CN110897227A - 一种可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装，包括：服装本体；集气包；出口与集气包的进气口连接的汇集管路；包括若干组富氧空气制备组和若干个输送管道的富氧空气制备装置，富氧空气制备组与输送管道一一对应设置，每个富氧空气制备组包括若干个富氧空气制备模块，每个富氧空气制备模块包括：基台体；若干个包括冷腔、热腔、微通道组以及连接通道的富氧空气制备单元，每个富氧空气制备模块均与相应的输送管道的进口连接，每个输送管道的出口与汇集管路的进口连接；以及设置于服装本体上且与集气包的出气口连接的吸氧装置。本发明从富氧空气的制取到使用都是在服装本体内完成，具有携带便捷、可即时且连续供氧的优点。

Description

一种可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装

技术领域

本发明涉及特殊用途服装领域，特别涉及一种可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装。

背景技术

随着我国社会经济水平的快速发展，人们的生活水平显著改善和提升，也因此更加注重健康、养生的生活方式。保健吸氧(氧疗)逐渐走进普通家庭和社区康复中心，成为一种必备的、重要的生活保健手段。在我们的日常生活中，孕妇、中老年人群、某些在家疗养的疾病康复者、脑力劳动者、以及长期在井下或密闭空间工作的工程技术人员是保健吸氧(氧疗)的主要需求群体；此外，从事登山、高原旅游等户外活动时，一些有高原反应的人也需要临时保健吸氧(氧疗)。保健吸氧(氧疗)所需氧气的纯度不必像医用氧气那样达到高纯度(不低于99.5％)，通常使用的是氧气含量高于21％的富氧空气，以氧气含量为22～35％的居多。此外，其制备设备也与制取医用氧气的大型固定装置有很大差异，最主要的区别是保健用氧气的制取以小型便携式设备为主。

然而目前常用的便携式制氧设备产品比较单一，主要有家用制氧机、液氧罐和氧气袋等。家用制氧机不需要贮氧设备及固定供氧源，通电即可制氧，且连续供氧时费用较低，但其缺点是设备价格昂贵、移动不便、不适用于外出活动、使用过程中有噪声且需要定期检测和维护。液氧罐由于轻便、形状大小适宜、便于携带，适合外出活动时供氧使用，但是一般使用费用较高、容易泄露造成浪费，只能连续供氧6～8个小时，不能够持续供氧。氧气袋存在的问题与液氧罐相同，且其使用时长更短。

鉴于上述情况，研发既能有效制取满足保健用氧气指标，又可避免当前已有的便携式制氧设备存在的价格昂贵、移动不便、不能持续供氧等缺点，还可即时使用的富氧空气制取设备具有十分重要的意义。由此，本发明提出了一种基于分子交换流现象工作的、可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装，其特点是可直接利用人体散发的热量为驱动力持续地将空气中的氧气分离浓缩而制取富氧空气。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装，从而克服现有的便携式制氧设备存在的价格昂贵、移动不便以及不能持续供氧的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装，包括：服装本体；集气包，其设置于所述服装本体的衣领上；汇集管路，其设置于所述服装本体的衣领上，该汇集管路的出口与所述集气包的进气口连接；富氧空气制备装置，其设置于所述服装本体上，该富氧空气制备装置包括若干组富氧空气制备组和若干个输送管道，所述富氧空气制备组与所述输送管道一一对应设置，每个所述富氧空气制备组包括若干个富氧空气制备模块，每个所述富氧空气制备模块包括：基台体，其设置有一主进口以及一主出口，所述主进口与外界空气连接；以及若干个富氧空气制备单元，每个该富氧空气制备单元包括冷腔、热腔、微通道组以及连接通道，所述冷腔上设置有位于所述服装本体的朝向外界环境一侧的冷腔导热片，且所述冷腔上设置有位于所述服装本体的朝向外界环境一侧且与外界空气连通的单向微排气孔，所述热腔上设置有位于所述服装本体的朝向人体一侧的热腔导热片，所述冷腔与所述热腔之间通过所述微通道组分隔，所述微通道组设置有若干个连接相应的所述冷腔和所述热腔的微通道，且所述微通道组通过密封环与所述基台体连接，每个所述微通道的直径不大于空气分子平均自由程，所述连接通道的进口与所述热腔的出口连接；若干个该富氧空气制备单元依次串联地设置于所述基台体内，第一个所述富氧空气制备单元的冷腔的进口与所述主进口连接，后一个所述富氧空气制备单元的冷腔的进口与前一个所述富氧空气制备单元的所述连接通道的出口连接，最后一个所述富氧空气制备单元的所述连接通道的出口与所述主出口连接；其中，每组所述富氧空气制备组的所述富氧空气制备模块的主出口均与相应的所述输送管道的进口连接，每个所述输送管道的出口与所述汇集管路的进口连接；以及吸氧装置，其设置于所述服装本体上且与所述集气包的出气口连接。

优选地，上述技术方案中，所述吸氧装置包括：输送系统，其设置于所述集气包上，该输送系统包括：流量调节阀，其进口通过第一连接管道与所述集气包的出气口连接，所述第一连接管道内设置有氧气浓度传感器；以及减压装置，其进口与所述流量调节阀的出口连接；以及氧气面罩，其富氧空气进口通过第二连接管道与所述减压装置的出口连接。

优选地，上述技术方案中，所述输送系统还包括第一过滤器，所述第一过滤器的进口与所述流量调节阀的出口连接，出口与所述减压装置的进口连接。

优选地，上述技术方案中，所述吸氧装置还包括智能控制仪表，所述智能控制仪表分别与所述流量调节阀和所述氧气浓度传感器连接，以获取和显示所述第一连接管道内富氧空气的流量和氧气浓度信息，并根据所述富氧空气的流量和氧气浓度信息调节所述流量调节阀的开度。

优选地，上述技术方案中，所述氧气面罩上还设置有外界空气进口和呼出气体出口，所述外界空气进口、所述呼出气体出口和所述富氧空气进口均设置有单向活瓣。

优选地，上述技术方案中，每个所述富氧空气制备模块的主进口设置有第二过滤器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的服装的富氧空气制备装置为模块化设计，其构造简单，无运动部件，无需考虑润滑因素，且设置在服装本体中，利用人体所产生的热量加热热腔、外界空气冷却冷腔，以使热腔和冷腔具有适宜的温差，确保热流逸效应和分子交换流现象发生，利用其产生富氧空气，无需消耗高品位电能或机械能，使用环保，运行安全可靠；且整个装置的富氧空气制备效率较高，从富氧空气的制取到富氧空气的使用都是在该服装内完成，具有成本低、携带便捷、即穿即用和可连续供氧等优点，可获得快速、高效和安全的供氧效果。

2.本发明的集气包用来输运和暂时储存已经制取的富氧空气，增大了服装本体单位面积富氧空气的储存量；此外，服装本体上的每个输送管道也能够将已经制备好的富氧空气暂时储存，大大增强了富氧空气的存储容量，以保证有足够量的富氧空气可供使用。

附图说明

图1是根据本发明的一种可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装的主体结构示意图。

图2是根据本发明的图1中Ⅰ部放大示意图。

图3是根据本发明的图1中Ⅱ部放大示意图。

图4是根据本发明的单个富氧空气制备模块的结构示意图。

图5是根据本发明的单个富氧空气制备单元的结构的剖视示意图。

主要附图标记说明：

1-主进口，2-第二过滤器，3-富氧空气制备模块，3-1-第一个富氧空气制备单元，3-2-第二个富氧空气制备单元，3-M-第M个富氧空气制备单元，3-10-微排气孔，3-11-冷腔，3-12-热腔，3-13-连接通道，3-14-微通道组，3-15-冷腔导热片，3-16-热腔导热片，4-主出口，5-输送管道，6-输送管道的出口，7-汇集管路，8-集气包，9-出气口，10-氧气浓度传感器，11-流量调节阀，12-第一过滤器，13-减压装置，14-吸氧管路接口，15-氧气面罩，15-1-富氧空气进口，15-2-外界空气进口，15-3-呼出气体出口，16-智能控制仪表。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图5显示了根据本发明优选实施方式的一种可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装的结构示意图，该服装包括服装本体、集气包8、汇集管路7、富氧空气制备装置以及吸氧装置。参考图1，集气包8设置于服装本体的衣领上，用于储存制备好的富氧空气。汇集管路7设置于服装本体的衣领上，汇集管路7的出口与集气包8的进气口连接，用于将制备好的富氧空气集中输送至集气包8内。

参考图1，富氧空气制备装置设置于服装本体上，富氧空气制备装置包括若干组富氧空气制备组和若干个输送管道5，富氧空气制备组与输送管道5一一对应设置，其中，若干组富氧空气制备组可随机的设置于服装本体上，也可均匀的布设在服装本体上，为了便于富氧空气的制备以及服装本体整体的舒适度，优选所有组富氧空气制备组均匀的设置于服装本体上，且所有的输送管道5也均匀分布于服装本体上。

参考图4和图5，每组富氧空气制备组包括若干个富氧空气制备模块3，每个富氧空气制备模块3包括基台体以及若干个富氧空气制备单元(3-1，3-2，……，3-M)。基台体设置有一主进口1以及一主出口4，主进口1与外界空气连接。每个富氧空气制备单元包括冷腔3-11、热腔3-12、微通道组3-14以及连接通道3-13，冷腔3-11上设置有位于服装本体的朝向外界环境一侧的冷腔导热片3-15，外界空气流通过冷腔导热片3-15把冷腔3-11里面的热量带走，即利用外界环境冷却冷腔3-11，使冷腔3-11始终保持在一个设定的较低温度；热腔3-12上设置有位于服装本体的朝向人体一侧的热腔导热片3-16，热腔导热片3-16吸收人体散发的热量并利用其加热热腔3-12，使热腔3-12始终保持在一个设定的较高温度，冷腔3-11和热腔3-12之间保持一定的温差；冷腔3-11与热腔3-12之间通过微通道组3-14分隔，微通道组3-14设置有若干个连接相应的冷腔3-11和热腔3-12的微通道，且微通道组3-14的周边通过密封环与基台体连接，微通道组3-14中每个微通道的直径不大于空气分子平均自由程。其中，微通道组3-14可由具有微米孔或纳米孔的多孔材料制作而成，且多孔材料的平均孔径不大于空气分子的平均自由程。由于微通道组3-14的孔的孔径不大于空气分子平均自由程，当热腔3-12的温度高于冷腔3-11的温度，以满足气体发生热流逸效应的条件时，进入到冷腔3-11内的空气分子便通过微通道组3-14自动流入到热腔3-12中，并因空气分子在热腔3-12中聚焦而压力升高，致使冷腔3-11和热腔3-12之间形成压差；在热流逸效应作用下形成的热流逸流中，空气中的氮气分子和氧气分子的流动速率不同，从冷腔流向热腔的氧气分子要多于氮气分子；与此同时，在压差作用下形成的泊肃叶流中，空气中的氮气分子和氧气分子的流动速率也不同，从热腔流向冷腔的氮气分子要多于氧气分子；这种由温差与压差造成的不同气体分子速率差异性形成了分子交换流，强化了氧气分子从冷腔流向热腔且氮气分子从热腔流向冷腔的行为，从而使热腔内氧气的浓度增大，得以富集；且冷腔3-11上设置有位于服装本体的朝向外界环境一侧且与外界环境连通的单向微排气孔3-10，由热腔3-12进入冷腔3-11的氮气分子与冷腔3-11内的气体分子混合形成富氮空气，然后经由微排气孔3-10排出。通过微通道组3-14的气体净流量与流出微排气孔3-10的气体流量达到平衡时，富氧空气制备单元完成氧气富集工作。连接通道3-13的进口与热腔3-12的出口连接，若干个富氧空气制备单元依次串联地设置于基台体内，以对空气中的氧气分子持续地进行富集，提高氧气浓度。第一个富氧空气制备单元的冷腔3-11的进口与主进口1连接，后一个富氧空气制备单元的冷腔3-11的进口与前一个富氧空气制备单元的连接通道3-13的出口连接，最后一个富氧空气制备单元的连接通道3-13的出口与主出口4连接。当空气依序经过所有的富氧空气制备单元后，空气的氧气浓度得到持续的升高。每个富氧空气制备模块3的富氧空气制备单元的数量根据所需制取的富氧空气的氧气浓度来确定；富氧空气制备装置的富氧空气制备组的数量和每组富氧空气制备组的富氧空气制备模块3的数量由富氧空气的需求量来确定。其中，服装本体上的每个输送管道5用来输运和暂时储存已经制备好的富氧空气，大大增强了富氧空气的存储容量，以保证有足够量的富氧空气可供使用。

参考图1，每组富氧空气制备组的富氧空气制备模块3的主出口4均与相应的输送管道5的进口连接，其中，每个输送管道5的进口的数量与富氧空气制备模块3的数量一一对应，以使每个富氧空气制备模块3的主出口4与对应的输送管道5的进口连接；每个输送管道的出口6与汇集管路7的进口连接，其中，汇集管路7的进口的数量与输送管道5的数量一一对应，以使每个输送管道的出口6与对应的汇集管路7的进口连接，从而将每组富氧空气制备组制备的富氧空气输送至集气包8中备用。

参考图1至图3，吸氧装置设置于服装本体上且与集气包8的出气口9连接，以供使用者吸取集气包8内的富氧空气。优选地，吸氧装置包括输送系统和氧气面罩15。输送系统设置于集气包8上，输送系统包括流量调节阀11和减压装置13，流量调节阀11的进口通过第一连接管道与集气包8的出气口9连接，第一连接管道内设置有氧气浓度传感器10，以检测富氧空气中的氧气浓度；减压装置13的进口与流量调节阀11的出口连接，以对从集气包8内出来的富氧空气进行减压，从而保证富氧空气使用的安全性；氧气面罩15的富氧空气进口15-1通过第二连接管道与减压装置13的出口连接，即减压装置13的出口设置有吸氧管路接口14，氧气面罩15的富氧空气进口15-1通过第二连接管道与吸氧管路接口14连接，以便于使用者吸取集气包8内的富氧空气。进一步优选地，氧气面罩15上还设置有外界空气进口15-2和呼出气体出口15-3，外界空气进口15-2、呼出气体出口15-3和富氧空气进口15-1均设置有单向活瓣，以使外界空气从外界空气进口15-2进入，与富氧空气按一定比例混合，满足使用浓度要求，供使用者安全地吸入使用，且使用者呼出的气体能够从呼出气体出口15-3排出。

参考图2，优选地，输送系统还包括第一过滤器12，第一过滤器12的进口与流量调节阀11的出口连接，出口与减压装置13的进口连接，第一过滤器12能够对富氧空气进行消毒、除菌、过滤，使富氧空气更加洁净、安全，以提高富氧空气的质量。

参考图1和图4，优选地，每个富氧空气制备模块3的主进口1设置有第二过滤器2，第二过滤器2能够对进入富氧空气制备模块3的外界空气进行消毒、除菌、过滤，避免堵塞富氧空气制备模块3内的微通道组3-14，保证富氧空气制备模块3能够正常工作，且使通过富氧空气制备模块3制备的富氧空气更加洁净、安全，提高富氧空气的质量。

参考图1，优选地，吸氧装置还包括智能控制仪表16，智能控制仪表16分别与氧气浓度传感器10和流量调节阀11连接，以获取和显示所述第一连接管道内富氧空气的流量和其中氧气的浓度等信息，并根据氧气浓度和流量信息调节流量调节阀11的开度，以控制输送系统，将集气包8内的富氧空气输送到氧气面罩15上。氧气浓度传感器10检测的氧气浓度信息实时传输给智能控制仪表16，智能控制仪表16判断富氧空气的氧气浓度达到要求时，智能控制仪表16传送信号控制流量调节阀11打开，并根据富氧空气的浓度大小控制流量调节阀11的开度，当氧气浓度较大时，流量调节阀11的开度较小，当氧气浓度较小时，流量调节阀11的开度较大。其中，智能控制仪表16可设置于服装本体的任一位置上，可在使用过程中智能化自动调节和控制系统运行，还可供使用者观察富氧空气的流量及其中氧气的浓度等信息，为了便于使用者操作，优选智能控制仪表16位于袖口附近的情况。

本发明的每个富氧空气制备模块3的富氧空气制备单元的串联数量、富氧空气制备组的并联数量和每组富氧空气制备组的富氧空气制备模块3的并联数量可以根据实际富氧空气所需量和整个服装本体的结构尺寸来合理选择和布置；即富氧空气制备装置为模块化设计，构造简单，无运动部件，无需考虑润滑因素，且设置在服装本体中，利用人体所产生的热量加热热腔3-12、外界空气冷却冷腔3-11，以使热腔3-12和冷腔3-11具有适宜的温差，确保热流逸效应和分子交换流现象发生，利用其产生富氧空气，无需消耗高品位电能或机械能，使用环保，运行安全可靠；且整个装置的富氧空气制备效率较高，从富氧空气的制取到富氧空气的使用都是在该服装内完成，具有成本低、携带便捷、即穿即用和可连续供氧等优点，可获得快速、高效和安全的供氧效果。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装，其特征在于，包括：

服装本体；

集气包，其设置于所述服装本体的衣领上；

汇集管路，其设置于所述服装本体的衣领上，该汇集管路的出口与所述集气包的进气口连接；

富氧空气制备装置，其设置于所述服装本体上，该富氧空气制备装置包括若干组富氧空气制备组和若干个输送管道，所述富氧空气制备组与所述输送管道一一对应设置，每个所述富氧空气制备组包括若干个富氧空气制备模块，每个所述富氧空气制备模块包括：

基台体，其设置有一主进口以及一主出口，所述主进口与外界空气连接；以及

若干个富氧空气制备单元，每个该富氧空气制备单元包括冷腔、热腔、微通道组以及连接通道，所述冷腔上设置有位于所述服装本体的朝向外界环境一侧的冷腔导热片，且所述冷腔上设置有位于所述服装本体的朝向外界环境一侧且与外界空气连通的单向微排气孔，所述热腔上设置有位于所述服装本体的朝向人体一侧的热腔导热片，所述冷腔与所述热腔之间通过所述微通道组分隔，所述微通道组设置有若干个连接相应的所述冷腔和所述热腔的微通道，且所述微通道组通过密封环与所述基台体连接，每个所述微通道的直径不大于空气分子平均自由程，所述连接通道的进口与所述热腔的出口连接；若干个该富氧空气制备单元依次串联地设置于所述基台体内，第一个所述富氧空气制备单元的冷腔的进口与所述主进口连接，后一个所述富氧空气制备单元的冷腔的进口与前一个所述富氧空气制备单元的所述连接通道的出口连接，最后一个所述富氧空气制备单元的所述连接通道的出口与所述主出口连接；

其中，每组所述富氧空气制备组的所述富氧空气制备模块的主出口均与相应的所述输送管道的进口连接，每个所述输送管道的出口与所述汇集管路的进口连接；以及

吸氧装置，其设置于所述服装本体上且与所述集气包的出气口连接。

2.根据权利要求1所述的可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装，其特征在于，所述吸氧装置包括：

输送系统，其设置于所述集气包上，该输送系统包括：

流量调节阀，其进口通过第一连接管道与所述集气包的出气口连接，所述第一连接管道内设置有氧气浓度传感器；以及

减压装置，其进口与所述流量调节阀的出口连接；以及

氧气面罩，其富氧空气进口通过第二连接管道与所述减压装置的出口连接。

3.根据权利要求2所述的可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装，其特征在于，所述输送系统还包括第一过滤器，所述第一过滤器的进口与所述流量调节阀的出口连接，出口与所述减压装置的进口连接。

4.根据权利要求2所述的可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装，其特征在于，所述吸氧装置还包括智能控制仪表，所述智能控制仪表分别与所述流量调节阀和所述氧气浓度传感器连接，以获取和显示所述第一连接管道内富氧空气的流量和氧气浓度信息，并根据所述富氧空气的流量和氧气浓度信息调节所述流量调节阀的开度。

5.根据权利要求2所述的可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装，其特征在于，所述氧气面罩上还设置有外界空气进口和呼出气体出口，所述外界空气进口、所述呼出气体出口和所述富氧空气进口均设置有单向活瓣。

6.根据权利要求1所述的可即时连续制取保健及户外活动用富氧空气的服装，其特征在于，每个所述富氧空气制备模块的主进口设置有第二过滤器。

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