CN115715853A - 开放式呼出微粒的捕捉过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，包含：面罩、配戴件、抽气组件、过滤材及电源供应器，面罩设有分隔部、支撑部以及遮挡部，且遮挡部的上侧边缘与使用者脸部之间形成有开放式的进气缺口；抽气组件设有连通于进气缺口的排气管路及风扇；过滤材被安装在抽气组件的风扇之前；又风扇受到电源供应器带动而旋转产生抽气气流，使得通过进气缺口进入的外部空气以及使用者口鼻所产生的呼出空气都能被抽吸流经过滤材，再从所述排气组件来排出干净空气，避免使用者所产生的飞沫飘散至空气中形成传播源，且开放式缺口设计不但避免口罩负压造成的额外负担，同时能减少配戴时的脸部接触面积来提升使用舒适性。

Description

开放式呼出微粒的捕捉过滤装置

技术领域

本发明涉及一种配戴在使用者口鼻前方收集微粒的呼气过滤装置，特别是指一种未将口鼻完全封闭来收集使用者所产生飞沫的捕捉过滤装置。

背景技术

近年来空气污染日趋严重，加上重视公共卫生的因素，每当季节转换或者流行性感冒或新冠肺炎这类的传染病等飞沫传染疾病盛行的情况下，应该适时配戴口罩，以降低与阻挡有害物质入侵鼻口的机会。

然而，市面上提供多种不同功能与不同结构的口罩，依照功能性与特定用途分成外科手术用口罩、活性碳口罩、与N95口罩等等，而多数口罩被形成于具有密闭空间的样态，且在鼻子的位置设计成具有支撑功能的鼻架，可以根据使用者鼻子的形状来贴合鼻子来更稳定贴合于脸部，但鼻架多为金属材质或塑料材料等可塑性对象所构成，使得使用者必须经常调整鼻架的位置而导致用户使用时不方便或因为鼻架不贴合来产生疼痛感。

此外，使用者配戴口罩时，会因为微粒负载于滤材，造成空气阻抗增加，佩戴者需更用力呼吸以摄入足够的空气量；而且若在鼻架处有不密合的地方，会造成呼出热气泄漏而凝结于眼镜镜片，使视线受到影响。

发明内容

本发明的主要目的是在于提供一种开放式气罩的捕捉过滤装置，使得到传染疾病的患者能够配戴，借以使使用者呼出的飞沫微粒都能被所述捕捉过滤装置收集，并通过过滤材来排出干净空气，避免使用者的飞沫飘散至空气中形成传播源。

本发明的次要目的是在于开放式面罩仅接触脸部的下巴位置，并保持外部空气由鼻子上方缺口进入，改善面罩配戴的舒适性，同时免除传统封闭式面罩呼吸阻抗过高的缺点。

本发明的另一目的是在于开放式面罩的各部位是采用可分离的方式彼此组接，使使用者能依据不同需求来自行改变支撑部位以及遮挡部位的结构样态。

本发明的再一目的是在于捕捉过滤装置能在不同构件位置分别组装过滤材，通过多处的多次过滤避免排出空气仍残留病菌，且所有过滤材皆可被使用者轻易更换，大幅提升实际使用的方便性。

为达前述目的，本发明提供一种开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，包含：一面罩、一配戴件、一抽气组件、一过滤材以及一电源供应器，其中，所述面罩设有一分隔部位于一使用者的嘴巴下方，所述分隔部具有一靠近所述使用者的第一端以及一远离所述使用者的第二端，所述第一端设有一支撑部来接触所述使用者的下巴，所述第二端向上延伸出一遮挡部来隔挡在所述使用者的鼻子前方，使得所述遮挡部的一上侧边缘与所述使用者的脸部之间形成有一开放式的进气缺口，又所述分隔部设有一位于所述第一端与所述第二端之间的排气开口。

所述配戴件则是连接于面罩，使得所述面罩能被固定在所述使用者的头部。所述抽气组件是具有一排气管路来组装于所述分隔部的排气开口以及一组装于所述排气管路的风扇。所述过滤材被安装在所述面罩及所述抽气组件的其中之一。所述电源供应器电性连接于所述抽气组件来驱使所述风扇旋转，使得一抽气气流被产生在所述面罩与所述排气管路的两者内部，使通过所述进气缺口进入的外部空气以及所述使用者口鼻所产生的一呼出空气都能经过所述过滤材而从所述排气组件排出。

于一较佳实施例中，所述分隔部具有一漏斗壳、一第一弧壁以及一第二弧壁，所述漏斗壳的一上缘连接所述第一弧壁与所述第二弧壁，使得所述第一弧壁与所述第二弧壁之间形成有一收集通道，而所述漏斗壳的一下缘形成有所述排气开口，且一渐缩通道被成形在所述上缘以及所述下缘之间。所述过滤材被安装在所述收集通道，且所述第二弧壁形成一开口向上的插槽，又所述遮挡部具有一插入所述插槽定位的插接段以及一外露于所述分隔部的隔挡段。

此外，所述遮挡部斜向于所述分隔部，使得所述进气缺口所构成的一第一上视轮廓小于所述分隔部所构成的一第二上视轮廓。所述遮挡部的上侧边缘是由一中央位置朝向两侧边位置渐缩形成一未接触所述使用者的弧曲挡壁。

于一可行实施例中，所述遮挡部由一可弯曲形变的透明挡片构成，所述透明挡片的顶部中央具有一V型凹槽，所述V型凹槽的两相反侧边能够互相接触，使得所述遮挡部能被弯折成一立体形状。

又所述支撑部具有一接触所述下巴前侧的第一支撑件以及一接触所述下巴下方的第二支撑件。所述分隔部的第一端进一步设有一母连接件，而所述第一支撑件连接有一配合所述母连接件固定的公连接件，使得所述支撑部可选择性地分离于所述分隔部来进行更换。

所述排气管路包含一第一转接件、一第二转接件以及一介于所述第一转接件及所述第二转接件之间的安装壳件，所述过滤材被设置在所述安装壳件的内部，而所述风扇被安装在所述第二转接件，又所述安装壳件具有一相邻所述第一转接件的第一流通截面以及一相邻于所述第二转接件的第二流通截面，所述第二流通截面大于所述第一流通截面。所述第一流通截面大于所述排气开口的一开口截面，而所述第二流通截面大于所述第二转接件的一出口截面，又所述出口截面的尺寸大于所述开口截面。

于另一可行实施例中，所述捕捉过滤装置进一步包含一辅助过滤材以及一辅助佩带件，所述辅助过滤材安装在所述面罩及所述抽气组件的其中另一者，使得所述呼出空气能够通过所述过滤材及所述辅助过滤材来进行多次过滤；所述辅助佩带件连接于抽气组件，使得所述抽气组件能被定位在所述使用者的一上半身躯干，减少所述使用者头部所需承受的装置重量。

优选的，针对所述配戴件设计，可将所述配戴件设有一抵靠在所述使用者耳朵24的接触段以及一介于所述面罩以及所述接触段之间的延长段；除此之外，亦可由所述面罩与配戴件共同围绕出一配戴空间，使得所述使用者的头部能进入所述配戴空间，且所述配戴件是由一可伸缩材料构成而能调整所述配戴空间的大小。

本发明的特点在于面罩与使用者的脸部保持间隔来形成开放式的进气缺口，借以改善面罩配戴的舒适性，同时克服传统封闭式面罩呼吸阻抗过高的缺点。此外，抽气组件的风扇所形成的抽气气流，使面罩内部的空气都会被收集进入所述抽气组件来接触过滤材，如此即可使使用者呼吸与咳嗽所产生的飞沫都能被过滤材过滤，避免使用者的飞沫飘散至空气中形成传播源。

附图说明

图1为本发明开放式呼出微粒的捕捉过滤装置的立体图；

图2为捕捉过滤装置配戴于一用户的示意图；

图3为捕捉过滤装置的分解图；

图4为捕捉过滤装置的断面示意图；

图5为面罩的分解图；

图6为面罩另一实施例的示意图；

图7A为图6收集部轮廓的示意图；

图7B为图6进气缺口轮廓的示意图；

图8A至图8C为配戴件不同实施例的立体图；

图9A至图9C为面罩遮挡部能呈现不同样态的示意图；

图10为本发明捕捉过滤装置运作形成抽气气流的示意图；

图11A为捕捉过滤装置单独使用过滤材的气流示意图；

图11B为捕捉过滤装置使用过滤材及辅助过滤材的气流示意图；

图12为本发明捕捉过滤装置另一实施例的示意图；

图13为本发明捕捉过滤装置再一实施例的示意图。

附图标记说明：1-捕捉过滤装置；2-使用者；21-鼻子；22-嘴巴；23-下巴；24-耳朵；25-脖子；3-面罩；30-分隔部；301-第一端；301a-第一弧壁；302-第二端；302a-第二弧壁；303-排气开口；304-收集通道；305-漏斗部；306-渐缩通道；307-定位件；308-母连接件；309-插槽；31-支撑部；311-第一支撑件；312-第二支撑件；313-公连接件；32-遮挡部；321-插接段；322-隔挡段；323-孔洞；324-V型凹槽；33-进气缺口；4-配戴件；41-弹性绳；411-接触段；412-延长段；42-耳挂架；421-接触段；422-延长段；43-系带；431-配戴空间；5-抽气组件；51-风扇；52-排气管路；53-第一转接件；531-入口端；532-第一管体；533-扩大管；54-第二转接件；541-出口端；542-转接端；55-安装壳件；551-圆形壁；552-方型壁；6-过滤材；7-辅助过滤材；8-电源供应器；9-辅助佩带件；C1-第一上视轮廓；C2-第一上视轮廓；F-抽气气流；F1-外部空气；F2-呼出空气。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。

请参阅图1及图2所示，本发明开放式呼出微粒的捕捉过滤装置1可供一用户2配戴在头部20前方的脸部位置，使得所述用户2的鼻子21以及嘴巴22所呼出空气能被捕捉过滤装置1抽吸收集，并进行过滤将干净空气排出，避免流行性感冒、肠病毒或新冠肺炎等飞沫传染的疾病传染他人。

请参阅图3至图5所示，所述捕捉过滤装置1包含：一面罩3、一配戴件4、一抽气组件5、一过滤材6、一辅助过滤材7以及一电源供应器8，其中，所述面罩3能接触所述使用者2的脸部，并能阻隔在所述使用者2的嘴巴22以及鼻子21前方；所述配戴件4用以将所述面罩3保持定位在所述使用者2头部前方的脸部；所述抽气组件5用以产生一抽气气流F，使得所述面罩3所收集到的空气由所述抽气组件5的一入口端531进入后，再由所述抽气组件5的一出口端541排出；所述过滤材6以及所述辅助过滤材7则是分别安装在所述面罩3以及所述抽气组件5的内部，两者皆分布在所述抽气气流F所产生的一气流路径上，使得空气经过所述过滤材6以及所述辅助过滤材7时受到多重过滤；所述电源供应器8则是连接到所述抽气组件5的一风扇51，使得所述风扇51能够持续旋转来产生所述抽气气流F。

如图所示，所述面罩3设有一分隔部30位于所述使用者2的嘴巴22下方、一支撑部31来接触所述使用者2的下巴23以及一遮挡部32来隔挡在所述使用者2的鼻子21前方，所述分隔部30具有一靠近所述使用者2的第一端301、一远离所述使用者2的第二端302以及一位于所述第一端301及所述第二端302之间的排气开口303，所述支撑部31可组卸地组装在所述第一端301，而所述遮挡部32同样是可组卸地组装在所述第二端302，借此可使所述使用者2依据需求来自行更换所述支撑部31及所述遮挡部32的样式。

其中，所述分隔部30的第一端301被构造成一曲度较小的第一弧壁301a，而所述分隔部30的第二端302被构造成一曲度较大的第二弧壁302a，使得所述第一弧壁301a与所述第二弧壁302a之间形成一呈现新月状的收集通道304，又所述第一弧壁301a与所述第二弧壁302a的下方共同连接在一漏斗部305的一上缘，且所述漏斗部305的一下缘收束成截面较小的所述排气开口303，使得所述上缘与所述下缘之间形成一渐缩通道306，又所述第一弧壁301a与所述第二弧壁302a相邻接的两侧端位置分别设有一定位件307。

此外，所述遮挡部32由所述第二弧壁302a垂直向上延伸，使得所述遮挡部32的一上侧边缘321与所述使用者2的脸部之间形成有一开放式的进气缺口33；且所述遮挡部32的上侧边缘321是由一中央位置朝向两侧边位置渐缩形成一未接触所述使用者2的弧曲挡壁，当使用者改变所述面罩3的配戴角度时，能减少所述弧曲挡壁接触到所述使用者2脸颊的机会，增加配戴时的舒适度；然而，此一实施样态仅举例说明，所述遮檔部32亦可被成形为一高度维持相同的矩形挡壁，使得所述面罩3的的封闭性提高，借以提升捕捉效率。

于图示第一较佳实施例中，所述支撑部31具有一接触所述下巴23前侧的第一支撑件311以及一接触所述下巴23下方的第二支撑件312。除此之外，所述分隔部30的第一弧壁301a设有一母连接件308，而所述第一支撑件311连接有一配合所述母连接件38固定的公连接件313，使得所述支撑部31可组卸于所述分隔部30；又所述第二弧壁302a形成一开口向上的插槽309，又所述遮挡部32具有一插入所述插槽309定位的插接段321以及一外露于所述分隔部30的隔挡段322。

请参阅图6、图7A及图7B所示，于第二可行实施例中，所述遮挡部32由所述第二弧壁302a朝向所述使用者2斜向延伸至鼻子21上方；由所述使用者2的头部上方观看，所述使用者2的脸部以及所述遮挡部32共同构成的所述进气缺口33具有一第一上视轮廓C1，而所述第一弧壁301a与所述第二弧壁302a共同构成的所述收集通道304具有一第二上视轮廓C2，其中，所述第一上视轮廓C1的面积小于所述第二上视轮廓C2。

请参阅图2及4所示，所述配戴件4连接于所述分隔部30的定位件307，如图所示，所述配戴件4设为两个能独立形成围绕空间的弹性绳41，使得所述弹性绳41能够围绕在所述使用者2的耳朵24周围，使所述面罩3能够受到弹力作用而被定位在所述使用者2的头部，所述弹性绳41具有一能抵靠在所述使用者2耳朵24的接触段411以及一介于所述定位件307以及所述接触段411之间的延长段412。

然而，此仅用为方便举例说明之用，并非加以限制所述配戴件4的结构样态，亦即，如图8A所示，所述配戴件4可设为一可相对于所述定位件307枢转的耳挂架42，所述耳挂架42具有一配合接触所述使用者2耳朵24的接触段421以及一介于所述定位件307与所述接触段421之间的延长段422。或者是如图8B所示，所述配戴件4亦可设为一由可伸缩材料构成的系带43来配合所述面罩3共同形成一配戴空间431，所述配戴空间431可被调整尺寸，使得不同使用者2的头部都能进入所述配戴空间431。或者如同图8C所示，所述遮挡部32具两侧分别形成一孔洞323，而所述弹性绳41穿过所述孔洞323及所述定位件307，使得所述使用者2的耳朵24能被所述弹性绳41双重围绕，同时所述遮挡部32亦能受到所述弹性绳41拉扯而朝向所述使用者的脸部略为形变。

请参阅图9A至图9C所示，所述遮挡部32亦可由一可弯曲形变的透明挡片构成，所述透明挡片的顶部中央具有一V型凹槽324，使用时可通过弯折所述透明挡片，使所述V型凹槽324的两相反侧边能够互相接触，而使所述V行凹槽324消失。如图所示，所述V型凹槽324会因为尖点的深度或是开口的宽度，导致所述遮挡部32被弯折成不同的立体形状。

再者，请参阅图3及4所示，所述抽气组件5具有一排气管路52来组装于所述分隔部30的排气开口303，所述风扇51被组装于所述排气管路52的尾端，其中，所述排气管路52包含一构成所述入口端531的第一转接件53、一构成所述出口端541的第二转接件54以及一介于所述第一转接件53及所述第二转接件54之间的安装壳件55。所述第一转接件53具有一连接在所述排气开口303的第一管体532以及一连接在所述第一管体532的扩大管533。

所述安装壳件55的顶部以及底部分别构造有一圆形壁551以及一方型壁552，所述圆形壁551相邻于第一转接件53的所述扩大管533，并构造有一第一流通截面，而所述方型壁552相邻于所述第二转接件54，并构造有一第二流通截面，其中，所述第二流通截面大于所述第一流通截面，且所述第一流通截面大于所述排气开口303的一开口截面。

所述第二转接件54具有一连接所述方型壁552的转接端542以及连接所述风扇51的所述出口端541，其中，所述转接端542与所述出口端541之间形成有一渐缩壁面，使得所述第二流通截面大于所述第二转接件54的一出口截面，又所述出口截面的尺寸大于所述开口截面。

请再参阅图4所示，所述过滤材6是被安装在所述安装壳件55内部，构造有多数的打折面来增加过滤的接触面积；而所述辅助过滤材7则是设为一被安装在所述收集通道304中的片体，借此使本发明捕捉过滤装置1能通过多个滤材进行多重过滤。

请参阅图10所示，所述电源供应器8则是电性连接于所述风扇51，使得所述风扇51能够持续旋转来使所述捕捉过滤装置1内部产生一抽气气流F，由于所述面罩3内部因为风扇51形成了一压力差，因此，一外部空气F1将会通过所述进气缺口33进入面罩3内部，而所述使用者2在呼吸或是说话时所产生的一呼出空气F2，都会被所述面罩3收集而随着所述外部空气F1一并进入所述抽气组件5，最后由所述风扇51的另一侧排出。过程中，所述外部空气F1以及所述呼出空气F2都会通过所述过滤材6以及辅助过滤材7，确保排出气体的病毒能够被完全过滤掉。

请参阅图11A所示，当本发明捕捉过滤装置1仅在所述安装壳件55内部设置所述过滤材6时(图未示)，由于所述排气开口303位于所述收集信道304的中央位置，因此，气流在从外部进入所述收集信道304时，中央区域的气流强度较强，而两侧位置的气流强度较弱。

请参阅图11B所示，当本发明捕捉过滤装置1在所述安装壳件55以及所述收集通道304内部分别设置所述过滤材6(图未示)以及所述辅助过滤材7，由于所述辅助过滤材7的内部能被设计成具有不同的阻抗，因此，气流在从外部要进入所述漏斗部305时将受到整流，使得中央区域以及两侧区域的气流强度维持相同。

请参阅图12所示，于另一可行实施例中，本发明捕捉过滤装置1进一步包含一辅助佩带件9，所述辅助佩带件9主要是连接于抽气组件5，使得所述辅助佩带件9以及所述抽气组件5之间形成一佩带空间，使所述使用者2的脖子25穿过所述佩带空间来支撑整个捕捉过滤装置1的重量，然而，此仅方便举例说明之用，亦即所述辅助佩带件9亦可将所述捕捉过滤装置1定位在所述使用者2上半身躯干的一腰部位置(图未示)。

请参阅图13所示，于再一可行实施例中，所述面罩3是由一可挠性材料构成，且所述分隔部30的两定位件307之间形成有一第一间隔，本发明面罩3能通过所述配戴件4的拉引将所述分隔部30向内弹性形变(如图标箭头方向)，使得所述第一间隔被改变成一距离小于所述第一间隔的第二间隔，并使所述分隔部30靠近脸颊形成更加封闭的气罩型式。除此之外，所述面罩3亦可直接将分隔部30设计成一呈现图13形状的硬质材料，无须通过弹性变形即可使所述面罩3两侧直接接触脸颊。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，其特征在于，包含：

一面罩，设有位于一使用者的嘴巴下方的一分隔部，所述分隔部具有一靠近使用者的第一端以及一远离所述使用者的第二端，所述第一端设有一支撑部来接触所述使用者的下巴，所述第二端向上延伸出一遮挡部来隔挡在所述使用者的鼻子前方，使得所述遮挡部的一上侧边缘与所述使用者的脸部之间形成有一开放式的进气缺口，所述分隔部设有一位于所述第一端与所述第二端之间的排气开口，其中，所述分隔部具有一漏斗壳、一第一弧壁以及一第二弧壁，所述漏斗壳的一上缘连接所述第一弧壁与所述第二弧壁，使得所述第一弧壁与所述第二弧壁之间形成有一收集通道，而所述漏斗壳的一下缘形成有所述排气开口，且一渐缩通道被成形在所述上缘以及所述下缘之间；

一配戴件，连接于面罩，使得所述面罩能被固定在所述使用者的头部；

一抽气组件，具有一排气管路来组装于所述分隔部的排气开口以及一组装于所述排气管路的风扇；

一过滤材，安装在所述面罩及所述抽气组件的其中之一；

一电源供应器，电性连接于所述抽气组件来驱使所述风扇旋转，使得一抽气气流被产生在所述面罩与所述排气管路的两者内部，使通过所述进气缺口进入的外部空气以及所述使用者口鼻所产生的一呼出空气都能经过所述过滤材而从所述排气组件排出。

2.根据权利要求1所述的开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，其特征在于，所述过滤材被安装在所述收集通道，且所述第二弧壁形成一开口向上的插槽，所述遮挡部具有一插入所述插槽定位的插接段以及一外露于所述分隔部的隔挡段。

3.根据权利要求1所述的开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，其特征在于，所述遮挡部斜向于所述分隔部，使得所述进气缺口所构成的一第一上视轮廓小于所述分隔部所构成的一第二上视轮廓。

4.根据权利要求1所述的开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，其特征在于，所述遮挡部的上侧边缘是由一中央位置朝向两侧边位置渐缩形成一未接触所述使用者的弧曲挡壁。

5.根据权利要求1所述的开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，其特征在于，所述支撑部具有一接触所述下巴前侧的第一支撑件以及一接触所述下巴下方的第二支撑件。

6.根据权利要求5所述的开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，其特征在于，所述分隔部的第一端还设有一母连接件，而所述第一支撑件连接有一配合所述母连接件固定的公连接件，使得所述支撑部可选择性地分离于所述分隔部来进行更换。

7.根据权利要求1所述的开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，其特征在于，所述排气管路包含一第一转接件、一第二转接件以及一介于所述第一转接件及所述第二转接件之间的安装壳件，所述过滤材被设置在所述安装壳件的内部，而所述风扇被安装在所述第二转接件，所述安装壳件具有一相邻所述第一转接件的第一流通截面以及一相邻于所述第二转接件的第二流通截面，所述第二流通截面大于所述第一流通截面。

8.根据权利要求1所述的开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，其特征在于，所述捕捉过滤装置还包含一辅助过滤材，安装在所述面罩及所述抽气组件的其中另一，使得所述呼出空气能够通过所述过滤材及所述辅助过滤材来进行多次过滤。

9.根据权利要求1所述的开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，其特征在于，所述捕捉过滤装置还包含一辅助佩带件，所述辅助佩带件连接于抽气组件，使得所述抽气组件能被定位在所述使用者的一上半身躯干。

10.根据权利要求1所述的开放式呼出微粒的捕捉过滤装置，其特征在于，所述遮挡部由一能够弯曲形变的透明挡片构成，所述透明挡片的顶部中央具有一V型凹槽，所述V型凹槽的两相反侧边能够互相接触，使得所述遮挡部能被弯折成一立体形状。

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