專利名稱：人類呼吸電子過(guò)濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于人類呼吸的具有電子空氣過(guò)濾系統(tǒng)的呼吸過(guò)濾鼻罩，特別涉及一種可用于吸氣和呼氣的過(guò)濾裝置。
背景技術(shù)：
鼻罩已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，從醫(yī)藥到工業(yè)，從戶外工作到家庭衛(wèi)生；還有許多有必要對(duì)吸入的空氣進(jìn)行過(guò)濾的時(shí)候。通常過(guò)濾材料是紙或纖維性物質(zhì)?；狙b置是利用人力的吸氣作用作為吸氣驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)來(lái)吸氣，阻止所有大于過(guò)濾介質(zhì)氣孔的粒子。當(dāng)人們帶鼻罩時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)變得很不舒服。如果使用者身體弱或患有哮喘或呼吸困難時(shí)，情況會(huì)更糟。
其次，在呼氣時(shí)過(guò)濾作用通常效果較差，因?yàn)楹魵鈺r(shí)沿著使用者的臉頰漏出的氣流比通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的還要多。
第三，較好過(guò)濾介質(zhì)的空氣通道阻力總是比較高，通過(guò)該過(guò)濾介質(zhì)吸氣很艱難。
因此需要一種在正常呼吸過(guò)程中不對(duì)使用者施加呼吸阻力的較好的吸氣和呼氣過(guò)濾系統(tǒng)。此過(guò)濾系統(tǒng)能夠清除大部分空氣中的污染物，例如空氣傳播顆粒、細(xì)菌、病毒等。整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該非常輕，即使使用者戴的時(shí)間很長(zhǎng)也會(huì)覺(jué)得舒服。此裝置高效節(jié)能，小的消費(fèi)電子型電池組就可以支持系統(tǒng)工作8小時(shí)以上。同樣重要的是它易清潔、成本低。
此外，如果患者使用此裝置，過(guò)濾過(guò)程在吸氣和呼氣過(guò)程中同樣有效；使用者呼吸的細(xì)菌和病毒不會(huì)傳到外部周圍環(huán)境中。
本發(fā)明提供這樣一種吸氣和呼氣過(guò)濾系統(tǒng)鼻罩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種安裝在鼻罩上的很緊湊地的雙階段過(guò)濾系統(tǒng)，使用小的消費(fèi)電子型號(hào)電池作為電源來(lái)啟動(dòng)這一超高壓離子過(guò)濾系統(tǒng)和靜電過(guò)濾系統(tǒng)。它以人類呼吸作為氣流源動(dòng)力，在吸氣和呼氣過(guò)程中使氣流通過(guò)雙階段過(guò)濾系統(tǒng)流動(dòng)。
一種人類呼吸電子過(guò)濾裝置為一種人類佩戴的裝有體積非常小的電子過(guò)濾系統(tǒng)的輕巧型鼻罩。
一種人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置，該裝置與人體呼氣吸氣的動(dòng)作相結(jié)合作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)使用者所呼吸的氣體穿過(guò)所述的過(guò)濾裝置，所述的過(guò)濾裝置包括一個(gè)防護(hù)罩模塊，其包括一個(gè)環(huán)繞使用者的口和鼻的防護(hù)罩室和一個(gè)安裝有電子過(guò)濾單元的過(guò)濾室；一個(gè)由防護(hù)罩模塊支持的封條，當(dāng)使用者將所述設(shè)備佩戴在面部時(shí)，藉由沿使用者防護(hù)罩模塊的邊緣和皮膚表面形成的一個(gè)密封邊緣使得防護(hù)罩室與周圍環(huán)境分開；一個(gè)由防護(hù)罩模塊支持的安裝帶，用于在使用者耳朵上部和后腦的周圍纏繞使得防護(hù)罩模塊覆蓋使用者的口和鼻；兩個(gè)耳下帶，兩邊各一個(gè)，每個(gè)耳下帶的其中一個(gè)末端與防護(hù)罩模塊相連接，另一個(gè)末端與安裝帶相連接以便使用者將防護(hù)罩佩戴在面部時(shí)用以加固防護(hù)罩模塊；一個(gè)安裝在防護(hù)罩模塊的過(guò)濾室內(nèi)的電子過(guò)濾單元。
一個(gè)安裝在防護(hù)罩模塊的前部具有長(zhǎng)孔的前百葉蓋，其覆蓋住電子過(guò)濾單元的前部入口；一個(gè)安裝在面罩模塊的內(nèi)部具有長(zhǎng)孔的后百葉蓋，其覆蓋住電子過(guò)濾單元的后部入口；一個(gè)控制系統(tǒng)，包括印刷電路板、電子元件及電池，所述控制系統(tǒng)用于控制所述電子過(guò)濾單元；一條連接電纜，將該電子過(guò)濾單元連接至所述控制系統(tǒng)。
其中所述的人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置的控制系統(tǒng)包括一個(gè)帶有電子元件的主印刷電路板，該主印刷電路板上具有能產(chǎn)生一個(gè)高壓電源的電子元件；一塊連接在該主印刷電路板上的電池用來(lái)給所述的控制系統(tǒng)供電；一個(gè)連接在該主印刷電路板上的接口，通過(guò)該接口可以連接使用外部電源用以替代使用所述電池；一個(gè)連接在該主印刷電路板上的多電平選擇器開關(guān)，允許選擇所述控制系統(tǒng)的預(yù)置電平；一個(gè)連接在該主印刷電路板上的狀態(tài)顯示器，可顯示出電池的充電水平與所選擇的電平設(shè)置以及電源是否開啟；一個(gè)用于上述所有構(gòu)件安裝的封閉式托架；一個(gè)附著在該封閉式托架上的帶夾，用以允許使用者用帶子攜帶所述的控制系統(tǒng)。
如上述的人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置的主印刷電路板上的高壓電源組件包括一個(gè)直流電源；一個(gè)由該直流電源供電的振蕩器；具有一個(gè)初級(jí)和至少一個(gè)次級(jí)線圈的增壓變壓器，該初級(jí)線圈形成該振蕩器的輸出；具有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出的倍壓器，該倍壓器的輸入連接在振蕩器的輸出上，該倍壓器的輸出形成所述的高壓電源的輸出。
其中的倍壓器是與所述控制系統(tǒng)的主印刷電路板分開的一個(gè)單獨(dú)的印刷電路板。
其中的倍壓器的印刷電路板安裝在人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置的防護(hù)罩模塊上。
其中該倍壓器印刷電路板是所述的人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置的電子過(guò)濾單元的一個(gè)組成部分。
上述人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置的電子過(guò)濾單元是一個(gè)雙階段電子過(guò)濾單元，包括一個(gè)離子過(guò)濾單元；一個(gè)靜電過(guò)濾單元。
上述裝置的離子過(guò)濾單元包括一個(gè)導(dǎo)電接收器單元；一種用來(lái)從高壓電源接收電勢(shì)的電聯(lián)結(jié)器；
一個(gè)離子化單元，其包含帶有針尖端子的導(dǎo)電材料，能提供高電位梯度使得經(jīng)過(guò)此處的氣體的粒子成分離子化，該導(dǎo)電接收器單元和離子化單元被連接到電聯(lián)結(jié)器上，當(dāng)高電壓源的電荷通過(guò)該電聯(lián)結(jié)器提供給導(dǎo)電接收器單元和離子化單元時(shí)，所述導(dǎo)電接收器單元和離子化單元產(chǎn)生該高電位梯度。
上述裝置中該具有針尖端子的電傳導(dǎo)材料可用外涂導(dǎo)電金屬的非金屬細(xì)絲代替。
上述裝置中該離子過(guò)濾單元和電壓源相結(jié)合，該電壓源可在離子過(guò)濾單元和導(dǎo)電接收器之間提供至少5000V的電壓差。
上述裝置中所述的靜電過(guò)濾單元包括一個(gè)用來(lái)接受高壓電源電勢(shì)的電聯(lián)結(jié)器；一個(gè)第一導(dǎo)體電極，其連接到該電聯(lián)結(jié)器的正電極上；一個(gè)第二導(dǎo)體電極，其連接到該電聯(lián)結(jié)器的負(fù)電極上，當(dāng)通過(guò)該電聯(lián)結(jié)器自一個(gè)高電壓源給第二導(dǎo)體電極提供電荷時(shí)，由于該高電位梯度的產(chǎn)生，在第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極之間產(chǎn)生靜電場(chǎng)。
上述裝置中所述的使用雙階段電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法，包括一個(gè)離子過(guò)濾系統(tǒng)和一個(gè)靜電過(guò)濾系統(tǒng)，用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人吸氣和呼氣時(shí)所帶入的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
如上述的人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置，所述的電子過(guò)濾單元是一個(gè)離子過(guò)濾單元，其包括
一個(gè)導(dǎo)電接收器單元；一種用來(lái)接受高壓電源電勢(shì)的電聯(lián)結(jié)器；一個(gè)離子化單元，其包含一個(gè)帶有針尖端子的電傳導(dǎo)材料，其提供高電位梯度使得經(jīng)過(guò)此處的氣體的粒子成分離子化，該導(dǎo)電接收器單元和離子化單元被連接到電聯(lián)結(jié)器上，當(dāng)高電壓源的電荷通過(guò)該電聯(lián)結(jié)器提供給導(dǎo)電接收器單元和離子化單元時(shí)，所述導(dǎo)電接收器單元和離子化單元產(chǎn)生該高電位梯度。
上述裝置中該離子過(guò)濾單元和電壓電源相結(jié)合，該電壓電源可在離子化單元和導(dǎo)電接收器單元之間提供至少5000V的電壓差。
上述裝置中所述的使用離子過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人呼吸時(shí)所帶入的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
上述裝置中所述的該具有針尖端子的電傳導(dǎo)材料可用外涂導(dǎo)電金屬的非金屬細(xì)絲代替。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的電子過(guò)濾單元是一個(gè)靜電過(guò)濾單元。
上述裝置中該靜電過(guò)濾級(jí)過(guò)濾單元包括一個(gè)用來(lái)接收高壓電源電勢(shì)的電聯(lián)結(jié)器；一個(gè)第一導(dǎo)體電極，其連接到該電聯(lián)結(jié)器的正電極上；一個(gè)第二導(dǎo)體電極，其連接到該電聯(lián)結(jié)器的負(fù)電極上，當(dāng)通過(guò)該電聯(lián)結(jié)器自一個(gè)高電壓源給第二導(dǎo)體電極提供電荷時(shí)，由于該高電位梯度的產(chǎn)生，在第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極之間產(chǎn)生靜電場(chǎng)。
上述裝置使用靜電過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人吸氣和呼氣時(shí)所帶入的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，其中所述的防護(hù)罩模塊還帶有保護(hù)眼部的護(hù)目鏡，該護(hù)目鏡覆蓋使用者的眼部，具有面罩的作用，所述的帶護(hù)目鏡的面罩由一個(gè)直接的空氣連接通道將所述的防護(hù)罩室和使用者的眼睛區(qū)域的腔室相連接。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的防護(hù)罩模塊也提供在眼部帶有鏡片的頭罩，其用來(lái)罩住使用者的頭部起到頭罩的作用，所述的頭罩由一個(gè)直接的空氣連接通道將所述的防護(hù)罩室和使用者的頭部區(qū)域的腔室相連接。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的離子化單元使得經(jīng)過(guò)該處的氣體中的粒子成分帶正電荷。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的離子化單元使得經(jīng)過(guò)該處的氣體中的粒子成分帶負(fù)電荷。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的連接電纜中的一部分被設(shè)置為一條支持線纜，當(dāng)使用者將該面罩模塊佩戴在臉部時(shí)和移動(dòng)頭部時(shí)，只有所述的部分連接電纜可以左右搖擺，彎曲和伸展。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的支持線纜包括一機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置附著在連接電纜上，同時(shí)可安裝在使用者身體和/或者衣服上。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，其中所述的后百葉蓋防護(hù)和阻擋了使用者嘴巴和鼻子中的由于打噴嚏、咳嗽和說(shuō)話而引起的分泌物直接流動(dòng)到所述的電子過(guò)濾單元中。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的使用后百葉蓋系統(tǒng)作為一個(gè)前過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以防護(hù)和阻擋全部或部分使用者嘴巴和鼻子中的由于打噴嚏、咳嗽和說(shuō)話而引起的分泌物直接流動(dòng)到所述的電子過(guò)濾單元中。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，當(dāng)高壓操作時(shí)，所述的電子過(guò)濾單元可能產(chǎn)生微量臭氧分子。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，當(dāng)高壓操作時(shí)，所述的電子過(guò)濾單元可能產(chǎn)生微量的氫氧化物分子。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，使用振蕩器電路以便將直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)/振動(dòng)直流電源之方法，該脈動(dòng)/振動(dòng)直流電源作為所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置的高壓電源的增壓變壓器電路的輸入電源。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，使用一種帶有至少一個(gè)初級(jí)線圈和至少一個(gè)次級(jí)線圈的增壓變壓器來(lái)把脈動(dòng)/振動(dòng)直流電源輸入轉(zhuǎn)變成人體呼吸電子過(guò)濾裝置高電壓源的高壓輸出之方法。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，使用一種倍壓器電路使得所述增壓變壓器產(chǎn)生的輸入電壓增加，以之作為人體呼吸電子過(guò)濾裝置高壓電源的高壓輸出之方法。
該倍壓器電路為使用多級(jí)電容器和二極管極聯(lián)電路來(lái)使所述的輸入電壓增加為至少比該輸入電壓電勢(shì)高兩倍的輸出電壓。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的倍壓器的印刷電路板上的電子元件是用包括碳基底材料和硅基底材料的封裝樹脂封裝的，這樣可以使元件之間的距離很小的情況下不會(huì)短路。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的使用封裝樹脂封裝印刷電路板的電子元件的方法使所述的印刷電路板和電子過(guò)濾單元成為一體。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，采用了對(duì)電子過(guò)濾單元的印刷電路板上的電子元件采用封裝樹脂封裝的方法。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用所述的雙階段電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人所呼吸的氣流中攜帶的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述使用雙階段電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法還包括一個(gè)紫外線輻射系統(tǒng)用以殺死人體所呼吸的經(jīng)過(guò)該電子人體呼吸過(guò)濾裝置中的氣流中的細(xì)菌和病毒。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用所述的離子過(guò)濾級(jí)電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人所呼吸的氣流中攜帶的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用所述的離子過(guò)濾級(jí)電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法還包括一個(gè)紫外線輻射系統(tǒng)用以殺死人體所呼吸的經(jīng)過(guò)該電子人體呼吸過(guò)濾裝置中的氣流中的細(xì)菌和病毒。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用所述的靜電過(guò)濾級(jí)電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人所呼吸的氣流中攜帶的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用所述的靜電過(guò)濾級(jí)電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法還包括一個(gè)紫外線輻射系統(tǒng)用以殺死人體所呼吸的經(jīng)過(guò)該電子人體呼吸過(guò)濾裝置中的氣流中的細(xì)菌和病毒。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種電子元件SMT(貼片技術(shù))的方法應(yīng)用在所述的倍壓器級(jí)印刷電路板上。
如上述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用混合元件的方法用于所述的倍壓器印刷電路板上用以實(shí)現(xiàn)一種特殊的電子功能，該混合元件是這些電子元件的部件。
本發(fā)明的特點(diǎn)是為使用者提供一種高效過(guò)濾裝置，從而使吸入的空氣可以被完全凈化，并且呼出的氣體不含細(xì)菌和病毒。相對(duì)于通過(guò)傳統(tǒng)紙過(guò)濾罩需要很用力地吸吮/呼吸來(lái)說(shuō)，使用此裝置，使用者無(wú)需費(fèi)力就可以通過(guò)過(guò)濾裝置呼吸。
本發(fā)明的工業(yè)用途是為普通大眾提供一種有效且便捷的呼吸鼻罩。對(duì)于在空氣中充滿傳染性病菌的環(huán)境下工作和需要頻繁佩戴面罩的工作人員的身體健康非常有利。同時(shí)，本發(fā)明為使用者在擁擠的環(huán)境下如火車和地鐵里提供了清新的空氣，使得使用者免于接觸他人的體臭和空氣中的病菌。
該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，佩戴舒適。大批量生產(chǎn)成本低。


圖1為電子吸氣和呼氣過(guò)濾裝置的全圖。
圖2為帶有輪廓型防護(hù)罩安裝系統(tǒng)的過(guò)濾系統(tǒng)的等比例正視圖。
圖3為雙階段電子過(guò)濾系統(tǒng)剖視圖。
圖4為根據(jù)圖3的圖解說(shuō)明。
圖5為使用者吸氣時(shí)電子雙階段過(guò)濾機(jī)械裝置系統(tǒng)示意圖。
圖6為使用者呼氣時(shí)電子雙階段過(guò)濾機(jī)械裝置系統(tǒng)示意圖。
圖7為本發(fā)明將護(hù)眼和鼻罩電子過(guò)濾系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用的面罩示意圖。
圖8為本發(fā)明將護(hù)眼、護(hù)頭和上述鼻罩電子過(guò)濾系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用的頭罩示意圖。
圖9為將倍壓器印刷電路板集成到防護(hù)罩托架中的過(guò)濾系統(tǒng)組合概念示意圖。
圖10為將倍壓器印刷電路板集成到電子過(guò)濾單元組件中的過(guò)濾系統(tǒng)組合概念示意圖。
圖11為用低壓電池產(chǎn)生高電壓輸出來(lái)起動(dòng)雙階段電子過(guò)濾裝置的電路圖。
具體實(shí)施例方式
下文將說(shuō)明本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合附圖詳細(xì)闡明具體實(shí)施例。
圖1為整體電子呼吸過(guò)濾裝置系統(tǒng)2，包括鼻罩部分截面，雙階段電子過(guò)濾部分截面，前百葉系統(tǒng)截面，電子控制箱，帶有張力消除裝置的連接電纜，一支持線夾以及一佩戴此裝置的使用者來(lái)示范本發(fā)明相關(guān)系統(tǒng)的使用。此整體系統(tǒng)2包括3個(gè)子系統(tǒng)，即過(guò)濾系統(tǒng)11，控制系統(tǒng)12，以及輪廓型防護(hù)罩固定系統(tǒng)6。
此過(guò)濾系統(tǒng)11包括防護(hù)罩托架26，一雙階段過(guò)濾單元模塊3，一前百葉蓋4和一后百葉蓋55。圖1顯示了過(guò)濾系統(tǒng)11的橫截面，圖3進(jìn)行了更進(jìn)一步的描述。前百葉蓋4固定在防護(hù)罩托架26外面。裝配可通過(guò)按扣、壓入裝置或便于裝配的緊固件固定。前百葉蓋4是一個(gè)帶有充足空氣通道的保護(hù)蓋，能使空氣從周圍環(huán)境22不受阻力地以人類吸氣的低氣流率經(jīng)過(guò)雙階段過(guò)濾單元模塊3，它也提供充足的空氣通道，使空氣從雙階段過(guò)濾單元模塊3不受阻力以人類呼氣的低氣流率傳遞到周圍環(huán)境22中。雙階段過(guò)濾單元模塊3被安裝在防護(hù)罩托架26的中心通道內(nèi)，裝配可通過(guò)按扣、壓入裝置或便于裝配的緊固件固定。此雙階段過(guò)濾單元模塊3將過(guò)濾/捕獲使用者1呼吸的氣流中攜帶的所有微粒。前百葉蓋4也阻擋一些大的顆粒和雨滴進(jìn)入雙階段過(guò)濾單元模塊3。后百葉蓋55安裝在雙階段過(guò)濾單元模塊3旁邊的防護(hù)罩托架26的后部，裝配可通過(guò)按扣、壓入裝置或便于裝配的緊固件固定。后百葉蓋55是一個(gè)帶有足夠的空氣通道的保護(hù)蓋，使空氣能從防護(hù)罩室23無(wú)阻力地以人類呼氣的低氣流率傳遞到雙階段過(guò)濾單元模塊3。它也提供充分的空氣通道，使空氣能從雙階段過(guò)濾單元模塊3不受阻力地以人類吸氣的低流動(dòng)率傳遞到防護(hù)罩室23。百葉蓋55也能阻擋使用者1噴嚏和唾液中的污染物進(jìn)入雙階段過(guò)濾單元模塊3。
該防護(hù)罩托架26提供堅(jiān)固的覆蓋使用者的鼻子10和嘴20的輪廓線形狀，同時(shí)提供了一個(gè)用來(lái)容納前百葉蓋4、雙重階段過(guò)濾元素模塊3和后百葉蓋55的腔室。防護(hù)罩托架26，前百葉蓋4和后百葉蓋55可由金屬、塑料、紙制品、玻璃纖維或碳素纖維材料制作。生產(chǎn)此防護(hù)罩托架26的最佳選擇和成本最低的方法是通過(guò)注塑成形以得到需要的形狀和硬度，從而實(shí)現(xiàn)防護(hù)罩托架26的功能。
輪廓型防護(hù)罩安裝系統(tǒng)6包含一個(gè)彈性臉部輪廓型封口5，一個(gè)固定帶子7，使用者1兩邊耳朵上各一根耳下帶21。彈性臉部輪廓型封口5由按扣、壓入裝置或便于組裝的緊固件裝配到防護(hù)罩托架26上，由彈性材料制成，諸如橡膠、硅膠、泡沫塑料墊、尼龍或其它能夠滿足輪廓型封口5的柔軟、柔韌及密封作用的要求的材料，其可由單獨(dú)的一片或一組裝片構(gòu)成，以便于實(shí)現(xiàn)其輪廓型封口的作用。固定帶子7的兩端被安裝到輪廓型封口5或防護(hù)罩托架26的兩端。固定帶子7緊貼使用者的耳朵9環(huán)繞使用者1頭的后部。耳下帶21的一端組裝到輪廓型封口5或防護(hù)罩托架26上，另一端繞使用者1的耳朵9裝配到固定帶子7上。最后，過(guò)濾系統(tǒng)11安裝牢固，用彈性臉部輪廓型封口5來(lái)覆蓋使用者1的嘴和鼻子，彈性臉部輪廓型封口5通過(guò)沿著使用者1的臉和下顎形成的封口將防護(hù)罩室23與周圍環(huán)境22隔離，使雙階段過(guò)濾單元模塊3成為防護(hù)罩室23內(nèi)的空氣和周圍環(huán)境22之間唯一的氣流通道?？諝饨粨Q驅(qū)動(dòng)裝置是使用者1的呼吸過(guò)程，包括使用者1吸氣導(dǎo)致的從周圍環(huán)境22到防護(hù)罩室23的空氣運(yùn)動(dòng)和使用者1呼氣導(dǎo)致的從防護(hù)罩室23到周圍環(huán)境22的空氣運(yùn)動(dòng)。
控制系統(tǒng)12包含裝有主印刷電路板35的控制單元31，它與電池33和多級(jí)電源選擇器開關(guān)34相連接。主印刷電路板35上有電子元件和置于“開”位置的多級(jí)電源選擇器開關(guān)34；主印刷電路板35會(huì)產(chǎn)生高負(fù)電壓作用，通過(guò)連接電纜28來(lái)激活雙階段過(guò)濾單元模塊3。連接電纜28在與防護(hù)罩托架26的連接處有一電纜張力消除裝置24，在與控制單元31的連接處有一電纜張力消除裝置29。控制單元31裝有一狀態(tài)指示器36，它可以顯示電池33的供電狀態(tài)和開關(guān)34的電平調(diào)整水平。控制單元31也配備有一電源輸入連接器32，它可以容許所述的裝置能使用外部電源或使用可充電電池時(shí)能給電池33充電。
一通用夾25附在連接電纜28上，用于夾在衣領(lǐng)30或使用者1的襯衫上。這一特征提供了一部分連接電纜28作為支持電纜27，這樣當(dāng)使用者1旋轉(zhuǎn)或傾斜他/她的頭時(shí)只有該支持電纜27隨著使用者移動(dòng)，其余部分的連接電纜28保持靜止。控制單元31也裝有一帶式固定夾13，這樣使用者1就可以用一根帶子攜帶控制單元31。
在不背離權(quán)利要求所確定的本發(fā)明主題和精神的前提下，可以允許有修改和變化。
圖2為帶有輪廓型防護(hù)罩安裝系統(tǒng)6的過(guò)濾系統(tǒng)的等比例正面示意圖，其描述防護(hù)罩托架，過(guò)濾系統(tǒng)全部外視圖，前百葉蓋，帶有彈性面部輪廓形封口的輪廓型防護(hù)罩安裝系統(tǒng)，安裝帶和耳下帶。前百葉蓋4安裝在防護(hù)罩托架26上以覆蓋過(guò)濾系統(tǒng)11的前空氣入口，固定帶子7的兩端由彈性面部輪廓型封口5和/或防護(hù)罩托架26支撐。耳下帶21的一端連接彈性臉部輪廓型封口5和/或防護(hù)罩托架26，在上面的另一端附著在固定帶子7上。連接電纜28連接到防護(hù)罩托架26上，正好在他們的連接處設(shè)置了張力消除裝置24。固定帶子7可由橡膠、硅膠、尼龍、以尼龍為主要成分的布料的類似材料，以棉為主要成分的布料的類似材料制成；且為方便使用者1戴到臉上或取下來(lái)，也可由多個(gè)部分組成。
圖3為帶有防護(hù)罩托架26基本支撐結(jié)構(gòu)的過(guò)濾系統(tǒng)11的截面圖，其描述本發(fā)明中前百葉蓋部分，防護(hù)罩部分，過(guò)濾器室部分，離子過(guò)濾器部分，靜電過(guò)濾器部分，后百葉蓋系統(tǒng)部分，從電纜到電離針腳部件的電連接部分，從電纜到靜電過(guò)濾器部件的電連接部分。防護(hù)罩托架26是根據(jù)一般使用者1的臉部輪廓的嘴20和鼻子10設(shè)計(jì)的，防護(hù)罩室23內(nèi)部為使用者1提供空間供使用者1毫無(wú)障礙的自由說(shuō)話和移動(dòng)嘴唇，后百葉蓋55被置于雙階段過(guò)濾單元模塊3的內(nèi)入口處，為使用者留下充分的空氣通道56，當(dāng)讓他們可以不受限制、暢通的呼吸時(shí)，使百葉擋片57呈一定的傾斜角度安裝，以便于阻擋使用者1打噴嚏、咳嗽或說(shuō)話時(shí)飛出的唾液所產(chǎn)生的污染物進(jìn)入過(guò)濾器模塊3。此后百葉蓋55可由塑料或金屬材料制作，它安裝在防護(hù)罩托架26上。組裝可用按扣、壓入配件或便于組裝的緊固件。
雙階段過(guò)濾單元模塊3在防護(hù)罩托架26的中間后百葉蓋55的后面，它被安裝到防護(hù)罩托架26上，組裝可通過(guò)按扣、壓入零件或便于組裝的緊固件。雙階段過(guò)濾單元模塊3包含兩個(gè)過(guò)濾系統(tǒng)，即附在過(guò)濾器室44內(nèi)的離子過(guò)濾系統(tǒng)93和靜電過(guò)濾系統(tǒng)94。離子過(guò)濾系統(tǒng)93包含一高度帶電的負(fù)電極42，并有尖銳的金屬針50與其相連，金屬針50的針尖位于離子過(guò)濾系統(tǒng)93的中心部分。帶正電的導(dǎo)電收集器電極45沿過(guò)濾器室44內(nèi)壁排成一線并環(huán)繞負(fù)電極42。負(fù)電極42通過(guò)絕緣體41與導(dǎo)電收集器電極45絕緣。正極導(dǎo)電網(wǎng)格49位于離子過(guò)濾系統(tǒng)93開口的前端，它被連接到導(dǎo)電收集器電極45上，已在整個(gè)表面上打好的孔為使用者1提供足夠大的空氣通道，使之可以不受限制，沒(méi)有阻力地呼吸。它也可作為正電極集體的導(dǎo)體供帶負(fù)電的粒子附著。負(fù)電極42由緊固件43裝配在過(guò)濾器室44內(nèi)，緊固件43可以是螺絲釘、鉚釘或其它便于裝配的機(jī)械緊固件。
靜電過(guò)濾系統(tǒng)94包含很多套負(fù)電極片53，將帶正電的電極片67夾在中間。一個(gè)靜電場(chǎng)就在一個(gè)負(fù)電極片53和一個(gè)正電極片67之間形成。靜電場(chǎng)的力由兩個(gè)相反電極的間隙54的寬度和它們之間的電勢(shì)能差來(lái)決定。更多關(guān)于過(guò)濾過(guò)程的詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)見圖4。負(fù)電極片53安裝在帶有絕緣體41的過(guò)濾器室44內(nèi)。正電極片67由導(dǎo)電收集器電極45支持，而且電連接到導(dǎo)電收集器電極45上。
離子過(guò)濾系統(tǒng)93的負(fù)電極42經(jīng)由導(dǎo)電片60和連接電纜28的導(dǎo)線62通過(guò)電纜28連接到控制系統(tǒng)12上。靜電過(guò)濾系統(tǒng)94的負(fù)電極片53經(jīng)由導(dǎo)電片59和連接電纜28的導(dǎo)線62通過(guò)電纜28連接到控制系統(tǒng)12上。靜電過(guò)濾系統(tǒng)94的正電極片67經(jīng)由導(dǎo)電片58和連接電纜28的導(dǎo)線62通過(guò)電纜28連接到控制系統(tǒng)12上。導(dǎo)電片59、58、60和導(dǎo)線62之間的連接可通過(guò)便于導(dǎo)電的接觸器、焊接或緊固件進(jìn)行。
電纜張力消除裝置24位于連接電纜28和防護(hù)罩托架26之間的結(jié)合處，可支撐連接電纜28，以防止其在正常使用呼吸過(guò)濾裝置2的情況下由于大量的彎曲扭曲行為而導(dǎo)致的內(nèi)部導(dǎo)線斷裂。
前百葉蓋4置于雙階段過(guò)濾單元模塊3的外入口處。為了給使用者留下足夠大的空氣通道51，使他們可以沒(méi)有限制和阻力地通過(guò)此通道呼吸，百葉擋片47呈一定的傾斜角度安裝，以便于阻擋大的物體和雨水直接進(jìn)入雙階段過(guò)濾單元模塊3。前百葉蓋4可由塑料或金屬材料制作，它裝在防護(hù)罩托架26上，裝配可通過(guò)按扣、壓入裝置或便于安裝的緊固件。
圖4為過(guò)濾系統(tǒng)11的截面圖，并帶有由針腳所釋放的負(fù)離子形成的離子過(guò)濾室和由靜電電荷建立的靜電過(guò)濾室，圖解離子過(guò)濾系統(tǒng)93的離子化情況和靜電過(guò)濾系統(tǒng)94的帶靜電情況。在離子過(guò)濾系統(tǒng)93內(nèi)，當(dāng)高壓負(fù)直流電壓應(yīng)用到針尖50時(shí)，針尖50產(chǎn)生高電平的負(fù)離子63，這是目前產(chǎn)生離子63的最有效的方法，有助于凈化離子室64內(nèi)的空氣。負(fù)離子發(fā)生器導(dǎo)致使用者1吸入和呼出的空氣中的氧分子、氮分子和其它隨帶的氣體分子帶上一個(gè)電子，這一過(guò)程就產(chǎn)生了帶負(fù)電荷的離子63。當(dāng)離子帶負(fù)電荷時(shí)，它們就和花粉、霉菌孢子、灰塵、細(xì)菌、煙草煙塵、 唾沫、噴嚏沫等空氣傳播污染物及其它許多空氣傳播分子發(fā)生碰撞，然后這些離子的負(fù)電荷會(huì)轉(zhuǎn)移到這些空氣傳播分子中，這些帶上負(fù)電荷的空氣傳播分子周圍是許多其它帶正電荷的分子，這些帶正電荷的分子被吸引到帶負(fù)電荷的分子里，并開始增大，最后這些分子變得太重，掉在底部導(dǎo)體收集器45上，但它們是無(wú)害的。當(dāng)氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)，其它帶負(fù)電荷的空氣傳播分子就會(huì)被吸引到帶正電的導(dǎo)體收集器上，其包括導(dǎo)電收集器45，正極導(dǎo)電網(wǎng)格49和正電級(jí)片67。
在很高的電壓輸入時(shí)，離子室64內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生少量臭氧分子和氫氧化物分子。這些臭氧分子和氫氧化物分子有助于在氣流中與細(xì)菌做斗爭(zhēng)。過(guò)多的臭氧分子和氫氧化物分子會(huì)被靜電過(guò)濾系統(tǒng)94中和，不會(huì)對(duì)使用者1造成傷害。
在靜電過(guò)濾系統(tǒng)94中，一高負(fù)電壓被引導(dǎo)到負(fù)電級(jí)片53，正電極片67被連接到陽(yáng)極。結(jié)果導(dǎo)致負(fù)電極片53的表面高度帶負(fù)電66，致使負(fù)電極片53和同樣表面高度帶正電65的正電極片67之間形成靜電場(chǎng)。這一力量均衡的電場(chǎng)，使得電子(負(fù)電荷66)均勻分布在負(fù)電極片53的表面，同樣在正電極片67缺乏電子(帶正電荷65)的表面也是均勻分布的。除了極板/電極片邊緣和附近的尖角，整個(gè)電場(chǎng)的電壓梯度是均衡一致的。
進(jìn)入此靜電場(chǎng)的一個(gè)單一帶正電的粒子會(huì)由一個(gè)相當(dāng)于所有吸引力和排斥力總和的力來(lái)決定其活動(dòng)。這些力是由于負(fù)電極片53和正電極片67產(chǎn)生的電場(chǎng)和分子所帶電荷相互作用而產(chǎn)生的，這些力促使帶正電的粒子加速移動(dòng)到負(fù)電極片53，同樣，一帶負(fù)電的粒子被推向正電極片67。作用在粒子上的力的大小取決于粒子的電荷多少及應(yīng)用到的電極片的電壓和電極片的間隔。
電場(chǎng)的均勻性使得作用于粒子的力相等，無(wú)論粒子是靠近負(fù)電極片53或正電極片67，或它們之間的任何其它地方，如果沒(méi)有其它力作用于粒子，它會(huì)以等加速度持續(xù)向負(fù)電極片53移動(dòng)。
被收集的粒子與電荷收集器片相接觸后失去了它們的“相反電荷”，取得各自收集器的電荷。由于分子的粘附性和其它已集中分子的凝聚力，它們保持附著在收集器上，這樣，就將污染物從使用者呼吸的氣流中消除。實(shí)際上，過(guò)濾系統(tǒng)11會(huì)使0.01微米的浮動(dòng)粒子帶電，使它們附著在它們一直居留的收集器極板上。
圖5是帶有使用者1通過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)吸氣的過(guò)濾系統(tǒng)11的截面圖。吸氣成為從防護(hù)罩室23將氣流吸入到使用者1的鼻子10和嘴20的動(dòng)力，結(jié)果，防護(hù)罩室23內(nèi)的空氣壓力低于靜電過(guò)濾系統(tǒng)94內(nèi)的空氣壓力，導(dǎo)致靜電過(guò)濾系統(tǒng)94內(nèi)的氣流95通過(guò)后百葉蓋55流入防護(hù)罩室23內(nèi)。同樣，離子過(guò)濾系統(tǒng)93內(nèi)的空氣會(huì)流到靜電過(guò)濾系統(tǒng)94，周圍環(huán)境22中的氣流91會(huì)通過(guò)前百葉蓋4流入離子過(guò)濾系統(tǒng)93；這樣，在吸氣過(guò)程中，空氣通過(guò)前百葉蓋4、離子過(guò)濾系統(tǒng)93、靜電過(guò)濾系統(tǒng)94和后百葉蓋55從周圍環(huán)境22流入使用者1的鼻10和嘴20內(nèi)。當(dāng)需要的電壓應(yīng)用到過(guò)濾系統(tǒng)11時(shí)，離子過(guò)濾系統(tǒng)93和靜電過(guò)濾系統(tǒng)94將清除吸氣氣流中大部分空氣傳播分子、污染物和細(xì)菌，只為使用者1提供很干凈的空氣。在過(guò)濾過(guò)程中，氣流可以從一階段自由進(jìn)入另一階段，不存在需要使用者努力吸氣的阻力。這是本發(fā)明優(yōu)于傳統(tǒng)的用過(guò)濾材料過(guò)濾的鼻罩的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。身體弱的使用者1，尤其象那些患有哮喘的呼吸困難的人將會(huì)發(fā)現(xiàn)使用本電子吸氣和呼氣呼吸過(guò)濾裝置系統(tǒng)2很舒服。
圖6為使用者1通過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)11呼氣的過(guò)濾系統(tǒng)11截面圖。呼氣成為驅(qū)動(dòng)氣流96從使用者1的鼻10和嘴20進(jìn)入防護(hù)罩室23的動(dòng)力。結(jié)果，防護(hù)罩室23的氣壓將高于靜電過(guò)濾系統(tǒng)94內(nèi)的氣壓，致使防護(hù)罩23內(nèi)的氣流96通過(guò)后百葉蓋55進(jìn)入靜電過(guò)濾系統(tǒng)94。同時(shí)，靜電過(guò)濾系統(tǒng)94里的氣流97會(huì)通過(guò)前百葉蓋4流入周圍環(huán)境22。這樣，在呼氣過(guò)程中，空氣從使用者1的鼻10和嘴20通過(guò)后百葉蓋55、靜電過(guò)濾系統(tǒng)94、離子過(guò)濾系統(tǒng)93和前百葉蓋4流入周圍環(huán)境22。當(dāng)所需要的電壓應(yīng)用到過(guò)濾系統(tǒng)11時(shí)，離子過(guò)濾系統(tǒng)93和靜電過(guò)濾系統(tǒng)94將從呼出的氣流中清除大部分的空氣傳播分子、污染物和細(xì)菌，只為周圍環(huán)境22提供很干凈的空氣。在過(guò)濾過(guò)程中，氣流可以自由的從一階段移動(dòng)到另一階段，不存在需要使用者努力吸氣的阻力。這是本發(fā)明高于傳統(tǒng)的用過(guò)濾材料過(guò)濾的鼻罩的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。呼出的氣流將通過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)11并被過(guò)濾，而不會(huì)象使用紙過(guò)濾器鼻罩一樣呼氣時(shí)容易從邊緣漏掉。
圖7為電子呼吸過(guò)濾裝置系統(tǒng)2的應(yīng)用正視圖，其中電子呼吸過(guò)濾裝置系統(tǒng)2被應(yīng)用到帶有護(hù)目鏡99的面罩中，以遮蓋和保護(hù)使用者1的眼睛。封口98沿使用者1的前額密封。防護(hù)罩室23內(nèi)的空氣可以自由進(jìn)入護(hù)目鏡99遮蓋的空間內(nèi)，使使用者1眼鏡周圍的空氣也經(jīng)過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)11的雙階段過(guò)濾單元模塊3得到過(guò)濾和凈化。
圖7也描述了一種提供支持線纜27的可選擇的方法。一機(jī)械夾100附著在連接電纜28上，此機(jī)械夾100同時(shí)也連接在環(huán)繞使用者1頸部的細(xì)繩102上。該細(xì)繩102可由纖維、布、尼龍、皮革或其它便于掛在使用者1頸部的材料。機(jī)械夾100可以由金屬、塑料或其它利于實(shí)現(xiàn)連接功能的材料制成。細(xì)繩102也可在無(wú)機(jī)械夾100時(shí)直接連接到連接電纜28上并掛在使用者1的頸部，以實(shí)現(xiàn)其固定連接電纜28的功能。
圖8是帶有用于覆蓋和保護(hù)使用者1眼睛和頭部的裝有鏡片104的頭罩103電子呼吸過(guò)濾裝置系統(tǒng)2的前視圖的。頭罩室23中的空氣可隨意流通至由鏡片104和頭罩103所覆蓋的腔室，故而過(guò)濾系統(tǒng)11的雙階段過(guò)濾單元模塊3也可以將圍繞在使用者1的眼睛和頭部周圍的氣體過(guò)濾干凈。頭罩103的底部邊緣108可沿著使用者1的頸部形成密封或者使用者可以將其連接至其外套上。
圖9是該過(guò)濾系統(tǒng)11的剖視圖，顯示前百葉蓋4，雙階段過(guò)濾單元模塊3，后百葉蓋55與頭罩托架26的組合。相對(duì)圖3中所述的組件組合方式的另一種選擇是附加一個(gè)帶有電子元件的附件110，附件110內(nèi)置在一個(gè)印刷電路板隔箱109內(nèi)，并被安裝在連接電纜28和導(dǎo)線62之間。在圖3的排列中，電纜28將高電壓從控制系統(tǒng)13一直輸送到連接導(dǎo)線62，最后到達(dá)雙階段過(guò)濾單元模塊3。在圖10所示的另一種方法中，印刷電路板110是一個(gè)倍壓器，該倍壓器的作用是將輸入電壓變成很高的輸出電壓，因而連接電纜28只需要輸送比原設(shè)計(jì)低得多的電壓。印刷電路板110從電纜28接受輸入電壓，并將高壓輸出輸送至連接導(dǎo)線62。該連接導(dǎo)線62連接至連接器37上。由于系統(tǒng)需要很低的電流(低于100mA)，所以有許多小元件包括表面貼片元件可以選擇，這樣就不會(huì)造成頭罩托架26過(guò)大從而使得使用者1無(wú)法操作。
在安裝時(shí)，雙階段過(guò)濾單元模塊3將裝配在中心腔106內(nèi)。該裝配可以通過(guò)紐扣、按扣、按壓配合件等其他適合的方法來(lái)進(jìn)行。在裝配中，導(dǎo)電片58、59、60連接到連接器37上，并接受電壓電源使得雙階段過(guò)濾單元模塊3運(yùn)作。前百葉蓋4和后百葉蓋55分別安裝在前井口105和后井口107上。
圖10是過(guò)濾裝置11的剖視圖，顯示前百葉蓋4，雙階段過(guò)濾單元模塊3，后百葉蓋55和防護(hù)罩托架26的組合。用來(lái)替代圖3和圖9里所述的組件組合的另一種方法是將帶有電子元件的印刷電路板110與雙階段過(guò)濾單元模塊3集合為一個(gè)整體。印刷電路板110上的所有電子元件均由封裝樹脂81封裝，以避免印刷電路板110內(nèi)部短路從而保護(hù)印刷電路板110。導(dǎo)電片82和83連接到連接器37上，其通過(guò)連接電纜28的連接導(dǎo)線62連接至控制系統(tǒng)12的主印刷電路板35上。印刷電路板110通過(guò)導(dǎo)電片82和83接收來(lái)自主印刷電路板35的輸入電源，其中導(dǎo)電片82連接至主印刷電路板35的正極，導(dǎo)電片83連接至主印刷電路板35的負(fù)極。其具有倍壓器的功能并且分別通過(guò)導(dǎo)電片58、59、60將高電壓輸出至雙階段過(guò)濾單元模塊3上。
在此種方法中，印刷電路板110是一倍壓器，作用于輸入電壓從而產(chǎn)生直接輸出至雙階段過(guò)濾單元模塊3的較高的輸出電壓并且使得電壓降最小化，因而使得連接電纜28只需要輸送比圖3中的原設(shè)計(jì)低得多的電壓。由于系統(tǒng)只需很低的電流(低于100mA)，所以有許多小元件包括表面貼片元件可以選擇，這樣就不會(huì)造成頭罩托架26過(guò)大從而使使用者1無(wú)法操作。
在安裝時(shí)，雙階段過(guò)濾單元模塊3將裝配在中心腔106內(nèi)。該裝配可以通過(guò)紐扣、按扣、按壓配合件等適合的方法來(lái)進(jìn)行。該裝配可以通過(guò)紐扣、按扣、按壓配合件等其他適合的方法來(lái)進(jìn)行。在裝配中，導(dǎo)電片82，83連接到連接器37上，并接受輸入電源來(lái)使倍壓器產(chǎn)生高壓電源，從而使得雙階段過(guò)濾單元模塊3工作。前百葉蓋4和后百葉蓋55分別安裝在前井口105和后井口107上。
圖11是驅(qū)動(dòng)雙階段過(guò)濾單元模塊3的高壓電源的電路圖。低壓電池33通過(guò)多電平選擇器電路70為振蕩器電路72提供電源。該震蕩電路的輸出電壓通過(guò)變壓器74增加后依次輸入至倍壓器71。然后從倍壓器輸出的高電壓68被輸送至在離子過(guò)濾系統(tǒng)93中發(fā)生電離的針尖50。高電壓輸出68也輸送至靜電過(guò)濾系統(tǒng)94的負(fù)電極片53。多電平選擇器電路70允許使用者1可選擇預(yù)置的高壓輸出68所需的電平，這也代表了和周圍環(huán)境相關(guān)的離子活動(dòng)率。使用者1可以使用節(jié)電模式或當(dāng)周圍環(huán)境比較臟的時(shí)候選擇一個(gè)高效率的過(guò)濾模式。試驗(yàn)表明，該過(guò)濾裝置的電能消耗率在12V直流電源時(shí)低于40mA，那么，可以得出結(jié)論，使用1200mAH包裝的12V直流電源的電池可以支持該呼吸過(guò)濾系統(tǒng)2工作超過(guò)24小時(shí)。
在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，各個(gè)元件比如電離針的針尖、電極片、集電器，百葉蓋，導(dǎo)體導(dǎo)線、電線、電纜的長(zhǎng)度、材料的使用、過(guò)濾器的尺寸、過(guò)濾器間隙清除、面罩尺寸和密封口的尺寸都可以改變。同樣，鼻罩，面罩和頭罩的輪廓和尺寸可參考成人和小孩，男人和女人等的不同而進(jìn)行相應(yīng)的變化。盡管前面已描述過(guò)連接電纜的支持電纜部分的連接方式，仍然可以使用其它方式替代。盡管已描述過(guò)用安裝帶來(lái)安裝面罩過(guò)濾器系統(tǒng)，該安裝可以選用其它方式替代。
盡管前面已經(jīng)分別描述了所述電子呼吸過(guò)濾裝置系統(tǒng)可以應(yīng)用于鼻罩，面罩和頭罩，所述系統(tǒng)也可以適用于其它人類佩戴的電子過(guò)濾裝置，可具有多個(gè)的空氣入口和出口。
權(quán)利要求
1.一種人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置，該裝置與人體呼氣吸氣的動(dòng)作相結(jié)合作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)使用者所呼吸的氣體穿過(guò)所述的過(guò)濾裝置，其特征在于所述的過(guò)濾裝置包括一個(gè)防護(hù)罩模塊，其包括一個(gè)環(huán)繞使用者的口和鼻的防護(hù)罩室和一個(gè)安裝有電子過(guò)濾單元的過(guò)濾室；一個(gè)由防護(hù)罩模塊支持的封條，當(dāng)使用者將所述設(shè)備佩戴在面部時(shí)，藉由沿使用者防護(hù)罩模塊的邊緣和皮膚表面形成的一個(gè)密封邊緣使得防護(hù)罩室與周圍環(huán)境分開；一個(gè)由防護(hù)罩模塊支持的安裝帶，用于在使用者耳朵上部和后腦的周圍纏繞使得防護(hù)罩模塊覆蓋使用者的口和鼻；兩個(gè)耳下帶，兩邊各一個(gè)，每個(gè)耳下帶的其中一個(gè)末端與防護(hù)罩模塊相連接，另一個(gè)末端與安裝帶相連接以便使用者將防護(hù)罩佩戴在面部時(shí)用以加固防護(hù)罩模塊；一個(gè)安裝在防護(hù)罩模塊的過(guò)濾室內(nèi)的電子過(guò)濾單元。一個(gè)安裝在防護(hù)罩模塊的前部具有長(zhǎng)孔的前百葉蓋，其覆蓋住電子過(guò)濾單元的前部入口；一個(gè)安裝在面罩模塊的內(nèi)部具有長(zhǎng)孔的后百葉蓋，其覆蓋住電子過(guò)濾單元的后部入口；一個(gè)控制系統(tǒng)，包括印刷電路板、電子元件及電池，所述控制系統(tǒng)用于控制所述電子過(guò)濾單元；一條連接電纜，將該電子過(guò)濾單元連接至所述控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置的控制系統(tǒng)包括一個(gè)帶有電子元件的主印刷電路板，該主印刷電路板上具有能產(chǎn)生一個(gè)高壓電源的電子元件；一塊連接在該主印刷電路板上的電池用來(lái)給所述的控制系統(tǒng)供電；一個(gè)連接在該主印刷電路板上的接口，通過(guò)該接口可以連接使用外部電源用以替代使用所述電池；一個(gè)連接在該主印刷電路板上的多電平選擇器開關(guān)，允許選擇所述控制系統(tǒng)的預(yù)置電平；一個(gè)連接在該主印刷電路板上的狀態(tài)顯示器，可顯示出電池的充電水平與所選擇的電平設(shè)置以及電源是否開啟；一個(gè)用于上述所有構(gòu)件安裝的封閉式托架；一個(gè)附著在該封閉式托架上的帶夾，用以允許使用者用帶子攜帶所述的控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置的主印刷電路板上的高壓電源組件包括一個(gè)直流電源；一個(gè)由該直流電源供電的振蕩器；具有一個(gè)初級(jí)和至少一個(gè)次級(jí)線圈的增壓變壓器，該初級(jí)線圈形成該振蕩器的輸出；具有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出的倍壓器，該倍壓器的輸入連接在振蕩器的輸出上，該倍壓器的輸出形成所述的高壓電源的輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中的倍壓器是與所述控制系統(tǒng)的主印刷電路板分開的一個(gè)單獨(dú)的印刷電路板。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中的倍壓器的印刷電路板安裝在人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置的防護(hù)罩模塊上。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中該倍壓器印刷電路板是所述的人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置的電子過(guò)濾單元的一個(gè)組成部分。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置的電子過(guò)濾單元是一個(gè)雙階段電子過(guò)濾單元，包括一個(gè)離子過(guò)濾單元；一個(gè)靜電過(guò)濾單元。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該離子過(guò)濾單元包括一個(gè)導(dǎo)電接收器單元；一種用來(lái)從高壓電源接收電勢(shì)的電聯(lián)結(jié)器；一個(gè)離子化單元，其包含帶有針尖端子的導(dǎo)電材料，能提供高電位梯度使得經(jīng)過(guò)此處的氣體的粒子成分離子化，該導(dǎo)電接收器單元和離子化單元被連接到電聯(lián)結(jié)器上，當(dāng)高電壓源的電荷通過(guò)該電聯(lián)結(jié)器提供給導(dǎo)電接收器單元和離子化單元時(shí)，所述導(dǎo)電接收器單元和離子化單元產(chǎn)生該高電位梯度。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中該具有針尖端子的電傳導(dǎo)材料可用外涂導(dǎo)電金屬的非金屬細(xì)絲代替。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中該離子過(guò)濾單元和電壓源相結(jié)合，該電壓源可在離子過(guò)濾單元和導(dǎo)電接收器之間提供至少5000V的電壓差。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述的靜電過(guò)濾單元包括一個(gè)用來(lái)接受高壓電源電勢(shì)的電聯(lián)結(jié)器；一個(gè)第一導(dǎo)體電極，其連接到該電聯(lián)結(jié)器的正電極上；一個(gè)第二導(dǎo)體電極，其連接到該電聯(lián)結(jié)器的負(fù)電極上，當(dāng)通過(guò)該電聯(lián)結(jié)器自一個(gè)高電壓源給第二導(dǎo)體電極提供電荷時(shí)，由于該高電位梯度的產(chǎn)生，在第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極之間產(chǎn)生靜電場(chǎng)。
12.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述的使用雙階段電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法，包括一個(gè)離子過(guò)濾系統(tǒng)和一個(gè)靜電過(guò)濾系統(tǒng)，用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人吸氣和呼氣時(shí)所帶入的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
13.如權(quán)利要求1所述的人體佩戴的便攜式電子人體呼吸過(guò)濾裝置，所述的電子過(guò)濾單元是一個(gè)離子過(guò)濾單元，其包括一個(gè)導(dǎo)電接收器單元；一種用來(lái)接受高壓電源電勢(shì)的電聯(lián)結(jié)器；一個(gè)離子化單元，其包含一個(gè)帶有針尖端子的電傳導(dǎo)材料，其提供高電位梯度使得經(jīng)過(guò)此處的氣體的粒子成分離子化，該導(dǎo)電接收器單元和離子化單元被連接到電聯(lián)結(jié)器上，當(dāng)高電壓源的電荷通過(guò)該電聯(lián)結(jié)器提供給導(dǎo)電接收器單元和離子化單元時(shí)，所述導(dǎo)電接收器單元和離子化單元產(chǎn)生該高電位梯度。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中該離子過(guò)濾單元和電壓電源相結(jié)合，該電壓電源可在離子化單元和導(dǎo)電接收器單元之間提供至少5000V的電壓差。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的使用離子過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人呼吸時(shí)所帶入的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
16.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述的該具有針尖端子的電傳導(dǎo)材料可用外涂導(dǎo)電金屬的非金屬細(xì)絲代替。
17.如權(quán)利要求1所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的電子過(guò)濾單元是一個(gè)靜電過(guò)濾單元。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中該靜電過(guò)濾級(jí)過(guò)濾單元包括一個(gè)用來(lái)接收高壓電源電勢(shì)的電聯(lián)結(jié)器；一個(gè)第一導(dǎo)體電極，其連接到該電聯(lián)結(jié)器的正電極上；一個(gè)第二導(dǎo)體電極，其連接到該電聯(lián)結(jié)器的負(fù)電極上，當(dāng)通過(guò)該電聯(lián)結(jié)器自一個(gè)高電壓源給第二導(dǎo)體電極提供電荷時(shí)，由于該高電位梯度的產(chǎn)生，在第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極之間產(chǎn)生靜電場(chǎng)。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，所述的使用靜電過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人吸氣和呼氣時(shí)所帶入的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
20.如權(quán)利要求1所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，其中所述的防護(hù)罩模塊還帶有保護(hù)眼部的護(hù)目鏡，該護(hù)目鏡覆蓋使用者的眼部，具有面罩的作用，所述的帶護(hù)目鏡的面罩由一個(gè)直接的空氣連接通道將所述的防護(hù)罩室和使用者的眼睛區(qū)域的腔室相連接。
21.如權(quán)利要求1所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的防護(hù)罩模塊也提供在眼部帶有鏡片的頭罩，其用來(lái)罩住使用者的頭部起到頭罩的作用，所述的頭罩由一個(gè)直接的空氣連接通道將所述的防護(hù)罩室和使用者的頭部區(qū)域的腔室相連接。
22.如權(quán)利要求8所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的離子化單元使得經(jīng)過(guò)該處的氣體中的粒子成分帶正電荷。
23.如權(quán)利要求8所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的離子化單元使得經(jīng)過(guò)該處的氣體中的粒子成分帶負(fù)電荷。
24.如權(quán)利要求1所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的連接電纜中的一部分被設(shè)置為一條支持線纜，當(dāng)使用者將該面罩模塊佩戴在臉部時(shí)和移動(dòng)頭部時(shí)，只有所述的部分連接電纜可以左右搖擺，彎曲和伸展。
25.如權(quán)利要求24所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的支持線纜包括一機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置附著在連接電纜上，同時(shí)可安裝在使用者身體和/或者衣服上。
26.如權(quán)利要求1所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，其中所述的后百葉蓋防護(hù)和阻擋了使用者嘴巴和鼻子中的由于打噴嚏、咳嗽和說(shuō)話而引起的分泌物直接流動(dòng)到所述的電子過(guò)濾單元中。
27.如權(quán)利要求26所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的使用后百葉蓋系統(tǒng)作為一個(gè)前過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以防護(hù)和阻擋全部或部分使用者嘴巴和鼻子中的由于打噴嚏、咳嗽和說(shuō)話而引起的分泌物直接流動(dòng)到所述的電子過(guò)濾單元中。
28.如權(quán)利要求1所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，當(dāng)高壓操作時(shí)，所述的電子過(guò)濾單元可能產(chǎn)生微量臭氧分子。
29.如權(quán)利要求1所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，當(dāng)高壓操作時(shí)，所述的電子過(guò)濾單元可能產(chǎn)生微量的氫氧化物分子。
30.如權(quán)利要求3所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，使用振蕩器電路以便將直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)/振動(dòng)直流電源之方法，該脈動(dòng)/振動(dòng)直流電源作為所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置的高壓電源的增壓變壓器電路的輸入電源。
31.如權(quán)利要求3所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，使用一種帶有至少一個(gè)初級(jí)線圈和至少一個(gè)次級(jí)線圈的增壓變壓器來(lái)把脈動(dòng)/振動(dòng)直流電源輸入轉(zhuǎn)變成人體呼吸電子過(guò)濾裝置高電壓源的高壓輸出之方法。
32.如權(quán)利要求3所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，使用一種倍壓器電路使得所述增壓變壓器產(chǎn)生的輸入電壓增加，以之作為人體呼吸電子過(guò)濾裝置高壓電源的高壓輸出之方法。該倍壓器電路為使用多級(jí)電容器和二極管極聯(lián)電路來(lái)使所述的輸入電壓增加為至少比該輸入電壓電勢(shì)高兩倍的輸出電壓。
33.如權(quán)利要求4所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的倍壓器的印刷電路板上的電子元件是用包括碳基底材料和硅基底材料的封裝樹脂封裝的，這樣可以使元件之間的距離很小的情況下不會(huì)短路。
34.如權(quán)利要求33所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述的使用封裝樹脂封裝印刷電路板的電子元件的方法使所述的印刷電路板和電子過(guò)濾單元成為一體。
35.如權(quán)利要求1所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，采用了對(duì)電子過(guò)濾單元的印刷電路板上的電子元件采用封裝樹脂封裝的方法。
36.如權(quán)利要求7所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用所述的雙階段電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人所呼吸的氣流中攜帶的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
37.如權(quán)利要求36所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，所述使用雙階段電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法還包括一個(gè)紫外線輻射系統(tǒng)用以殺死人體所呼吸的經(jīng)過(guò)該電子人體呼吸過(guò)濾裝置中的氣流中的細(xì)菌和病毒。
38.如權(quán)利要求13所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用所述的離子過(guò)濾級(jí)電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人所呼吸的氣流中攜帶的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
39.如權(quán)利要求38所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用所述的離子過(guò)濾級(jí)電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法還包括一個(gè)紫外線輻射系統(tǒng)用以殺死人體所呼吸的經(jīng)過(guò)該電子人體呼吸過(guò)濾裝置中的氣流中的細(xì)菌和病毒。
40.如權(quán)利要求18所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用所述的靜電過(guò)濾級(jí)電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法用以消除佩戴電子人體呼吸過(guò)濾裝置的人所呼吸的氣流中攜帶的粒子、氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、有毒化學(xué)品、煙和煙草煙氣。
41.如權(quán)利要求40所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用所述的靜電過(guò)濾級(jí)電子過(guò)濾系統(tǒng)的方法還包括一個(gè)紫外線輻射系統(tǒng)用以殺死人體所呼吸的經(jīng)過(guò)該電子人體呼吸過(guò)濾裝置中的氣流中的細(xì)菌和病毒。
42.如權(quán)利要求5所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種電子元件SMT(貼片技術(shù))的方法應(yīng)用在所述的倍壓器級(jí)印刷電路板上。
43.如權(quán)利要求5所述的人體佩戴的便攜式人體呼吸電子過(guò)濾裝置，一種使用混合元件的方法用于所述的倍壓器印刷電路板上用以實(shí)現(xiàn)一種特殊的電子功能，該混合元件是這些電子元件的部件。
全文摘要
一種以電池為動(dòng)力的輕便式人體電子呼吸過(guò)濾裝置是一個(gè)電子鼻罩而且是取代傳統(tǒng)過(guò)濾紙型鼻罩的最理想的替代物。它利用電子撞擊電離技術(shù)和靜電場(chǎng)來(lái)消除人體吸氣和呼氣帶入的氣載微粒、灰塵、花粉、污染物、細(xì)菌、病毒、煙和氣味。除了前百葉蓋和后百葉蓋作為初濾器的保護(hù)作用，當(dāng)空氣流通驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)呼出氣體和吸入氣體穿過(guò)電子過(guò)濾元件時(shí)，該裝置與人體呼吸行為相互作用。此系統(tǒng)只需要非常低的運(yùn)行電流和小型家用電池。該過(guò)濾系統(tǒng)重量較輕，氣流阻力可以忽略，且與通過(guò)連接線與小型控制系統(tǒng)相連的鼻罩融為一體。
文檔編號(hào)A61M15/02GK1964762SQ200380110666
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2003年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者彼德·西爾戴克斯·阮, 貝茜·阮-陳 申請(qǐng)人:彼德·西爾戴克斯·阮