CN103706053A - 具有冷却层的高效生氧和防滞气的化学氧消防自救呼吸器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种具有冷却层的高效生氧和防滞气的化学氧消防自救呼吸器，所述化学氧消防自救呼吸器包括面罩（1）、呼吸罩（2）、生氧罐（3）、气囊（6）。其特征在于，所述呼吸罩位于面罩上，并与气囊的开口连接；呼吸罩和气囊的开口连接处设置有呼气单向阀和吸气单向阀；生氧罐位于气囊内部，其顶部的进气口通过所述呼气单向阀与呼吸罩连接；同时生氧罐底部的出气口处还连接有导气管。本发明的自救呼吸器将生氧罐置于气囊内，有效防止气囊褶皱或粘连，杜绝滞气现象；生氧罐采用流道细分错翅式散热结构，有效解决药剂层内部反应不均匀和散热问题，同时支撑导热隔板、隔热层以及导气管的设置有效降低生成的氧气温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于消防领域的隔绝式防毒防烟自生氧呼吸器，供人员在发生火灾时有毒有害气体、缺氧的环境下自救逃生使用，尤其涉及一种具有冷却层可高效生氧和防滞气的化学氧消防自救呼吸器。
背景技术
化学氧消防自救呼吸器是利用化学药剂生氧原理制成的个人呼吸防护装置，在火灾或其他灾难环境下广泛使用，如酒店、娱乐、办公场所、矿井、部队装备等。目前的化学氧自救器普遍存在以下缺陷：一是，生氧罐反应不均匀、阻力大；生氧罐无降温装置，导热、散热不好，环境温度过热、或者化学生氧过程产生热量，将导致佩戴者吸入气体过热，舒适性差；二是，自救器的气囊易出现褶皱或粘连，使得呼吸气流出现滞气现象，气流不顺畅；三是由于尺寸限制，容易造成二氧化碳吸收不充分，吸气中二氧化碳浓度高。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术缺陷之一，提供一种生氧剂利用率高、无粉尘、呼吸温度低、安全性能好、呼吸顺畅的隔绝式防毒防烟自生氧呼吸器。
本发明提出的一种具有冷却层的高效生氧和防滞气的化学氧消防自救呼吸器，所述化学氧消防自救呼吸器包括面罩（1）、呼吸罩（2）、生氧罐（3）、气囊（6）。其特征在于，所述呼吸罩（2）位于面罩（1）上，并与气囊（6）的开口连接；呼吸罩（2）和气囊（6）的开口连接处设置有呼气单向阀和吸气单向阀；生氧罐（3）位于气囊（6）内部，其顶部的进气口通过所述呼气单向阀与呼吸罩（2）连接；同时生氧罐（3）底部的出气口连接有导气管（5）。
优选地，所述生氧罐内壁（12）和生氧罐外壳（11）之间形成密闭腔，密闭腔内填充有冷却剂。
优选地，所述生氧罐内壁（12）和生氧罐外壳（11）的间隔为5-20mm。
优选地，所述生氧罐外壳（11）上开设有冷却剂灌装口（10）。
优选地，所述生氧罐（3）内腔中分别设置有上层和下层分流板，所述分流板与生氧罐径向方向平行；上层分流板与生氧罐（3）顶部之间，以及下层分流板与生氧罐（3）底部之间具有空隙。
优选地，所述上层分流板和下层分流板之间设置有多个支撑导热隔板（8），支撑导热隔板（8）与生氧罐轴向方向平行，并以生氧罐的中轴为中轴呈放射状分布。
优选地，所述上层分流板和下层分流板之间设置有多个支撑导热隔板（8），支撑导热隔板（8）与生氧罐轴向方向平行，支撑导热隔板（8）之间相互平行分布。
优选地，所述支撑导热隔板（8）上均匀开设多个倾斜向下的冲孔。
优选地，所述生氧罐（3）产生的氧气经导气管（5）到达气囊（6）后，从吸气单向阀进入呼吸罩（2）。
本自救呼吸器的有益效果如下：
1、生氧罐采用流道细分错翅式散热结构，有效解决药剂层内部反应不均匀和散热问题，将生氧药剂利用率提高到90%以上，同时降低呼吸阻力。
2、生氧罐罐内分流板和支撑导热隔板设计，增强了导热性能，高温气体的热量快速导向生氧罐外壁，再经冷却层冷却剂的熔融吸热高效降温，从而将高温气体迅速降至35℃—45℃；并且保证生氧药剂粉尘不能进入气囊或呼吸罩刺激人体呼吸系统，保证呼吸过程舒适。
3、支撑导热隔板上附有气流导向结构，可有效增加气流在生氧罐内的时间，保证二氧化碳的有效吸收。
4、将生氧罐置于气囊内，可有效防止气囊褶皱或粘连，杜绝滞气现象，保证气流通畅；在生氧罐底部连接导气管，延长生氧罐内产出气体的循环路径，利于气体温降，并有效防止生氧罐生成的高温气体直接吸入人体。
附图说明
图1为化学氧消防自救呼吸器剖面图。
图2为生氧罐示意图。
1-面罩；2-呼吸罩；3-生氧罐；4-生氧剂；5-导气管；6-气囊；7-冷却层； 8-支撑导热隔板； 9-分流板；10-冷却剂灌装口；11-外壳；12-生氧罐内壁；13-布气层。
具体实施方式
下面参考说明书附图描述根据本发明实施例的具有冷却层的高效生氧和防滞气的化学氧消防自救呼吸器。
图1为本发明一个实施例的化学氧消防自救呼吸器的结构示意图。
如图1所示，本实施例中具有冷却层的高效生氧和防滞气的化学氧消防自救呼吸器包括： 用于佩戴的面罩1、位于面罩中的呼吸罩2、生氧罐3、导气管5、气囊6。呼吸罩2位于面罩1上，并与气囊6的开口连接，呼吸罩2和气囊6的开口连接处具有两个单向阀——呼气单向阀和吸气单向阀；生氧罐3位于气囊6内部，其顶部的进气口通过呼气单向阀与呼吸罩2连接。生氧罐3内部填出有生氧剂4，生氧剂4能够与二氧化碳和水汽发生反应，并生成足够的氧气供人体呼吸，同时生氧罐3底部的出气口处还连接有导气管5，延长生氧罐内产出气体的流通路径，利于气体温降，并有效防止生氧罐生成的高温气体直接吸入人体。
如图2所示，生氧罐内壁12和生氧罐外壳11之间形成密闭腔，密闭腔内通过填充冷却剂形成冷却层7，同时在生氧罐外壳11上开设有灌注所述冷却剂的冷却剂灌装口10。冷却层7的厚度（即生氧罐内壁12和生氧罐外壳11之间的间隔）为5-20mm，其中所填充的冷却剂为有机/无机纳米降温材料，该冷却剂的融点在30摄氏度到45摄氏度之间，熔化热在100kJ/kg到300kJ/kg之间，通过熔融迅速吸收生氧反应放出的热量，迅速降低生氧罐内部的反应温度和环境温度，从而将呼吸温度降至35℃—45℃。
生氧罐3内腔中设置有与生氧罐径向方向平行（即与生氧罐顶部和底面平行）的上层和下层分流板9。分流板9为网状过滤隔板，起到过滤生氧剂粉尘作用；同时通过其上分布的网孔，将气流分成若干细流。上层分流板和下层分流板之间为生氧剂填充区域；上层分流板9与生氧罐3顶部之间，以及下层分流板9与生氧罐3底部之间具有空隙，分别形成上下两个布气层13。
为了使反应罐中的药剂均匀、充分反应，避免在反应过程中产生孔洞、塌陷，在生氧罐内上层分流板和下层分流板之间的生氧剂填充区中设置有多个支撑导热隔板8，支撑导热隔板8所在平面与生氧罐轴向方向平行，并以生氧罐的中轴为中轴呈放射状分布，在生氧剂填充区内部形成骨架结构起到支撑作用；同时将生氧剂填充区分隔成若干个子填充区域，使生氧罐中的气流和生氧药剂均匀分布，保证气流通畅，增大气流与药剂的接触，提高生氧罐产氧效率；此外，通过支撑导热隔板8将反应生成的热量快速传导到生氧罐的冷却层7散热，降低罐内温度，防止内部温度过高引起反应药剂结块造成的呼气阻力增加。可替代的，本实施例中支撑导热隔板8也可以相互平行分布。进一步地，支撑导热隔板8上还可以均匀开设多个倾斜向下（指向下层分流板）的冲孔，形成气流导向结构，引导气流在生氧剂填充区中不同的子填充区域之间流动，可有效增加气流在生氧罐内的时间，保证二氧化碳的有效吸收，同时提高生氧药剂的利用率。
使用时，人体佩戴好面罩1后，人体呼出气体（二氧化碳、水汽）从呼吸罩2的呼气单向阀进入生氧罐3内进行生氧反应；在生氧罐3中，呼出气体在生氧罐3的上布气层13进行均匀布气后，通过上层分流板9均匀进入支撑导热隔板8分隔开的各个生氧剂子填充区域，与生氧剂进行充分的反应后，产生的氧气通过下层分流板9进入下布气层13，均匀布气后氧气向下通过导气管5进入气囊6，在此流通路径中，氧气逐步降温，并通过吸气单向阀进入呼吸罩2供人体呼吸使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (9)
1.一种具有冷却层的高效生氧和防滞气的化学氧消防自救呼吸器，所述化学氧消防自救呼吸器包括面罩（1）、呼吸罩（2）、生氧罐（3）、气囊（6），其特征在于，所述呼吸罩（2）位于面罩（1）上，并与气囊（6）的开口连接；呼吸罩（2）和气囊（6）的开口连接处设置有呼气单向阀和吸气单向阀；生氧罐（3）位于气囊（6）内部，其顶部的进气口通过所述呼气单向阀与呼吸罩（2）连接；同时生氧罐（3）底部的出气口连接有导气管（5）。
2.如权利要求1所述的化学氧消防自救呼吸器，其特征在于，所述生氧罐内壁（12）和生氧罐外壳（11）之间形成密闭腔，密闭腔内填充有冷却剂。
3.如权利要求2所述的化学氧消防自救呼吸器，其特征在于，所述生氧罐内壁（12）和生氧罐外壳（11）的间隔为5-20mm。
4.如权利要求2所述的化学氧消防自救呼吸器，其特征在于，所述生氧罐外壳（11）上开设有冷却剂灌装口（10）。
5.如权利要求1所述的化学氧消防自救呼吸器，其特征在于，所述生氧罐（3）内腔中分别设置有上层和下层分流板，所述分流板与生氧罐径向方向平行；上层分流板与生氧罐（3）顶部之间，以及下层分流板与生氧罐（3）底部之间具有空隙。
6.如权利要求1所述的化学氧消防自救呼吸器，其特征在于，所述上层分流板和下层分流板之间设置有多个支撑导热隔板（8），支撑导热隔板（8）与生氧罐轴向方向平行，并以生氧罐的中轴为中轴呈放射状分布。
7.如权利要求1所述的化学氧消防自救呼吸器，其特征在于，所述上层分流板和下层分流板之间设置有多个支撑导热隔板（8），支撑导热隔板（8）与生氧罐轴向方向平行，支撑导热隔板（8）之间相互平行分布。
8.如权利要求6或7所述的化学氧消防自救呼吸器，其特征在于，所述支撑导热隔板（8）上均匀开设多个倾斜向下的冲孔。
9.如权利要求1所述的化学氧消防自救呼吸器，其特征在于，所述生氧罐（3）产生的氧气经导气管（5）到达气囊（6）后，从吸气单向阀进入呼吸罩（2）。
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