기 후면부(1202)보다 더 길게 연장될 수 있다. 상기 곡면부(121)는 일정한 곡률을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 곡면부(121)는 상기 팬 모듈(16,17)의 팬 토출구로부터 상기 공기 토출구(129)를 향해 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 곡면부(121)는 상기 마스크 몸체(10)의 전방에서 후방을 향하는 방향으로 굽어지게 형성될 수 있다. 상기 곡면부(121)는 상기 팬 모듈(16,17)의 팬 토출구에서 토출된 공기가 사용자의 코를 향해 유동되도록 유동 방향을 가이드 할 수 있다.
상기 에어 덕트부(120)의 전면부(1201)에는 평면부(128)가 더 포함될 수 있다. 상기 평면부(128)는 상기 곡면부(121)로부터 상기 마스크 몸체(10)의 공기 토출구(129)를 향해 연장되는 평면으로 형성될 수 있다. 상기 평면부(128)는 상기 공기 토출구(129)에 접할 수 있다. 상기 평면부(128)는 상기 곡면부(121)와 상기 마스크 몸체(10)를 연결하는 평면으로, 상기 평면부(128)의 전면에는 제어 모듈 장착부가 정의되고, 상기 평면부(128)의 배면에는 요철부(122)가 형성될 수 있다. 상기 평면부(128)는 상기 제어 모듈(18)을 장착하기 위해 평면으로 형성되기에, 상기 제어 모듈 장착부(128)를 상기 평면부라 칭할 수 있다.
상기 곡면부(121)와 상기 평면부(128)가 서로 연결되어 상기 에어 덕트부(120)의 전면부(1201)가 형성될 수 있다.
상기 요철부(122)는 요철 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 요철부(122)는 상기 평면부(128)가 전방 또는 후방을 향해 돌출 또는 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 요철부(122)의 단면은 반원 형상, 다각형 형상 등으로 형성될 수 있다. 상기 요철부(122)는 상기 마스크 몸체(10)의 양측 방향으로 일정 간격으로 이격 배치되며, 상기 마스크 몸체(10)의 상하 방향으로 길게 연장되는 다수의 요철로 구성될 수 있다. 또는, 상기 요철은 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기의 유동 방향에 대해 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 공기의 유동 방향을 기준으로, 상기 공기 토출구(129)의 상류에는 상기 요철부(122)가 위치하고, 상기 요철부(122)의 상류에는 상기 곡면부(121)가 위치하고, 상기 곡면부(121)의 상류에는 상기 팬 모듈(16,17)의 팬 토출구가 위치할 수 있다. 즉, 상기 요철부(122)는 상기 에어 덕트부(120)에 의해 형성되는 유로의 내면에 형성될 수 있다.
상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기는 상기 에어 덕트부(120)를 통과하여 호흡 공간으로 유입될 수 있다. 상세히, 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기는 상기 곡면부(121)와 상기 브라켓 삽입부(306)의 사이를 층류 유동할 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)은 상기 에어 덕트부(120)의 후면부(1202) 일부 또는 전부로 이해할 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)에 의해 강제 유동되는 공기의 유속에 의해 상기 곡면부(121)와 상기 브라켓 삽입부(306)의 사이를 통과하는 공기는 층류 유동할 수 있다. 층류 유동하는 공기는 상기 곡면부(121)에 의해 유동 방향이 가이드 되어 상기 평면부(128)의 요철부(122)를 향해 유동할 수 있다. 층류 유동하는 공기는 상기 평면부(128)의 요철부(122)에 의해 난류 유동을 할 수 있다. 상기 요철부(122)에 의해 층류 유동에서 난류 유동으로 전환된 공기는 상기 공기 토출구(129)를 통과하여 호흡 공간으로 토출될 수 있다. 상기 요철부(122)에 의해 층류 유동에서 난류 유동으로 전환된 공기에 의해 상기 공기 토출구(129)를 통해 흡입 공간으로 공급되는 공기의 유량이 증가하면서도 소음이 저감될 수 있다. 층류 유동에서 난류 유동으로 전환된 공기는 확산 효과가 매우 강하기에 호흡 공간으로 효율적으로 공급될 수 있다.
상기 에어 덕트부(120)는 분지부(124)를 포함할 수 있다. 상기 분지부(124)는 상기 전면부(1201)에 포함될 수 있다. 상기 분지부(124)는 상기 전면부(1201)의 배면에 위치할 수 있다. 상기 분지부(124)는 상기 에어 덕트부(120)를 통과하는 공기가 다수의 유로로 분지되어 상기 호흡 공간으로 유입되도록 할 수 있다. 상기 분지부(124)는 상기 에어 덕트부(120)의 일 측면부에서 타 측면부를 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 상기 분지부(124)는 다수로 제공되며, 다수의 분지부(124)는 상기 마스크 몸체(10)를 기준으로 상하 방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 분지부(124)는 브라켓 결합홈(125)을 포함할 수 있다. 상기 브라켓 결합홈(125)은 상기 실링 브라켓(30)의 브라켓 삽입부(306)가 삽입될 수 있다. 상기 브라켓 결합홈(125)은 상기 분지부(124)의 일부가 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)가 상기 브라켓 결합홈(125)에 삽입되면, 상기 브라켓 삽입부(306)의 일부가 상기 분지부(124)에 지지될 수 있다. 상기 브라켓 결합홈(125)에 의해 절개부(127)에서 상기 브라켓 삽입부(306)가 삽입되는 제2공간(1272)과, 공기가 토출되는 제1공간(1271)이 구분될 수 있다. 본 실시 예에서는 상기 브라켓 삽입부(306)가 상기 에어 덕트부(120)의 후면부(1202)를 형성하는 것으로 설명하기에, 상기 절개부(127)를 상기 제1공간(1271)과 상기 제2공간(1272)를 구분하고 있으나, 상기 에어 덕트부(120)가 상기 마스크 몸체(10)에 바로 형성될 경우에, 상기 절개부(127)를 하나의 공기 토출구(129)로 정의할 수도 있다.
상기 에어 덕트부(120)는 팬 모듈 지지부(126)를 포함할 수 있다. 상기 팬 모듈 지지부(126)는 상기 에어 덕트부(120)의 연결부(1203,1204)에 형성될 수 있다. 상기 연결부(1203,1204)는 상기 에어 덕트부(120)의 전면부(1201)와 상기 마스크 몸체(10)를 연결하는 복수의 측면으로, 상기 제1고정 리브(112) 및 상기 제2고정 리브(114)와 연결될 수 있다. 상기 연결부(1203,1204)는 상기 제1고정 리브(112)에 연결되는 제1연결부(1203)와 상기 제2고정 리브(114)에 연결되는 제2연결부(1204)를 포함할 수 있다. 상기 팬 모듈 지지부(126)은 상기 연결부(1203,1204)의 내면에서 내측을 향하는 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 팬 모듈 지지부(126)는 상기 팬 모듈(16,17)의 일측을 지지하기 위해 상기 팬 모듈(16,17)의 일측에 접촉할 수 있다. 상기 팬 모듈 지지부(126)는 상기 제1연결부(1203) 및 상기 제2연결부(1204)로부터 내측 방향으로 함몰되어 형성될 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)은 상기 팬 모듈 지지부(126)에 일측이 지지된 상태에서 상기 팬 모듈 체결부(116,118)에 의해 타측이 고정될 수 있다. 상기 팬 모듈 지지부(126)은 상기 팬 모듈 삽입구(123)로 삽입된 팬 모듈(16,17)이 접촉되는 구성으로, 상기 팬 모듈(16,17)의 삽입 위치를 가이드 하는 가이드 기능도 할 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)은 상기 팬 모듈 삽입구(123)의 내측으로 삽입되어, 상기 팬 모듈 지지부(126)에 지지될 수 있다.
상기 팬 모듈 지지부(126)는 상기 마스크 몸체(10)에 장착되는 브라켓 삽입부(306)를 지지하는 기능을 제공할 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)가 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 형성되는 절개부(127)에 삽입될 경우에, 상기 브라켓 삽입부(306)는 상기 팬 모듈 지지부(126)에 접촉되어 설정된 삽입 위치까지 삽입될 수 있다. 따라서, 상기 팬 모듈 지지부(126)는 브라켓 지지부라 칭할 수도 있다. 상기 절개부(127)의 제2공간(1272)에 삽입된 브라켓 삽입부(306)의 일측은 상기 브라켓 결합홈(125)에 지지되고, 타측은 상기 팬 모듈 지지부(126)에 지지될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 절개부(127)를 포함할 수 있다. 상기 절개부(127)는 상기 마스크 몸체(10)가 개구되어 형성될 수 있다. 상기 절개부(127)는 상기 마스크 몸체(10)에 제공되는 에어 덕트부(120)와 상기 호흡 공간을 연통하기 위해 상기 마스크 몸체(10)의 일부를 절개하여 형성된 개구로 이해할 수 있다. 본 설명에서 절개부라 칭하고 있으나, 개구(opening) 또는 홀(hole) 등으로 이해할 수도 있다.
상기 절개부(127)는 상기 제1에어 덕트부(120a)와 연통되는 제1절개부(127a)와, 상기 제2에어 덕트부(120b)와 연통되는 제2절개부(127b)를 포함할 수 있다. 상기 제1절개부(127a)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심을 기준으로 우측에 위치하고, 상기 제2절개부(127b)는 좌측에 위치할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)의 중심과 상기 제1팬 모듈(16) 사이에 상기 제1에어 덕트부(120a)와 상기 제1절개부(127a)가 위치하고, 상기 마스크 몸체의 중심과 상기 제2팬 모듈(17) 사이에 상기 제2에어 덕트부(120b)와 상기 제2절개부(127b)가 위치할 수 있다.
상기 절개부(127)는 상기 공기 토출구(129)를 정의하는 제1공간(1271)과, 상기 실링 브라켓(30)의 브라켓 삽입부(306)가 삽입되는 제2공간(1272)을 포함할 수 있다. 상기 제1공간(1271)은 공기가 유동하는 토출 공간을 정의할 수 있다. 상기 제2공간(1272)은 상기 브라켓 삽입부(306)가 삽입되는 장착 공간을 정의할 수 있다. 상기 제2공간(1272)에 상기 브라켓 삽입부(306)가 삽입되어 상기 제2공간(1272)이 차폐되면, 상기 브라켓 삽입부(306)와 상기 에어 덕트부(120)의 사이로 공기가 통과하여 상기 제1공간(1271)으로 토출될 수 있다. 상기 제1공간(1271)을 통과한 공기는 상기 공기 토출구(129)로 토출될 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)는 상기 에어 덕트부(120)의 후면부(1202) 일부 또는 전부를 형성할 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)는 상기 제2공간(1272)에 삽입되어 상기 마스크 몸체(10)에 결합되기에, 상기 실링 브라켓(30)을 상기 마스크 몸체(10)에 고정할 수 있다. 본 실시 예에서는 제1공간(1271)과 제2공간(1272)을 구분하였으나, 상기 브라켓 삽입부(306)가 미 삽입 시 상기 제2공간(1272)도 제1공간(1271)과 함께 공기 토출구(127)를 정의할 수 있다. 이때, 상기 제2공간(1272)에는 상기 에어 덕트부(120)의 후면부(1204)가 형성될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 전원 모듈 장착부(130)를 포함할 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)에는 상기 전원 모듈(19)이 고정될 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 마스크 몸체(10)의 커버 결합홈(101)과 상기 팬 모듈 장착부(110)의 사이에 위치할 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 마스크 몸체(10)의 좌측과 우측 중 어느 하나에 위치할 수 있다. 상기 전원 모듈(19)은 체결 부재에 의해 상기 전원 모듈 장착부(130)에 체결될 수 있다. 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 체결 부재가 체결되는 다수의 체결 돌기로 구성될 수 있다. 또한, 상기 전원 모듈 장착부(130)는 상기 전원 모듈(19)을 지지하는 고정 리브를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 배터리 장착부(140)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 장착부(140)는 배터리가 수용되는 배터리 수용 공간을 형성할 수 있다. 상기 배터리 장착부(140)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 배터리 장착부(140)는 상기 마스크 몸체(10)의 중심에 위치하여 상기 마스크 몸체(10)의 무게 중심 기능을 제공할 수 있다.
상기 배터리 장착부(140)는 배터리 고정 리브(141)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 고정 리브(141)는 상기 배터리를 감싸도록 형성될 수 있다. 상기 배터리 고정 리브(141)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면으로부터 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 배터리 고정 리브(141)와 상기 마스크 몸체(10)의 사이에 상기 배터리 수용 공간이 형성될 수 있다. 상기 배터리 수용 공간에 수용된 배터리는 상기 배터리 고정 리브(141)에 의해 전후 방향 및 양측 방향으로의 이동이 제한될 수 있다. 상기 배터리는 상기 공기 배출부(150)에 의해 하방으로의 이동이 제한될 수 있다.
상기 마스크 몸체(10)는 공기 배출부(150)를 포함할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)는 상기 마스크 몸체(10)의 하부에 위치할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)는 외부 공간으로 공기를 배출하기 위한 유동 공간을 형성할 수 있다. 상기 공기 배출부(150)는 상기 마스크 몸체(10)의 전면으로부터 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 공기 배출부(150)는 상측면(150a), 하측면(150c), 및 양측면(150b)을 포함할 수 있다. 상기 상측면(150a), 하측면(150c), 및 양측면(150b)은 상기 마스크 몸체(10)의 전면으로부터 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 상측면(150a)은 상기 유동 공간의 상방에 위치하며, 상기 하측면(150c)은 상기 유동 공간의 하방에 위치하며, 상기 양측면(150b)은 상기 유동 공간의 양측방에 위치할 수 있다. 상기 유동 공간의 전방면은 상기 마스크 몸체 커버(20)가 위치하고, 상기 유동 공간의 후방면은 상기 마스크 몸체(10)가 위치할 수 있다. 상기 유동 공간의 후방면에 위치하는 마스크 몸체(10)에는 제1공기 유출구(154)가 형성되고, 상기 유동 공간의 하측면(150c)에는 제2공기 유출구(155)가 형성될 수 있다. 상기 유동 공간의 하측면(150c)은 상기 마스크 몸체(10)의 저면 일부로 정의될 수 있다.
한편, 상기 마스크 몸체(10)에는 실링부(40)가 결합된 실링 브라켓(30)이 결합되어 고정될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)은 몸체를 형성하는 실링 삽입부(301)와 고정 가이드(302)를 포함할 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)는 상기 실링부(40)에 삽입되어 고정될 수 있다. 상기 고정 가이드(302)는 상기 실링 삽입부(301)에 삽입되는 실링부(40)의 단부가 접촉되며, 삽입된 실링부(40)를 지지할 수 있다.
상기 실링 삽입부(301)와 상기 고정 가이드(302)는 폐루프를 형성하는 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 고정 가이드(302)는 상기 실링 삽입부(301)의 내측에 고정될 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)는 상기 고정 가이드(302)로부터 외측 방향으로 두께가 감소하는 리브 형상으로 형성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)을 상기 상기 마스크 몸체(10)에 결합 시, 상기 고정 가이드(302)는 상기 마스크 몸체(10)의 배면에 접촉될 수 있고, 상기 실링 삽입부(301)는 상기 마스크 몸체(10)의 배면으로부터 이격될 수 있다.
상기 고정 가이드(302)는 상기 실링 삽입부(301)보다 두께가 크게 형성되며, 상기 실링 삽입부(301)의 강도를 보강하는 보강 리브의 기능을 제공할 수 있다.
상기 실링 브라켓(30)은 제1몸체 결합부(304)를 포함할 수 있다. 상기 제1몸체 결합부(304)는 복수로 제공되며, 상기 실링 브라켓(30)의 상부 양측에 배치될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제1몸체 결합부(304)는 상기 제1브라켓 결합부(103)가 삽입 결합될 수 있는 삽입홈 형상으로 형성될 수 있다.
상기 실링 브라켓(30)은 제2몸체 결합부(305)를 포함할 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)는 복수로 제공되며, 상기 실링 브라켓(30)의 하부 양측에 배치될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제2몸체 결합부(305)는 상기 제2브라켓 결합부(107)에 삽입되는 후크 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)는 상기 실링 브라켓(30)으로부터 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)의 단부는 하방으로 절곡되어 상기 제2브라켓 결합부(107)로부터 상기 제2몸체 결합부(305)가 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)가 형성되는 실링 브라켓(30)의 하부는 상기 실링 브라켓(30)의 상부보다 전방으로 더 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)의 하부가 상기 실링 브라켓(30)의 상부보다 전방으로 돌출되는 것은, 상기 마스크 장치(1)를 착용 시 사용자의 턱과 상기 마스크 장치(1)의 하부 사이에 공간이 생기는 것을 최소화하기 위함이다.
상기 실링 브라켓(30)은 브라켓 삽입부(306)를 포함할 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)는 복수로 제공되며, 상기 실링 브라켓(30)의 중앙부 양측에 배치될 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)는 상기 마스크 몸체(10)의 절개부(127)에 삽입되어 상기 마스크 몸체(10)에 고정될 수 있다.
상기 실링부(40)는 상기 실링 브라켓(30)에 결합된 상태에서, 상기 실링 브라켓(30)에 의해 상기 마스크 몸체(10)에 결합될 수 있다. 상기 실링부(40)는 폐루프를 형성하는 링 형상으로 형성되며, 상기 실링 브라켓(30)에 결합될 수 있다. 상기 실링부(40)는 상기 마스크 몸체(10)를 향하는 실링 전면부와, 사용자의 얼굴에 접하는 실링 후면부와, 상기 실링 전면부와 상기 실링 후면부를 연결하는 실링 측면부를 포함할 수 있다.
상기 실링부(40)는 브라켓 삽입홈(401)을 포함할 수 있다. 상기 브라켓 삽입홈(401)은 상기 실링 브라켓(30)의 실링 삽입부(301)에 끼움 결합될 수 있다. 상기 브라켓 삽입홈(401)에 상기 실링 삽입부(301)가 삽입되면, 상기 실링 브라켓(30)은 상기 실링부(40)의 내측에 위치할 수 있다. 상기 브라켓 삽입홈(401)은 상기 실링 전면부의 내측에 제공될 수 있다. 상기 실링 삽입부(301)는 상기 브라켓 삽입홈(401)에 끼움 결합될 수 있다.
상기 실링부(40)는 제1안착홈(404)을 포함할 수 있다. 상기 제1안착홈(404)은 상기 제1몸체 결합부(304)가 위치하는 공간으로 이해할 수 있다. 상기 실링 브라켓(30)에 상기 실링부(40)가 결합될 경우에, 상기 실링 브라켓(30)은 상기 실링부(40)의 내측에 위치할 수 있다. 상기 제1안착홈(404)은 상기 실링부(40)의 내측에 위치하는 제1몸체 결합부(304)와 상기 마스크 몸체(10)의 제1브라켓 결합부(103)가 서로 연결될 수 있도록, 상기 실링 전면부(400a)의 일부가 개구되어 형성될 수 있다. 상기 제1안착홈(404)은 복수개로 제공되며, 상기 제1몸체 결합부(304)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
상기 실링부(40)는 관통홀(405)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(405)은 상기 제2몸체 결합부(305)가 위치하는 공간으로 이해할 수 있다. 상기 제2몸체 결합부(305)는 상기 관통홀(405)을 통과한 후 상기 마스크 몸체(10)의 제2브라켓 결합부(107)에 결합될 수 있다. 상기 관통홀(405)은 복수개로 제공되며, 상기 제2몸체 결합부(305)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 실링부(40)는 제2안착홈(406)을 포함할 수 있다. 상기 제2안착홈(406)은 상기 브라켓 삽입부(306)가 위치하는 공간으로 이해할 수 있다. 상기 제2안착홈(406)은 상기 브라켓 삽입부(306)와 대응되는 위치에 복수개로 제공될 수 있다. 상기 실링부(40)를 상기 실링 브라켓(30)에 장착 시, 상기 브라켓 삽입부(306)는 상기 제2안착홈(406)을 통과한 후 상기 마스크 몸체(10)에 결합될 수 있다.
도 11은 도 9의 11”-11”을 절단한 단면도이고, 도 12a 내지 12c는 도 11의 12”-12”를 절단한 단면도이다.
도 11 및 도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 본 발명에 따른 에어 덕트부(120)는 상기 팬 모듈 삽입구(123)로부터 상기 공기 토출구(129)를 향해 공기가 유동되도록 할 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)는 상기 팬 모듈 삽입구(123)가 형성되는 일측을 입구측으로 정의하고, 상기 공기 토출구(129)가 형성되는 타측을 출구측으로 정의할 수 있다.
상기 에어 덕트부(120)는 전면부(1201)와, 후면부(1202)와, 제1연결부(1203) 및 제2연결부(1204)를 포함할 수 있다. 상기 전면부(1201)는 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기가 호흡 공간을 향해 유동하도록 유동 방향을 가이드할 수 있다. 상기 후면부(1202)는 상기 실링 브라켓(30)의 브라켓 삽입부(306)에 의해 일부 또는 전부가 형성될 수 있다. 상기 브라켓 삽입부(306)에 의해 상기 후면부(1202)의 일부가 형성되면, 상기 마스크 몸체(10)에 상기 후면부(1202)의 나머지가 형성될 수 있다. 상기 제1연결부(1203) 및 제2연결부(1204)는 상기 전면부(1201)와 상기 후면부(1202)를 연결하여 상기 에어 덕트부(120)의 유로를 형성할 수 있다. 상기 제1연결부(1203)와 상기 제2연결부(1204)는 상기 마스크 몸체(10)로부터 상기 마스크 몸체(10)의 전방을 향하는 방향으로 연장되어 상기 전면부(1201)에 일단이 연결될 수 있다. 상기 제1연결부(1203)와 상기 제2연결부(1204)의 타단은 상기 후면부(1202)에 연결될 수 있다.
상기 에어 덕트부(120)의 전면부(1201)에는 곡면부(121)와 요철부(122)를 포함할 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)의 후면부(1202)는 평면으로 형성될 수 있다. 상기 전면부(1201)는 상기 후면부(1202)보다 더 길게 연장되어 형성될 수 있다. 상기 후면부(1202)가 상기 전면부(1201)보다 짧게 형성되기에 곡선 형상의 에어 덕트부(120)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 후면부(1202)가 짧게 형성되기에 상기 전면부(1201)를 향해 유동하는 다량의 공기가 상기 전면부(1201)에 의해 상기 공기 토출구(129)로 가이드 될 수 있다.
상기 곡면부(121)는 상기 에어 덕트부(120)의 입구측에 위치하고, 상기 요철부(122)는 상기 에어 덕트부(120)의 출구측에 위치할 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기는 상기 곡면부(121)와 상기 후면부(1202)의 사이를 통과한 후 상기 요철부(122)에 도달할 수 있다. 상기 요철부(122)에 도달한 공기는 상기 요철부(122)에 의해 공기의 유동 특성이 변화되어 상기 공기 토출구(129)로 토출될 수 있다.
본 발명에서 상기 에어 덕트부(120)에 형성되는 곡면부(121)는 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기를 상기 공기 토출구(129)를 향해 가이드 되도록 설치되었다.
사용자의 얼굴에 착용되는 마스크 장치(1)는 소형의 크기로 형성되는데, 상기 팬 모듈(16,17)에서 상기 공기 토출구(129)로 연장되는 에어 덕트부(120)의 유로가 상대적으로 짧게 형성될 수 있다. 상기 에어 덕트부(120)의 유로가 짧게 형성될 경우에, 상기 팬 모듈(16,17)로부터 토출되는 공기가 사용자에게 신속하게 공급될 수 있다. 상기 팬 모듈(16,17)로부터 토출되는 공기의 일부는 상기 곡면부(121)를 따라 유동 방향이 안내되지 않고, 상기 팬 모듈(16,17)의 토출 압력에 의해 직진 방향으로 유동할 수 있다. 상기 곡면부(121)에 의해 유동 방향이 가이드 되는 공기와 직진 방향으로 유동하는 공기는 상기 요철부(122)를 향해 유동할 수 있다.
상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기의 일부는 상기 곡면부(121)의 곡률에 의해 상기 요철부(122)를 향하는 방향으로 일 방향으로 회전 유동되고, 상기 팬 모듈(16,17)에서 토출되는 공기의 나머지는 직진 유동하여 상기 요철부(122)에 도달할 수 있다.
상기 요철부(122)에 도달한 공기는 상기 요철부(122)를 통과하는 과정에서, 상기 요철부(122)의 요철 형상에 의해 상기 호흡 공간으로 공기의 유동 방향이 가이드 될 수 있다. 상기 요철부(122)는 상기 두 공기를 하나로 합하고, 유동하는 공기의 유동 특성을 변화시켜서, 상기 호흡 공간으로 공기가 원활하게 확산되도록 할 수 있다. 상기 요철부(122)는 상기 곡면부(121)의 타단으로부터 상기 공기 토출구(129)까지 형성될 수 있다. 상기 곡면부(121)의 일단은 상기 팬 모듈 삽입구(123)에 접하고, 상기 곡면부(121)의 타단은 상기 요철부(122)가 형성된 평면부(128)에 접할 수 있다.
상기 에어 덕트부(120)에는 상기 분지부(124)를 더 포함할 수 있다. 상기 분지부(124)는 상기 요철부(122)를 통과하는 공기를 분지하여 상기 호흡 공간으로 균일하게 공기가 공급되도록 할 수 있다. 상기 분지부(124)는 상기 전면부(1201)로부터 상기 후면부(1202)를 향하는 방향으로 돌출되고, 상기 공기 토출구(129)에서 상기 곡면부(121)까지 길이 방향으로 연장되게 형성 수 있다. 상기 분지부(124)는 다수로 제공되며, 다수의 분지부(124)가 서로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 분지부(124)에는 브라켓 결합부(125)가 포함될 수 있다. 상기 브라켓 결합부(125)에는 브라켓 삽입부(306)의 일부가 지지되며, 상기 브라켓 삽입부(306)의 일부가 삽입되도록 상기 분지부(124)의 일부가 함몰되어 형성될 수 있다.
이하에서는 도 12a 내지 도 12c를 참조하여, 상기 요철부(122)의 형상에 대해 상세히 설명한다.
도 12a는 상기 요철부(122)가 라운드 형상으로 형성되는 실시 예이고, 도 12b 및 도 12c는 상기 요철부(122)가 다각형으로 형성되는 실시 예이다. 상기 도 12b는 상기 요철부(122)가 삼각형으로 형성되고, 상기 도 12c는 상기 요철부(122)가 사각형으로 형성된다.
상기 요철부(122)는 돌출 또는 함몰되어 형성되는 다수의 요철(1221)을 포함할 수 있다. 상기 요철부(122)는 다수의 요철(1221)을 포함하는 것으로 설명하고 있으나, 바람직하게는 적어도 하나 이상의 요철을 포함할 수 있다. 상기 요철부(122)는 상기 에어 덕트부(120)의 평면부(128) 배면이 전방으로 함몰되어 상기 다수의 요철(1221)이 음각으로 형성될 수 있다. 음각으로 형성되는 요철을 제1음각 요철(1221b)이라 칭할 수 있다. 상기 요철부(122)는 상기 에어 덕트부(120)의 평면부(128) 배면으로부터 후방으로 돌출되어 상기 다수의 요철이 양각으로 형성될 수 있다. 양각으로 형성되는 요철을 제1양각 요철(1221a)이라 칭할 수 있다. 상기 평면부(128)의 배면은 가상선(ℓ)으로 이해할 수 있다. 상기 평면부(128)의 전면은 상기 전원 모듈(18)이 고정되는 전원 모듈 고정부로 이해할 수 있다.
상기 다수의 요철(1221)은 상기 평면부(128)의 배면에서 전방으로 일정 두께(T)로 함몰되거나, 상기 평면부(128)의 배면에서 후방으로 일정 두께(T)로 돌출되어 형성될 수 있다. 본 실시 예에서는 함몰되는 두께(T)와 돌출되는 두께(T)이 동일한 것으로 설명하고 있으나, 두 두께가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 일정 두께(T)는 0.5mm 이상 1mm 이하로 형성될 수 있다. 상기 일정 두께(T)가 0.5mm 작은 경우에 상기 요철부(122)에 의한 공기의 확산 효과가 감소되는 문제가 있다. 상기 일정 두께(T)가 1mm 보다 클 경우에 상기 평면부(128)의 내구성이 약해지는 문제가 있다.
상기 다수의 요철(1221)은 상기 평면부(128) 상에서 상기 마스크 몸체(10)를 기준으로 양측 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 다수의 요철부(122)는 상기 전면부(1201)에 연결되는 평면부(128)의 일단에서 상기 공기 토출구(129)에 연결되는 평면부(128)의 타단을 향하는 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 다수의 요철(1221)은 일정 거리(L)만큼 이격되게 배치될 수 있다. 상기 일정 거리(L)는 상기 평면부(128)의 길이보다 짧을 수 있다. 상기 일정 거리(L)는 3mm 이상 5mm 이하로 구성될 수 있다. 상기 일정 거리(L)가 3mm 보다 작게 형성될 경우에 다수의 요철(1221)이 서로 밀착 배치되어 상기 요철부(122)에 의해 감소되는 소음의 감소폭이 작아지는 문제가 있다. 상기 일정 거리(L)가 5mm 보다 크게 형성될 경우에 감소되던 소음이 다시 증가하는 문제가 있다. 상기 일정 거리(L)는 이웃하는 일 요철의 중심에서 타 요철의 중심까지의 거리로 정의한다.
상기 요철부(122)의 요철은 상기 공기의 유동 방향에 대해 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 요철부(122)는 상기 에어 덕트부(120)의 제1연결부(1203)에서 제2연결부(1204)를 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 상기 요철부(122)를 구성하는 다수의 요철(1221)은 단면적이 반원 또는 다각형으로 형성될 수 있다. 상기 요철부(122)의 요철(1221)은 상기 평면부(128)에서 상기 에어 덕트부(120)의 출구측으로부터 상기 입구측을 향하는 방향으로 다수개로 제공될 수 있다. 상기 다수의 요철(1221)은 상기 공기 토출구(129)에 접하는 평면부(128)에서 상기 곡면부(121)에 접하는 평면부(128)를 향하는 방향으로 순차적으로 제공되거나, 반대로 제공될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에서 상기 에어 덕트부(120)의 전면부(1201)는 상기 에어 덕트부(120)의 입구측에 곡면부(121)가 위치하고 상기 에어 덕트부(120)의 출구측에 요철부(122)가 위치하는 것으로 설명하고 있으나, 상기 곡면부(121)와 상기 요철부(122)의 위치가 서로 반대로 구성될 수도 있다.
도 12a의 (a)에는 상기 평면부(128)의 배면에서 후방으로 돌출된 제1양각 요철(1221a)이 개시되고, 도 12a의 (b)에는 단면이 라운드 형상으로 형성되며, 상기 평면부(128)의 배면에서 전방으로 함몰된 제1음각 요철(1221b)이 개시된다.
도 12b의 (c)에는 단면이 다각형 중 삼각형 형상으로 형성되며, 상기 평면부(128)의 배면에서 후방으로 돌출된 제2양각 요철(1221c)이 개시되고, 도 12b의 (d)에는 상기 평면부(128)의 배면에서 전방으로 함몰된 제2양각 요철(1221c)이 개시된다.
도 12c의 (e)에는 단면이 다각형 중 사각형 형상으로 형성되며, 상기 평면부(128)의 배면에서 후방으로 돌출된 제3양각 요철(1221e)이 개시되고, 도 12c의 (f)에는 상기 평면부(128)의 배면에서 전방으로 함몰된 제3양각 요철(1221e)이 개시된다.
상기 제1양각 요철(1221a), 상기 제2양각 요철(1221c), 상기 제3양각 요철(1221e)을 서로 비교하면, 상기 평면부(128)와 상기 다수의 요철(1221) 사이에 형성되는 각도가 상기 제1양각 요철(1221a)에서 상기 제3양각 요철(1221e)로 갈수록 커지는 것을 확인할 수 있다. 이것은 상기 에어 덕트부(120)를 통과하여 상기 공기 토출구(129)로 향하는 공기에 대해 상기 요철부(122)의 저항이 증가하는 것을 의미할 수 있다. 상기 요철부(122)에 의한 유동 저항에 의해 상기 공기 토출구(129)를 향하는 공기가 상기 요철부(122)에서 정체되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 제1음각 요철(1221b), 상기 제2음각 요철(1221d), 상기 제3음각 요철(1221f)을 서로 비교하면, 상기 평면부(128)의 배면으로부터 전방을 향해 함몰되는 형상에 의해 상기 에어 덕트부(120)를 통과하는 공기에 미치는 상기 요철부(122)의 영향이 작을 수 있다. 또한, 상기 요철부(122)는 상기 평면부(128)의 배면으로부터 함몰되어 형성되기에, 상기 요철부(122)의 내측 공간로 유입되는 공기량이 적고, 내측 공간으로 유입된 공기가 상기 내측 공간에서 정체되며, 상기 요철부(122)의 함몰된 내측 공간의 크기가 작기에 상기 요철부(122)에 의한 영향이 작을 수 있다.
다만, 상기 제1음각 요철(1221b)은 라운드 형상으로 형성된 함몰 구조에 의해 상기 내측 공간으로 유입된 공기가 원활하게 외측 공간으로 유동 가능할 수 있다. 또한, 상기 제1음각 요철(1221b)은 상기 제1양각 요철(1221a)과 비교할 때, 상기 평면부(128)의 배면에 대한 두께(T)에서만 차이가 있을 뿐이기에, 상기 제1양각 요철(1221a)과 유사한 효과를 얻을 수 있을 것이다.
따라서, 라운드 형상의 요철을 사용하는 것이 다각형으로 형성되는 요철보다 성능이 우수하기에 본 발명에서는 라운드 형상의 요철로 제공되는 것으로 설명한다.
도 13은 요철부의 형상에 따라 변화되는 회전수와 유량을 나타내는 그래프이고, 도 14는 요철부의 형상에 따라 변화되는 유량과 소음을 나타내는 그래프이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 에어 덕트부(120)의 전면부(1201)는 양각으로 형성된 제1양각 요철(1221a) 또는 음각으로 형성된 제1음각 요철(1221b)이 구비되는 요철부(122)를 포함할 수 있다. 상기 제1양각 요철(1221a)이 구비된 요철부(122)를 양각 요철부(1221a)라 칭하고, 상기 제1음각 요철(1221b)이 구비된 요철부(122)를 음각 요철부(1221b)라 칭한다. 상기 양각 요철부(1221a)는 상기 에어 덕트부(120)의 평면부(128) 배면이 후방으로 돌출되어 형성되기에 상기 에어 덕트부(120)의 내측에 형성되는 유로의 유동 단면적이 일부 작아질 수 있다. 음각 요철부(1221b)는 상기 에어 덕트부(120)의 평면부(128)의 배면이 전방으로 함몰되어 형성되기에 상기 에어 덕트부(120)의 내측에 형성되는 유로의 유동 단면적이 일부 커질 수 있다. 또한, 상기 음각 요철부(1221b)는 상기 평면부(128)의 배면 일부가 함몰되어 형성되기에, 상기 양각 요철부(1221a)보다 상기 마스크 몸체(10)의 무게 감소 효과를 더 얻을 수 있다.
팬의 회전수 변화에 따라 상기 에어 덕트부(120)를 통과하는 공기의 유량 변화를 확인해본 결과, 상기 음각 요철부(1221b)를 통과하는 공기의 유량과 상기 양각 요철부(1221a)를 통과하는 공기의 유량은 서로 유사한 유량으로 측정되었다. 다만, 회전수가 고속으로 증가할 경우에는, 상기 음각 요철부(1221b)를 통과하는 유량보다 상기 양각 요철부(1221a)를 통과하는 유량이 더 증가되는 것이 확인되었다. 이는, 상기 음각 요철부(1221b)가 형성된 에어 덕트부(120)의 유동 단면적 보다 상기 양각 요철부(1221a)가 형성된 에어 덕트부(120)의 유로 단면적이 더 감소되기에, 감소된 유동 단면적에 의해 유속 및 유량이 더 증가된 것으로 판단된다.
반면, 유량 변화에 따라 상기 에어 덕트부(120)를 통과하는 소음 변화를 확인해본 결과, 상기 음각 요철부(1221b)가 제공되는 에어 덕트부(120)가 상기 양각 요철부(1221a)가 제공되는 에어 덕트부(120)보다 발생되는 소음이 더 저감되는 것이 확인되었다. 상기 양각 요철부(1221a)는 상기 에어 덕트부(120)의 유로를 향하는 방향으로 돌출되어 형성되기에, 실질적으로 상기 에어 덕트부(120)의 유로를 통과하는 공기의 유동에 저항 기능을 하고, 상기 저항에 의해 상기 음각 요철부(1221b)가 형성된 에어 덕트부(120)보다 소음이 더 발생되는 것으로 판단된다.
따라서, 본 발명에서는 팬의 회전수에 따른 유량의 변화가 상대적으로 적으면서도, 소음 감소에 효과적인 상기 음각 요철부(1221b)를 상기 에어 덕트부(120)에 제공하는 것을 제안한다. 이러한 사상에 제한되지 않고, 소음 저감 효과보다 고속의 회전수에서 유량 증가 효과를 얻기 위해서 상기 양각 요철부(1221a)를 제공하는 것도 가능하다.
도 15는 요철부의 유무에 따라 변화되는 회전수와 유량을 나타내는 그래프이고, 도 16은 요철부의 유무에 따라 변화되는 유량과 소음을 나타내는 그래프이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 에어 덕트부(120)의 전면부(1201)에는 상기 곡면부(121)와 상기 평면부(128)에 요철부(122)가 제공되거나, 상기 평면부(128)에 요철부(122)가 미 제공될 수 있다.
팬의 회전수 변화에 따라 상기 요철부(122)가 미 제공되는 에어 덕트부(120)와 상기 요철부(122)가 제공되는 에어 덕트부(120)를 통과하는 공기의 유량을 확인해본 결과, 통과하는 공기의 유량은 서로 유사한 유량으로 측정되었다.
상세히, 상기 요철부(122)가 미 제공되는 경우보다 상기 요철부(122)가 제공되는 경우에 저속의 회전수에서 유량이 증가되는 것이 확인되었다. 상대적으로 저속의 회전수에서 상기 요철부(122)가 미 제공되는 에어 덕트부(120)를 통과하는 공기의 유량보다 상기 요철부(122)가 제공되는 에어 덕트부(120)를 통과하는 공기의 유량이 대략 4%정도 증가된 것이 확인되었다. 즉, 저속의 회전수에서는 상기 에어 덕트부(120)에서 상기 요철부(122)가 제공되어 발생되는 공기의 확산 효과에 의해 공기의 유량이 상기 요철부(122)가 미 제공되는 경우의 유량보다 증가되는 것으로 판단된다.
저속의 회전수에서 회전수가 더 증가하여 일정한 회전수로 회전하면, 상기 요철부(122)가 제공되는 경우의 유량과 상기 요철부(122)가 미 제공되는 경우의 유량은 서로 유사한 유량이 상기 에어 덕트부(120)의 유로를 통과하는 것으로 확인되었다.
팬의 회전수가 더 증가하여 고속의 회전수가 되었을 때, 상기 요철부(122)가 제공되는 경우보다 상기 요철부(122)가 미 제공되는 경우의 유량이 증가하는 것이 확인되었다. 즉, 고속의 회전수로 갈수록 공기의 유속에 저항하는 상기 요철부(122)의 영향력이 증가되기에, 상기 요철부(122)가 미 제공되는 경우의 유량이 상기 요철부(122)가 제공되는 경우의 유량보다 증가되는 것으로 판단된다.
반면, 유량 변화에 따라 상기 요철부(122)가 미 제공되는 에어 덕트부(120)와 상기 요철부(122)가 제공되는 에어 덕트부(120)를 통과 시 발생되는 소음을 비교해본 결과, 상기 요철부(122)가 제공되는 에어 덕트부(120)가 상기 요철부(122)가 미 제공되는 에어 덕트부(120)보다 소음 저감 효과가 더 증가되는 것이 확인되었다. 이는, 상기 요철부(122)에 의해 상기 에어 덕트부(120)를 통과하는 공기의 확산 효과에 의해 소음 저감 효과가 증가된 것으로 판단된다.
따라서, 본 발명에서는 팬의 회전수를 일정한 회전수로 회전시켜서 상기 에어 덕트부(120)를 통과하는 유량을 확보하면서, 소음 저감 효과를 얻을 수 있도록, 상기 요철부(122)를 상기 에어 덕트부(120)에 제공하는 것을 제안한다. 이러한 사상에 제한되지 않고, 소음 저감 효과보다 고속의 회전수에서 유량 증가 효과를 얻기 위해서 상기 요철부(122)를 상기 에어 덕트부(120)에 미 제공하는 것도 가능하다.
도 17은 요철부의 요철 개수에 따라 변화되는 유량과 소음을 나타내는 그래프이고, 도 18은 요철부의 요철 개수에 따라 변화되는 회전수와 유량을 나타내는 그래프이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 에어 덕트부(120)의 요철부(122)는 다수의 요철로 구성될 수 있다. 상기 다수의 요철은 상기 에어 덕트부(120)의 평면부(128) 배면에 제공될 수 있다. 상기 다수의 요철은 동일한 단면 형상을 가지는 요철이 서로 이격되게 배치되거나, 배열될 수 있다. 상기 다수의 요철은 패턴을 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 패턴은 하나의 요철이 일정한 간격으로 반복되어 제공되는 뜻하며, 패턴의 앞에 붙는 숫자는 요철의 개수를 의미한다. 본 실시 예에서 상기 요철부(122)는 n1패턴과 상기 n1패턴보다 더 증가된 요철을 가지는 n2패턴으로 제공될 수 있다.
팬의 회전수 변화에 따라 상기 요철부(122)가 n1패턴으로 형성된 에어 덕트부(120)와 상기 요철부(122)가 n2패턴으로 형성된 에어 덕트부(120)를 통과 시 발생되는 소음 변화를 확인해본 결과, 발생되는 소음은 서로 유사한 수준으로 측정되었다.
상세히, 유량이 상대적으로 적은 경우에 상기 n2패턴으로 형성된 에어 덕트부(120)가 상기 n1패턴으로 형성된 에어 덕트부(120)보다 소음 저감 효과를 더 얻을 수 있다. 즉, 상기 패턴의 개수가 감소될수록 소음 저감 효과가 증가되는 것으로 파악된다.
유량이 증가할수록 상기 n1패턴으로 형성된 에어 덕트부(120)와 n2패턴으로 형성된 에어 덕트부(120)에서 발생되는 소음은 동일한 수준으로 발생되는 것이 확인되었다. 즉, 상기 패턴의 개수와 발생되는 소음의 크기가 비례하는 것이 아닌 것으로 판악된다.
반면, 유량 변화에 따라 상기 요철부(122)가 n1패턴으로 형성된 에어 덕트부(120)와 상기 요철부(122)가 n2패턴으로 형성된 에어 덕트부(120)를 통과하는 공기의 유량 변화를 확인해본 결과, 상기 n2패턴으로 요철부(122)가 제공되는 에어 덕트부(120)보다 상기 n1패턴으로 요철부(122)가 제공되는 에어 덕트부(120)를 통과하는 공기의 유량이 증가된다. 즉, 패턴의 개수가 감소될수록 회전수에 대비한 유량이 증가되는 것으로 파악된다.
따라서, 본 발명에서는 n2패턴보다는 n1패턴으로 요철부(122)를 제공하는 것을 제안한다. 예를 들어, 상기 요철부(122)의 n1패턴은 2패턴이고, n2패턴은 5패턴일 수 있다. 상기 2패턴은 2개의 요철을 의미하고, 상기 5패턴은 5개의 요철을 의미한다. 상기 n1패턴은 동일한 형상을 반복하여 제공하는 것을 의미하기에 적어도 2이상으로 제공되어야 하며, 상기 n1패턴 미만은 상기 요철부(122)에 의해 발생될 수 있는 효과가 미비하다. 상기 n2패턴 초과는 회전수에 대비한 유량이 감소되며, 상기 패턴을 제공하는 평면부(128)의 내구성(or 무게 증가) 및 한정된 면적 내에 배치 가능한 개수의 제한에 영향을 미칠 수 있다. 상기 평면부(128)의 내구성은 상기 요철부(122)를 음각으로 형성할 시 상기 평면부(128)의 면적 감소를 의미하고, 무게 증가는 상기 요철부(122)를 양각으로 형성할 시 상기 평면부(128)의 무게 증가를 의미한다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1: 마스크 장치 10: 마스크 몸체
16,17: 팬 모듈 18: 제어 모듈
19: 전원 모듈 20: 마스크 몸체 커버
23,24 필터 25,26: 필터 커버
30: 실링 브라켓 40: 실링부

Claims (20)

  1. 사용자에게 공기를 공급하기 위한 에어 덕트부가 전면에 형성되는 마스크 몸체;
    상기 마스크 몸체의 전면에 장착되며, 상기 에어 덕트부의 일측에 위치하여 상기 에어 덕트부로 공기를 공급하는 팬 모듈; 및
    상기 마스크 몸체의 전면에 결합되어 상기 에어 덕트부와 상기 팬 모듈이 수용되는 내부 공간을 정의하고, 상기 팬 모듈로 공급될 공기가 흡입되는 공기 흡입구가 구비되는 마스크 몸체 커버를 포함하고,
    상기 에어 덕트부는, 상기 팬 모듈로부터 공기가 유입되는 공기 입구 및 상기 공기 입구로 유입된 공기를 사용자에게 토출하는 공기 출구를 가지는 유로를 정의하며,
    상기 에어 덕트부에는,
    상기 공기 입구로 유입된 공기를 다수로 분지하여, 상기 공기 출구에서 다수로 분지된 공기가 토출되도록 하는 분지부가 포함되는 마스크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 덕트부는,
    상기 마스크 몸체의 전면에서 연장되는 전면부; 및
    상기 마스크 몸체로부터 상기 전면부를 향하는 방향으로 연장되어 상기 전면부의 상단에 연결되는 제1연결부 및 상기 전면부의 하단에 연결되는 제2연결부를 포함하는 마스크 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 에어 덕트부는,
    상기 전면부를 마주하며, 평면으로 형성되는 후면부를 더 포함하는 마스크 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 분지부는, 상기 유로의 내측에 다수로 제공되고, 상기 전면부에서 상기 후면부를 향하는 방향으로 연장되는 마스크 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 후면부는, 상기 마스크 몸체에 형성되는 마스크 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 사용자의 얼굴에 밀착되며, 상기 사용자의 얼굴과 상기 마스크 몸체의 배면 사이에 호흡 공간을 형성하는 실링부; 및
    상기 실링부가 장착되며, 상기 실링부를 상기 마스크 몸체에 고정하는 실링 브라켓을 더 포함하는 마스크 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 후면부는, 상기 실링 브라켓을 상기 마스크 몸체에 연결하기 위해 구비되는 브라켓 삽입부에 의해 형성되는 마스크 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 마크스 몸체에는, 상기 공기 출구를 형성하는 제1공간과, 상기 브라켓 삽입부가 삽입되기 위한 제2공간이 구비되는 절개부가 포함되는 마스크 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분지부는, 상기 브라켓 삽입부가 안착되기 위한 브라켓 결합홈을 포함하는 마스크 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 전면부는, 상기 후면부보다 더 길게 연장되는 마스크 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 에어 덕트부에는,
    상기 공기 출구의 상류에 위치하고, 상기 유로의 내면에 양각 또는 음각으로 형성되는 요철부; 및
    상기 요철부의 상류에 위치하고, 상기 공기 입구로 유입된 공기의 유동 방향을 가이드 하는 곡면부가 더 포함되는 마스크 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전면부에는,
    상기 팬 모듈에 일측이 연결되며 곡면으로 형성된 상기 곡면부와, 상기 공기 출구와 상기 곡면부의 타측을 연결하며 상기 요철부가 형성된 평면부가 포함되는 마스크 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 요철부는, 상기 평면부의 일면이 상기 유로의 외측 방향으로 일정 두께로 함몰되거나, 상기 평면부의 일면이 상기 유로의 내측 방향으로 일정 두께로 돌출되는 다수의 요철로 구성되며,
    상기 일정 두께는, 0.5mm 이상 1mm 이하인 마스크 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 요철은, 단면이 라운드 형상 또는 다각형 형상으로 형성되는 마스크 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 요철은, 상기 공기 출구로부터 상기 팬 모듈을 향하는 방향으로 일정 거리로 이격 배치되며,
    상기 일정 거리는, 이웃하는 일 요철의 중심과 타 요철의 중심을 연결하는 길이로 정의하며, 3mm 이상 내지 5mm 이하인 마스크 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 다수의 요철은, 2개 내지 5개로 형성되는 마스크 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 요철은, 상기 팬 모듈에서 상기 공기 출구를 향하는 공기의 유동 방향과 수직한 방향으로 연장되는 마스크 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 몸체 커버는, 필터를 내측에 수용하기 위해 함몰되어 형성되며, 함몰된 저면에 상기 공기 흡입구가 형성된 필터 장착부를 포함하는 마스크 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 필터 장착부에 장착되어 상기 필터를 커버하고, 다수의 공기 유입구가 형성되는 필터 커버를 더 포함하는 마스크 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 몸체에는,
    양측 단부에 한쌍으로 제공되는 걸이 장착부;
    상기 마스크 몸체 커버가 끼움 결합될 수 있도록, 가장자리가 단차지게 형성되는 커버 결합홈; 및
    상기 마스크 몸체 커버가 결합되기 위한 다수의 커버 결합부가 포함되는 마스크 장치.
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