DE102021006010A1

DE102021006010A1 - Gesichtshalbmaske

Info

Publication number: DE102021006010A1
Application number: DE102021006010.5A
Authority: DE
Inventors: Vanessa Klawunder-Ryll
Original assignee: DIVIS GmbH
Current assignee: Divis De GmbH
Priority date: 2021-12-06
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2023-06-07
Also published as: US20230172290A1

Abstract

Bei einer Gesichtshalbmaske (1), umfassend zumindest einen zumindest eine Respirationsöffnung eines die Gesichtshalbmaske (1) Tragenden abdeckenden Bereich (10) und zumindest einen Befestigungsbereich (11) zum Befestigen der Gesichtshalbmaske (1) an dem die Gesichtshalbmaske Tragenden, insbesondere dessen Kopf und/oder Nacken und/oder Hals, sind zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) zum Desinfizieren der Einatemluft und der Ausatemluft und zumindest eine Einrichtung zum gesichtsformangepassten, engen und dicht abschließenden Anlegen der Gesichtshalbmaske (1) an dem Gesicht des diese Tragenden vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gesichtshalbmaske, umfassend zumindest einen zumindest eine Respirationsöffnung eines die Gesichtshalbmaske Tragenden abdeckenden Bereich und zumindest einen Befestigungsbereich zum Befestigen der Gesichtshalbmaske an dem die Gesichtshalbmaske Tragenden, insbesondere dessen Kopf und/oder Nacken und/oder Hals.
Derartige Gesichtshalbmasken sind im Stand der Technik bekannt. Von je her gelten Atemmasken jeglicher Machart als ein Mittel der Wahl, um das Eindringen von unerwünschten Fremdkörpern unterschiedlichster Größe in den Atemtrakt einer Person zu unterbinden. Beim Ausatmen kann, je nach Ausführung einer solchen Maske, die Abgabe von Teilchen in die Umgebungsluft verhindert werden. In der Regel versucht man dies dadurch zu erreichen, dass man ein mehr oder minder grobes Filtermaterial, wie ein Gewebe oder Geflecht dazu verwendet, um Stoffe ab einer bestimmten Partikelgröße durch dieses Filtermaterial auszufiltern, also die Passierbarkeit der Partikel ab einer durch die Dichte des Filtermaterials bestimmten Größe, einzuschränken oder zu verhindern. Dieses Verfahren stellt einen mitunter erheblichen Widerstand für das Medium Atemluft dar, was zwangsläufig zu einer erschwerten Atmung seitens des die Maske Tragenden, also der die Maske tragenden Person, führt. Zudem ergibt sich durch die Filterwirkung dauerhaft das Problem der Kontamination der Filtermaterialoberfläche mit Bakterien, Viren oder Pilzsporen, die sich im Filtermaterial verfangen haben.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gesichtshalbmaske, umfassend zumindest einen zumindest eine Respirationsöffnung, also Mund und/oder Nase, eines die Gesichtshalbmaske Tragenden abdeckenden Bereich und zumindest einen Befestigungsbereich zum Befestigen der Gesichtshalbmaske an dem die Gesichtshalbmaske Tragenden, insbesondere dessen Kopf und/oder Nacken und/oder Hals, vorzusehen, die einerseits das Eindringen von Bakterien, Viren oder Pilzsporen in den Atemtrakt verhindert und andererseits eine ungehinderte, widerstandsfreie Atmung für den die Gesichtshalbmaske Tragenden ermöglich ist.
Die Aufgabe wird für eine Gesichtshalbmaske nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit zum Desinfizieren der Einatemluft und der Ausatemluft und zumindest eine Einrichtung zum gesichtsformangepassten, engen und dicht abschließenden Anlegen der Gesichtshalbmaske an dem Gesicht des diese Tragenden vorgesehen sind.. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Dadurch wird eine Gesichtshalbmaske geschaffen, mittels derer die Atemluft nicht gefiltert, sondern desinfiziert wird. Zum Desinfizieren der Einatemluft und der Ausatemluft dient die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit. Die Desinfizierung erfolgt über eine Bestrahlung der Atemluft mit UV-C Strahlung. Durch das Bestrahlen mit UV-C-Strahlung lässt sich eine sehr gute desinfizierende Wirkung erzielen. Durch die zumindest eine Einrichtung zum gesichtsformangepassten, engen und dicht abschließenden Anlegen der Gesichtshalbmaske an dem Gesicht des diese Tragenden ist es möglich, die Gesichtshalbmaske eng an das Gesicht des diese Tragenden anzulegen und somit ein Einziehen von Luft und ein Ausblasen von Luft durch Spalte zwischen der Gesichtshalbmaske und dem Gesicht des Tragenden zu vermeiden. Somit kann eine vollständige Abschirmung der Atemluft von der Umgebung außerhalb der Gesichtshalbmaske erfolgen und zugleich dafür gesorgt werden, dass die Atemluft in beiden Richtungen, also beim Einatmen und beim Ausatmen, immer durch die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit desinfiziert wird. Es ist vorteilhaft ein Luftweg für Einatemluft und Ausatemluft in der Gesichtshalbmaske vorgegeben und die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit so angeordnet, dass die durch den Luftweg hindurchstömende Einatemluft und Ausatemluft mit UV-C-Strahlung bestrahlt und hierdurch desinfiziert wird. Der Luftweg führt somit immer durch die UV-C-Strahlung hindurch bzw. diese ist so ausgerichtet, dass sie zuverlässig auf die durch den Luftweg strömende Atemluft einwirken kann. Als Luftweg kann zumindest ein röhrenförmiges Element oder zumindest ein durch verschiedene Komponenten gebildeter röhrenförmiger Abschnitt vorgesehen sein, durch das bzw. den die Atemluft durch die UV-C-Desinfektionseinheit hindurchgeführt wird.
Weiter vorteilhaft ist zumindest eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen zum Steuern und/oder Regeln der von der UV-C-Desinfektionseinheit abgebbaren oder abgegebenen UV-C-Strahlung in Abhängigkeit von der Luftmenge innerhalb der UV-C-Desinfektionseinheit. Hierzu können zumindest ein Luftmassensensor zum Erfassen der durch die UV-C-Desinfektionseinheit hindurchströmenden Luftdurchflussmenge und zumindest eine Mikroprozessor-Steuerungseinheit zum Errechnen der zum Bestrahlen der Luft zu deren Desinfektion erforderlichen Energiemenge zum Erzielen einer optimalen Desinfektionswirkung vorgesehen sein. Die Gesichtshalbmaske weist somit eine respiratorische Desinfektionsfunktionalität auf, wobei ein primäres Desinfektionselement das von Atemluft durchströmte röhrenförmige Element bzw. der röhrenförmige Abschnitt ist. In diesem wird auf einer somit vorgebbaren oder vorgegebenen Wegstrecke, nämlich dem Luftweg, eine optimale Energiemenge ultravioletten Lichts der Kategorie C eingestrahlt, um eine effektive Erbgutänderung und damit eine Dysfunktionalität von Bakterien und Viren erreichen zu können. Zugleich wird eine Dauerbestrahlung mit UV-C-Strahlung vermieden, was einen effizienten, energiesparenden Betrieb ermöglicht.
Wie sich aus Studien ergibt, ist ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 280 nm dazu geeignet, Molekülketten der Desoxyribonukleinsäure (DNA) oder Ribonukleinsäure (RNA) aufzuspalten. Durch diese Eigenschaft kann eine Bestrahlung mit UV-C-Licht bzw. UV-C-Strahlung dazu führen, dass hiermit bestrahlte Bakterien und Viren daran gehindert werden, sich funktionstüchtig zu vermehren. Dies wiederum führt bei einer konstruktiv vor den Respirationsöffnungen, wie Mund und Nase, eines die Gesichtshalbmaske Tragenden angebrachten UV-C-Desinfektionseinheit dazu, dass vorwiegend unschädliche Bakterien und Viren den Atemtrakt des die Gesichtshalbmaske Tragenden erreichen. Der die Gesichtshalbmaske Tragende wird in den meisten Fällen eine Person sein, kann jedoch auch ein Tier sein.
Die Einrichtung zum gesichtsformangepassten, engen und dicht abschließenden Anlegen der Gesichtshalbmaske an dem Gesicht des diese Tragenden kann vorteilhaft das Ausbilden der Gesichtshalbmaske zumindest in dem die Respirationsöffnungen des Tragenden abdeckenden Bereich aus zumindest einem luftdurchlässigen Meshgewebe sein. Ein luftdurchlässiges Meshgewebe ist ein feiner Stoff, der aus zahlreichen kleinen Maschen besteht. Technisch betrachtet ist dies ein Gitter, das durch miteinander verbundene Fäden erzeugt wird. Das Netzmaterial des Meshgewebes ist ein sehr dünner, locker gewebter oder gestrickter Stoff und ist mit zahlreichen kleinen Löchern versehen. Ein solches Meshgewebe kann sich daher sehr gut eng an der Kontur des Gesichts anlegen, passt sich somit genau der Gesichtsform an und ermöglicht daher ein dicht abschließendes Anlegen der Gesichtshalbmaske an der Oberfläche des Gesichts die Gesichtshalbmaske Tragenden. Zugleich ist der Tragekomfort für den die Gesichtshalbmaske Tragenden sehr angenehm, im Unterschied zu den derzeit auf den Markt verfügbaren Masken, da kein lokaler Druck insbesondere an den Rändern der Gesichtshalbmaske auf die Hautoberfläche des Gesichts ausgeübt wird.
Ferner kann vorteilhaft zumindest ein auswechselbares Filter- und/oder Dichtelement vorgesehen sein zum Verhindern des Ansaugens von Luft außerhalb des durch die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit desinfizierbaren Luftweges und zum Verhindern eines Austritts von Tröpfchen in die Umgebungsluft außerhalb der Gesichtshalbmaske beim Ausatmen. Über das zumindest eine auswechselbare Filter- und/oder Dichtelement wird somit das Ansaugen von Luft, die nicht durch die Desinfektionsstufen geführt wurde, verhindert. Beim Ausatmen wird durch die Filterwirkung des Filter- und/oder Dichtelements verhindert, dass Tröpfchen aus der Ausatemluft in die Umgebungsluft abgegeben werden. Das zumindest eine Filter- und/oder Dichtelement kann beispielsweise zumindest eines der folgenden Filtermaterialien eines Papierfiltermaterials, Aktivkohleelements, HEPA-Filterelements umfassen. Je nach Wahl des Filtermaterials des auswechselbares Filter- und/oder Dichtelements können verschiedene Schutzgrade bei Filterung von respiratorischen Tröpfchen erreicht werden.
Weiter vorteilhaft kann die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit zumindest einen für UV-C-Strahlung transparenten Körper, insbesondere transparenten Formkörper, mit zumindest einem spiralförmigen Luftkanal und eine Anzahl von UV-C-LEDs umfasst, die zum Bestrahlen des durch den Luftkanal hindurchströmenden Luftstroms dienen. Der für ultraviolette Strahlung der Kategorie C transparente Körper bzw. Formkörper weist im Innern den zumindest einen spiralförmigen Luftkanal auf, der z.B. in Form eines spiralförmig gelegten Rohres mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein kann. Abgewickelt stellt es die Wirklänge für den UV-C Energieeintrag dar. Auf dem äußeren Umfang bzw. der Fläche des spiralförmigen Luftkanals können die UV-C LEDs angeordnet sein, um den Luftstrom im Innern des spiralförmigen Luftkanals zu bestrahlen.
Vorteilhaft ist zumindest eine Einrichtung zur nach außen lichtdichten Aufnahme der zumindest einen UV-C-Desinfektionseinheit vorgesehen zum Schutz des die Gesichtshalbmaske Tragenden und von dessen Umgebung vor UV-C-Strahlung. Insbesondere kann die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit in zumindest einem Gehäuse nach außen lichtdicht aufgenommen oder verkapselt sein. Zum Optimieren der Verteilung der UV-C-Strahlung kann ferner zumindest eine Verspiegelung der zumindest einen Einrichtung, insbesondere des zumindest einen Gehäuses, der UV-C-Desinfektionseinheit und/oder im Luftkanal oder des Luftkanals der UV-C-Desinfektionseinheit vorgesehen sein. Ein solches Verspiegeln der Gehäuseinnenseite kann die Verteilung der UV-C-Strahlung über den Luftweg hinweg, insbesondere den spiralförmigen Luftkanal der UV-C-Desinfektionseinheit hinweg, optimieren.
Die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit kann weiter vorteilhaft durch zumindest einen Energiespeicher, wie zumindest einen Akkumulator und/oder zumindest eine Batterie, betrieben sein oder werden. Hierdurch ist es möglich, die Gesichtshalbmaske ohne Vorsehen eines elektrischen Anschlusskabels zum Verbinden mit einer externen Energiequelle zu betreiben. Vielmehr kann der zumindest eine Energiespeicher an der Gesichtshalbmaske angeordnet oder in diese integriert sein oder werden. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die zumindest eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, insbesondere die zumindest eine Mikroprozessor-Steuerungseinheit, den Zustand, wie den Ladezustand, des zumindest einen Energiespeichers überwacht. Hierdurch ist es möglich, rechtzeitig vor einem Ende der Betriebszeit der UV-C-Desinfektionseinheit aufgrund zu geringen Ladezustands des zumindest einen Energiespeichers Ferner kann zumindest eine Einrichtung zum Anzeigen des Ladezustands, insbesondere des bevorstehenden Endes der Betriebszeit, der UV-C-Desinfektionseinheit vorgesehen sein oder werden, insbesondere eine optische und/oder akustische Anzeigeeinrichtung. Bevorzugt kann die zumindest eine Anzeigeeinrichtung durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit angesteuert werden. Der Ladezustand des zumindest einen Energiespeichers kann somit von der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit überwacht und der aktuelle Ladezustand durch die zumindest eine Anzeigeeinrichtung angezeigt werden, insbesondere akustisch und/oder optisch.
Vorteilhaft sind zumindest ein Lufteinlass in die Gesichtshalbmaske hinein und zumindest ein Luftauslass aus dieser heraus vorgesehen, wobei sich zwischen diesen der Luftweg, der desinfiziert wird bzw. werden soll, erstreckt. Zum Verhindern der Emission von nicht oder unzureichend desinfizierter Luft in die Umgebung der Gesichtshalbmaske kann zumindest ein Ventilelement im Bereich eines bzw. des Luftauslasses der Gesichtshalbmaske vorgesehen sein oder werden. Beispielsweise kann das zumindest eine Ventilelement ein elektromagnetisches und/oder mechanisches Ventilelement sein. Das zumindest eine Ventilelement kann weiter vorteilhaft bei Feststellen eines ungenügenden Luftversorgungsstroms im Luftweg den Luftweg durch die UV-C-Desinfektionseinheit hindurch blockieren. Tritt letzter Fall ein, so ist durch das zumindest eine Filter- und Dichtelement eine mit einer Standard-Papierfiltermaske vergleichbare Luftreinigung gewährleistet, wobei aufgrund des Vorsehens der Einrichtung zum gesichtsformangepassten, engen und dicht abschließenden Anlegen der Gesichtshalbmaske an dem Gesicht des diese Tragenden und des dichtenden Anliegens der Gesichtshalbmaske an dem Gesicht des diese Tragenden das zumindest eine Filter- und Dichtelement bezüglich der Abdichtung einer herkömmlichen Standard-Papierfiltermaske deutlich überlegen ist.
Vorliegend kann durch die Kombination einer energiespeicherbetriebenen, insbesondere akku- oder batteriebetriebenen, UV-C-Desinfektionseinheit, deren Eintragsstrahlung auf einer Eintragsstrecke, also den Luftweg, analog der darin enthaltenen Luftmenge kontinuierlich gesteuert bzw. geregelt wird, mit einer flächig dicht abschließenden Gesichtshalbmaske, die zudem ein austauschbares Filter- und Dichtelement umfasst, das im Bedarfsfall die Schutzwirkung aufrechterhält, also bei Ausfall der UV-C-Desinfektionseinheit bzw. wenn keine ausreichende Desinfektion mehr gewährleistet werden kann.
Die Gesichtshalbmaske ist somit modular aufgebaut und umfasst die Komponenten des zumindest einen die zumindest eine Respirationsöffnung eines die Gesichtshalbmaske Tragenden abdeckenden Bereichs, der mit der zumindest einen Einrichtung zum gesichtsformangepassten, engen und dicht abschließenden Anlegen der Gesichtshalbmaske an dem Gesicht des diese Tragenden versehen ist, um die Gesichtshalbmaske formangepasst eng an das Gesicht des diese Tragenden um die Respirationsöffnung(en), wie Mund und Nase, herum anzulegen, der UV-C-Desinfektionseinheit und des zumindest einen auswechselbaren Filter- und Dichtelements. Die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit wird zwischen dem die zumindest eine Respirationsöffnung abdeckenden Bereich und dem zumindest einen auswechselbaren Filter- und Dichtelement angeordnet, so dass die UV-C-Desinfektionseinheit zwischen diesen aufgenommen wird/ist. Der die Respirationsöffnung(en) abdeckende Bereich der Gesichtshalbmaske ist dabei auf deren Außenseite und das zumindest eine auswechselbare Filter- und Dichtelement auf der Innenseite der Gesichtshalbmaske angeordnet. Aufgrund des modularen Aufbaus der Gesichtshalbmaske und der Integration der UV-C-Desinfektionseinheit in diese ist eine einfache Reinigung und Desinfektion aller Komponenten der Gesichtshalbmaske möglich. Beispielsweise können eine Lufteinlasskappe auf der Außenseite der Gesichtshalbmaske zum Abdecken des Lufteinlasses und ein Gegenelement auf der Innenseite des Lufteinlasses vorgesehen sein, wobei die Lufteinlasskappe und das Gegenelement aneinander befestigbar sind, beispielsweise durch Vorsehen einer magnetischen Verbindung. Durch die Lufteinlasskappe und deren Gegenelement hindurch tritt Luft in die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit ein. Das Gegenelement und die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit können aneinander befestigt sein oder werden. Auf der Innenseite des zumindest einen auswechselbaren Filter- und Dichtelements ist vorteilhaft ein Luftaustrittskappe angeordnet, die mit dem Luftauslass auf der Außenseite des zumindest einen auswechselbaren Filter- und Dichtelements verbunden werden kann oder ist. Auch hierbei kann zum Verbinden z.B. eine magnetische Verbindung vorgesehen werden/sein. Der Luftauslass ist ebenfalls mit der zumindest einen UV-C-Desinfektionseinheit verbindbar oder verbunden.
Um eine Datenübertragung der von Sensorelementen ermittelten Daten bzw. Betriebsparameter der Gesichtshalbmaske an eine externe Datenverarbeitungseinheit zu ermöglichen, kann zumindest eine Sendeeinrichtung zum Senden der Betriebsparameter der Gesichtshalbmaske, insbesondere von deren UV-C-Desinfektionseinheit, an die externe Datenverarbeitungseinheit vorgesehen sein. Die externe Datenverarbeitungseinheit kann insbesondere Hinweis- und/oder Warn- und/oder Protokollfunktionen bezüglich der Gesichtsmaske, insbesondere deren UV-C-Desinfektionseinheit, übernehmen. Auch kann eine Übertragung der Betriebsparameter über ein lokales Drahtlosnetzwerk an ein verbundenes Datenendgerät als externe Datenverarbeitungseinheit erfolgen, das die Hinweis-, Warn- und Protokollfunktionen übernehmen kann. Die Bedienung kann nach Art einer App beispielsweise über ein Mobilgerät, wie ein Mobiltelefon, erfolgen. Eine Protokollierung dieser Betriebsparameter und erfassten Daten mit nachträglicher Übertragung an ein EDV-System kann auch in der zur Überwachung des Zustands, wie des Ladezustands, des Energiespeichers vorgesehenen zumindest einen Mikroprozessor-Steuerungseinheit realisiert werden.
Ferner kann zumindest ein Sensorelement zum Erfassen medizinisch relevanter Mengenbestandteile der Atemluft in der Gesichtshalbmaske, insbesondere im Luftweg in dieser, vorgesehen sein, insbesondere zum Erfassen von Sauerstoff (O₂), Kohlendioxid (CO₂), Stickstoff (N₂), Aceton, Ammoniak, Wasserstoff (H₂) und anderer Bestandteile der Atemluft. Die hierbei ermittelten Mengenbestandteile können zum Erkennen von Krankheiten und/oder zum Anpassen von Trainingsprogrammen im Sport an die Leistungsfähigkeit des die Gesichtsmaske Tragenden genutzt werden. Es kann somit eine Möglichkeit geschaffen werden, um den Tragenden einer solchen Gesichtshalbmaske frühzeitig auf Krankheiten hinzuweisen. Ebenso kann im Sport eine präzise Kenntnis der stofflichen Zusammensetzung der Atemluft hilfreich sein, um beispielsweise Trainingsprogramme an die Leistungsfähigkeit einer Person anzupassen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird diese näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:

1 eine perspektivische skizzenhafte Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gesichtshalbmaske, und
2 eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gesichtshalbmaske.

1 zeigt eine Gesichtshalbmaske 1, die zum Tragen am Kopf einer Person bzw. eines Tragenden vorgesehen ist. Zu diesem Zweck weist sie einen die Respirationsöffnungen, wie Mund und Nase, der Person bzw. des die Gesichtshalbmaske Tragenden abdeckenden Bereich 10 und einen Befestigungsbereich 11 auf, der zum Befestigen der Gesichtshalbmaske an dem die Gesichtshalbmaske Tragenden, insbesondere dessen Kopf und/oder Nacken und/oder Hals, dient. Der Befestigungsbereich 11 umfasst zwei bandförmige Befestigungselemente 110 und 111, die über ein Verschlusselement 112 aneinander befestigt werden können. Das Verschlusselement 112 kann beispielsweise ein Klettverschluss oder ein anderes Verschlusselement sein.
Die Gesichtshalbmaske 1 ist in ihrem abdeckenden Bereich so ausgestaltet, dass sie die Respirationsöffnungen, wie Mund und Nase, des die Gesichtshalbmaske 1 Tragenden flächig dicht an dessen Gesicht anliegend umschließt. Vorzugsweise besteht der abdeckende Bereich 10 und ggf. auch der Befestigungsbereich 11 der Gesichtshalbmaske 1 daher aus einem luftdurchlässigen Meshgewebe, das zum gesichtsformangepassten, engen und dicht abschließenden Anlegen an die Gesichtskonturen des Tragenden geeignet ist. Das Material des abdeckenden Bereichs 10 der Gesichtshalbmaske 1 dient zugleich als Träger von weiteren Komponenten der Gesichtshalbmaske 1. Diese Komponenten sind ein auswechselbares Filter- und Dichtelement 2 und in der Ausführungsform nach 1 zwei UV-C-Desinfektionseinheiten 3, 4 bzw. in der Ausführungsform der Gesichtshalbmaske 1 nach 2 nur eine UV-C-Desinfektionseinheit 3.
Die UV-C-Desinfektionseinheiten 3, 4 dienen dem Desinfizieren der eingeatmeten Luft und der Ausatemluft. Sie sind daher im Luftweg 5 der Atemluft angeordnet. Dieser ist vorgegeben, wobei über das auswechselbare Filter- und Dichtelement 2 das Ansaugen von Luft außerhalb des Luftweges 5 verhindert wird, somit von Luft, die nicht durch die Desinfektionsstufen des bzw. der UV-C-Desinfektionseinheit(en) geführt wurde. Beim Ausatmen wird durch die Filterwirkung des Filter- und Dichtelements 2 verhindert, dass Tröpfchen aus der Atemluft des die Gesichtshalbmaske Tragenden in die Umgebungsluft abgegeben werden. Dieses auswechselbare Filter- und Dichtelement 2 kann ein einfacher Papierfilter, ein Aktivkohleelement oder hocheffektives HEPA-Filterelement sein, wobei je nach Wahl des Filter- und Dichtelements verschiedene Schutzgrade bei Filterung von respiratorischen Tröpfchen erreicht werden können.
Der Luftweg 5 erstreckt sich zwischen einem Lufteinlass 6 und einem Luftauslass 7. Der Lufteinlass wird durch eine oder mehrere Öffnungen in dem abdeckenden Bereich 10 gebildet, wie insbesondere 2 besser entnommen werden kann. Bei der Ausführungsform der Gesichtshalbmaske 1 nach 1 sind zwei solcher Öffnungen, also Lufteinlässe 6, vorgesehen, wohingegen nach 2 lediglich eine solche Öffnung bzw. nur ein solcher Lufteinlass 6 vorgesehen ist. Der Lufteinlass 6 wird auf der Außenseite 100 des abdeckenden Bereichs 10 der Gesichtshalbmaske 1 von einer Lufteinlasskappe 60 abgedeckt. Auf der Innenseite 101 des abdeckenden Bereichs 10 ist ein Lufteinlass-Gegenelement 61 zu der Lufteinlasskappe 60 angeordnet. Die Lufteinlasskappe 60 und ihr Lufteinlass-Gegenelement 61 sind miteinander verbunden, beispielsweise durch eine magnetische Verbindung. Somit halten sie sich auf der Außenseite 100 und der Innenseite 101 des abdeckenden Bereichs 10 aneinander, dessen Material zwischen sich aufnehmend an diesem fest.
Der Luftauslass 7 ist in Form zumindest einer Öffnung in dem auswechselbaren Filter- und Dichtelement 2 ausgebildet. Auf der Innenseite 20 des auswechselbaren Filter- und Dichtelements 2 ist eine Luftauslasskappe 70 angeordnet und auf der Außenseite 21 des auswechselbaren Filter- und Dichtelements 2 ist ein entsprechendes Luftauslass-Gegenelement 71 angeordnet, das mit der Luftauslasskappe 70 verbindbar oder verbunden ist. Auch hierzu eignet sich eine magnetische Verbindung. Die Luftauslasskappe 70 und deren Luftauslass-Gegenelement 71 nehmen zwischen sich das auswechselbare Filter- und Dichtelement 2 auf, wie insbesondere 2 besonders gut entnommen werden kann.
Das oder die UV-C-Desinfektionseinheiten 3 bzw. 4 sind zwischen den beiden Gegenelementen 61, 71 angeordnet und insbesondere mit diesen verbunden. Der Luftweg 5 führt somit durch den oder die Lufteinlasskappe(n) 60, den/die Lufteinlässe 6, deren Lufteinlass-Gegenelement(e) 61, die jeweilige UV-C-Desinfektionseinheit 3, 4 und das/die Luftauslass-Gegenelement(e) 71, den/die Luftauslässe 7 und die Luftauslasskappe(n) 70 hindurch.
Es können als Lufteinlass 6 und Luftauslass 7 ein oder mehrere Öffnungen in dem abdeckenden Bereich 10 der Gesichtshalbmaske 1 und dem auswechselbaren Filter- und Dichtelement 2 angeordnet sein. Zur Formoptimierung der Gesichtshalbmaske 1 können anstelle nur einer UV-C-Desinfektionseinheit 3, wie in 2 gezeigt, auch mehrere UV-C-Desinfektionseinheiten 3, 4, wie in 1 gezeigt, jeweils mit Lufteinlasskappen als äußere Abdeckungen vorgesehen werden.
Die Hauptkomponente der UV-C-Desinfektionseinheit 3 bzw. 4 besteht aus einem für ultraviolettes Licht der Kategorie C transparenten Formkörper 30. Dieser ist in 1 als zylindrischer Formkörper darstellt, kann jedoch auch eine andere Formgebung aufweisen. Wie 2 besser entnommen werden kann, ist der Formkörper 30 im Innern spiralförmig ausgebildet, weist einen von seinem Zentrum ausgehenden spiralförmigen Luftkanal 31 auf, der z.B. als im Querschnitt rechteckiges Rohr ausgebildet sein kann. Der spiralförmige Luftkanal 31 stellt abgewickelt die Wirklänge für den Energieeintrag der UV-C-Strahlung dar.
Der Formkörper 30 ist in einem Gehäuse 33 lichtdicht aufgenommen bzw. darin verkapselt, um einen Austritt von UV-C-Strahlung aus dem Gehäuse 33 zu vermeiden und somit einen Schutz vor der erbgutverändernden Wirkung der UV-C-Strahlung zu gewährleisten. Auf der Innenseite des Gehäuses 33 sind am äußeren Umfang 34 von diesem und auf dessen Fläche, die in 2 als scheibenförmiger Gehäusedeckel 35 gezeigt ist, eine Anzahl von UV-C-LEDs 32 angeordnet. Diese dienen dem Bestrahlen eines Luftstroms 36, während dessen Durchtritt durch den Formkörper 30 bzw. dessen spiralförmigen Luftkanal 31. Die UV-C-LEDs 32 sind in dem Gehäuse 33 in Richtung der Seite der Verbindung mit dem Lufteinlass-Gegenelement 61 angeordnet. Auch in Richtung des Luftauslass-Gegenelements 71 weist das Gehäuse 33 einen Gehäusedeckel 37 auf. Mit diesem ist das Luftauslass-Gegenelement 71 verbunden.
Die Innenseite 38 des Gehäuses 33 kann mit einer Verspiegelung versehen sein, um die Verteilung der UV-C Strahlung über den Luftweg im spiralförmigen Luftkanal 31 hinweg zu optimieren.
Zum Versorgen der UV-C-LEDs 32 mit Energie ist ein Energiespeicher 120 in Form zumindest eines Akkus oder einer Batterie vorgesehen und an der Gesichtshalbmaske 1 befestigt. Wie 1 entnommen werden kann, ist der Energiespeicher 120 im Bereich des Verschlusselements 112 an einem der oder den bandförmigen Befestigungselementen 110, 111 befestigt. Zwischen der oder den UV-C-Desinfektionseinheit(en) 3, 4 und dem zumindest einen Energiespeicher 120 sind elektrische Leitungen 121 vorgesehen, die sich in der in 1 gezeigten Ausführungsform der Gesichtshalbmaske 1 entlang dem abdeckenden Bereich 10 und dem bandförmigen Befestigungselement 111 erstrecken.
Wie 2 weiter entnommen werden kann, ist bei dieser Ausführungsvariante ein Luftmassensensor 8 im Luftweg 5 angeordnet, der die Durchflussmenge der Luft erfasst, welche durch die UV-C-Desinfektionseinheit 3 bzw. auch 4 strömt. Eine Mikroprozessor-Steuerungseinheit 9 bzw. ein mikroprozessorgesteuerter Regelkreis errechnet die zur Desinfektion erforderliche Energiemenge, mit der die Luftmenge innerhalb der UV-C-Desinfektionseinheit(en) 3 bzw. 4 bestrahlt werden soll, um eine optimale Wirkung zu erzielen. Durch dieses Vorgehen kann eine Dauerbestrahlung vermieden werden, was einen effizienten Betrieb mit einem Energiespeicher 120 in Form z.B. eines Akkupacks zulässt. Die Mikroprozessor-Steuerungseinheit 9 ist entlang den beiden elektrischen Leitungen 121 angeordnet, wie 1 entnommen werden kann.
Um eine eventuelle Emission von nicht oder nicht ausreichend desinfizierter Luft in die Umgebung zu verhindern, ist in der Ausführungsform der Gesichtshalbmaske 1 gemäß 2 in das Luftauslass-Gegenelement 71 ein Ventilelement 72, insbesondere in Form eines elektromagnetisch und/oder mechanisch betätigten Ventilelements, integriert, welches bei ungenügendem Versorgungsstrom automatisch den Luftkanal 31 durch die UV-C-Desinfektionseinheit 3 bzw. 4 hindurch blockiert. Tritt dieser Fall ein, findet somit keine Desinfektion der Luft statt, ist durch das auswechselbare Filter- und Dichtelement 2 eine mit einer Standard-Papierfiltermaske vergleichbare Luftfilterung und somit Luftreinigung gewährleistet. Bezüglich der Abdichtung der Maske bei deren Auflage auf dem Gesicht der diese tragenden Person bzw. des Tragenden ist die Gesichtshalbmaske 1 der bekannten Standard-Papiermaske jedoch deutlich überlegen.
Der modulare Aufbau und die einfache Integration des Desinfektionselementes ermöglicht eine einfache Reinigung und Desinfektion von deren Komponenten. Durch Lösen der jeweiligen Verbindung zwischen der Lufteinlasskappe 60 und dem Lufteinlass-Gegenelement 61 bzw. der Luftauslasskappe 70 und dem Luftauslass-Gegenelement 71 können alle Komponenten der Gesichtshalbmaske 1 voneinander getrennt, insbesondere auch das auswechselbare Filter- und Dichtelement 2 ausgewechselt werden.
Durch eine permanente Überwachung des Zustands, insbesondere des Ladezustands, des Energiespeichers 120, wie des Akkuzustandes, mittels der Mikroprozessor-Steuerungseinheit 9 kann bei Vorsehen einer optischen und/oder einer akustischen Anzeigeeinrichtung 90 sowohl über optisch als auch akustisch auf ein bevorstehendes Ende der Betriebszeit der UV-C-Desinfektionseinheit(en) 3 bzw. 4 hingewiesen werden.
Ferner ist eine Übertragung der ermittelten Betriebsparameter über ein insbesondere lokales Drahtlosnetzwerk an ein damit verbindbares oder verbundenes Datenendgerät möglich, das Hinweis-, Warn- und Protokollfunktionen übernehmen kann. Eine Bedienung ist nach Art einer App über ein mobiles Gerät, wie ein Mobiltelefon, möglich. Auch eine Protokollierung der Betriebsparameter bzw. der erfassten Daten mit nachträglicher Übertragung an ein EDV-System kann vermittels der Mikroprozessor-Steuerungseinheit 9 erfolgen.
Durch die definierte bzw. vorgebbare Geometrie des spiralförmigen Luftkanals 31 der UV-C-Desinfektionseinheit(en) 3 bzw. 4 kann ferner ein Sensorelement (in 1 und 2 nicht gezeigt) zur Bestimmung verschiedener medizinisch relevanter Mengenbestandteile der Atemluft vorgesehen und in die UV-C-Desinfektionseinheit(en) 3, 4 integriert sein oder werden. Beispielsweise können als medizinisch relevante Mengenbestandteile O₂, CO₂, N₂, Aceton, Ammoniak, H₂ und andere Bestandteile der Atemluft durch das zumindest eine Sensorelement ermittelt werden. Durch die Verbindung mit den Daten des vorhandenen Luftmassensensors 8 besteht die Möglichkeit, den Tragenden der Gesichtshalbmaske 1 frühzeitig auf Krankheiten hinzuweisen. Auch im Bereich des Sports kann die Kenntnis der stofflichen Zusammensetzung der Atemluft hilfreich sein, um z.B. Trainingsprogramme an die Leistungsfähigkeit einer Person anzupassen.
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen von Gesichtshalbmasken können noch zahlreiche weitere gebildet werden, insbesondere auch beliebige Kombinationen der genannten Merkmale von dieser, wobei die Gesichtsmaske zumindest einen zumindest eine Respirationsöffnung einer die Gesichtshalbmaske tragenden Person abdeckenden Bereich, zumindest einen Befestigungsbereich zum Befestigen der Gesichtshalbmaske an der die Gesichtshalbmaske tragenden Person, insbesondere deren Kopf und/oder Nacken und/oder Hals, zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit zum Desinfizieren der Einatemluft und der Ausatemluft und zumindest eine Einrichtung zum gesichtsformangepassten, engen und dicht abschließenden Anlegen der Gesichtshalbmaske an dem Gesicht der diese tragenden Person umfasst.
Bezugszeichenliste

1: Gesichtshalbmaske
2: Filter- und Dichtelement
3: UV-C-Desinfektionseinheit
4: UV-C-Desinfektionseinheit
5: Luftweg
6: Lufteinlass
7: Luftauslass
8: Luftmassensensor
9: Mikroprozessor-Steuerungseinheit
10: abdeckender Bereich
11: Befestigungsbereich
20: Innenseite
21: Außenseite
30: Formkörper
31: spiralförmiger Luftkanal
32: UV-C-LED
33: Gehäuse
34: äußerer Umfang
35: Fläche/scheibenförmiger Gehäusedeckel
36: Luftstrom
37: Gehäusedeckel
38: Innenseite des Gehäuses
60: Lufteinlasskappe
61: Lufteinlass-Gegenelement
70: Luftauslasskappe
71: Luftauslass-Gegenelement
72: Ventilelement
90: Anzeigeeinrichtung
100: Außenseite
101: Innenseite
110: bandförmiges Befestigungselement
111: bandförmiges Befestigungselement
112: Verschlusselement
120: Energiespeicher (Akku/Batterie)
121: elektrische Leitung

Claims

Gesichtshalbmaske (1), umfassend zumindest einen zumindest eine Respirationsöffnung eines die Gesichtshalbmaske (1) Tragenden abdeckenden Bereich (10) und zumindest einen Befestigungsbereich (11) zum Befestigen der Gesichtshalbmaske (1) an dem die Gesichtshalbmaske Tragenden, insbesondere dessen Kopf und/oder Nacken und/oder Hals, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) zum Desinfizieren der Einatemluft und der Ausatemluft und zumindest eine Einrichtung zum gesichtsformangepassten, engen und dicht abschließenden Anlegen der Gesichtshalbmaske (1) an dem Gesicht des diese Tragenden vorgesehen sind.
Gesichtshalbmaske (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftweg (5) für Einatemluft und Ausatemluft in der Gesichtshalbmaske (1) vorgegeben ist und die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) so angeordnet ist, dass die durch den Luftweg (5) hindurchstömende Einatemluft und Ausatemluft mit UV-C-Strahlung bestrahlt und hierdurch desinfiziert wird.
Gesichtshalbmaske (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen ist zum Steuern und/oder Regeln der von der UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) abgebbaren oder abgegebenen UV-C-Strahlung in Abhängigkeit von der Luftmenge innerhalb der UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4).
Gesichtshalbmaske (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Luftmassensensor (8) zum Erfassen der durch die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) hindurchströmenden Luftdurchflussmenge vorgesehen ist und die zumindest eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung zumindest eine Mikroprozessor-Steuerungseinheit (9) zum Errechnen der zum Bestrahlen der Luft zu deren Desinfektion erforderlichen Energiemenge zum Erzielen einer optimalen Desinfektionswirkung umfasst.
Gesichtshalbmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtung zum gesichtsformangepassten, engen und dicht abschließenden Anlegen der Gesichtshalbmaske (1) an dem Gesicht des diese Tragenden das Ausbilden der Gesichtshalbmaske (1) zumindest in dem die Respirationsöffnungen des Tragenden abdeckenden Bereich (10) aus zumindest einem luftdurchlässigen Meshgewebe ist.
Gesichtshalbmaske (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein auswechselbares Filter- und/oder Dichtelement (2) vorgesehen ist zum Verhindern des Ansaugens von Luft außerhalb des durch die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) desinfizierbaren Luftweges (5) und zum Verhindern eines Austritts von Tröpfchen in die Umgebungsluft außerhalb der Gesichtshalbmaske (1) beim Ausatmen.
Gesichtshalbmaske (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine auswechselbare Filter- und/oder Dichtelement (2) zumindest eines der folgenden Filtermaterialien eines Papierfiltermaterials, Aktivkohleelements, HEPA-Filterelements umfasst.
Gesichtshalbmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) zumindest einen für UV-C-Strahlung transparenten Körper, insbesondere transparenten Formkörper (30), mit zumindest einem spiralförmigen Luftkanal (31) und eine Anzahl von UV-C-LEDs (32) umfasst, die zum Bestrahlen des durch den Luftkanal (31) hindurchströmenden Luftstroms (36) dienen.
Gesichtshalbmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einrichtung zur nach außen lichtdichten Aufnahme der zumindest einen UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) vorgesehen ist, insbesondere die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) in zumindest einem Gehäuse (33) nach außen lichtdicht aufgenommen oder verkapselt ist, zum Schutz des die Gesichtshalbmaske (1) Tragenden und von dessen Umgebung vor UV-C-Strahlung.
Gesichtshalbmaske (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verspiegelung der zumindest einen Einrichtung, insbesondere des zumindest einen Gehäuses (33), der zumindest einen UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) und/oder im Luftkanal (31) oder des Luftkanals (31) der zumindest einen UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) vorgesehen ist zum Optimieren der Verteilung der UV-C-Strahlung.
Gesichtshalbmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) durch zumindest einen Energiespeicher (120), wie zumindest einen Akkumulator und/oder zumindest eine Batterie, betreibbar oder betrieben ist.
Gesichtshalbmaske (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, insbesondere die zumindest eine Mikroprozessor-Steuerungseinheit (9), den Zustand, insbesondere Ladezustand, des zumindest einen Energiespeichers (120) überwacht und zumindest eine Einrichtung (90) zum Anzeigen des Ladezustands, insbesondere des bevorstehenden Endes der Betriebszeit, der zumindest einen UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) vorgesehen ist, insbesondere eine optische und/oder akustische Anzeigeeinrichtung (90), und die zumindest eine Anzeigeeinrichtung (90) durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit ansteuerbar ist oder angesteuert wird.
Gesichtshalbmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verhindern der Emission von nicht oder unzureichend desinfizierter Luft in die Umgebung der Gesichtshalbmaske (1) zumindest ein Ventilelement (72) im Bereich eines Luftauslasses (7) der Gesichtshalbmaske (1) vorgesehen ist, insbesondere ein elektromagnetisches und/oder mechanisches Ventilelement (72), wobei das zumindest eine Ventilelement (72) bei Feststellen eines ungenügenden Luftversorgungsstroms im Luftweg (5) den Luftweg (5) durch die zumindest eine UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4) hindurch blockiert.
Gesichtshalbmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Sendeeinrichtung zum Senden von Betriebsparametern der Gesichtshalbmaske (1), insbesondere von deren zumindest einer UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4), an eine externe Datenverarbeitungseinheit vorgesehen ist, insbesondere die externe Datenverarbeitungseinheit Hinweis- und/oder Warn- und/oder Protokollfunktionen bezüglich der Gesichtshalbmaske (1), insbesondere deren zumindest einer UV-C-Desinfektionseinheit (3, 4), übernimmt.
Gesichtshalbmaske (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensorelement zum Erfassen medizinisch relevanter Mengenbestandteile der Atemluft in der Gesichtshalbmaske (1), insbesondere im Luftweg (5) in dieser, vorgesehen ist, insbesondere zum Erfassen von Sauerstoff, Kohlendioxid, Stickstoff, Aceton, Ammoniak, Wasserstoff und anderer Bestandteile der Atemluft, zum Erkennen von Krankheiten und/oder zum Anpassen von Trainingsprogrammen im Sport an die Leistungsfähigkeit des die Gesichtshalbmaske (1) Tragenden.