CN111659042A - 一种高温灭毒呼吸器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高温灭毒呼吸器，包括呼吸器箱体和封闭式呼吸面罩，所述呼吸器箱体内设置有吸气净化系统和呼气净化系统，所述呼吸箱体上开有进气口和出气口，所述吸气净化系统包括高温灭菌装置、冷却装置和加湿洗气装置；所述呼气净化系统包括呼气高温灭菌装置和呼气冷却装置。本发明的呼吸器可以将呼入的气体进行高温杀菌灭毒，然后提供给使用者洁净的空气，同时将使用者呼出的空气进行高温杀菌灭毒再进行排放，可以保证排入到环境内的空气无细菌与病毒，进而保护患者所在区域内空气的洁净，从而降低医务人员或其他接触人员被传染的可能性。

Description

一种高温灭毒呼吸器

技术领域

本发明属于防护器具领域，尤其是涉及一种高温灭毒呼吸器。

背景技术

现有的情况下，医务人员在进行工作时，常常佩戴口罩和身穿防护服进 行工作，但是其环境内还是会存在病毒，不能从根源上制止传染，且较为浪 费防护用品。同时，口罩或者是防毒用品多数是通过过滤达到防护的作用， 但是过滤仅仅是实现与病毒在一定程度上的隔离，而不能消灭病毒，还是存 在较大的致病可能性，因此，需要研发一种既可以净化医务人员或其他在染 毒区工作人员吸入的气体，也可以净化患病人员呼出气体的装置，以降低其 所在区域的病毒存在几率，进而防止其他人员被感染。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种高温灭毒呼吸器，该呼吸器可以将呼 入的气体进行高温杀菌灭毒，然后提供给使用者洁净的空气，同时将使用者 呼出的空气进行高温杀菌灭毒再进行排放，可以保证排入到环境内的空气无 细菌与病毒，进而保护患者所在区域内空气的洁净，从而降低医务人员或其 他接触人员被传染的可能性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高温灭毒呼吸器， 包括呼吸器箱体和封闭式呼吸面罩，所述呼吸器箱体内设置有吸气净化系统 和呼气净化系统，所述呼吸箱体上开有进气口和出气口，所述吸气净化系统 包括高温灭菌装置、冷却装置和加湿洗气装置，所述进气口与高温灭菌装置 相连通，所述冷却装置分别与高温灭菌装置和加湿洗气装置相连通，所述加 湿洗气装置通过吸气软管与所述封闭式呼吸面罩连接；所述呼气净化系统包 括呼气高温灭菌装置和呼气冷却装置，所述呼气高温灭菌装置的一端与呼气 冷却装置连通，另一端通过呼气软管与封闭式呼吸面罩连接，所述呼气冷却 装置连通出气口。

在本设计方案中，设置封闭式呼吸面罩、吸气净化系统和呼气净化系统， 在使用时，使用人员吸入的空气为通过吸气净化系统净化后无菌空气，呼出 的气体经过呼气净化系统净化后再排出，可以保证吸入和排出的气体均无菌 无病毒，可以避免感染病毒，同时可以保证环境内空气洁净。吸气净化系统 采用高温灭菌装置对空气先行进行杀菌灭毒，再由冷却装置将高温状态下的 空气冷却，之后再由加湿洗气装置将气体进行加湿从而得到适合呼吸的湿润 的洁净气体；呼气净化系统采用呼气高温灭菌装置将呼出的空气先进行杀菌 灭毒，再由呼气冷却装置冷却到室温后再进行排放。

进一步地，所述封闭式呼吸面罩上设置有通气管，其中所述吸气软管和 呼气软管均与通气管连接，且所述通气管与所述吸气软管和呼气软管连接位 置处设置有呼吸阀。其中，所述吸气软管和呼气软管采用医用橡胶或塑料制 成。

在本设计方案中，通气管处设置呼吸阀可以保证呼气时由呼气软管排出 气体，吸气时由吸气软管吸入气体，同时，采用医用橡胶或塑料制成吸气软 管和呼气软管便于移动，折叠与存放，便于使用。

进一步地，所述高温灭菌装置包括第一进气管和对第一进气管进行加热 的加热元件，所述第一进气管与所述进气口连通。

进一步地，所述加热元件设置于所述第一进气管的内部，且所述第一进 气管的外壁上包覆有隔热层。

进一步地，所述加热元件循环缠绕在所述第一进气管的管壁上，且所述 加热元件的外侧包覆有隔热层。

进一步地，所述冷却装置包括第二进气管和冷却设备，其中，所述第二 进气管与所述第一进气管相连通。

进一步地，所述加湿洗气装置包括供气泵和洗气加湿罐，所述洗气加湿 罐内盛放的为纯净水，所述第二进气管连通供气泵的一端，所述供气泵的另 一端通过第三进气管接入洗气加湿罐，且所述第三进气管置于纯净水的内部， 所述吸气软管与洗气加湿罐连通，且所述吸气软管置于纯净水的外部。

在本设计方案中，空气在由进气口进入到第一进气管中时，其加热元件 进行加热使得第一进气管内部的空气温度升高被杀菌灭毒，得到高温空气； 高温空气由高温灭菌装置进入到第二进气管时，因冷却设备的作用，其第二 进气管的温度持续保持低温，高温空气与第二进气管接触进而温度降低至室 温左右；降温后的空气由第二进气管进入到供气泵将该空气注入到洗气加湿 罐进行润湿，经由纯净水润湿过的洁净空气再由吸气软管传输到封闭式呼吸 面罩内被使用者吸入体内，其吸入的气体已经杀菌灭毒且润湿为适宜呼吸的 空气。

进一步地，所述呼气高温灭菌装置包括第一出气管和对第一出气管进行 加热的加热元件，所述第一出气管与所述呼气软管连通。

进一步地，所述加热元件设置于所述第一出气管的内部，且所述第一出 气管的外壁上包覆有隔热层。

进一步地，所述加热元件循环缠绕在所述第一出气管的管壁上，且所述 加热元件的外侧包覆有隔热层。

进一步地，所述呼气冷却装置包括第二出气管和冷却设备，其中，所述 第二出气管的一端与所述出气口连通，另一端与所述第一出气管连通。

在本设计方案中，使用者呼出的气体由呼气软管进入到第一出气管内， 其加热元件进行加热使得第一出气管内部的气体温度升高被杀菌灭毒，得到 高温气体；高温气体由呼气高温灭菌装置进入到第二出气管时，因冷却设备 的作用，其第二出气管的温度持续保持低温，高温气体与第二出气管接触进 而温度降低至室温左右；被降温的气体经由出气口被排出到环境中，可保证 排入环境中的气体无毒无害。

进一步地，所述加热元件为电阻丝、红外线加热灯管、电热膜中的一种 或多种。

进一步地，所述冷却设备为冷却风扇、循环冷却管、压缩冷却器或半导 体冷却装置中的一种或多种。

进一步地，所述第一进气管邻近冷却装置的位置处设置有第一温度传感 器，所述第一出气管邻近呼气冷却装置的位置处设置有第二温度传感器，所 述第一温度传感器和第二温度传感器电连接有外部显示装置。

在本设计方案中，设置第一温度传感器和第二温度传感器可以便于观察 加热元件加热之后的气体温度，进而判断是否有效的杀菌灭毒。

进一步地，所述第一进气管、第二进气管、第三进气管、第一出气管和 第二出气管均采用医用金属或耐高温的石英玻璃制成。

进一步地，所述进气口和出气口内均设置有空气过滤器。

在本设计方案中，所述进气口处设置空气过滤器可以先将空气内的杂质 进行过滤保证空气的洁净；所述出气口出设置空气过滤器可以对排放的气体 的进行过滤，进一步保证排出的气体的洁净。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的高温灭菌呼吸器设置有吸气净化系统和呼气净化系统，在使用 该呼吸器进行呼吸时，空气先由进气口进入到吸气净化系统内的高温灭菌装 置进行升温灭毒灭菌，灭菌后的空气再经由冷却装置进行冷却，冷却到适宜 温度后进入加湿洗气装置对空气进行润湿进而得到适宜人呼吸的洁净空气， 该洁净空气由呼气软管通入到封闭式呼吸面罩内供人体呼吸；此吸气净化系 统可以保证使用人员吸入空气的洁净性，进而保证使用者吸入的空气不含有 病毒，避免感染；使用者呼出的气体由呼气软管先传到呼气高温灭菌装置内 进行灭菌灭毒，再进入到呼气冷却装置内进行冷却，最后由出气口排出到环 境中，其可以保证排出的气体不包含病毒，从而该装置可供任何人员使用； 既可以避免患者的带病毒气体污染所在区域内的空气，又可以为健康者提供 一层防护保证；故，使用该呼吸器可以有效杀死病毒，避免感染。

附图说明

图1是本发明一种高温灭毒呼吸器的结构示意图；

图2是本发明一种高温灭毒呼吸器中高温灭菌装置的结构示意图；

图3是本发明一种高温灭毒呼吸器中冷却装置的结构示意图；

图4是本发明一种高温灭毒呼吸器中加湿洗气装置的结构示意图；

图5是本发明一种高温灭毒呼吸器中呼气高温灭菌装置的结构示意图；

图6是本发明一种高温灭毒呼吸器中呼气冷却装置的结构示意图；

图中：1-呼吸器箱体，2-进气口，3-出气口，4-高温灭菌装置，41-第 一进气管，42-加热元件，5-冷却装置，51-第二进气管，52-冷却设备，6- 加湿洗气装置，61-第三进气管，62-供气泵，63-洗气加湿罐，7-吸气软管， 8-呼气高温灭菌装置，81-第一出气管，9-呼气冷却装置，91-第二出气管， 10-呼气软管，11-通气管，12-封闭式呼吸面罩。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

实施例：

如图1所示，一种高温灭毒呼吸器，包括呼吸器箱体1和封闭式呼吸面 罩12，呼吸器箱体1内设置有吸气净化系统和呼气净化系统；呼吸箱体1 上开有进气口2和出气口3；设置封闭式呼吸面罩12、吸气净化系统和呼气 净化系统，在使用时，使用人员吸入的空气为通过吸气净化系统净化后无菌 空气，呼出的气体经过呼气净化系统净化后再排出，可以保证吸入和排出的 气体均无菌无病毒，可以避免感染病毒，同时可以保证环境内空气洁净。

吸气净化系统包括高温灭菌装置4、冷却装置5和加湿洗气装置6，进 气口2与高温灭菌装置4相连通，冷却装置5分别与高温灭菌装置4和加湿 洗气装置6相连通，加湿洗气装置6通过吸气软管7与封闭式呼吸面罩12 连接；吸气净化系统采用高温灭菌装置4对空气先行进行杀菌灭毒，再由冷 却装置5将高温状态下的空气冷却，之后再由加湿洗气装置6将气体进行加 湿从而得到适合呼吸的湿润的洁净气体。

呼气净化系统包括呼气高温灭菌装置8和呼气冷却装置9，呼气高温灭 菌装置8的一端与呼气冷却装置9连通，另一端通过呼气软管10与封闭式 呼吸面罩12连接，呼气冷却装置9连通出气口3；呼气净化系统采用呼气 高温灭菌装置8将呼出的空气先进行杀菌灭毒，再由呼气冷却装置9进行冷 却到室温后再进行排放。

在本实施例中，封闭式呼吸面罩12上设置有通气管11，其中吸气软管 7和呼气软管10均与通气管11连接，且通气管11与吸气软管7和呼气软管 10连接位置处设置有呼吸阀，呼气软管7和吸气软管10采用医用橡胶或塑 料制成。在本实施例中，具体采用医用橡胶制成呼气软管7和吸气软管10。 通气管11处设置呼吸阀可以保证呼气时由呼气软管10排出气体，吸气时由 吸气软管7吸入气体，同时，采用医用橡胶或塑料制成吸气软管7和呼气软管10便于移动，折叠与存放，进而便于人们佩戴封闭式呼吸面罩12进行移 动。。

在吸气净化系统中，高温灭菌装置4包括第一进气管41和第一进气管41进行加热的加热元件42，第一进气管41与进气口2连通。其中，该加热 元件42可以设置于第一进气管41的内部，同时其第一进气管41的外壁上 包覆有隔热层；又可以循环缠绕设置于第一进气管41的外壁上，同时其加 热元件42的外侧包覆有隔热层。在该实施例中，其加热元件42设置于第一 进气管41的内部，且第一进气管41的外壁上包覆有隔热层。空气在由进气 口2进入到第一进气管41中时，其加热元件42加热使得第一进气管41内 部的空气温度升高被杀菌灭毒，得到高温空气。

冷却装置5包括第二进气管51和冷却设备52，其中，第二进气管51 与第一进气管41相连通。高温空气由高温灭菌装置4进入到第二进气管51 时，因冷却设备52的作用，其第二进气管51的温度持续保持低温，高温空 气与第二进气管51接触进而温度降低至室温左右。

加湿洗气装置6包括供气泵62和洗气加湿罐63，洗气加湿罐63内盛放 的为纯净水，第二进气管51连通供气泵62的一端，供气泵62的另一端通 过第三进气管61接入洗气加湿罐63，且第三进气管61置于纯净水的内部， 吸气软管7与洗气加湿罐63连通，且吸气软管7置于纯净水的外部。降温 后的空气由第二进气管51进入到供气泵62将该空气注入到洗气加湿罐63 进行润湿，经由纯净水润湿过的洁净空气再由吸气软管7传输到封闭式呼吸 面罩12内被使用者呼入体内，其呼入的气体已经杀菌灭毒且润湿为适宜呼 吸的空气。

在呼吸净化系统中，呼气高温灭菌装置8包括第一出气管81和对第一 出气管81进行加热的加热元件42，第一出气管81与呼气软管10连通。其 中，加热元件42可以设置于第一出气管81的内部，且第一出气管81的外 壁上包覆有隔热层；也可以循环缠绕在所述第一出气管81的管壁上，且所 述加热元件42的外侧包覆有隔热层。在该实施例中，加热元件42设置于第 一出气管81的内部，且第一出气管81的外壁上包覆有隔热层。使用者呼出 的气体由呼气软管10进入到第一出气管81内，加热元件42加热使得第一 出气管81而内部的气体温度升高被杀菌灭毒，得到高温气体。

呼气冷却装置包括第二出气管91和冷却设备52，其中，第二出气管91 的一端与出气口3连通，另一端与第一出气管81连通。高温气体由呼气高 温灭菌装置8进入到第二出气管91时，因冷却设备52的作用，其第二出气 管91的温度持续保持低温，高温气体与第二出气管91接触进而温度降低至 室温左右；被降温的气体经由出气口被排出到环境中，可保证排入环境中的 气体无毒无害。

其中，上述的加热元件42为电阻丝、红外线加热灯管、电热膜中的一 种或多种。在本实施例中采用电阻丝作为加热元件42为第一进气管41或第 一出气管81进行加热以将其内部流通的气体中的细菌与病毒杀死。

其中，上述的冷却设备52为冷却风扇、循环冷却管、压缩冷却器或半 导体冷却装置中的一种或多种。在本实施例中采用冷却风扇作为冷却设备52 对加热后的气体进行冷却，使其迅速降低到室温左右的温度。

进一步地，第一进气管41邻近冷却装置5的位置处设置有第一温度传 感器，第一出气管81邻近呼气冷却装置9的位置处设置有第二温度传感器， 第一温度传感器和第二温度传感器电连接有外部显示装置。设置第一温度传 感器和第二温度传感器可以便于观察加热元件42加热之后的气体温度，进 而判断是否有效的杀菌灭毒。

在本实施例中，进气口2和出气口3内均设置有空气过滤器。进气口2 处设置空气过滤器可以先将空气内的杂质进行过滤保证空气的洁净；出气口 3出设置空气过滤器可以对排放的气体的进行过滤，进一步保证排出的气体 的干净。

其中，第一进气管41、第二进气管51、第三进气管61、第一出气管81 和第二出气管91均使用医用金属或耐高温的石英玻璃制成。医用金属和石 英玻璃不惧高温，耐腐蚀性能良好，且具有良好的导热性能便于进行加热与 降温处理。在本实施例中，使用医用金属制作相应的第一进气管41、第二进 气管51、第三进气管61、第一出气管81和第二出气管91。

对本实施例的呼吸器在使用时对吸气净化系统进行测算并计算得到表1 所示的测算数据(本次测算数据仅为多种可达工况中的一种)，其中，每次 潮气量为500ml，得到的以下数据：

表1 呼吸器使用时各参数以及效果数据表

由以上数据可知，当第一进气管41、第二进气管51的直径29毫米时， 人的每次吸气时段内高温灭菌装置中，仅需0.991秒，通过第一进气管41 的空气即可以被加热到500℃，且空气将持续保持一段时间的高温状态，完 全可以将构成病菌、病毒的蛋白质灭活，从而实现将空气中的病毒与细菌杀 死。高温空气通过第二进气管51进行散热该实验例中为风冷，只需要1.039 秒就可以被降至室温。同时还可以看到，第一进气管41、第二进气管51的 长度都只有几十厘米到一米或者更长，经过折叠设计为盘管后其占据的空间 较小，因此主机可以做成一件小家电的大小，便于安装与安放，同时通过设 置适当长度的吸气软管和呼气软管，人们在佩戴时也可以在室内一定范围内 移动。

以下为病毒在不同介质以及不同温度下的存活时间，如表2所示：

表2 病毒在不同媒介中的存活时间

由以上数据可知，当温度较高时，其病毒的存活时间即降低，而电加热 可达的温度范畴为500-1000℃，可以将通过的病菌和病毒杀死，因此，本发 明的装置采用高温灭毒灭菌可以达到良好的效果，具有推广意义，适用于医 院病房内进行防护，已降低医务人员与其他健康人员的感染几率。

本发明的高温灭毒呼吸器使用及工作原理：

首先，将该高温灭毒呼吸器安装到区域内的墙壁上进行固定(或在其底 部对称安装万向轮使其便于进行移动)，并且接通电源；

其次，使用人员将封闭式呼吸面罩12戴上，在进行呼吸使用时，空气 先由进气口2进入到吸气净化系统内的高温灭菌装置4进行升温灭毒灭菌， 灭菌后的空气再经由冷却装置5进行冷却，冷却到适宜温度后进入加湿洗气 装置6对空气进行润湿进而得到适宜人呼吸的洁净空气，该洁净空气由吸气 软管7通入到封闭式呼吸面罩内供人体呼吸；此吸气净化系统可以保证使用 人员吸入空气的洁净性，进而保证使用者吸入的空气不含有病毒，避免感染； 使用者呼出的气体由呼气软管10先传到呼气高温灭菌装置8内进行灭菌灭 毒，再进入到呼气冷却装置9内进行冷却，最后由出气口3排出到环境中， 其可以保证排出的气体不包含病毒，从而该装置可供任何人员使用；可以避 免患者的带病毒气体污染所在区域内的空气，从而可以为健康者提供一层防 护保证；故，使用该呼吸器可以有效杀死病毒，避免感染。

因此，本发明的高温灭毒呼吸器适用于环境中有病菌、病毒存在，带病 菌、带病毒的人，或者说感染病菌、病毒后可能进一步传播病菌、病毒的人 群与健康人群(比如工作人员、医生等)长时间共处的环境。比较常见的此 类环境是医院中的各种病房、诊室、候诊区。在这种环境中，本发明的高温 灭毒呼吸器可以作为个人呼吸器为人群提供经过高温杀灭病菌、病毒的空气， 进而可以减少环境内病毒的存在量，避免感染。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的 较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围 所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种高温灭毒呼吸器，包括呼吸器箱体(1)和封闭式呼吸面罩(12)，其特征在于：所述呼吸器箱体(1)内设置有吸气净化系统和呼气净化系统，所述呼吸箱体(1)上开有进气口(2)和出气口(3)，所述吸气净化系统包括高温灭菌装置(4)、冷却装置(5)和加湿洗气装置(6)，所述进气口(2)与高温灭菌装置(4)相连通，所述冷却装置(5)分别与高温灭菌装置(4)和加湿洗气装置(6)相连通，所述加湿洗气装置(6)通过吸气软管(7)与所述封闭式呼吸面罩(12)连接；所述呼气净化系统包括呼气高温灭菌装置(8)和呼气冷却装置(9)，所述呼气高温灭菌装置(8)的一端与呼气冷却装置(9)连通，另一端通过呼气软管(10)与封闭式呼吸面罩(12)连接，所述呼气冷却装置(9)连通出气口(3)。

2.根据权利要求1所述的一种高温灭毒呼吸器，其特征在于：所述封闭式呼吸面罩(12)上设置有通气管(11)，其中所述吸气软管(7)和呼气软管(10)均与通气管(11)连接，且所述通气管(11)与所述吸气软管(7)和呼气软管(10)连接位置处设置有呼吸阀。

3.根据权利要求1所述的一种高温灭毒呼吸器，其特征在于：所述高温灭菌装置(4)包括第一进气管(41)和对第一进气管(41)进行加热的加热元件(42)，所述第一进气管(41)与所述进气口(2)连通。

4.根据权利要求3所述的一种高温灭毒呼吸器，其特征在于：所述冷却装置(5)包括第二进气管(51)和冷却设备(52)，其中，所述第二进气管(51)与所述第一进气管(41)相连通。

5.根据权利要求4所述的一种高温灭毒呼吸器，其特征在于：所述加湿洗气装置(6)包括供气泵(62)和洗气加湿罐(63)，所述第二进气管(51)连通供气泵(62)的一端，所述供气泵(62)的另一端通过第三进气管(61)接入洗气加湿罐(63)，所述洗气加湿罐(63)内盛放有纯净水，且所述第三进气管(61)置于纯净水的内部，所述吸气软管(7)与洗气加湿罐(63)连通，且所述吸气软管(7)置于纯净水的外部。

6.根据权利要求4所述的一种高温灭毒呼吸器，其特征在于：所述呼气高温灭菌装置(8)包括第一出气管(81)和对第一出气管(81)进行加热的加热元件(42)，所述第一出气管(81)与所述呼气软管(10)连通。

7.根据权利要求6所述的一种高温灭毒呼吸器，其特征在于：所述加热元件(42)为电阻丝、红外线加热灯管、电热膜中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的一种高温灭毒呼吸器，其特征在于：所述呼气冷却装置包括第二出气管(91)和冷却设备(52)，其中，所述第二出气管(91)的一端与所述出气口(3)连通，另一端与所述第一出气管(81)连通。

9.根据权利要求8所述的一种高温灭毒呼吸器，其特征在于：所述冷却设备(52)为冷却风扇、循环冷却管、压缩冷却器或半导体冷却装置中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的一种高温灭毒呼吸器，其特征在于：所述进气口(2)和出气口(3)内均设置有空气过滤器。

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