CN110623333A - 一种主动呼吸式空气净化衣 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生命健康防护技术领域，具体涉及一种主动呼吸式空气净化衣。本发明将射流下沉气体隔离技术与空气净化技术相结合，实现主动呼吸与空气净化功能，避免了雾霾伤害人体健康。本发明具有穿着方便、适用范围广、空气净化效率高且呼吸顺畅等优点；射流下沉系统在穿着者面部营造了一个净化后的局部气体空间，可以实现与帽兜及面罩外的污染空气的有效隔离，同时面部不会产生佩戴口罩的压迫感，保障了人体呼吸顺畅，简便美观，方便了人们日常生活，具有广阔的应用前景和显著的社会及经济效益。
Description
技术领域
本发明属于生命健康防护技术领域，具体涉及一种主动呼吸式空气净化衣。
背景技术
世界卫生组织估计，有80％生活在城市环境中的人正暴露于由颗粒物造成的不健康的空气污染中。虽然由于不同来源的颗粒物的毒性不同，且存在空气质量未受到监测的地区，空气污染导致的过早死亡率难以量化，但是根据2010年关于全球疾病负担的调查数据仍能清晰得出，在印度和中国普遍存在的供暖和烹饪等住宅能源消耗所产生的排放，对全球过早死亡的影响最大。
空气污染会诱发多种疾病，包括慢性阻塞性肺疾病、急性下呼吸道感染、脑血管疾病、缺血性心脏病以及肺癌等。研究表明，碳质颗粒比地壳物质、硝酸盐和硫酸盐更具毒性。2010年全球仅就煤炭燃烧产生PM2.5的相关死亡人数为315万人，其置信区间为95％。在这些人中，直接致死的主要病因为脑血管疾病(131万)和缺血性心脏病(108万)，其次为慢性阻塞性肺疾病(37.4万)、急性下呼吸道感染(23万)和肺癌(16.1万)。此外，由于使用固体燃料做饭和取暖，估计每年还有354万人死于室内空气污染。
目前，由工业生产、汽车尾气、烹饪和供暖等人类活动产生的雾霾已经严重影响到人们的工作和生活。雾霾不仅降低能见度、影响生活质量，还会诱发呼吸道疾病，危害生命健康。佩戴空气过滤口罩是现在人们在户外活动时防范雾霾的主要手段。口罩结构简单，一个空气过滤式口罩的结构分为两大部分，一是面罩的主体，即口罩的结构及外观；另一个是滤材部分，包括用于防尘的过滤棉以及防毒用的化学过滤盒等。
尽管空气过滤式口罩的设计不断发展革新，但其在实际推广应用中还是存在着极大的限制性。由于口罩中的过滤材料，空气难以顺畅流通，常会使人在正常呼吸时有憋气感觉，老人及儿童使用时存在窒息的危险。另外，脸型的差异也会导致口罩的面部贴合程度不同，影响口罩的过滤效果。
近年来，针对口罩使用的诸多不便，人们提出了“防霾衣”这一概念，根据中国国家知识产权局公开的专利CN205987994U公开了一种防雾霾衣服，将防护范围由口鼻拓展至整个上身，对衣服的结构进行了较详细的说明，但未解决空气流通不畅的问题，且被动防护效果有限。美国佛罗里达大西洋大学的T.C.Su教授曾在20世纪末提出了一种射流下沉气体隔离系统，可用于洁净空间隔离。中国国家知识产权局于2018年发布的专利CN108398858A也公开了类似的气体隔离系统，并应用于极紫外光刻领域。因此，现有技术亟待提供一种能够在有效净化过滤受污染空气的同时，保障正常呼吸顺畅的可穿戴空气净化装置。
发明内容
本发明的目的在于提供有效净化过滤受污染空气的同时，保障正常呼吸顺畅的一种主动呼吸式空气净化衣。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括衣身和帽子，还包括空气净化和气体隔离系统；所述的帽子与衣身连接，帽子与衣身上部构成的开口通过透明的面罩封闭；所述的空气净化和气体隔离系统包括空气过滤层和换气扇；所述的换气扇安装在衣身上，换气扇一侧与衣身外界连通，另一侧通过导气管连接至衣身上部由帽子与面罩构成的空间中；所述的换气扇与导气管之间设有空气过滤层。
本发明还可以包括：
所述的换气扇包括吸气扇和排气扇；所述的吸气扇和排气扇分别通过不同的导气管连接至衣身上部由帽子与面罩构成的空间中。
所述的帽子上沿设有喷气口；所述的面罩下沿设有吸气口；所述的吸气扇通过导气管连接至帽子上沿的喷气口；所述的排气扇通过导气管连接至面罩下沿的吸气口。
所述的吸气扇的功率大于所述的排气扇的功率。
还包括反馈控制系统；所述的反馈控制系统包括空气质量检测仪和报警系统；所述的空气质量检测仪检测面罩内的空气质量；所述的报警系统监测换气扇工作情况和空气质量情况。
本发明的有益效果在于：
本发明将射流下沉气体隔离技术与空气净化技术相结合，实现主动呼吸与空气净化功能，避免了雾霾伤害人体健康。本发明具有穿着方便、适用范围广、空气净化效率高且呼吸顺畅等优点；射流下沉系统在穿着者面部营造了一个净化后的局部气体空间，可以实现与帽兜及面罩外的污染空气的有效隔离，同时面部不会产生佩戴口罩的压迫感，保障了人体呼吸顺畅，简便美观，方便了人们日常生活，具有广阔的应用前景和显著的社会及经济效益。
附图说明
图1为本发明的正面示意图。
图2为本发明的局部放大示意图。
图3为本发明的侧面示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种主动呼吸式空气净化衣及使用方法，涉及生命健康防护、流体力学及空气净化技术领域，用于防止雾霾污染危害人体健康，包括：衣身、帽、可折叠面罩、换气扇、高效空气过滤层、导气管、空气质量检测仪、蓄电池及报警系统。所述衣身、帽及可折叠面罩构成外部结构；所述换气扇、高效空气过滤层及导气管构成空气净化和气体隔离系统；所述空气质量检测仪、蓄电池及报警装置构成反馈控制系统。本发明将射流下沉气体隔离技术与空气净化技术相结合，实现主动呼吸与空气净化功能，避免了雾霾伤害人体健康，方便了人们日常生活，保障了人体呼吸顺畅，简便美观，具有广阔的应用前景和显著的社会及经济效益。
本发明提出了一种主动呼吸式空气净化衣，解决空气式过滤口罩的不便利之处，改善人们在空气污染环境中的呼吸水平。
本发明提供如下技术方案：
如图1至图3所示，其中图2为图1中A区域放大示意图。一种主动呼吸式空气净化衣，包括衣身1、帽2、可折叠面罩3、高效空气过滤层4、换气扇5、导气管6、空气质量检测仪7、蓄电池8及报警系统9，其中，所述衣身1、所述帽2和所述可折叠面罩3构成外部结构及第一层屏障；所述高效空气过滤层4、所述换气扇5及所述导气管6构成空气净化和气体隔离系统；所述空气质量检测仪7、所述蓄电池8及所述报警系统9构成反馈处理控制系统。所述外部结构、所述空气净化和气体隔离装置及所述反馈控制系统组成所述主动呼吸式空气净化衣。
所述可折叠面罩3是透明的，方便使用者观察外界情况。
可选的，所述衣身1与所述帽2、所述帽上沿与所述可折叠面罩3缝制在一起，所述可折叠面罩下沿与所述衣身1通过拉链相连接。
可选的，所述衣身1的袖口及腰部均采用紧口设计，避免污染气体倒入衣服内部空间。
可选的，所述换气扇5为一个吸气扇和一个排气扇，分别布置于所述衣身两侧，所述高效空气过滤层4设置在所述吸气扇与所述导气管6之间，所述吸气扇外侧直接与外界空气联通，所述导气管6另一端连接至所述帽上沿喷口；所述排气扇与另一段所述导气管6相连，本段所述导气管6的另一端连接所述可折叠面罩下沿吸口，所述排气扇外侧与外界空气联通。所述吸气扇功率略大于所述排气扇，在使用者面部附近形成正压，避免外界污染气体进入。
所述帽中的喷口与所述可折叠面罩下沿吸口共同形成射流下沉气体隔离系统。
所述空气质量检测仪7通过所述导气管6连接至所述帽内的取气口，所述蓄电池8为所述换气扇5、所述空气质量检测仪7及所述报警系统9提供电力支持，所述报警系统9连接所述空气质量检测仪7和所述蓄电池8，当电量不足或面罩内空气质量超标时发出振动声光报警。
本发明的使用方法，包括如下步骤：
1.正常穿着所述空气净化衣，遇雾霾天气带上所述帽2，拉下所述可折叠面罩3，并拉上衣服上的拉链，打开反馈控制系统开关，启动空气净化装置；
2.系统正常工作后，外界空气会被所述换气扇5吸入，经过所述高效空气过滤层4净化，通过所述导气管6送至面部呼吸空间；
3.面部附近吸气口开始工作，另一台起排气作用的换气扇通过另一端导气管将面部呼吸空间的气体吸出并排至外界空气中，喷口与吸气口共同形成喷射下沉气体隔离系统，在主动供给洁净空气的同时，避免了污染气体进入；
4.在遇到电池电量不足或呼吸空间空气质量污染超标时，本发明的报警系统会发出振动及声光报警，提醒使用者及时采取必要的防护措施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种主动呼吸式空气净化衣，包括衣身和帽子，其特征在于：还包括空气净化和气体隔离系统；所述的帽子与衣身连接，帽子与衣身上部构成的开口通过透明的面罩封闭；所述的空气净化和气体隔离系统包括空气过滤层和换气扇；所述的换气扇安装在衣身上，换气扇一侧与衣身外界连通，另一侧通过导气管连接至衣身上部由帽子与面罩构成的空间中；所述的换气扇与导气管之间设有空气过滤层。
2.根据权利要求1所述的一种主动呼吸式空气净化衣，其特征在于：所述的换气扇包括吸气扇和排气扇；所述的吸气扇和排气扇分别通过不同的导气管连接至衣身上部由帽子与面罩构成的空间中。
3.根据权利要求2所述的一种主动呼吸式空气净化衣，其特征在于：所述的帽子上沿设有喷气口；所述的面罩下沿设有吸气口；所述的吸气扇通过导气管连接至帽子上沿的喷气口；所述的排气扇通过导气管连接至面罩下沿的吸气口。
4.根据权利要求2或3所述的一种主动呼吸式空气净化衣，其特征在于：所述的吸气扇的功率大于所述的排气扇的功率。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种主动呼吸式空气净化衣，其特征在于：还包括反馈控制系统；所述的反馈控制系统包括空气质量检测仪和报警系统；所述的空气质量检测仪检测面罩内的空气质量；所述的报警系统监测换气扇工作情况和空气质量情况。
6.根据权利要求4所述的一种主动呼吸式空气净化衣，其特征在于：还包括反馈控制系统；所述的反馈控制系统包括空气质量检测仪和报警系统；所述的空气质量检测仪检测面罩内的空气质量；所述的报警系统监测换气扇工作情况和空气质量情况。
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