CN115989064A - 具有过滤器的呼吸器面罩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有面罩主体(1)和至少一个过滤器(100)的呼吸器面罩(1000)，所述过滤器用于过滤流通过所述面罩(1000)和/或所述面罩主体(1)的流体，优选空气，其特征在于，所述至少一个过滤器包括UV过滤器和/或UV发射器(106)、过滤绒毛织物、电和/或静电过滤器中的至少一种或更多种。

Description

具有过滤器的呼吸器面罩
技术领域
本发明是基于一种用于面罩佩戴者的呼吸保护的呼吸器面罩，该呼吸器面罩具有面罩主体和至少一个过滤器，该至少一个过滤器用于过滤流过面罩和/或面罩主体的流体，优选空气。
背景技术
过滤半罩式面罩是面罩和过滤器合二为一。在已知的半罩式面罩的情况下，过滤器通常不能替换。相反，这些半罩式面罩在使用之后或在过滤器耗尽时被完全布置。半罩式面罩通常相对轻且佩戴舒适，并且具有相对大的过滤器面积并且相对卫生。在下侧，与全罩式面罩相比，普通的半罩式面罩总体上使用更昂贵，并且通常不适于过滤气态污染物。半罩式面罩通常用作工作保护，例如在医学领域中保护免受感染，但也例如当在灰尘、木材、玻璃纤维或混凝土的环境下工作时，半罩式面罩包括通常由橡胶或硅树脂制成的面罩主体、并且包围面罩佩戴者的嘴和鼻子区域。在一些实施例中，一个或两个过滤盒可以附接至面罩主体。
从DE 40 17 336 C1中已知上述类型的半罩式面罩。已知的半罩式面罩具有带有密封边缘的半罩式面罩主体，该密封边缘被插入过滤器保持器中。在嘴部区域中，过滤器附接至过滤器保持器。过滤器保持器从半罩式面罩主体的嘴部区域延伸到颊部区域并自由地搁置在半罩式面罩主体上。吸入通过吸入阀发生，并且呼出通过扣入下巴区域中的半罩式面罩主体中的呼出阀发生。条带被紧固在过滤器保持器的孔眼中，通过该孔眼可以将半罩式面罩紧固到装置佩戴者的头部上。
在已知的半罩式面罩中，口腔与环境之间的紧密性是由密封边缘的几何形状和刚度、半罩式面罩主体的弹性以及过滤器保持器对半罩式面罩主体的侧向支撑来确定的。软面罩主体或软密封边缘增加了佩戴舒适性，但恶化了机械稳定性，但是，面罩主体或密封边缘的高刚度在佩戴半罩式面罩时会被感知到不舒服。
在颊部区域中抵靠在半罩式面罩主体上的过滤器保持器仅提供半罩式面罩主体的某种侧向稳定性，而在过滤器保持器和密封边缘之间不存在直接相互作用，这决定了半罩式面罩的紧密性。
从GB-PS 761 263中已知的半罩式面罩由柔性半罩式面罩主体组成，具有过滤器的过滤器保持器被插入在嘴部区域中。在该半罩式面罩主体的密封边缘的区域中，将一根丝线硬化到该面罩主体中以便给予该密封边缘适当的刚度。该丝线可以大体上适配于面罩佩戴者的面部轮廓。
在COVID 19大流行期间，在公众中，主要佩戴自制的日常面罩或医用卫生面罩，例如，防护等级FFP 1或FFP 2的外科手术面罩或FFP面罩(“过滤面片”面罩)。粒子过滤半罩式面罩或FFP面罩，取决于设计，防止吸入颗粒和水性或油性气溶胶。它们大部分完全由具有橡胶条带和可成形鼻夹的无纺织物制成以优化与面部的对准。
具有CE标记的标准化面罩可以在适当使用时防止它们各自应用区域内的可吸入灰尘和液体薄雾。除了支撑过滤材料之外，它们可包括例如具有熔喷绒毛织物的层、具有静电材料的层。小的灰尘颗粒和液滴可以通过静电力结合在该过滤器中。然而，由于呼出的湿空气和灰尘累积，静电效应损失非常快。测试已经显示，在穿戴面罩两小时之后，静电荷已经损失，部分地是由于面罩织物中收集的湿气。即使例如在烘箱中干燥面罩，也不能恢复面罩功能。
因此，本发明的目的是提供一种克服这些缺点并且其静电过滤效应持续更长的面罩。根据本发明的面罩的过滤效果可以改善。
发明内容
该目的通过具有权利要求1的特征的面罩来实现。从属权利要求涉及有利的实施例。
本发明的特征在于，该至少一个过滤器包括活性炭、UV过滤器和/或UV发射器、过滤绒毛织物、电和/或静电过滤器、膜过滤器和/或粒子过滤器中的至少一种或更多种。例如，可以提供的是，该过滤器包括电和/或静电过滤器。另外，该过滤器可以包括例如过滤绒毛织物。活性炭、UV过滤器和/或UV发射器、过滤绒毛织物、电和/或静电过滤器、膜过滤器和/或粒子过滤器的组合也是可能的。过滤绒毛织物可以是无纺织物。可以设置过滤绒毛织物以从流体中过滤污染物和/或病毒。
该面罩可以包括至少一个过滤器保持器，其中可以在过滤器保持器中接收至少一个过滤器，其中在面罩的佩戴状态下，该过滤器保持器可以优选地和/或基本上至少布置在面罩佩戴者的嘴部区域和/或鼻部区域中。
该过滤器可以可拆卸地连接至面罩和/或面罩主体、优选地连接至该过滤器保持器。这允许快速更换过滤器，例如当过滤效果由于使用或为了使过滤器再生而过低时。
过滤器和/或电过滤器和/或静电过滤器可包括格栅。该格栅可以优选地包括金属，特别优选为铜、黄铜、银、金、和/或它们的组合。该格栅还可以包括相应的合金，例如包括铜、黄铜、银和/或金的合金。格栅可以是或者可以被供电。该格栅可以是带静电荷的或变成带静电荷的。格栅可以由电源静电充电或变成由电源静电充电。
该格栅可以被布置在第一层与第二层之间，其中该第一层和/或第二层可以包括绒毛织物。该格栅可以夹在这两个层之间。这两个层可以支撑和/或固定格栅。绒毛织物可以是过滤绒毛织物。绒毛织物可包括过滤效果。
第一层和/或第二层可以是熔喷绒毛织物或包括熔喷绒毛织物。熔喷纤网可优选包括塑料，特别优选聚丙烯。过滤绒毛织物可以是或包括熔喷网。
过滤器可以包括分子筛。分子筛可以包括沸石或活性碳。该分子筛可以在穿过过滤器的流动方向上被布置在格栅的前面或后面。分子筛可以由第一、第二或另外的层支撑、保持或封闭。
UV发射器可以被布置在该过滤器中，使得过滤绒毛织物可以被该UV发射器照射。以此方式，在过滤绒毛织物上或其中存在或过滤的污染物或病毒可以被UV光灭活或分解。过滤绒毛织物可通过用UV发射器照射来消毒或进行消毒。这可以增加面罩的可复用性。过滤绒毛织物可以具有荧光物质，用该荧光物质浸渍过滤绒毛织物。该荧光材料可以被适配成由UV发射器激活。该荧光材料的发射波长可以是250-400nm，这已显示对许多病毒有害。
面罩和/或过滤器可以包括能量存储器(优选地是可更换的电池)和控制单元。能量存储器可连接至电过滤器和/或静电过滤器和/或格栅以供电，其中，控制单元可布置成控制或调节该供电。例如，控制单元可以激活或去激活格栅的电源。替换地或另外地，能量存储器可连接至UV发射器以供电，其中，控制单元可被适配成控制或致动UV发射器。
该面罩和/或过滤器可以包括太阳能电池，该太阳能电池可以连接至该能量存储器和/或该控制单元。能量存储器是可由太阳能电池充电的。
面罩和/或过滤器可以包括流量传感器，该流量传感器可以被适配成用于检测通过面罩和/或过滤器流入的待过滤的流体和/或流出面罩和/或过滤器的流体。
流量传感器可以连接至控制单元或控制单元，使得在检测到流过面罩和/或过滤器的流体、优选地流入和/或流出的流体时，控制单元可以控制向格栅和/或电过滤器的供电。可替代地或另外地，当检测流过面罩和/或过滤器的流体、优选地流入和/或流出的流体时，控制单元可以控制UV发射器，使得UV发射器可以照射或进行照射过滤绒毛织物。
流量传感器可包括枢转板和接触件，当流流过过滤器时，枢转板可绕旋转轴线枢转到流通位置中，使得在流通位置中，枢转板可接触接触件。如果该接触件被枢转板接触，则可以提供的是流量传感器将指示流通的信号发送至控制单元。该流通物可以是或包括进入过滤器或面罩中的流体流。可以提供的是，该流量传感器包括第二接触件，该第二接触件被布置成使得第二接触件在过滤器在相反方向上流过(例如，流出)的情况下被枢转板接触。以这种方式，流量传感器可以容易地检测不同的流动方向并且将它们传达至控制单元。
面罩和/或面罩主体可以至少部分地包括超吸收剂。超吸收剂可以优选地形成面罩主体的至少一部分。超吸收剂可以适于吸收液体。
超吸收剂可以优选地布置在面罩的内侧上或内侧中，使得在面罩的佩戴状态下位于面罩内部的湿气可以被超吸收剂吸收或可以被超吸收剂吸收。超吸收剂可以被布置在例如面罩的内侧上的那些当面罩被戴上时冷凝物收集和/或呼出的空气优先冷凝的位置处。例如，超吸收剂可以布置在在面罩的佩戴状态下可以位于嘴部或鼻部区域处、附近、或接近的区域中。
该面罩可以包括氧气发生器，由此氧气发生器可以流体连接至氧气混合单元，氧气混合单元可以被适配成使流过该面罩的流体富集氧气。可以提供的是，该面罩包括多个氧气发生器，例如以便能够连续地提供氧气。如果需要再生氧气发生器，则多个氧气发生器可以循环控制或操作，使得当再生至少一个氧气发生器时，剩余的氧气发生器中的至少一个不会分别再生提供氧气。例如，如果氧气发生器之一再生，则剩余的氧气发生器可提供氧气。
氧气发生器可被适配成通过变压吸附工艺或电解提供或产生氧气。该氧气发生器可以被适当地设计、确定尺寸和/或构造。
过滤器可以流体连接至氧气混合单元，使得进入面罩的空气通过过滤器过滤并供应到氧气混合单元。取决于氧气发生器的操作模式，可替代地或另外地，过滤器可以流体连接在氧气发生器的上游，例如如果氧气发生器从空气中产生氧气。
附图说明
参考附图进一步解释本发明。它示出了：
图1：在佩戴状态下的根据本发明的面罩的第一实施例；
图2：以平面图呈现的图1中所示的实施例；
图3：根据本发明的面罩的另外两个的实施例；
图4：过滤器的示例性实施例；
图5：具有图4的过滤器和氧气发生器的面罩的示例性实施例；以及
图6：具有图4的过滤器的面罩的示例性实施例。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的面罩1000的实施例。面罩1000可以是半罩式面罩。面罩1000包括面罩主体1。图1示出了面罩佩戴者1001，其中面罩1000的实施例处于佩戴状态。图2示出了图1的面罩1000在由面罩佩戴者1001佩戴之前的状态下或处于丢弃状态下的实施例。面罩1000可以由可洗涤(例如在洗衣机中可洗涤)和/或可消毒的材料制成或包括这样的材料。面罩1000可以由可生物降解或可再循环的材料制成或包括这样的材料。
该材料可以是或包括具有20-80肖氏硬度的软塑料。面罩1000或面罩主体1可以包括具有不同材料厚度或肖氏硬度的不同区域，例如第一区域2、增强区域8和/或柔性区域10，使得可以实现在佩戴状态下面罩1000在面罩佩戴者1001的面部上的良好适配和/或良好贴合。该材料可以包括记忆效应，特别是关于其形状。当戴上时，面罩1000的材料可以符合面罩佩戴者1001的面部的轮廓。可以提供用UV辐射对面罩1000进行固化。
如图2所示，面罩1000在其丢弃状态和/或初始状态下可具有蝴蝶形状。面罩1000可以具有适合的切口，例如图2中的V形切口1002。然而，可想到面罩1000的其他形状。在其丢弃状态和/或初始状态下，面罩1000可以具有大致的二维形状。在佩戴状态下，参见例如图1，或者当戴上面罩1000时，蝴蝶形状的两个翼部可以彼此连接，从而产生如图1所示的面罩1000的三维形状。面罩1000的三维形状可以基本上被成形为使得它基本上与面罩佩戴者1001的面部形状或头部形状相对应。因此，面罩1000可以特别紧密地贴合用户1001的面部。面罩1000的左“翼部”可以与面罩的左半部相对应。面罩1000的右“翼部”可以与面罩的右半部相对应。在图2所示的实施例中，左面罩半部和右面罩半部彼此一体地形成。然而，还可以提供的是，当面罩1000处于丢弃状态时，面罩1000可以包括彼此分开或至少部分地彼此连接的多个面罩部分1000。然后相应面罩部分的连接可以在面罩1000被戴上时和/或之前发生。在至少一个实施例中，这些面罩半部的连接可以通过封闭件4来完成。在未示出的实施例中，封闭件4可以是或包括拉链。
面罩1000包括面罩主体1。面罩主体1可以是多层的。面罩主体1可以由一种或更多种热塑性材料制成或包括一种或更多种热塑性材料。可以通过热成型工艺或通过注射模制工艺来制造面罩主体1。面罩主体1可以由塑料、硅酮和/或织物、或它们的组合制成或包括塑料、硅酮和/或织物、或它们的组合。如果面罩主体1是多层的，则每个层可以由一种或更多种塑料、硅酮和/或织物、或它们的组合制成或包括一种或更多种塑料、硅酮和/或织物、或它们的组合，并且一层、多层或所有层可以由相同或不同的材料制成，或一层、多层或所有层包括相同或不同的材料。
面罩主体1可以在模具中发泡。泡沫材料可以包括具有抗菌作用的添加剂，例如银离子。面罩主体1可以用作用于过滤元件的保持器和/或其自身是过滤器和/或包括过滤功能。面罩主体1的材料可以是多孔的。通过一些折叠技术和切割，三维面罩主体1可以由二维面罩主体1产生。
面罩主体1可以由一个或更多个区域制成或包括一个或更多个区域，例如第一区域2、柔性区域10。不同区域2、8、10的肖氏硬度可以不同或相同。区域2、8、10可以包括不同的材料厚度。区2、8、10可以包括不同的材料。可以提供的是，在第一区域2中，面罩1000或面罩主体1可以例如用剪刀来切割。
面罩1000和/或面罩主体1可以包括成形器3。成形器3可由柔韧材料制成或包括柔韧材料。成形器3可由塑料、金属或金属合金制成或包括塑料、金属或金属合金。成形器3可保持其形状并用于使面罩1000适配于用户的解剖学形状。可以提供的是，成形器3可通过弯曲而变形，使得面罩1000的形状可适配于面罩佩戴者1001的面部形状。成形器3还可至少部分地由可通过UV光固化的塑料材料制成或者包括该塑料材料。可替代地或另外地，面罩1000和/或面罩主体1可以至少部分地由可以通过UV光固化的塑料制成或包括该塑料。如果成形器3和/或面罩1000和/或面罩主体1包括这种塑料，则可在不透光的黑色罩中储存和/或输送未使用的面罩1000。
面罩主体1可以至少在颊部区域和鼻部区域中具有大致圆周的支撑件，该支撑件可以在颊部区域中被设计为第一肩台以作为用于过滤器保持器6的第一端面的止挡件。在鼻部区域中，支撑件可以设计为第二肩台，以作为用于过滤器保持器6的第二端面的止挡件。当面罩就位时，端面和肩台可以通过条带1003以支撑密封边缘的方式接合。支撑件可以是或包括成形器3。还可以提供的是，支撑件具有多部分设计。还可想到的是，支撑件随后被附接和/或紧固到面罩主体1。
面罩1000或面罩主体1可以包括至少部分圆周的密封边缘。密封边缘可以布置在面罩主体1的边缘处和/或沿着该边缘布置。面罩主体1可以在密封边缘的区域中由支撑件来加强。例如，在面罩1000的佩戴状态下，由于条带的拉动，支撑件可以在面罩主体1上(例如，基本上周向地)与固定过滤器保持器6的端面接合。密封边缘或面罩主体1因此可以由特别柔性的材料(例如柔性弹性体)制成，因为密封边缘的支撑可以由搁置抵靠在支撑件上的过滤器保持器6来提供。通过以限定的方式将支撑件附接至面罩主体1，还有可能在面罩主体1的相应区域中调节密封边缘的刚度。例如，可以通过改变支撑件和密封边缘之间的距离、或通过支撑件与过滤器保持器6的端面相互作用的特定几何形状来影响刚度。在支撑件与过滤器保持器6的相关联的端面之间，可以方便地设置一个或更多个粘合剂层，借助于一个或更多个粘合剂层，面罩主体1的密封边缘可以另外固定在过滤器保持器6中和/或过滤器保持器6上，例如如果当面罩1000被戴上时条带1003的拉动尚未完全有效。
面罩1000和/或面罩主体1可以包括至少一个过滤器保持器6。过滤器保持器6可以连接至面罩1000和/或面罩主体1。过滤器保持器6可以与面罩1000和/或面罩主体1一体形成。过滤器保持器6还可以是可改装的，即，随后连接至面罩1000或面罩主体1。过滤器保持器6可以是或包括过滤腔室。过滤器保持器6可用于保持一个或更多个可能不同的过滤器。例如，一个或更多个过滤垫可被接收在过滤器保持器6中。过滤器保持器6可具有外部格栅结构。外部格栅结构可以具有这样的细网，使得过滤器保持器6可用作预过滤器。过滤器保持器6还可形成为具有封闭件的腔室。该腔室可以接收呈松散形式的过滤器和/或物质，例如颗粒、凝胶珠、纤维、二氧化硅、沸石。过滤器可以单独地或组合地包括膜、粒子过滤器、UV过滤器、生物过滤器、空气过滤器、气体过滤器、活性炭过滤器、静电过滤器、电过滤器、旋风过滤器、液体过滤器、含油过滤器、袋式过滤器等中的至少一种或更多种。
面罩1000和/或面罩主体1可以包括一个或更多个过滤器保持器6，过滤器保持器可以例如对称地布置。如果面罩1000包括例如两个面罩半部或若干个面罩部分，则可以提供的是，一个或两个面罩半部或这些面罩部分中的一个或更多个部分各自具有过滤器保持器6。
过滤器保持器6的特定实施例可以是或包括用于具有螺纹的过滤器的第一过滤器保持器6和/或用于具有圆形螺纹的呼吸过滤器的第二过滤器保持器6。第一过滤器保持器6和第二过滤器保持器6或其实施例可例如仅在相应类型的过滤器的具体连接上不同。过滤器可以直接附接至过滤器保持器6的连接开口或附接在过滤器保持器6的连接开口中。
支撑件可以被配置成在面罩主体1的颊部区域中大致圆周的第一肩台以作为用于过滤器保持器的第一端面的止挡件。当面罩1000通过条带抵靠面罩佩戴者1001的面部放置时，密封边缘在颊部区域中的支撑可以由第一肩台提供，其中，由于条带1003的拉动，过滤器保持器6的第一端面可以邻接第一肩台。鼻部区域中的支撑件可以被配置成大致圆周的第二肩台，该第二肩台例如可以是胎圈状的并且可以直接抵靠过滤器保持器6的第二端面。在面罩主体1的鼻部区域中，可以提供另外的(例如，波纹管形的)变形区域，用于使面罩主体1适应面罩佩戴者1001的鼻部区域。
在实践中，第一肩台可以在密封边缘与面罩主体1之间的过渡区域中被设计成倾斜的漏斗形表面。在第一肩台的区域中，过滤器保持器6的第一端面可以被设计成对应于肩台，例如，倾斜的漏斗形表面。
在下巴区域中，面罩主体1可以包括面向过滤器保持器的支撑唇部件作为支撑件。支撑唇部件可以支撑抵靠过滤器保持器6的第三端面。支撑唇部件可以基本上在下巴区域中在径向方向上为面罩主体提供支撑。
过滤器保持器6可以被设计的方式为使得它至少部分地围绕和/或覆盖和/或搭接面罩主体1的鼻部区域、颊部区域以及下巴区域，参见例如图1中所示的面罩1000的实施例。过滤器保持器6可以被设计成一件式。过滤器保持器6因此可以是或包括用于面罩主体1的外部稳定和支撑壳体，该壳体可以是非刚性的。过滤器保持器6的形状可以是大致圆柱形的。这可以使得过滤器保持器6能够以特别成本有效的方式被制造为模制件。然而，过滤器保持器6还可以包括其他几何形状，例如如图2所示的多边形或蜂窝状形状。
面罩1000和/或面罩主体1可以包括用于紧固绑带或条带的安装接口7。绑带可以至少部分地是柔性的和/或可伸展的和/或弹性的。绑带可以是或包括绳索。
面罩主体1和/或面罩1000可以至少部分地由例如在增强区域8中的固体材料制成或包括该固体材料。面罩1000和/或面罩主体1可以包括柔性区域10，其中柔性区域10可以以稳定的方式保持形状和/或由增强区域8固定。过滤器保持器6可以布置在增强区域8的区域中。面罩主体1还可以包括多个增强区域8，这些增强区域可以例如相对于面罩1000的对称轴线对称地布置。由于面罩主体1或面罩1000可以包括至少一个或更多个增强区域8和柔性区域10的事实，面罩1000可以包括高稳定性和/或可以确保面罩1000在用户1001的面部上的良好且紧密的贴合，同时具有高的佩戴舒适性。
如所描述的，面罩1000和/或面罩主体1可以包括柔性区域10。这可以确保面罩1000在讲话过程变形的区域中具有更好的密封。柔性区域10可以例如是中空的和/或可膨胀的以便提供对面罩1000和/或面罩主体1的由讲话引起的变形的甚至更好的适配。
面罩1000和/或面罩主体1可以包括至少一个可膨胀空腔。可膨胀空腔可以例如被定位在面罩和/或面罩主体1的边缘处和/或沿着框架定位。密封边缘可以是或包括可膨胀空腔。然而，作为密封边缘的替代或补充，还可提供可膨胀空腔。通过用流体(例如空气、气体和/或液体)适当地填充或排放空腔，在佩戴状态下面罩1000可以单独地适配于的用户1001的面部形状。面罩1000可以被适配用于此目的，例如包括适合的阀。如果面罩1000和/或面罩主体1包括多于一个空腔，则这些空腔可以流体地彼此分离和/或分开填充。然而，还可以提供的是，一些空腔是彼此流体连接的。在一个实施例中，面罩1000可以例如经由用于填充至少一个空腔的适合的连接元件而连接至压缩空气盒。
图3示出了面罩1000的另外的实施例。图3中所示的面罩1000的实施例不包括切口1002并且不包括封闭件4。面罩1000和/或面罩主体1可以包括一个或更多个加强区域51。加强区域可以例如相对于面罩1000对称地和/或中心地布置。加强区域51可以由记忆塑料制成或包括记忆塑料，记忆塑料可以例如被适配成记忆解剖学形状。面罩1000和/或面罩主体1的一个或更多个区域(例如，加强区域51、第一区域2、增强区域8、和/或柔性区域10)可以包括导电塑料或由导电塑料制成，使得施加的电压可以引起相应区域改变其强度和/或形状。
面罩1000可以包括用于弹性带1003或类似物的保持器52。保持器52可以是可枢转的。保持器52可以被布置和/或附接至面罩主体1。如图3所示，面罩附接件53可以放置在过滤器保持器6和/或过滤器腔室6上。安装接口7可以是或包括保持器52。
面罩附接件53可以包括柔性连接元件54。例如，如果面罩附接件53具有两个或更多个滑入式附接件1005，则它们可以通过柔性连接元件54彼此连接。在图3所示的实施例中，柔性连接元件54连接例如右滑入式附接件1005和左滑入式附接件1005。柔性连接元件54可以用作成形器和/或可以是可变形的。例如，柔性连接元件54可以由可弯曲塑料制成或者包括可弯曲塑料。面罩1000和/或面罩主体1可以包括与滑入式附接件互补的连接元件，使得面罩附接件53可以附接至面罩1000和/或面罩主体。相应的附接可以是可释放的。滑入式附接件1005可以是或包括面罩附接过滤器腔室。
例如，滑入式附件1005可以包括一个或更多个过滤器。过滤器可以是或包括以下参见图4至6所描述的过滤器100。滑入式附件1005可以包括以下描述的氧气发生器122。可以替代地或另外地提供滑入式附件提供其他功能，例如，耳机、麦克风、无线电接口、能量存储等。
图4示出了过滤器100的实施例。过滤器100可适于被接收在过滤器保持器6中或被插入到过滤器保持器6中。然而，还可以提供的是，过滤器100可以滑动到过滤器保持器6上。过滤器100可拆卸地连接至过滤器保持器6和/或面罩1000和/或面罩主体1。
过滤器100可以包括UV发射器106，诸如UV-C LED。过滤器可以包括过滤绒毛织物，过滤绒毛织物能够从流通过过滤器的流体中过滤病毒和/或污染物。UV发射器106可布置在过滤器100中，使得其可照射过滤绒毛织物。用UV发射器106照射过滤绒毛织物可使过滤绒毛织物消毒和/或使位于过滤绒毛织物之中或之上的污染物和/或病毒失活或分解。UV发射器可以发射例如具有100-280nm的波长的UV-C光。利用UV-C光，例如，可以分解生物源或病毒。
过滤器100可包括格栅108。电过滤器和/或静电过滤器可包括格栅108。格栅108可以包括金属，诸如铜、黄铜、银、金、相应的合金和/或它们的组合。格栅可以是或变成带电荷的或带静电荷的。格栅的静电荷可以包括电荷分离。利用格栅的电荷，存在于流过过滤器或格栅的流体中的颗粒、污染物或病毒可以通过库仑、偶极或反射镜电荷力分离或保持至格栅。可以提供的是，格栅在过滤器制造过程中是带静电荷的。可替代地或另外地，可以提供的是，例如当检测到通过过滤器的空气流时，以预定时间间隔或根据其他规则(举例而言)使过滤器或格栅带静电、或使其达到参考电量。这可以防止或减少操作期间的电荷的减少或过滤效果的降低。
网状物108可以布置在第一层118与第二层117之间。第一层118和/或第二层117可以是或包括过滤绒毛织物。过滤绒毛织物、第一层118和/或第二层117可以是或包括熔喷绒毛织物。熔喷绒毛织物可以是或包括塑料，优选聚丙烯(PP)。然而，过滤绒毛织物、第一层118和/或第二层117也可以是或包括例如聚酯、聚酰胺(PA)、PES、PET、或它们的组合。通过将格栅108嵌入第一层118和第二层117之间，第一层和/或第二层布置在格栅108处，静电电荷可分别持续更长时间，格栅108可更长时间地保持带静电荷。第一层118和/或第二层117可以机械地稳定或固定格栅108。第一层118和/或第二层117和/或过滤绒毛织物可以包括金属粉末。由于金属粉末，第一层118和/或第二层117和/或过滤绒毛织物可以是导电的。还可以提供用UV发射器106照射第一层118、第二层117和/或过滤绒毛织物。可以相应地布置UV发射器。例如，UV发射器可布置在第一层118与格栅108或第二层117与格栅108之间。然而，也可以提供，例如，第一UV发射器可以照射第一层118并且第二UV发射器可以照射第二层117；第一UV发射器和/或第二UV发射器可以布置在过滤器100和/或第一层118、格栅108和第二层117的夹层结构的外部。
在熔喷绒毛织物的生产中，可以首先熔化塑料，例如聚丙烯(PP)，直到它可以大致具有液体蜜的粘稠度。随后槽状微小喷嘴形成可被吹到微型筛或格栅108上的细长丝。由此，可以形成第一层118。以等效的方式，可以在格栅108的另一侧上形成第二层117。可以通过嵌入的金属格栅筛108产生一致的静电压。
过滤器100可以包括分子筛115。分子筛115可以包括活性炭、碳和/或沸石或由活性炭、碳和/或沸石组成。分子筛115可以从流过过滤器的流体中过滤污染物和/或病毒。例如，分子筛115可以被接收或布置在由层114(优选绒毛织物)形成的容器中。分子筛115可以替代地或另外地被接收或布置在过滤器中、在两个绒毛织物层(例如第一层118和第二层117)之间。
过滤器100可以包括控制单元111。控制单元111可以是或包括微处理器等。控制单元111可以连接至格栅108。控制单元111可以被适配成引起和/或启动格栅108的电荷分离，使得可以在控制单元111的激发下使格栅108带静电。可替代地或另外地，可以提供的是，控制单元111控制和/或调节至格栅108的电源。例如，在流过过滤器100的情况下，控制单元111可以使电流流过格栅108，使得格栅108可以用作电过滤器。
替换地或另外地，控制单元111可以连接至UV发射器106。控制单元111可被适配成控制和/或致动、或开启或关闭UV发射器106。
过滤器100可包括能量存储设备109。能量存储设备109可被接收在能量存储容器107中。可替代地或另外地，面罩1000和/或面罩主体1可以包括能量存储设备109。能量存储设备109可以是或者包括电池或蓄电池。能量存储设备109可连接至控制单元、格栅108、和/或UV-C发射器106，和/或可向它们中的一个或更多个、或全部提供电力或电能。替换地或另外地，过滤器100可包括电容器120，电容器120可连接至能量存储设备109。电容器120可以连接至格栅108和/或被配置为向格栅108供电和/或用来对格栅108进行静电充电。
过滤器100和/或面罩1000可以包括数据存储器110。数据存储器110可连接至控制单元111，使得控制单元111可将数据存储在数据存储器110中或从数据存储器110检索数据。数据可以是例如控制或调节数据，例如用于控制UV发射器106或格栅108。数据还可以包括例如关于呼吸速率的信息、呼出空气中的气溶胶、唾液成分等。
过滤器100和/或面罩1000可以包括通信模块112。例如，通信模块112可以是无线电接口。通信接口112可以被配置为从外部设备无线接收数据或向外部设备发送数据。通信模块112可以连接至数据存储器110和/或控制单元111，使得可以在通信模块112与数据存储器110和/或控制单元111之间交换数据。
过滤器100和/或面罩1000可以包括接口113，例如用于连接数据发送线缆的USB端口。接口113可以被配置为经由线缆从外部设备接收数据或者向外部设备发送数据。接口113可连接至数据存储器110和/或控制单元111，使得可在接口113与数据存储器110和/或控制单元111之间交换数据。例如，通过通信模块112和/或接口113，控制数据可传送给控制单元111。控制数据可指定或修改控制单元111的控制或调节。
过滤器100可包括传感器101、119。传感器101、119可以被配置成用于检测例如面罩的环境中和/或流通过过滤器的流体中的气溶胶或烟雾。例如，传感器101、119可以是或包括温度传感器或离子烟雾探测器，或测量热量、温度、湿度、压力、声场量、亮度、加速度、pH值、离子强度、电化学电势和/或材料特性。过滤器可以包括火警警报器103。传感器101、119可以是流量传感器和/或被配置成用于检测流通。例如，传感器101、119可以被布置在格栅108、UV发射器106、在第一层118与第二层117之间、和/或过滤绒毛织物之处、附近、或流体上游。传感器101、119可连接至控制单元111和/或数据存储器110，使得由传感器测量的数据可被发送至控制单元111和/或数据存储器110。
过滤器100可以包括太阳能电池104。还可以提供的是，可替代地或另外地，面罩1000和/或面罩主体1包括太阳能电池104。太阳能电池104可将辐射能(诸如太阳光)转换成电能。太阳能电池104可连接至能量存储器109或能量存储容器107，使得能量存储器109可由太阳能电池104充电。
过滤器100可包括保持器105。保持器105可以是或包括框架等。保持器105可围绕或包围过滤器100并且使过滤器100变硬。
过滤器100可以包括致动元件102，通过致动元件，控制单元111、和/或过滤器和/或面罩的功能可以被打开和关闭。致动元件102可以是或包括按钮、滑块、旋钮或类似物。
图5示出了面罩1000的实施例。面罩1000和/或面罩主体1可以至少部分地包括超吸收剂。超吸收剂可以适于吸收液体，例如呼出空气的冷凝物。超吸收剂可吸收许多倍于其自身重量的极性液体，例如水或水溶液。当吸收液体时，超吸收剂溶胀并形成水凝胶，由此液体体积和干超吸收剂体积之和保持相同。
超吸收剂可以形成面罩主体1的至少一部分121。超吸收剂可以布置在面罩的内侧上。内侧可以指当戴上面罩时面向面罩佩戴者1001的面部的一侧。例如，超吸收剂可以布置在冷凝物收集或呼出的空气冷凝物的位置处。例如，超吸收剂可以布置在在面罩的佩戴状态下在面罩1000和/或面罩佩戴者1的嘴部或鼻部区域处、附近、或接近的区域中。超吸收剂可以包括聚合物、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、支链淀粉、明胶、纤维素、和/或活性碳、或它们的组合。可替代地或另外地，超吸收剂可包括分子筛，例如包括沸石。分子筛可以具有例如
Figure BDA0003987762810000149
的孔宽。在此孔宽度下，分子筛可以吸收例如NH3或H2O和/或适用于干燥极性溶剂。可替代地或另外地，分子筛可以具有例如
Figure BDA0003987762810000148
的孔宽。在此孔宽度下，分子筛可以吸收例如H2O、CO2、SO2、H2S、C2H4、C2H6、C3H6、EtOH。不吸收C3H8和更高级的烃类和/或适用于干燥非极性溶剂和气体。可替代地或另外地，分子筛可以具有例如
Figure BDA0003987762810000147
的孔宽。在此孔宽下，分子筛可以吸收例如直链(直线)烃类直至正-C4H10、醇类直至C4H9OH、硫醇类直至C4H9SH。可替代地或另外地，分子筛可以具有例如
Figure BDA0003987762810000146
的孔宽。在此孔宽下，分子筛可以吸收例如支链烃和芳族化合物和/或适用于干燥气体。可替代地或另外地，分子筛可以具有例如
Figure BDA0003987762810000145
的孔宽。在孔宽度下，分子筛可以吸收例如二正丁胺和/或适用于干燥HMPT。
利用超吸收剂，可以减少或完全防止面罩内的湿气，使得可以或提高过滤效果。例如，过滤器100的静电荷可保持更长时间，因为液体和湿气被超吸收剂吸收。此外，通过减少面罩内部的湿气，可以改善佩戴舒适性。
面罩1000可以包括一个或更多个氧气发生器122。通过氧气发生器122，可以将氧气添加到供应给面罩佩戴者的流体或空气中，或者添加到流过过滤器100和/或面罩1000的流体或空气中。如果面罩1000包括多个氧气发生器122，则这些氧气发生器可以借助一个或更多个管线23彼此流体连接。
可以提供的是，首先使供应到氧气发生器的空气通过过滤器系统以去除微生物和灰尘。
氧气发生器122可以使用变压吸附工艺产生氧气。在一个实施例中，特定的多孔材料(例如，沸石或活性碳)可以用作吸收剂。分离效果可以通过不同的原理来实现。在第一变体中，分离可以由于例如平衡吸收而发生。在第二变体中，分离可以由于例如分子筛效应而发生。在第一种情况下，待分离的组分之一可比另一种吸收的更强，由此可发生吸收更差的组分在气相中的富集。在第二种情况下，一些分子可以更快地渗透吸收剂的多孔结构。如果气体混合物现在流过反应器床中的吸收剂，穿透孔较差的组分需要较少的时间流过，因此更快地到达反应器床的出口。这允许从供应到氧气发生器122的空气中提取氧气。
氧气发生器122可以流体连接至氧气混合单元(图中未示出)。氧气混合单元可以流体连接至过滤器100。氧气混合单元可被配置为将由氧气发生器产生的氧气与由过滤器100过滤的空气混合。具有混合氧气的混合空气可以随后通过氧气混合单元从面罩1000朝向面罩的内部排出，即，当面罩1000被戴上时，被供应给面罩佩戴者1001。在这种情况下，可以提供的是，优选地还用另外的过滤器(例如，另外的过滤器100)来过滤供应到氧气发生器的空气，特别是过滤出污染物和/或病毒。
然而，还可以提供的是，氧气混合单元将氧气发生器122生成的氧气混合到环境空气中，环境空气可以例如未经过滤地流入氧气混合单元中，对应地使其富含氧气。在这种情况下，可以提供的是，氧气混合单元流体连接至过滤器100，使得过滤器100过滤混合的空气，例如，病毒和/或污染物。由过滤器100过滤的混合空气然后可以由氧气混合单元从面罩1000驱出至面罩的内部，即，当面罩1000被戴上时供应给面罩佩戴者1001。
氧气发生器122和/或其吸收剂必须不时地再生，例如通过驱除粘附的氮气。因此可以提供的是，面罩1000包括多个氧气发生器，这些氧气发生器交替地产生氧气并且被再生。具体地，可以提供的是总是至少一个氧气发生器122产生氧气，而至少一个其他氧气发生器122被再生。
可替代地或另外地，至少一个氧气发生器122可以通过电解获得氧气。电解可以是水电解，其中水可以分离为氢和氧。为此目的，氧气发生器122可以具有两个电极，分别为阴极125和阳极126。通过施加电能，水可以分离为氢和氧。
氧气发生器122可以连接至能量存储器109并且由其供电。氧气发生器122可以连接至控制单元111并且可以由它控制或者从它接收控制命令。
氧气发生器122可以包括套筒124。套筒124可以是例如细网眼织物套筒。例如，套筒可以是聚四氟乙烯的微孔膜或者包括聚四氟乙烯的微孔膜。
氧气发生器122可以包括箔片127，箔片127可以是半渗透箔片并且可以防止渗透到面罩的内部。可通过供应管线128将流体(例如水)引导到氧气发生器122中。流体可以是或者包括例如呼出空气的冷凝物。
可以提供的是，过滤器100和/或面罩1000包括用于清洁例如过滤器100、格栅108、第一层118、第二层117、过滤绒毛织物、氧气发生器122和/或氧气混合单元的泵129。泵129可以相应地被布置和/或流体连接。
可以提供的是，过滤器100和/或面罩1000包括压缩机130。压缩机130可以例如在呼出过程中支持面罩内的压力积聚和/或支持变压吸附工艺。
图6示出了具有参见图4所描述的过滤器100的面罩1000的实施例。过滤器100和/或面罩1000可以包括流量传感器150。传感器101、119可以是或包括流量传感器150。流量传感器可以被流体性地布置在过滤器100和/或格栅108或过滤绒毛织物的上游。图6中所示的流量传感器150的布置仅仅是示例性的。在图6所示的示例性实施例中，例如，空气可流过流量传感器150并通过图中未示出的管线被引导到过滤器100中。然而，还可以提供的是，流量传感器150被布置在过滤器100和/或过滤器保持器6上、中或附近。例如，可以提供的是，流体(例如空气)直接从环境流入过滤器100和/或过滤器保持器6中。流量传感器150可以被配置成用于检测通过过滤器100的流量。流量传感器可被配置为测量流速。流量传感器150可以连接至控制单元111，使得测量值、信号或数据可以从流量传感器150发送至控制单元111。流量传感器可以流体连接至过滤器100和/或氧气发生器122，使得流过流量传感器150的流体从流量传感器150流入过滤器100和/或氧气发生器122中。流量传感器150可以对面罩1000的环境开放，这样使得来自环境的流体或空气可以流入流量传感器150中。流量传感器150可以被布置在面罩1000的外侧上。在面罩的穿戴状态下，外侧可以对应于背离面罩佩戴者的面部的、对应地与内侧相反的一侧。
在一个实施例中，流量传感器150可以包括围绕旋转轴线137可枢转的枢转板136。流量传感器150可以具有接触点131、接触开关133、接触发送器134和/或接触接收器135。如果流体流过流量传感器150，例如见流线132，则枢转板136可围绕旋转轴线137枢转或变成围绕旋转轴线137枢转。在静止位置中，其中流量传感器150没有流体流过它，可以提供的是，枢转板136接触接触点131。为此目的，枢转板可以包括例如接触发送器134，接触发送器可以例如在静止位置中接触接触点131。当接触点131接触时，流量传感器150可以将非流通物传达至控制单元111。例如，相应的非流通信号(诸如电压等)可经由闭合接触点131而被传达或施加至控制单元111。如果流量传感器150流过，则枢转板可以枢转到或变成枢转到接触点131不被接触或被接触上的流通位置。在这种情况下，流量传感器150可以将流通物传达至控制单元111。可以提供的是，流量传感器150将流通信号传达至控制单元111。可替代地或另外地，可以提供的是，非流通信号没有被传达或未被传达至控制单元111，和/或控制单元111可以从不再传达的非流通信号推断流量传感器150的流通。替代地或另外地，流量传感器150可以包括一个或更多个接触接纳器135，所述接触接纳器135被布置成使得接触接纳器135可以在流通位置中由枢转板136和/或接触发送器134接触或变得接触。然而，枢转板136、接触开关133、接触点131和/或接触接纳器135也可以被布置成使得枢转板136和/或接触提供器134可以接触接触接纳器135和/或在静止位置中不能接触接触点131，并且相应地在流通位置中不能接触接触接纳器135和/或接触接触点131。为此目的，可适当地引导通过流量传感器150的流动方向。
然而，其他流量传感器也是可想到或可使用的。
在一个实施例中，控制单元111可被配置为在检测到流量传感器150的流通时将太阳能电池104电切换或连接至格栅108和/或UV发射器106，或者相应地闭合相应的开关或激活开关元件。控制单元111可以测量或检测由太阳能电池104提供的能量的量。如果太阳能电池104不提供足够的电能，则控制单元111可用格栅108和/或UV发射器106电切换能量存储器109，使得格栅108和/或UV发射器106由能量存储器109供电。可提供传感器144，其可测量施加至格栅108和/或UV发射器106的电压或静电荷并将其传达至控制单元111。如果电压和/或静电荷太低，则控制单元111可用格栅108电切换电容器120。然而，控制单元不限于本文所述的致动。可以规定，在每次呼吸时，向格栅108供应电力和/或施加电压。
可以提供的是，太阳能电池104仅可以对能量存储器109和/或电容器120充电，而不用于直接对格栅108和/或UV发射器106供电。
可替代地或另外地，可以提供的是，格栅108和/或UV发射器106仅在预定(例如)下被供应电流或电压。预定持续时间的固定时间间隔。控制单元111可以被适当地配置为用于此目的，分别适当地切换或控制。时间间隔和/或持续时间可以取决于由传感器144测量的电压。显然，其他控制是可能的。
说明书、附图和权利要求中所公开的特征单独地或以任意组合对本发明而言可能是必不可少的。
附图标记列表
1 面罩主体
2 第一区域
3 成形器
4 封闭件
6 过滤器保持器
7 安装接口
8 增强区域
10 柔性区域
51 加强区域
52 保持器
53 面罩附接件
54 连接元件
101 传感器
102 致动元件
103 火警警报器
104 太阳能电池
105 保持器
106 UV发射器
107 能量存储容器
108 格栅
109 能量存储器
110 数据存储器
111 控制单元
112 通信模块
113 接口
114 层
115 分子筛
117 第二层
118 第一层
119 传感器
120 电容器
121 面罩主体部分
122 氧气发生器
124 套筒
125 阴极
126 阳极
127 箔片
128 供应管线
129 泵
130 压缩机
131 接触点
132 流线
133 接触开关
134 接触发送器
135 接触接纳器
136 枢转板
137 旋转轴线
144 传感器
1000 面罩
1001 面罩佩戴者
1002 切口
1003 条带
1005 滑入式附接件

Claims (18)

1.一种呼吸器面罩(1000)，所述呼吸器面罩具有面罩主体(1)和至少一个过滤器(100)，所述至少一个过滤器(100)用于过滤流过所述面罩(1000)和/或所述面罩主体(1)的流体，优选空气，其特征在于，所述至少一个过滤器包括UV过滤器和/或UV发射器(106)、过滤绒毛织物、电和/或静电过滤器中的至少一种或更多种。
2.根据权利要求1所述的呼吸器面罩(1000)，所述呼吸器面罩包括至少一个过滤器保持器(6)，其中至少一个过滤器(100)被接收在所述过滤器保持器(6)中，其中所述过滤器保持器(6)在所述面罩(1000)的佩戴状态下优选地和/或基本上至少布置在面罩佩戴者(1001)的嘴部区域和/或鼻部区域中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述过滤器(100)可拆卸地连接至所述面罩(1000)和/或所述面罩主体(1)，优选地连接至所述过滤器保持器(6)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述过滤器(100)和/或所述电和/或静电过滤器包括格栅(108)，所述格栅优选包括金属，特别优选为铜、黄铜、银、金、和/或它们的组合。
5.根据权利要求4所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述格栅(108)布置在第一层(118)和第二层(117)之间，其中所述第一层和/或第二层(117)包括绒毛织物和/或所述过滤绒毛织物。
6.根据权利要求5所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述第一层和/或第二层(117)是熔喷绒毛织物或包括熔喷绒毛织物，所述熔喷绒毛织物优选包括塑料，特别优选聚丙烯。
7.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述过滤器(100)包括分子筛(115)，所述分子筛(115)优选包括沸石或活性碳。
8.根据前述权利要求中的一项所述的呼吸器面罩(1000)，其中，在所述过滤器(100)中设置所述UV发射器(106)，使得所述UV发射器能够照射所述过滤绒毛织物，其中，所述过滤绒毛织物优选地包括荧光物质，所述过滤绒毛织物能够例如用所述荧光物质浸渍，其中，所述荧光物质能够被适配成由所述UV发射器激活。
9.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述面罩(1000)和/或所述过滤器(100)包括能量存储器(109)和控制单元(111)，所述能量存储器(109)优选地为可更换的电池，其中所述能量存储器是
a.连接至所述电过滤器(100)和/或所述格栅(108)以供电，其中，所述控制单元(111)被布置成控制或调节所述供电；和/或
b.连接至所述UV发射器(106)以供电，其中，所述控制单元(111)被适配成控制或致动所述UV发射器。
10.根据权利要求9所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述面罩(1000)和/或所述过滤器(100)包括连接至所述能量存储器(109)和/或所述控制单元(111)的太阳能电池(104)，使得所述能量存储器是可由所述太阳能电池充电的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸器(1000)，其中，所述面罩(1000)和/或所述过滤器(100)包括流量传感器(150)，所述流量传感器(150)被适配成检测通过所述面罩和/或所述过滤器流入的待过滤的流体、和/或流出所述面罩和/或所述过滤器的流体。
12.根据权利要求11所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述流量传感器(150)连接至所述控制单元(111)，使得在检测到流通过所述面罩(1000)和/或过滤器(100)的流体、优选流入和/或流出的流体时，
a.所述控制单元(111)控制向所述格栅(108)和/或所述电过滤器(100)的供电，和/或
b.所述控制单元(111)控制所述UV发射器(106)，使得所述过滤绒毛织物被所述UV发射器照射。
13.根据前述权利要求11至12中任一项所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述流量传感器(150)包括枢转板(136)和接触件，所述枢转板在流体通过所述过滤器(100)时能够绕旋转轴线(137)枢转到流通位置，使得在所述流通位置，所述枢转板与所述接触件接触。
14.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述面罩(1000)和/或所述面罩主体(1)至少部分地包括超吸收剂，所述超吸收剂优选形成所述面罩主体(1)的至少一部分。
15.根据权利要求14所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述超吸收剂优选布置在所述面罩(1000)的内侧上或内侧中，使得在所述面罩的佩戴状态下位于所述面罩内的湿气能够被所述超吸收剂吸收。
16.根据前述权利要求中任一项所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述面罩(1000)包括氧气发生器(122)，所述氧气发生器流体连接至氧气混合单元，所述氧气混合单元被适配成使流过所述面罩的流体富含氧气。
17.根据权利要求16所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述氧气发生器(122)被适配成通过变压吸附工艺或电解来提供或产生氧气。
18.根据前述权利要求16至17中任一项所述的呼吸器面罩(1000)，其中所述过滤器(100)与所述氧气混合单元流体连接，使得进入所述面罩(1000)的空气被所述过滤器过滤并供应至所述氧气混合单元。
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