WO2020162692A1 - 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치 - Google Patents

복식호흡 연동형 급기 마스크 장치 Download PDF

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WO2020162692A1
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김재균
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    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms

Definitions

  • the present invention relates to a ventral breathing interlocked air supply mask device.
  • the present invention relates to an air pump that operates by abdominal breathing and has a large-area filter, a moving means for sending the air purified through the air pump to the respirator, and the purified air sent by the moving means to secondary
  • a mask device to purify, breathe and discharge, the user can breathe more comfortably by forcibly supplying the generated clean air to the mask by utilizing the reverse motion energy of the abdominal movement (abdominal breathing) caused by the user's breathing.
  • It relates to a ventral breathing interlocking type air supply mask device to be able to.
  • dust and fine dust one of the main contributors of air pollution, are nitrate and ammonium ions generated as fine particles or impurities such as carbon from incineration of fossil fuels that are mainly artificially discharged or incomplete combustion from automobiles. It is composed of ionic components such as, sulfate, carbon compounds, and metal compounds, and some are caused by the scattering of fine dust in industrial sites such as coal mines, cement manufacturing, welding, painting, and some agriculture. .
  • yellow dust refers to a phenomenon in which fine sand dust raised to high altitude by strong winds from the loess area of Mongolia or northern China meets the upper western wind and is transported to the vicinity of the Korean Peninsula and gradually descends.
  • Fine dust is very fine and small dust particles that are invisible to our eyes, but as a material to cause various diseases by accumulating deep in the alveoli of humans, these measuring tools and analysis tools were not widely distributed in the past. The effects on the human body and others were revealed in detail.
  • the particle diameter of dust is 10 ⁇ m or less, it is classified as fine dust, if it is 2.5 ⁇ m or less, it is classified as ultrafine dust, and if it is less than 1 ⁇ m, it is classified as ultrafine dust.
  • this may vary by some countries, but most countries are PM-10, PM-2.5, PM. It is called -1.0, and the generation amount is expressed in mg per cubic meter of air (M 3 ), and the standard of each generation amount is determined, and the fine dust is sometimes marked as "good", “bad", and "very bad”.
  • immunity When exposed to fine dust for a long period of time, immunity rapidly decreases, causing changes in cardiovascular disease, skin disease, eye disease, headache, atopy, and other insulin resistance, as well as respiratory diseases such as colds, asthma, and bronchitis, causing harm to the human body.
  • the most common way to block these fine dust is to wear a disposable or reusable mask to cover your nose and mouth when you go out.
  • the mask uses a passive blocking method in close contact with the face of the mask in order to prevent the inflow of fine dust from the outside.
  • the mask since the mask does not allow moisture to escape well by breathing, the mask becomes moist and uncomfortable, and when worn for a long time, there is a problem that rather harms health due to the risk of bacterial growth.
  • a mask for ultrafine dust has a dense tissue, which causes great discomfort in breathing, and accordingly, it is sometimes manufactured by increasing the surface area of the mask. This increases the internal space of the mask proportionally, and has a structure in which carbon dioxide in the body remains inside the mask and is re-inhaled during breathing. This can be a factor that worsens headache or dizziness, especially in labor or walking that requires rough breathing.
  • a large-area filter can be applied in terms of air supply, making it efficient but forced air supply, and thus battery consumption due to an increase in air supply amount. Because of the increase, there is a problem in that the weight is increased due to the power battery, and at the same time, there may be a case in which conditions that can be sufficiently supplied by the employer due to the high price may occur, resulting in another inconvenience.
  • breathing is usually divided into abdominal breathing and chest breathing.
  • Abdominal breathing is a breathing method that mainly moves the muscles of the stomach to stretch and contract the diaphragm.
  • In preparation for chest breathing where the chest swells up and then subsides through a thoracic exercise, there is a lot of ventilation in the lungs, and even one lowering of the diaphragm can reach the deepest part of the lungs. Since it sucks in a large amount of air, it can be relatively slow breathing.
  • athletes In the case of jogging, cycling, and marathon, where rough breathing is required, athletes mainly use abdominal breathing.
  • Abdominal breathing as described above has the ability to stabilize the autonomic nervous system, and in particular, regulate and relax the nervous state of the brain, and has the effect of calming the heartbeat. Therefore, when the autonomic nervous system is stabilized, the body's own activity is good and the disease is relieved. Effectively prevents, revitalizes cells and strengthens immune function.
  • the clean air that is inhaled and filtered by the operation of the abdominal breathing is sent to the mask device so that the user can work or exercise.
  • a ventral breathing interlocking type air supply mask device was proposed that enables more comfortable breathing and systematic habit of abdominal breathing at the same time.
  • the filter assembly 110 is installed on the front side, the air pumping means 10 is fastened by the belly band 150 configured to wrap the user's waist and operated by abdominal breathing; And
  • Air moving means (20) for sending the air purified through the air pumping means (10) to the respirator;
  • a belly band 150 installed on both sides of the housing 100 to surround a user's abdomen and having a length adjusting means
  • a pumping member 160 that includes the chamber 130 and repeatedly expands and contracts by the abdominal breathing operation
  • the mask device 30 The mask device 30;
  • a second connection part 310 connected to the moving means 20 at the front or the bottom;
  • a mask housing 300 including an intake port 320 and an exhaust port 330 installed on the front side or the side to suck in the outside air or discharge the inhaled air.
  • the ventral breathing-linked supply mask apparatus according to the present invention can obtain the following effects.
  • the present invention is semi-permanent because it is easy to use, is not complicated, is inexpensive, and can be replaced for each part of a half.
  • the present invention can contribute to stability of stress and the like even in difficult exercise and labor by inducing abdominal breathing while wearing a mask.
  • the present invention is easy for coarse breathing and continuous wearing such as high-intensity labor or exercise, or generating a lot of fine dust.
  • the face of the mask device of the present invention can be equipped with a function as a healthcare separately by applying various electronic devices as a user's preference, fashion decoration, or wearable tool, which is convenient for the user.
  • FIG. 1 is a perspective view of a ventral breathing interlocking type air supply mask device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a rear perspective view of the ventral breathing interlocking type air supply mask device according to the present invention.
  • FIG 3 is a side view and a partially enlarged view of only the air pumping means of the ventral breathing interlocked supply mask device according to the present invention.
  • Figure 4 is a plan view showing a partial extract of only the air pumping means as another embodiment of the ventral breathing interlocked supply mask device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing a partial cut-away view of a pumping member in a state in which a pumping member is installed among the ventral breathing interlocked supply mask device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a state of wearing the ventral breathing interlocking type air supply mask device according to the present invention.
  • FIG. 7 (a) and (b) are views showing the state of use of the ventral breathing interlocked air supply mask device according to the present invention.
  • (a) is a diagram showing the operation of expanding the diaphragm to suck in external air and at the same time exhausting the air in the body, and (b) shows the state in which the air in the chamber is discharged to the mask device by protruding the stomach. It is a drawing.
  • the present invention is basically composed of an air pumping means 10, an air moving means 20, a mask device 30 and a belly band 150, as shown in FIG. 1 or 2.
  • the air pumping means 10 has a filter assembly 110 installed on the front side, is configured to wrap around the user's waist, and operates by abdominal breathing.
  • the air pumping means 10 of the present invention is an injection product using synthetic resin as a whole, and can be sized according to the body shape of all users, and there is no inconvenience when wearing
  • a housing 100 having a shape and a belly band 150 are installed on both sides of the housing 100 to cover the user's waist (abdomen) and adjustable in length.
  • Velcro brand name is attached to the belly band 150 to enable removal, attachment and length adjustment.
  • a filter assembly 110 is installed on the front surface of the housing 100.
  • the filter assembly 110 includes a large-area filter 111 and a cover 112, an air supply check valve 180 installed on the cover 112, and a filter mounting part 120 for mounting the filter.
  • the large-area filter 111 is a Hepa filter, but preferably has a pleat shape, and it is preferable to use a filter having a smaller size due to its cylindrical surface.
  • the large-area filter 111 may be used as a barrel, but a partially divided filter may be installed.
  • the filter 111 is provided with a supply air check valve 180 that sucks outside air and prevents backflow at the same time on the cover 112, which is the front part, so that the air sucked toward the chamber 130 is absorbed by the abdominal force.
  • a supply air check valve 180 that sucks outside air and prevents backflow at the same time on the cover 112, which is the front part, so that the air sucked toward the chamber 130 is absorbed by the abdominal force.
  • a hole 121 is perforated in the filter mounting part 120 to facilitate air opening and closing, and a filter sealing member 122 for sealing the filter 111 ) Is laid, and further, a cover sealing member 114 is laid to seal the cover 112.
  • FIG. 4 is an air supply mask device according to another embodiment of the present invention.
  • the air supply mask device according to another embodiment shown in FIG. 4 is different from the embodiment in which the air supply check valve 180 is installed on the cover 112 of the above-described embodiment.
  • at least one check valve 190 is installed on the rear surface of the filter mounting part 120.
  • Another embodiment of this configuration has the advantage that the user can easily mount the filter from the outside or manufacture it in a soft spherical shape and attach it.
  • a protruding rib 101 is continuously formed on the entire rear outer edge of the housing 100, and the protruding rib 101 is positioned so as to surround the pumping member 160 It is airtightly fixed with a clip 170 having a C-shaped cross section.
  • the chamber 130 is naturally formed between the rear surface of the housing 100 and the pumping member 160.
  • the pumping member 160 is a flexible diaphragm having a bellows (corrugated plate) structure, as shown in FIG. 3 or 4, by repeatedly expanding and contracting by abdominal breathing operation, inhaling air in the chamber or Exhaust air to the mask device.
  • bellows corrugated plate
  • a close contact flow member 161 is installed in the center of the pumping member 160.
  • the close flow member 161 is composed of a pair of Velcro (brand name), one of the Velcro is installed on the diaphragm, the other is installed on the user's stomach or by using the property of bonding with the clothing itself and the fiber During abdominal breathing, they were attached to each other and moved in the same motion.
  • Velcro brand name
  • the contact flow member 161 is not limited to Velcro, but may be a magnetic plate having magnetic properties if necessary.
  • the air moving means 20 for sending the purified air through the air pumping means 10 to the respirator is formed of a corrugated pipe, but is made of a PP material or a silicone material that has ductility and has elasticity, but is carried by the user. It is preferable to use a thinner and lighter one that is as thin as possible for ease of use.
  • the mask device 30 includes a mask housing 300 capable of covering the face of the user's nose and mouth, etc., made of synthetic resin or a fiber fabric having a dense structure for a single use.
  • the mask housing 300 is formed of synthetic resin or silicon, it is preferable to use a disposable mask pad inside.
  • a second connection part 310 connected to the moving means 20 is installed at the front or lower end of the mask device 30.
  • an intake port 320 is installed on the front side of the mask device 30 for sucking outside air
  • an exhaust port 330 for discharging the sucked air is installed on a side surface of the mask device 30.
  • a second exhaust port 340 communicating with the third connection part 310 may be additionally installed separately from the exhaust port 330, and FIG. 6 shows an embodiment in which the second exhaust port 340 is installed. .
  • the air flow by abdominal breathing is controlled in one direction at either the upper end or the lower end of the air moving means 20 connected to the first connection part 140 or the second connection part 310 formed on the mask device 30
  • a check valve (not shown) for doing so may be installed.
  • the check valve is made of a thin film to open and close by breathing, and is mainly applied to a silicon material, but the principle of an electromagnet using a thin film metal and a thin film coil may also be applied for precise operation.
  • a pocket (not shown) capable of embedding a smart phone or the like may be provided on the side of the belly band 150.
  • a user can select a mask device that suits his or her fashion or preference.
  • the belly bands 150 installed on both sides of the housing 100 are adjusted to fit the user's waist and fixed.
  • the mask device 30 is put on the face.
  • the mask device 30 mounted as described above is used by a user in a place where there is a lot of exercise or fine dust.
  • the method of use is as shown in (a) of FIG. 7, when the user contracts the stomach to breathe, the outside air is formed on the front of the housing 100, constituting the filter assembly 110 of the large area filter 111 ), the clean air is sucked into the chamber 130.
  • the diaphragm is maintained in an up state.
  • ventral breathing-linked supply mask device of the present invention the user naturally inhales filtered air, and at the same time, it is possible to repeatedly induce abdominal breathing.
  • the abdominal breathing-linked supply mask device of the present invention enables abdominal breathing while the user is working or while exercising or moving, eliminating constipation that the user has, and training muscles to increase abdominal pressure, You will see effects such as helping with diet by reducing body fat.
  • the abdominal breathing-linked air supply mask device of the present invention by wearing the abdominal breathing-linked air supply mask device of the present invention for 1 hour and working, such as working or moving, it is possible to consume almost the same amount of energy as that of 25 minutes of walking or 35 minutes of cycling, Compared to normal breathing, that is, chest breathing, calorie consumption can be increased, and this device will be developed into a healthcare device with an electronic sensor built-in, so that it can be sufficiently implemented as big data of the user group. .
  • protruding rib 110 filter assembly
  • first connection 150 belly band

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Abstract

본 발명은 복식호흡과 동시에 외부의 공기를 필터링하여 청정된 공기를 흡기할 수 있도록 한 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치로, 전면에 필터 어셈블리(110)가 설치되고, 사용자의 허리를 감싸도록 구성되어 복식호흡에 의해 동작하는 공기 펌핑수단(10)과, 상기 공기 펌핑수단(10)을 통해 정화된 공기를 호흡기로 보내주기 위한 공기 이동수단(20)과, 상기 공기 이동수단(20)에 의해 보내진 정화된 공기를 2차로 정화하여 흡기 후, 배기하기 위한 마스크 장치(30)로 구성되며, 상기 공기 펌핑수단(10)은 전면에 필터 어셈블리를 구성하는 대면적의 필터(111) 및 커버(112)가 설치되는 필터 장착부(120)와, 상기 필터 장착부(120) 후면에 설치되며 사방이 전체적으로 막힌 구조를 가지는 쳄버(130)와, 상기 쳄버(130) 상부에 공기 이동수단이 연결되기 위한 제1연결부(140);를 포함하는 하우징(100); 및 상기 펌프하우징(100) 양측에 설치되어 사용자의 복부를 감싸도록 설치되며 길이조절수단을 가지는 복대(150); 및 상기 쳄버(130)를 포함하며 복식호흡 동작에 의해 신축과 수축을 반복적으로 하는 펌핑부재(160)로 이루어진다. [대표도] 도 1

Description

복식호흡 연동형 급기 마스크 장치
본 발명은 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 복식호흡에 의해 동작하며 대면적의 필터를 가지는 공기펌프와 상기 공기펌프를 통해 정화된 공기를 호흡기로 보내주기 위한 이동수단과, 상기 이동수단에 의해 보내진 정화된 공기를 2차로 정화시켜 호흡 및 배출하기 위한 마스크장치를 사용함으로써, 사용자의 호흡으로 인한 배 운동(복식호흡)의 반전 동작 에너지를 활용하여 생성된 청정공기를 마스크 쪽으로 강제 급기하도록 하여 사용자가 보다 편안하게 호흡을 할 수 있도록 한 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 대기 오염의 주요 원인물질 중 하나인 먼지와 미세먼지는 주로 인공적으로 배출되어지는 화석연료의 소각, 자동차에서 배출되는 불완전연소 등에서 나온 카본 등 미세입자나 또는 불순물로서 발생된 질산염, 암모늄 이온, 황산염 등의 이온 성분과 탄소 화합물(carbon compounds), 금속(elements) 화합물 등으로 이루어지고, 일부는 탄광, 시멘트 제조, 용접, 도장 작업 및 일부 농업 등 산업현장에서도 미세한 분진이 비산되면서 유발되고 있다.
일부 자연현상에 의해 유발되는 것으로 예컨데 황사는 몽골이나 중국 북부의 황토 지대에서 강한 바람에 의해 고공으로 올라간 미세한 모래 먼지가 상층의 편서풍을 만나 한반도 부근까지 운반되어 서서히 하강하는 현상을 말한다.
미세먼지는 아주 가늘고 작은 먼지 입자로 우리 눈에 보이지 않지만 사람의 폐포 깊숙이 쌓여 각종 질병을 야기하는 위해 물질로서 과거에는 이러한 측정도구나 분석도구가 널리 보급되지 못했고, 최근에 와서 과학기술 발전으로 점차 크기나 인체에 끼치는 영향 등이 구체적으로 드러나게 된 것이다.
통상 먼지의 입자 지름이 10㎛ 이하면 미세먼지, 2.5㎛ 이하이면 초미세먼지, 1㎛ 미만이면 극미세먼지로 분류하나 이는 일부 국가별로 다를 수 있지만 대다수 국가가 PM-10, PM-2.5, PM-1.0으로 호칭하고 있으며, 그 발생량을 공기 입방미터(M 3)당 mg으로 표시하여 각 발생량 기준을 정해 미세먼지 "좋음", "나쁨", "매우 나쁨" 등으로 표시하기도 한다.
국내에서 매년 황사, 미세먼지 발생일수가 급증하고 있으며 통계 자료를 보면 그 수치는 3년 만에 약 5배 가량 증가한 것으로 나타나 있다. 또한 전세계적으로 자동차 증가, 도심화 집중현상이 증가되며, 특히 동절기에는 난방 등에 따른 매연이 지층면에 집중되면서 정체되어 대기오염이 심화되고 있다.
미세먼지는 장기간 노출될 경우 면역력이 급격히 저하되어 감기, 천식, 기관지염 등의 호흡기 질환은 물론 심혈관 질환, 피부질환, 안구질환, 두통, 아토피 나 기타 인슐린 저항성 등 변화를 초래해 인체에 위해를 끼친다.
이러한 미세먼지를 차단하는 가장 일반적인 방법으로 외출시 코와 입을 가릴 수 있도록 일회용 또는 재사용 가능한 마스크를 착용한다. 마스크는 외부로부터 미세먼지 유입을 막기 위해서 마스크와 안면부를 밀착시키는 소극적인 차단 방법을 사용한다.
그러나, 얼굴의 형태가 사람마다 다르기 때문에 마스크와 안면이 밀폐가 잘 되지 않거나 세탁, 외부에 의한 압력, 반복 사용 등으로 구겨지면 미세먼지 차단 성능이 저하된다.
또한, 마스크는 호흡에 의해서 수분이 잘 빠져나가지 못하므로 마스크가 눅눅해져서 불쾌감을 주며 장기 착용시에는 세균 증식의 위험으로 건강에 오히려 해를 끼치는 문제가 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로 마스크에 배기밸브가 장착된 상품이 나오고 있다.
그러나, 상기와 같은 상품은 체내에서 배출되는 습도가 높은 공기를 별도로 쉽게 배출케 하는 것으로, 이는 필터에 있어 습도에 따른 응축수 막힘 현상을 줄여주는 역할을 할 수 있어 여과 효과가 보다 장시간 지속될 수 있지만, 동절기의 경우는 응축수가 필터 부재에 유입되어 여과효율이 더욱 저하되게 되는 점을 고려한다면 배기밸브로 인한 필터면적이 감소된 점이 오히려 마이너스 효과가 된다.
특히, 초미세먼지용 마스크는 조직이 촘촘하여 호흡의 불편함이 크며, 이에 따라 마스크의 표면적을 넓게 하여 제조되는 경우도 있다. 이는 마스크의 내부공간이 비례적으로 커져, 호흡에 있어 체내의 이산화탄소가 마스크 내부에 잔존하여 재흡입 되는 구조를 갖게 된다. 이는 특히 거친 호흡이 요구되는 노동이나 걷기 등에 있어서 두통이나 현기증 등을 악화하는 요인이 되기도 한다.
이외에도 마스크에 자체에 흡입팬을 장착해 별도의 여과 장치를 통해 급기량을 높이는 마스크와 별도의 공기공급 장치를 구비한 형태의 산업용 마스크도 상품(송기마스크 등)이 출시되고 있지만, 급기 용량이 작거나, 팬모터 코일의 과열에 의한 불쾌한 냄새가 유입되거나, 흡입팬 및 배터리 등의 중량이 커 사용자가 기피하는 요인이 되기도 한다.
특히, 산업계에선 안전을 목적으로 공기가 모터 팬으로 동작되는 공기급기장치를 갖는 마스크 경우 공기 공급 측면에서는 대면적의 필터를 적용할 수 있어 효율적이나 강제급기 됨으로써, 공기 급기량의 증가에 따른 배터리 소모가 커지기 때문에, 전원 배터리로 인해 중량이 증가되는 문제점이 있고, 동시에 고가로 인해 고용주가 충분히 공급할 수 있는 여건이 되지 못하는 경우가 발생될 수 있어 이로 인해 또 다른 불편함이 생기게 된다.
한편, 호흡은 통상 복식호흡과 흉식호흡으로 나누는 경우가 일반적이다.
복식호흡은 주로 배의 근육을 움직여서 횡격막을 신축시키면서 하는 호흡방식으로 흉곽 운동으로 가슴이 부풀러 올랐다가 가라앉는 흉식 호흡에 대비해 폐의 환기량이 많고 한 번의 횡격막을 내리는 것만으로도 폐의 깊숙한 곳까지 대량의 공기를 빨아들이게 되므로 상대적으로 느린 호흡도 될 수 있는바, 거친 호흡이 요구되는 조깅, 사이클, 마라톤 같은 경우 운동선수들이 주로 복식호흡 방법을 이용하고 있다.
상기와 같은 복식호흡은 자율신경을 안정시키고, 특히 뇌의 긴장상태를 조절하여 이완 시켜주는 능력이 있고, 심장박동이 진정되는 효과도 있으며, 따라서 자율신경이 안정되면 몸 자체의 활동력이 좋아 병을 효과적으로 예방하고, 세포에 활력을 주어 면역기능이 강화되게 된다.
따라서, 본 발명은 먼지 및 미세먼지의 차단을 위한 마스크를 사용함에 있어, 복식호흡을 병행 유도하면서, 상기 복식호흡의 동작에 의해 흡기되어 필터링된 청정공기를 마스크장치 방향으로 보내어 사용자가 노동이나 운동에 의한 거친 호흡의 환경에서, 보다 편안하게 호흡될 수 있게 하고, 동시에 복식호흡을 체계적으로 습관화 할 수 있도록 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치를 제안하게 되었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로, 본 발명은,
복식호흡을 병행 유도하면서, 상기 복식호흡의 동작에 의해 흡기되면서 표면적이 넓고, 대용량인 필터를 통해 필터링된 청정공기를 마스크장치 쪽으로 보내어 사용자가 노동이나 운동에 의한 거친 호흡의 환경에서 보다 편안하게 호흡될 수 있게하고, 동시에 복식호흡을 체계적으로 습관화 할 수 있도록 한 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명에 따른 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치는;
전면에 필터 어셈블리(110)가 설치되고, 사용자의 허리를 감싸도록 구성된 복대(150)에 의해 체결되어 복식호흡에 의해 동작하는 공기 펌핑수단(10); 및
상기 공기 펌핑수단(10)을 통해 정화된 공기를 호흡기로 보내주기 위한 공기 이동수단(20); 및
상기 공기 이동수단(20)에 의해 보내진 정화된 공기를 2차로 정화하여 흡기 후, 배기하기 위한 마스크 장치(30);
로 구성되며,
상기 공기 펌핑수단(10)은;
전면에 필터 어셈블리(110)를 구성하는 대면적의 필터(111) 및 급기체크밸브(180)가 장치된 커버(112)가 설치되는 필터 장착부(120)와, 상기 필터 장착부(120) 후면에 설치되며 사방이 전체적으로 막힌 구조를 가지는 공간 챔버(130)와, 상기 챔버(130) 상부에 공기 이동수단이 연결되기 위한 제1연결부(140);를 포함하는 하우징(100); 및
상기 하우징(100) 양측에 설치되어 사용자의 복부를 감싸도록 설치되며 길이조절수단을 가지는 복대(150); 및
상기 챔버(130)를 포함하며 복식호흡 동작에 의해 신축과 수축을 반복적으로 하는 펌핑부재(160);
로 이루어진다.
또한, 상기 제1 연결부(140) 또는 마스크 장치(30)에 형성된 제2 연결부(310)와 연결되는 공기 이동수단(20)의 상단부 또는 하단부 중 어느 한 곳에 복식호흡에 의한 공기 흐름을 개폐하는 급기체크밸브(180)가 설치되며,
상기 마스크장치(30)는;
전방 또는 하단에 상기 이동수단(20)과 연결되는 제2 연결부(310); 및
전면 또는 측면에 설치되어 외기를 흡인 또는 흡기된 공기를 배출하기 위한 흡기구(320) 및 배기구(330);를 포함한 마스크 하우징(300)으로 구성된다.
본 발명에 따른 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치는 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.
첫 번째, 미세먼지 하에서 기존 마스크의 호흡 불편성을 줄여 통상의 마스크 없이 하는 호흡과 거의 동등한 최적의 호흡에 되게 도와 준다.
두 번째, 복식호흡과 동시에 외부의 공기를 필터링하게 됨으로서 청정된 공기를 모터나 기타 동력없이 지속적 흡기할 수 있도록 한 장점을 가진다.
세 번째, 본 발명은 사용방법이 쉽고, 복잡하지도 않으며 가격도 저렴하고 반 각각의 부품별로 교체할 수 있어 반영구적이다.
네 번째, 본 발명은 마스크를 착용하면서도 복식호흡을 유도함으로써, 힘든 운동 및 노동 등에서도 스트레스 등의 안정에 기여할 수가 있다.
다섯 번째, 본 발명은 미세먼지가 많이 발생하거나 고강도 노동이나 운동 등 거친호흡과 연속적인 착용에 있어 용이하다.
여섯 번째, 본 발명 마스크장치에 흡/배기용 체크밸브를 장착함으로써, 사용자의 신체적 특성을 감안해 호흡의 효율성과 호흡과정에서 유량 등을 조절함에 있어 편리하게 하다.
일곱 번째, 본 발명 마스크장치에 전면부는 사용자의 기호나 패션장식 또는 웨어러블 도구로서 다양한 전자장치를 적용하여 헬스케어로서 기능을 별도로 탑재할 수 있어 사용자에게 편리하게 하였다.
도 1은 본 발명에 따른 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치의 배면 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치의 공기 펌핑수단 만 측면 및 일부확대도면이다.
도 4 는 본 발명에 따른 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치의 다른 실시 예로서 공기 펌핑수단만 일부 발췌하여 나타낸 평면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치중 펌핑부재가 설치된 상태에서 일부를 절단하여 나타낸 부분확대 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치를 착용한 상태를 나타낸 도면이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치의 사용상태를 나타낸 도면으로,
(a)는 횡경막을 확장(Up)하여 외부 공기를 흡인함과 동시에 몸속에 있는 공기를 배기하는 동작을 나타낸 도면이고, (b)는 배를 돌출시켜 쳄버 내의 공기를 마스크장치 쪽으로 내보내는 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명은 기본적으로, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 공기 펌핑수단(10), 공기 이동수단(20), 마스크 장치(30)와 복대(150)로 구성된다.
상기 공기 펌핑수단(10)은 전면에 필터 어셈블리(110)가 설치되고, 사용자의 허리를 감싸도록 구성되어 복식호흡에 의해 동작한다.
더욱 상세하게 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명 공기 펌핑수단(10)은 전체적으로 합성수지를 이용한 사출제품으로 모든 사용자의 체형에 맞춰 크기분류를 할 수 있으며, 착용시 불편함이 없도록 라운드형상을 가지는 하우징(100)와, 상기 하우징(100) 양측에 설치되어 사용자의 허리(복부)를 감싸도록 함과 동시에 길이 조절이 가능한 복대(150)가 설치된다.
상기 복대(150)에는 탈, 부착 및 길이조절이 가능하도록 벨크로(상품명)가 부착되어 있다.
또한, 상기 하우징(100)의 전면에는 필터 어셈블리(110)가 설치되어 있다.
상기 필터 어셈블리(110)는 대면적의 필터(111) 및 커버(112)와 커버(112)에 설치된 급기체크밸브(180)와 상기 필터가 장착되기 위한 필터 장착부(120)로 구성된다.
이때, 상기 대면적의 필터(111)는 헤파필터(Hepa Filter)로 하되, 가급적이면 주름형상을 가지도록 하고, 또한 실린더형 면으로 되어 크기를 적게 한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 대면적의 필터(111)는 통으로 사용이 가능하나 부분적으로 나누어진 것을 장착할 수도 있다.
또한, 상기 필터(111)는 전면부인 커버(112)에는 외부 공기를 흡입하면서 동시에 역류 방지를 하는 급기체크밸브(180)가 설치되어 쳄버(130) 쪽으로 흡인된 공기가 복부의 힘에 의해 다이어프램(160)이 필터 장착부(120) 쪽으로 밀릴 때, 쳄버 내의 공기가 공기 이동수단(20) 쪽으로 나갈 수 있도록 차단함과 동시에 필터 장착부(120) 쪽으로 나가는 것은 방지할 수 있도록 하였다.
그리고, 상기 도 3 의 우측 확대단면도에 도시된 바와 같이, 상기 필터장착부(120)에는 홀(121)이 천공되어 공기 개폐가 용이하도록 하였으며, 상기 필터(111)의 밀폐를 위하여 필터실링부재(122)가 부설되며, 나아가, 커버(112)의 밀폐를 위하여 커버실링부재(114)가 부설된다.
이는 사방이 전체적으로 막힌 구조를 가지는 쳄버(130)를 형성하되, 상기 쳄버(130) 상부에는 공기 이동수단(20)과 연결되기 위한 제1연결부(140)가 설치되어 있다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예의 급기 마스크 장치로서, 도 4 에 도시된 다른 실시예의 급기 마스크장치는, 전술한 실시예의 커버(112)에 급기체크밸브(180)를 설치하는 실시예와는 달리, 필터 장착부(120)의 후면부에 적어도 하나 이상의 체크밸브(190)를 설치한 실시예이다. 이러한 구성의 다른 실시예는 사용자가 필터를 외부에서 쉽게 장착하거나 혹은 부드러운 구면형태로 제작하여 부착할 수 있는 장점을 가지게 된다.
또한, 상기 하우징(100)의 배면 외곽테두리 전체에는 도 5 에 도시된 바와 같이, 돌출리브(101)가 연이어 형성되어 있고, 상기 돌출리브(101)에는 펌핑부재(160)을 감싸도록 위치시킨 후 단면이 C형상을 가지는 클립(170)으로 기밀하게 고정된다.
이로써, 상기 하우징(100)의 배면과 펌핑부재(160) 사이에는 쳄버(130)가 자연스럽게 형성된다.
상기 펌핑부재(160)는 도 3 또는 도 4 에 도시된 바와 같이, 벨로즈(주름판) 구조를 가지는 유연 다이어프램으로, 복식호흡 동작에 의해 신축과 수축을 반복적으로 함으로써, 쳄버 내에 공기를 흡기 또는 마스크 장치 쪽으로 공기를 배기시킨다.
또한, 도 5 를 참조하면, 상기 펌핑부재(160)의 중앙에는 밀착유동부재(161)가 설치된다.
상기 밀착유동부재(161)는 한 쌍의 벨크로(상품명)로 구성되며, 벨크로 중 어느하나는 다이어프램에 설치되고, 다른 한쪽은 사용자의 배 쪽에 설치되거나 혹은 의류 자체와 섬유조직과 접합되는 성질을 이용해 복식호흡시 서로가 부착되어 동일한 동작으로 움직이도록 하였다.
이때, 상기 밀착유동부재(161)를 벨크로로 한정하는 것은 아니고 필요시 자성을 가지는 마그네틱 판으로 할 수도 있다.
한편, 상기 공기 펌핑수단(10)을 통해 정화된 공기를 호흡기로 보내주기 위한 공기 이동수단(20)은 주름관으로 형성하되, 연성을 가지며 탄성력이 부여된 PP재질 또는 실리콘재질 등으로 하되 사용자가 휴대하기 편하도록 최대한 두께가 얇고 가벼운 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 휴대시 주름관 형상으로 되어 있어 압축하여 길이를 최소화시켜 휴대시 보관이 용이하도록 할 수도 있다.
상기 마스크 장치(30)는 도 6 에 도시된 바와 같이, 사용자의 코와 입 등의 안면부를 가릴 수 있는 마스크 하우징(300)을 합성수지 또는 조직이 조밀한 섬유직물로 1 회용으로 구성된다.
상기 마스크 하우징(300)을 합성수지 또는 실리콘 등으로 성형하는 경우 내부에 1회용 마스크 패드를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 마스크 장치(30)의 전방 또는 하단부에는 상기 이동수단(20)과 연결되는 제2 연결부(310)가 설치되어 있다.
또한, 상기 마스크 장치(30) 전면에는 외기를 흡인하기 위한 흡기구(320)가 설치되고, 측면에는 흡인된 공기를 배출하기 위한 배기구(330)가 설치된다.
한편, 상기 배기구(330)와 별도로 상기 제 3 연결부(310)와 연통하는 제 2 배기구(340)를 추가적으로 설치할 수 있으며, 도 6 은 이러한 제 2 배기구(340)를 설치한 실시예를 도시한 것이다.
이때, 상기 제1 연결부(140) 또는 마스크 장치(30)에 형성된 제2 연결부(310)와 연결되는 공기 이동수단(20)의 상단부 또는 하단부 중 어느 한 곳에 복식호흡에 의한 공기 흐름을 일방향으로 조절하기 위한 체크밸브(도시하지 않음)가 설치될 수도 있다.
상기 체크밸브는 얇은 박막으로 제조되어 호흡에 의해 개폐동작을 하는 것으로 주로 실리콘 소재로 적용되나, 정교한 동작을 위해 박막금속과 박막코일에 의한 전자석 원리도 적용될 수 있다.
한편, 상기 복대(150)의 측면부에 스마트 폰 등을 내장할 수 있는 포켓(미도시)을 구비할 수 있다.
또한, 상기 하우징(100)에는 다양한 문양을 형성함으로써 사용자가 자신의 패션이나 기호에 맞는 마스크 장치를 선택할 수 있게 하는 것이 좋다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치(1)의 사용방법을 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 본 발명 하우징(100)의 밀착유동부재(161)를 구성하는 한 쌍의 벨크로 중 즉, 펌핑부재(160)에 부착된 벨크로 이외의 것을 사용자의 복부에 부착하거나 또는 벨크로에 접착성이 있는 의복을 착용한다.
다음으로 하우징(100) 양측에 설치된 복대(150)를 사용자의 허리에 맞춰 조절하여 고정한다.
다음 마스크장치(30)를 도 6 에 도시된 바와 같이, 안면부에 씌운다.
상기와 같이 장착된 마스크 장치(30)는 사용자가 운동 또는 미세먼지가 많은 곳에서 사용하게 된다.
사용방법은 도 7 의 (a)에 도시된 바와 같이, 사용자가 호흡을 하기 위해 배를 수축하게 되면 외기가 하우징(100)의 전면에 형성된 필터 어셈블리(110)을 구성하는 대면적의 필터(111) 통해 쳄버(130) 내로 청정된 공기가 흡인된다.
그러면, 배가 들어가면서 폐에 머물고 있던 공기는 입을 통해 마스크장치(30)로 배기된다.
이때, 횡격막은 업된 상태를 유지하게 된다.
상기와 같은 상태에서, 도 7 의 (b)에 도시된 바와 같이, 배가 돌출되면 챔버(130) 내에 있던 청정된 공기는 이송수단(20)을 통해 마스크 장치(30)로 이송되고, 이렇게 이송된 청정공기는 입으로 흡기된다.
이때, 횡경막은 다운된 상태를 유지한다.
상기와 같이, 본 발명 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치를 사용함으로써, 사용자는 필터링된 공기를 자연스럽게 흡기하게 되고, 동시에 복식호흡을 반복적으로 유도시킬 수 있게 된다.
본 발명에서 사용자가 복식호흡을 하지 않더라도 대용량의 필터로 인해 마스크로서 호흡에 있어서는 무리가 없어 사용자에게 크게 부담이 되지 않는다.
따라서 본 발명의 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치는 사용자가 일을 하면서 또는 운동이나 이동하면서 복식호흡이 가능하게 되는 바, 사용자가 가지고 있던 변비를 없애고, 또, 근육을 단련시켜 복압을 키움과 동시에, 체지방을 감소시켜 다이어트에 도움을 주는 등의 효과를 보게 된다.
또한, 본 발명 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치를 1시간 착용하고 노동이나 이동 등 일을 함으로써, 통상적으로 걷기 25분, 또는 자전거 타기 35분을 병행한 것과 거의 동일한 양의 에너지를 소모할 수 있고, 일반 호흡, 즉 흉식호흡에 비해 칼로리 소비량을 높일 수가 있는바, 이는 본 장치가 추후 전자적 센서를 내장시킨 헬스케어 장치로 발전되어 사용자 집단의 빅데이터(Big Data)로서 충분히 구현할 수 있게도 가능하게 된다.
본 발명에 전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 이 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
10 : 공기 펌핑수단 20 : 공기 이동수단
30 : 마스크 장치 100 : 하우징
101 : 돌출리브 110 : 필터어셈블리
111 : 필터 112 : 커버
120 : 필터 장착부 130 : 챔버
140 : 제1연결부 150 : 복대
160 : 펌핑부재 170; 클립
180; 급기체크밸브
190; 본 발명 다른 실시예의 체크밸브
300 : 마스크 하우징
310 : 제2 연결부 320 : 흡기구
330 :배기구 340; 제 2 배기구

Claims (15)

  1. 전면에 필터 어셈블리가 설치되고, 사용자의 허리를 감싸도록 구성되어진 복대; 및
    상기 복대와 연결되어 복식호흡에 의해 동작하는 공기 펌핑수단; 및
    상기 공기 펌핑수단을 통해 정화된 공기를 호흡기로 보내주기 위한 공기 이동수단; 및
    상기 공기 이동수단에 의해 보내진 정화된 공기를 2차로 정화하여 흡기 후, 배기하기 위한 마스크 장치;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공기 펌핑수단은;
    전면에 필터 어셈블리를 구성하는 대면적의 필터 및 커버가 설치되는 필터 장착부와, 상기 필터 장착부 후면에 설치되며 사방이 전체적으로 막힌 구조를 가지는 쳄버와, 상기 쳄버 상부에 공기 이동수단이 연결되기 위한 제1연결부;를 포함하는 하우징; 및
    상기 펌프하우징 양측에 설치되어 사용자의 복부를 감싸도록 설치되며 길이조절수단을 가지는 복대; 및
    상기 쳄버를 포함하며 복식호흡 동작에 의해 신축과 수축을 반복적으로 하는 펌핑부재;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버에 외부 공기를 흡입하면서 동시에 역류 방지를 하는 급기체크밸브가 설치되는 구성을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터 장착부의 후면부에 적어도 하나 이상의 체크밸브를 설치한 구성을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크장치는;
    전방 또는 하단에 상기 공기 이동수단과 연결되는 제2 연결부; 및
    전면 또는 측면에 설치되어 외기를 흡인 또는 흡기된 공기를 배출하기 위한 흡기구 및 배기구;를 포함한 마스크 하우징;
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 마스크하우징과 상기 제2연결부는 결합수단에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 마스크 하우징의 전면이 개구되고, 상기 개구면에 제2연결부와 탈부착 가능하도록 탈부착수단이 설치되어 상기 마스크 하우징을 수시로 교환할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 마스크 하우징은 조직이 조밀한 섬유직물로 1회용인 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 마스크 하우징은 합성수지 또는 실리콘으로 반영구적으로 사용 가능하며, 내면에 1회용 필터가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 펌핑부재는;
    벨로즈 구조로 이루어진 다이어프램과, 한 쌍으로 이루어지되 그중 어느 하나가 상기 다이어프램 중앙에 설치되고, 다른 하나는 사용자의 배 쪽에 설치되어 복식호흡시 서로가 부착되어 동일한 동작으로 움직이도록 한 유동부재;를 포함한 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 다이어프램은 유연성과 탄성력이 우수한 재질의 합성수지 또는 실리콘인 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 다이어프램은 상기 펌프하우징의 배면 외곽테두리 전체에 연이어 돌출형성된 돌출리브를 감싸도록 형성한 후, 단면이 C형상을 가지는 클립으로 기밀하게 고정한 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 공기 이동수단은 수축 신장이 가능한 주름관으로 형성한 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 복대의 측면부에 스마트 폰 등을 내장할 수 있는 포켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징에 문양을 형성하는 것을 특징으로 하는 복식호흡 연동형 급기 마스크 장치.
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