AT524379A1 - Maske zur Verhinderung der Verbreitung von Aerosolen (Tröpfcheninfektion) - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maske zur Verhinderung der Verbreitung von Aerosolen (Tröpfcheninfektion), wobei ein Flüssigkeitsbehälter mit einer Flüssigkeit die in Kontakt mit einer Membran steht vorgesehen ist. Weiters ist eine Energiequelle und Befestigungsmittel vorgesehen. Durch die Vernebelung der Flüssigkeit und in Kontaktbringen der durch die Vernebelung mit negativen Ionen angereicherter vernebelter Luft mit der ausgeatmeten Luft über wenigstens einen Luftvorhang, werden die Aerosole in der ausgeatmeten Luft gebunden und die Infektionsgefahr gesenkt. Die Maske kann weiters einen Mundschutz, Lüfterräder, Kühlelement und Auffangbehälter aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maske zur Verminderung der Ausbreitungsraten von Krankheiten über Aerosole

(Tröpfcheninfektion).

Stand der Technik (Allgemein)

Mund-Nasen-Schutz (FFP2)

Der klassische Mund-Nasen-Schutz ist eine medizinische Gesichts-Halbmaske, die mit Binde- oder Gummibändern am Hinterkopf oder hinter den Ohren fixiert wird. Sie besteht in der Regel aus drei Lagen Vliesstoff, von denen die mittlere mit ihren besonders feinen Fasern (die meist mittels MeltblownVerfahren hergestellt werden) die Viren und Bakterien tragenden Tröpfchen aufnimmt. Bei zweilagigem MNS befindet sich die Meltblown-Lage außen. Mit einem integrierten flexiblen Metallbügel in der Mitte des oberen Randes wird die Halbmaske an den Nasenrücken angepasst, um das Gesichtsfeld frei zu halten und den

Atemluft-Ein- und -Austritt nach oben zu minimieren.

Problemstellung

Die Probleme des Standes der Technik sind folgende

ee Vereinzelt haben Menschen Atemnot durch Masken und ziehen die Maske dann unter die Nase um besser Luft zu bekommen (damit wird die Wirkung

der Maske verhindert),

an den Enden der Maske herausströmen,

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, die

Nachteile des Standes der Technik zu eliminieren.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß werden die Probleme des Standes der Technik mit den Merkmalen der unabhängigen

Hauptansprüche gelöst.

Es ist schon lange bekannt, dass Ionisatoren, mit Hilfe von negativ geladenen Ionen, die Raumluft reinigen. Jedoch erzeugen diese durch die Koronaentladung auch Ozon (O3), welches zu Lungenschädigungen führen kann. Es gibt allerdings auch andere Möglichkeiten negative Ionen in größeren Mengen zu erzeugen. Eine Möglichkeit ist es einen Verdampfer zu nutzen. Dabei wird eine Flüssigkeit über, beispielsweise eine Ultraschallmembran oder Piezoelemente in Schwingung versetzt, sodass die oberste Schicht der Flüssigkeit sich durch die Frequenzschwingung löst. Die molekulare Struktur von Wasser ist immer so aufgebaut, dass die äußersten Schichten (1t. Philip Lenard) negativ geladen sind. So entstehen beim Vernebeln von Flüssigkeit viele negativ geladene Ionen, da nur ebenjene äußere negativ geladene Schicht durch Frequenzschwingungen

gelöst wird. Verstärkt wird dieser Effekt durch die

Flüssigkeitstemperaturen, beispielsweise von 5-12°C.

Kernidee der Erfindung ist es nun eine Maske zu erschaffen, die mit einem mit negativ geladenen Ionen umfassenden Luftvorhang arbeitet. Dabei wird der oder die Luftvorhang oder Luftvorhänge so gewählt, dass diese den respiratorischen Atemluftweg (Ausatmungsweg) der Nase umgeben. Somit passiert jede ausgeatmete Luft der Nase einen oder mehrere Luftvorhänge. Die Aerosole (Tröpfchen) werden durch die negativ geladenen Ionen des Luftvorhangs oder der Luft vorhänge gebunden und gleiten zu Boden oder in einen Bereich der Maske der von der Umgebungsluft

abgeschirmt ist (Auffangbehälter).

Entscheidend ist hierbei, dass der Luftvorhang oder die Luftvorhänge des Vernebelungsapparates derartig gewählt werden, dass Jegliche ausgeatmete Aerosole von den negativen Ionen gebunden werden. Nur so kann sichergestellt werden, dass die ausgeatmete Luft von Aerosolen gereinigt ist und die Infektionsrate

gesenkt wird.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Mund mit einer gewöhnlichen Maske aus Vliesstoff (FFP2) oder ähnlichem Stoff bedeckt ist. Die Nase hingegen kann hierbei frei herausragen, da die ausgeatmete Luft und die darin enthaltenen Aerosole durch die negativ geladenen Ionen des Luftvorhangs oder der Luftvorhänge gebunden werden. Dies ermöglicht dem Nutzer wesentlich bessere Atemmöglichkeiten. Diese

Atemmöglichkeiten sind nach wie vor ein

Abhilfe geschaffen werden.

Um einen erfindungsgemäßen Gegenstand herzustellen werden im Wesentlichen folgende Teile benötigt: Flüssigkeitsbehälter, Verneblermembran (in Schwingung versetzbare Membran) oder piezeoelektrisches Bauteil, Energiequelle (beispielsweise Knopfbatterie/n), eine oder mehrere Luftvorhangöffnungen (erfindungsgemäß Löcher und/oder Schlitze), Befestigungsmittel (beispielsweise Gummibänder zur Befestigung hinter den Ohren oder am Kopf), optional eine Kühlmöglichkeit der Flüssigkeit (beispielsweise Peltier-Element), Ein- und Ausschaltknopf, Mundbedeckung nach Maskenstandards und optional

einem Lüfterrad.

Erfindungsgemäß sind Luftvorhangöffnungen vorgesehen. Diese Öffnungen können in Form von Löchern, Bohrungen oder Schlitzen ausgeformt sein. Die Luftvorhangöffnungen können nebeneinander und/oder hintereinander und/oder hintereinander versetzt ausgeführt sein. Es sind auch andere Formen mit Abständen oder Stufen zwischen den einzelnen Luftvorhängen erfindungsgemäß denkbar. Wichtig ist für die Erfindung und deren Umsetzung, dass möglichst alle Aerosole der ausgeatmeten Luft in Verbindung mit genügend negativen Ionen der Luftvorhänge gelangen um die Aerosole derartig zu binden, dass die Tröpfcheninfektion bevorzugt

gänzlich verhindert wird.

und sogar in eine Richtung hin geöffnet sein.

Erfindungsgemäß kann weiters ein Auffangbehälter vorgesehen sein. Dieser dient im Wesentlichen dazu, dass gebundene Aerosole sich nicht weiter in der Umgebungsluft verteilen können. Der Auffangbehälter ist im Grunde nichts anderes als eine bauliche Maßnahme um den Luftstrom der ausgeatmeten Luft zu

stoppen.

Weiters ist erfindungsgemäß eine Strömungsfläche vorgesehen. Die Strömungsfläche ist Jene Fläche auf die die ausgeatmete Luft trifft. Sie kann daher so geformt sein, dass die ausgeatmete Luft in Rohre oder Bereiche gelenkt wird in denen der oder die Luftvorhänge fungieren. Beispielsweise kann die Strömungsfläche entsprechend dem natürlichen Ausatmungszug nach unten gerichtet sein und Luftvorhangöffnungen aufweisen. Die Strömungsfläche kann beispielsweise trichterförmig oder zylindrisch ausgebildet sein. In den Trichter- oder Zylinderflächen ist es erfindungsgemäß vorgesehen,

dass Luftvorhangöffnungen vorgesehen sind.

Luft vorhang in Berührung kommt. Dies hat den Vorteil, dass die negativ geladenen Ionen in ausreichender Zahl vorhanden sind um alle Aerosole des kompletten Querschnitts der ausgeatmeten Luft zu binden und damit unschädlich zu machen indem

diese nicht in die Umgebungsluft gelangen.

Neben einem Flüssigkeitsbehälter, können auch weitere Flüssigkeitsbehälter vorgesehen. Diese können maximal jenes Flüssigkeitslevel aufweisen, welches ideal ist um die Flüssigkeit im Hauptflüssigkeitsbehälter (jener unter der Nase und mit Verbindung zu den Luftvorhangöffnungen) zu vernebeln, oder ein höheres Flüssigkeitsniveau aufweisen. In diesem Fall dienen die weiteren Flüssigkeitsbehälter als Nachfüllbehälter die erst aktiviert werden müssen wenn der Hauptflüssigkeitsbehälter ein zu niedriges Flüssigkeitsniveau erreicht. Optional kann dies auch über Sensorik die den Flüssigkeitsstand misst

und ein Ventil automatisch geschehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Maske mit einem Ausatmungsbereich, einem Flüssigkeitsbehälter, einer

Vielzahl an Luftvorhangöffnungen, einer Membran,

Befestigungsmittel.

Fig. 2 zeigt die Ausführungsform die in Fig. 1 gezeigt ist, Jedoch aus einer anderen Sichtrichtung. Das Grundprinzip der Bindung der Aerosole über die

negativen Ionen des Luftvorhangs wird hier gezeigt.

Fig. 3 zeigt die Ausführungsform die in Fig. 1 gezeigt ist, Jedoch aus einer Vorderansicht mit einer schematisch eingezeichneten menschlichen Nase.

Weiters zeigt Fig. 3 die schematische Funktion der

Erfindung. Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maske. Weiters ist das Prinzip

mehrerer hintereinander angeordneter Luftvorhänge

gezeigt.

Fig. 5 zeigt die Ausführungsform die in Fig. 4 gezeigt ist, Jedoch aus einer Vorderansicht mit einer schematisch eingezeichneten menschlichen Nase. Weiters ist das Prinzip mehrerer hintereinander

angeordneter Luftvorhänge gezeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Maske mit einem Ausatmungsbereich, einem Flüssigkeitsbehälter, einer Vielzahl an Luftvorhangöffnungen, einer Membran, einer Energiequelle und vier Befestigungslöcher für

Befestigungsmittel gezeigt.

angeordneten Luftvorhangöffnungen ausgeführt sein.

Der Flüssigkeitsbehälter wird so gezeigt, dass er im Bereich der Wangen je zwei zusätzliche Flüssigkeitsbehälter aufweist. Dies ist erfindungsgemäß aber nicht zwingend erforderlich. Es kann auch nur der Flüssigkeitsbehälter unterhalb des Ausatmungsbereiches ausgeführt sein. Dieser könnte

erfindungsgemäß austauschbar angeordnet sein.

Weiters ist eine Energiequelle, in diesem Fall eine Knopfbatterie, angebracht. Diese ist dazu da die Membran (nicht sichtbar) in Schwingung zu versetzen oder das Piezoelement zu aktivieren. Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen mit der Energiequelle eine Kühlvorrichtung, beispielsweise ein Peltier-Element mit Strom zu versorgen. Um den Luftstrom des oder der

Luftstromvorhänge zu gewährleisten kann auch

zur Beförderung der vernebelten Flüssigkeit antreibt.

Es kann vorgesehen sein, dass an Befestigungslöchern Befestigungsmittel, beispielsweise Gummistränge, vorgesehen sind. Die Befestigungslöcher befinden sich wie in Fig. 1 gezeigt am Flüssigkeitsbehälter, diese können aber auch an anderen Positionen angebracht werden. Es ist auch möglich Fortsätze, beispielsweise Vorsprünge zu nutzen um die Befestigungsmittel

anzubringen.

Fig. 2 zeigt die gleiche erfindungsgemäße Maske aus einer Rückansicht. Die beiden größeren Flüssigkeitsbehälter sind optional, müssen für den Erfindungszweck Jedoch nicht angewandt werden. Diese Ausgestaltungsform zeigt die zusätzlichen Flüssigkeitsbehälter angelehnt an die Wange eines Menschen. Bevorzugt ist die Auflagefläche der Flüssigkeitsbehälter auch dementsprechend der Form einer menschlichen Wange angenähert um maximalen Tragekomfort zu gewährleisten. Die Flüssigkeitsbehälter können ein Ventil aufweisen um den Hauptflüssigkeitsbehälter unterhalb der Nase mit Flüssigkeit nachzufüllen. Eine weitere Möglichkeit wäre es die Nachbefüllung über ein gleiches oder ähnliches Flüssigkeitsniveau zu erlangen, sodass die Auffüllung des Flüssigkeitsbehälters mit der Membran (Hauptflüssigkeitsbehälter) über die Schwerkraft nachbefüllt wird.

Fig. 3 zeigt die gleiche erfindungsgemäße Maske wie

in Fig. 1. und 2 dargestellt, Jedoch in einer

eingezeichneten menschlichen Nase.

Gezeigt ist ein Zustand in welcher die Membran schwingt oder gerade zu schwingen aufgehört hat. Der Flüssigkeitsbehälter hat sich bereits mit vernebelter Flüssigkeit gefüllt. Der Flüssigkeitsbehälter kann bevorzugt so ausgestaltet sein, dass der Fluss der vernebelten Luft zu den Luftvorhangöffnungen bzw. zu den Luftvorhangkanälen führt, welche von dem Flüssigkeitsbehälter zum Einatmungsbereich führen. Dazu kann der Flüssigkeitsbehälter nach oben hin

verengt werden.

Weiters ist ein Lüfterrad eingezeichnet, welches die vernebelte Luft zu den Luftvorhangöffnungen bzw. kanälen bewegen soll. Das Lüfterrad kann unterhalb des Flüssigkeitsbehälter angebracht sein oder

oberhalb und eine Sogwirkung erzeugen.

Ferner ist ein Kühlelement, in diesem Fall ein Peltier-Element zu sehen, welches dafür sorgt, dass die Flüssigkeit, welche bevorzugt destilliertes Wasser ist, gekühlt wird. Die Kühlwirkung verbessert die Bildung von negativen Ionen, daher ist es optimal, aber nicht zwingend erforderlich, die

Flüssigkeit zu kühlen.

Weiters ist schematisch dargestellt wie die ausgeatmete Luft den Luftvorhang passiert, damit die Aerosole in der ausgeatmeten Luft über die negativen

Ionen im Luftvorhang gebunden werden.

10

möchte.

Weiters ist schematisch das Flüssigkeitsniveau der

zusätzlichen Flüssigkeitsbehälter zu sehen.

Ferner sind Befestigungsmittel gezeigt.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform des Erfindungsgegenstands. Hierbei wird die ausgeatmete Luft durch zwei Rohre (eines je Nasenloch) abgeführt. Die Strömungsfläche stellt hier ein Rohr dar. Es kann sich jedoch auch um andere Formen handeln. Diese Formen können in eine Richtung auch offen

ausgestaltet sein.

Ferner zeigt Fig. 4 auch Auffangbehälter. Diese sind dazu da, dass die gebundenen Aerosole sich an einem Ort sammeln können die nicht in der Umgebungsluft sind. Selbst dann, wenn diese in der Umgebungsluft gebunden zu Boden sinken würden. Bevorzugt ist dieser Auffangbehälter ablö6ösbar. Dies kann vorteilhaft sein

um den Auffangbehälter zu reinigen.

11

auszugestalten.

Weiters ist in dieser Ausgestaltungsform der Erfindung nur ein Flüssigkeitsbehälter

(Hauptflüssigkeitsbehälter) zu sehen.

Fig. 5 zeigt die gleiche Ausgestaltungsform des Erfindungsgegenstands in einer Vorderansicht. Dabei ist schematisch eine menschliche Nase eingezeichnet. Weiters sind drei Luftvorhänge je Rohrseite gesehen. Es sind auch weniger oder mehr Luftvorhänge denkbar. Diese können auch spiralförmig oder mit

unterschiedlichen Abständen angeordnet sein.

Es ist auch denkbar Stufen oder Ver]jüngungen in die

Strömungsfläche (Rohrfläche) einzubauen.

Die Luftvorhänge sind hier schematisch dargestellt. Im Normalfall strömen diese geradlinig und nicht in einem Winkel. Durch die Bewegung des Kopfes können die Luftvorhänge durcheinander gewirbelt werden bis

diese sich wieder stabilisieren.

Weiters ist gezeigt, dass die ausgeatmete Luft und die Einatmungsluft beide die Luftvorhänge passieren. Auch hier sind bauliche Maßnahmen möglich um die Umgebungsluft einzuatmen welche nicht die

Luftvorhänge passiert. Beispielsweise könnte die Nase

12

Einatmungsbereich in der Nähe der Nase gelangt.

Weiters sind die oder der Kanal, welcher vom Flüssigkeitsbehälter zu den Luftvorhangöffnungen

führt nicht dargestellt.

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1. Einatembereich

2. Ausatembereich

3. Ausgeatmete Luft

4. Aerosole

5. Negative Ionen

6. Luftvorhang

7. Luftvorhangöffnungen 8, Flüssigkeitsbehälter 9. Flüssigkeit

10. Membran

11. Energiequelle

12. Lüfterrad

13. Kühlelement

14. Befestigungslöcher 15. Befestigungselemente 16. Auffangbehälter

17.

18. Strömungsfläche

19. Nase

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Claims (1)

1. Maske zur Verhinderung der Verbreitung von Aerosolen (Tröpfcheninfektion), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein

   Luft vorhang aus vernebelter Luft vorgesehen

   ist.

   Maske nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Luftvorhang durch wenigstens eine Luftvorhangöffnung gebildet ist und diese wenigstens eine Luftvorhangöffnung durch wenigstens einen Schlitz oder eine Vielzahl

   an Löchern gebildet wird.

   Maske nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass ein Auffangbehälter

   vorgesehen ist.

   Maske nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein, eine Flüssigkeit beinhaltender Flüssigkeitsbehälter

   vorgesehen ist.

   Maske nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der

   Flüssigkeitsbehälter austauschbar ist.

   Maske nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlelement zur

   Kühlung der Flüssigkeit vorgesehen ist.

   15

   11.

   12.

   Maske zur Verhinderung der Verbreitung von Aerosolen (Tröpfcheninfektion), dadurch gekennzeichnet, dass ein Flüssigkeitsbehälter mit einer Flüssigkeit vorgesehen ist und, dass die Flüssigkeit mit

   einer Membran in Kontakt steht.

   Maske nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiequelle

   vorgesehen ist.

   Maske nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlelement

   vorgesehen ist.

   Maske nach Anspruch 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein Lüfterrad

   vorgesehen ist.

   Verfahren zur Verhinderung der Verbreitung von Aerosolen (Tröpfcheninfektion), dadurch gekennzeichnet, dass ausgeatmete Luft über eine Strömungsfläche derartig geführt wird, dass die ausgeatmete Luft wenigstens einen

   Luftvorhang passiert.

   Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsfläche

   eben und/oder geformt ist.

   16

   selbst Luftvorhangöffnungen aufweist.

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