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OUERVERWEISE AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Patentanmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen U.S.-Anmeldung Nr.
63/239 597 , eingereicht am 1. September 2021, Nr.
63/297 084 , eingereicht am 6. Januar 2022, Nr.
63/305 938 , eingereicht am 2. Februar 2022, und Nr.
63/326 418 , eingereicht am 1. April 2022. Alle obigen Anmeldungen sind hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist eine Vollmaske, die die Augen, die Nase und den Mund eines Benutzers bedeckt, insbesondere eine atmungsaktive Schnorchelmaske, die relativ kompakt und leicht ist und eine hervorragende Atmungseffizienz aufweist.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Bei den derzeitigen Wasseraktivitäten ist die gebräuchlichste Art, einem Benutzer das freie Atmen zu erlauben, ohne den Atem anzuhalten, nichts anderes als das Verwenden einer Maske (die Augen und Nase bedeckt) mit einem Atemschlauch (an dem Mund des Benutzers befestigt). Obwohl diese Methode seit vielen Jahren verwendet wird, beruht sie darauf, dass der Benutzer ausschließlich durch den Mund atmet. Dies unterscheidet sich jedoch von der Gewohnheit gewöhnlicher Menschen, die durch den Mund und/oder die Nase atmen. Die Erfindung der Gesichtsschnorchelmaske 1 (d. h. der so genannten Full Face Snorkel Mask, FFSM) besteht hauptsächlich darin, es dem Körper 10 der Maske 1 zu erlauben, das gesamte Gesicht F (von den Augenbrauen bis zum Kinn, einschließlich der Augen, der Nase und des Mundes) zu bedecken. Dann verbindet sich ein Atemschlauch 11 mit der zentralen Oberseite des Körpers 10 und steht in Fluidverbindung mit dem Inneren des Körpers 10, damit der Benutzer frei durch die orinasale Atmung atmen kann. Der gesamte Atmungsprozess ist zwangloser, und es besteht keine Notwendigkeit, auf die Atmung zu achten, wie in den 1A und 1B gezeigt, was die Wasseraktivitäten angenehmer gestaltet.
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Aufgrund der großen Fläche der Linse 12 weist die Vollschnorchelmaske 1 jedoch ein großes Innenvolumen auf, wodurch die FFSM schwierig zu tragen ist. Zusätzlich besteht ein weiterer schwerwiegender Nachteil des großen Innenvolumens von FFSM darin, dass das große Innenvolumen während der Verwendung die Effizienz der ausgeatmeten Luft beim Verlassen der FFSM verringert; dadurch wird die Kohlendioxidkonzentration im gesamten Innenraum des Maskenkörpers 10 allmählich zunehmen. Überall auf der Welt wurde über unbeabsichtigte Bewusstlosigkeit aufgrund eines unzureichenden Blutsauerstoffgehalts berichtet. Um zu verstehen warum, müssen wir mit einigen grundlegenden Theorien beginnen:
- (1) Die Luft, die wir atmen, enthält etwa 21 % Sauerstoff (O2) und bis zu etwa 0,04 % Kohlendioxid (CO2). Aber viele Menschen wissen nicht, dass Kohlendioxid und nicht Sauerstoff in erster Linie für die Geschwindigkeit und Tiefe unserer Atmung verantwortlich ist; Kohlendioxid ist ein sehr wichtiger Bestandteil der Luft in der menschlichen Lunge, und ein erhöhter Kohlendioxidgehalt kann zu Bewusstlosigkeit führen. Geschieht dies im Wasser, ist das Ergebnis Ertrinken.
- (2) Während des Atmens wird Sauerstoff verbraucht und verstoffwechselt, und Kohlendioxid wird von unserem Körper produziert, was zu einem Anstieg des Kohlendioxidgehalts (auf etwa 4 %) und einer Abnahme des Sauerstoffgehalts (auf etwa 16 %) in der Luft, die wir ausatmen, führt. Wenn wir ausatmen, werden die Atemwege nicht vollständig entleert, und eine kleine Luftmenge (reich an Kohlendioxid) verbleibt in den Atemwegen. Diese Atemmenge, die nicht am Luftaustausch teilnimmt, wird medizinisch als „Totraum“ bezeichnet. Wenn wir also erneut einatmen, atmen wir ein Luftgemisch ein, das sowohl „frische Luft“ als auch „kohlendioxidreiche Luft“, die tödlich werden kann, beinhaltet; aus Sicherheitsgründen müssen wir daher den Totraum so klein wie möglich halten.
- (3) Eine derartige Theorie auf die FFSM zu übertragen, das heißt, die gesamte FFSM als das menschliche Atmungssystem zu simulieren. Wenn der Atemschlauch 11 zum Atmen verwendet wird, wird offensichtlich die Länge des Atemwegs vergrößert und konzeptionell wird das Volumen des so genannten Totraums vergrößert. Falls dieses Gesamtvolumen zu groß ist, wird die Luft, die wir wieder einatmen, zunehmend höhere Kohlendioxidkonzentrationen aufweisen, was zu den oben beschriebenen erhöhten Risiken führt. Dies ist auch der Grund, warum die EU-Norm von 1972 (d. h. die EU-Norm EN 1972) die Länge und den Durchmesser von Beatmungsschläuchen streng einschränkt; das heißt, das Volumen der Beatmungsschläuche für Erwachsene darf 230 ml (und für Kinder 150 ml) nicht überschreiten. Und das ist nur die Volumengrenze des Atemschlauchs 11. Wenn wir nun das Innenvolumen des Maskenkörpers 10 hinzufügen, wird das Volumen des Totraums verdoppelt oder verdreifacht oder sogar noch höher, was natürlich zu der Gefahr einer Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration führt.
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Basierend auf der obigen Theorie ist das Reduzieren der Kohlendioxidkonzentration zu einer ernsthaften und aktiven Forschung und Entwicklung für diese Branche geworden, insbesondere für bekannte Hersteller, da sie sichere und zuverlässige Produkte erzeugen müssen. Nicht nur wegen der Notwendigkeit, die EU-Standardinspektion zu bestehen, sondern auch, um Strafverfolgung zu vermeiden und Menschen aufgrund der Sicherheitsbedenken zu entschädigen. Diese Hersteller gehen in der Regel in zwei Richtungen: 1) Reduzieren des Totraumvolumens; 2) „Verzweigen“ des Einlass- und des Auslassluftstroms der Maske derart, dass die eingeatmete Frischluft von dem ausgeatmeten Kohlendioxid unabhängig ist, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Vermischens reduziert wird.
- (1) Um den Totraum zu reduzieren, nehmen einige FFSMs das Designkonzept an, den Atmungsteil (Orinasaltasche) von anderen Teilen, wie den Wangen und den Augen, zu isolieren, um zwei Bereiche zu bilden, der obere Teil ist das obere Volumen (UV), das heißt, die Augentasche 14 (EP), wie in dem Bereich gezeigt, der von der hohlen gepunkteten Linie in 2 umgeben ist; der untere Teil ist das untere Volumen (LV), das die Orinasaltasche 13 (OP) ist, der Bereich, der in 2 von der fetten durchgezogenen Linie umgeben ist, er ermöglicht es, dass der Totraum nur im Bereich des unteren Volumens streng kontrolliert wird, um die Kohlendioxidkonzentration zu reduzieren.
- (2) Um den Einlass und den Auslass zu teilen, haben einige FFSMs einen Einweg-Atemkreislauf konzipiert, indem sie ein Rückschlagventil verwenden, um den Einweg-Einlass und den Einweg-Auslass zu steuern, um zu verhindern, dass sich die ausgeatmete Luft mit der eingeatmeten Frischluft vermischt. Daher ist es beim Einatmen ideal, nur „Frischluft“ aus dem Atemschlauch 11 einzuatmen, durch die Augentasche 14 durchzugehen und dann durch das Rückschlagventil 15 durchzugehen, um in die Orinasaltasche 13 einzudringen (der Pfad, der von der hohlen gepunkteten Linie in 3 gezeigt ist); Die Luft kann nur von den beiden Seiten des Maskenkörpers 10 durch eine einzige Passage (d. h. die Passagen auf den beiden Seiten des Körpers 10 entlang des Umrisses des in den Zeichnungen nicht gezeigten Linsenrahmens) zu der Oberseite der Maske geleitet werden und dann durch den Atemschlauch 11 entleert werden, wie von der durchgezogenen gepunkteten Linie in 3 gezeigt.
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Auch falls die oben genannte Problemlösungsrichtung richtig ist, ist die Luftdichtheit zwischen dem oberen Volumenbereich (Augentasche 14) und dem unteren Volumenbereich (Orinasaltasche 13) vieler Produkte aufgrund alternder Materialien naturgemäß nicht gut oder bedingt durch die die Gesichtsformen und -abmessungen verschiedener Benutzer, wodurch die Abdichtung zwischen den oberen und unteren Volumenbereichen nicht gut aufrechterhalten werden kann. Zwischen der Augentasche 14 und der Orinasaltasche 13 besteht nur eine einfache Trennwand. Zusätzlich wird die Passage, die in 3 durch die durchgezogenen gepunkteten Linien belegt ist, was in den Zeichnungen nicht im Detail gezeigt ist, zweifellos das Volumen des Totraums vergrößern. Dieses Ergebnis kehrt zu dem Niveau zurück, bei dem Kohlendioxidkonzentration zu hoch ist. Natürlich kann das Hinzufügen eines Rückschlagventils zum Steuern des Einweg-Auslasses derart, dass der Ausatmungsraum nach Abziehen des Volumens der Augentasche 14 reduziert werden kann, einige Nachteile des übermäßigen Totraums ausgleichen, aber da der Auslassstrom gewöhnlich von den zwei Seiten der Orinasaltasche zirkuliert, entlang der Luftpassagen um die Maske nach oben zu der Oberseite der Maske geht und dann entlang der Länge des Atemschlauchs bis zu der Oberseite des Atemschlauchs, um abgelassen zu werden. Ob diese „Einweg“-Steuerung des Auslasses bis ganz zu dem Ende gut ausgeführt werden kann oder ob es notwendig ist, einige andere Rückschlagventile in der Mitte zu setzen, wie an der Verbindung zwischen Maske und Atemschlauch usw., werden die Materialkosten erhöht und den Mechanismus komplizierter gestaltet.
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Bei dem aktuellen Design der FFSM wird die gesamte Linse verwendet, um die Augen, die Nase und den Mund des gesamten menschlichen Gesichts abzudecken, und dann sind auf der Innenseite der Linse verschiedene Isolations- und Lufteinlass- und - auslassmechanismen eingerichtet. Daher muss die Linsenoberfläche nach vom aus dem Rahmen herausragen, um nach mehr Innenraum zu streben, so dass das gesamte Produkt nach dem Tragen einen bestimmten Abstand vom Gesicht des Benutzers lässt (wie in 1B gezeigt), und das Innenvolumen eines derartigen Designs der Maske kann nicht minimiert werden. Falls es erwünscht ist, den Totraum auf einen niedrigeren Bereich von Werten zu steuern, ist dies sogar noch unmöglicher. Daher ist es besonders wichtig, strukturelle Änderungen an der auf dem Markt befindlichen Vollmaske vorzunehmen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine atmungsaktive Maske bereitzustellen, deren Volumen durch strukturelle Änderungen minimiert werden kann, wodurch die obigen Probleme verbessert werden. Um das technische Denken hinter all dem zu verstehen, müssen wir uns zunächst auf einige Theorien konzentrieren.
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Die erste ist der „negative Beatmungsdruck“. Falls sich in einem relativ abgedichteten Raum auf einer Seite der Wand ein Einweg-Auslassventilator befindet, um die Raumluft herauszudrücken, wird vorübergehend ein relatives Vakuum (der so genannte „Unterdrück“) gebildet. Falls die Fenster auf der anderen Seite viele Löcher aufweisen, strömt die Außenluft passiv mit Null- oder Unterdruck unter dem unausgeglichenen inneren und äußeren atmosphärischen Druck in den Raum. Auf diese Weise wird die Innenluft kontinuierlich mit der Außenluft umgewälzt. Falls die Belüftungsposition richtig installiert ist oder das vorübergehende Vakuum vollständiger ist, strömt die frische Außenluft „natürlicher und aktiver“ genau durch die Löcher in den Raum, und die Innenluft wird nur in Richtung des Abtransports abgeführt und verschmutzt keine anderen Räume. Industrieanlagen nutzen diese Theorie, um die Luft in der Fabrik zu reinigen. Medizinische Einrichtungen wenden das gleiche Prinzip auch beim Bauen von Unterdruck-Isolationsstationen an, um sicherzustellen, dass Patienten mit hohen Infektionsquellen keine anderen Räume kontaminieren. Die obige theoretische Beziehung ist in dem Blockdiagramm in 4 gezeigt.
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Die zweite ist „Tidalvolumen“. Das Tidalvolumen verweist auf die Luftmenge, die während jedes Atemzyklus von den Lungen eingeatmet oder ausgestoßen wird, und beträgt ungefähr 500 Milliliter bei einem gesunden erwachsenen Mann und ungefähr 400 Milliliter bei einer gesunden Frau. Dies ist ein wichtiger klinischer Parameter, der eine ordnungsgemäße Beatmung ermöglicht. Wenn die Lungen einen angemessenen Beatmungsschutz benötigen, wird der Ruheherzrhythmus als Standard verwendet, und das Tidalvolumen wird auf 6-8 ml/kg ideales Körpergewicht (IBW) eingestellt. Der sichere Tidalvolumenbereich ist definiert als 6-8 ml/kg IBW, wobei IBW (männlich) = 50 kg + 2,3 x (Körpergröße (in Zoll) - 60). Unter Verwenden dieses Algorithmus liegt das berechnete sichere Tidalvolumen für einen Mann mit einer Körpergröße von 185 cm zwischen 474 ml und 632 ml; während für einen Mann mit einer Körpergröße von 165 cm das berechnete sichere Tidalvolumen zwischen 368 und 490 ml liegt. Aus diesem Grund wird das durchschnittliche sichere Tidalvolumen für einen gesunden erwachsenen Mann in der klinischen Praxis auf etwa 500 ml festgelegt.
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Basierend auf dem Wissen der Unterdruck-Beatmungstechnologie wird nach dem Tragen der FFSM ein Unterdruckraum zwischen der Maske und dem Gesicht gebildet, und die Wirkung der Ausatmung des Benutzers kann mit einem Einweg-Auslassventilator verglichen werden. Wenn die Luft aktiviert wird (d. h. ausgeatmet wird), falls die gesamte Luft in der Maske ausgeatmet werden kann, liegt sie näher an dem vorübergehenden Vakuumzustand. Zu diesem Zeitpunkt strömt der Luftstrom der Ansaugluft „natürlich und aktiv“ passiv in die Maske. Von außen hereinströmende Luft ist die Frischluft, während die aus der Maske austretende Luft die schmutzige Luft aus Kohlendioxid ist, von der nicht erwartet wird, dass sie in der Maske verbleibt. Es bedarf keiner forcierten Inhalation, um einen natürlichen und sauberen Kreislauf mit Trennung von Einlass und Auslass zu bilden. Basierend auf der Kenntnis des Tidalvolumens wird, wenn der Benutzer bei jedem Ausatmen die gesamte Luft in der Maske ausatmen kann, ein vakuumähnlicher Übergang in der Maske gebildet, und der oben erwähnte Reinigungszyklus kann ohne Weiteres erreicht werden. Gemäß dieser wichtigen Erkenntnis kann als ein Beispiel eines erwachsenen Mannes, solange die Gesamtheit des Volumens in der Maske zusätzlich des Volumens im Atemschlauch (d. h. der Totraum im oben verstandenen Sinne) so klein wie 500 ml oder weniger, oder noch besser weniger als 300-400 ml sein kann, dies sicherstellen, dass jedes ruhende Ausatmungsvolumen des Benutzers (egal, ob erwachsener Mann, Frau oder Kind) dann eine transiente Vakuumrate nahe 100 % erreicht, wobei dann die nächste Inhalation nicht mühsam ist und die eingebrachte Frischluft den gesamten Totraum füllen kann. Durch die Wirkung der Unterdruckableitung kommt es zu keiner Vermischung mit verschmutzter Kohlendioxidluft derart, dass keine Sicherheitsbedenken bestehen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine bahnbrechende Struktur bereitzustellen, um das Innere des Körpers der existierenden Taucher-/Schnorchelmaske zu minimieren, so dass die Körpergrenze in der Mitte des Gesichts konzentriert werden kann, solange die Augen, die Nase und der Mund bedeckt, gut positioniert und wasserdicht sind. Mit anderen Worten ist die Struktur der Orinasaltasche zum Aufnehmen von Nase und Mund des Benutzers von den Linsenrahmen unabhängig, statt die gesamte transparente Linse 12 aus dem gesamten Gesichtsrahmen 18 herausragen zu lassen, wie bei der herkömmlichen FFSM (unter Bezugnahme auf die 1A und 1B), deren Grundstruktur darin besteht, die Augentasche und die Orinasaltasche innerhalb der Maske hinter der gesamten Linse 12 zu teilen. Da bei dieser Erfindung kein Platz verschwendet wird und der Augenmaskenabschnitt und der Orinasalmaskenabschnitt voneinander unabhängig sind, kann die Augenmaske so nahe wie möglich an den Augen sein, und die Orinasalmaske kann auch so nahe wie möglich an dem Orinasalbereich des Benutzers sein. Auf diese Weise werden die oberen, unteren, linken, rechten, vorderen und hinteren Abmessungen nicht übermäßig erweitert, und das gesamte Innenvolumen wird auf natürliche und effektive Weise reduziert. Dies löst das grundsätzliche Problem des übermäßigen Totraums. Folglich wird das Gesamtgewicht somit stark reduziert, was das Tragen bequemer macht. Ferner macht es bei einem derartigen Design der atmungsaktiven Maske der Nasenabschnitt, der aus weichem Material hergestellt sein kann und nach außen freiliegt, möglich, es dem Benutzer zu erlauben, die Ausgleichsfunktion zu betätigen, die nur die herkömmliche Tauchermaske, die die Augen und Nase des Benutzers bedeckt, aufweisen kann.
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Da das Innenvolumen der gesamten Maske äußerst effektiv reduziert werden kann, müssen einige zusätzliche Designs, beispielsweise wie klein das untere Volumen ist, wie die Orinasaltasche konzipiert werden sollte, ob der obere und der untere Volumenbereich effektiv isoliert sind, ob die Rückschlagventilsteuerung konzipiert werden soll, um den Einlass und den Auslass umzuleiten, und ob der Atemschlauch sein Innenvolumen strikt kontrollieren muss, zweitrangige Probleme geworden. Das Bearbeiten dieser sekundären Probleme wird die Zirkulationswirkung nur weiter verbessern. Da zusätzlich das Volumen der Orinasaltaschen erheblich reduziert wurde, wird außerdem die Ausatmungseffizienz stark verbessert; das heißt, das nicht zu viel Kraft zum Ausatmen aufgewendet werden muss, und dass gleichzeitig das angesammelte Wasser im orinasalen Volumenbereich ohne Weiteres abgelassen werden kann. Um die herkömmliche FFSM an dem Kopf des Benutzers zu fixieren, müssen weiter auf beiden Seiten des gesamten Maskenrahmens insgesamt vier Punkte (16 und 17 in 2) vorgesehen sein, damit sich der (nicht gezeigte) Kopfriemen auf dem Hinterkopf kreuzen kann. Sie ist sehr mühsam und sperrig zu befestigen. Da im Gegensatz dazu bei dieser Erfindung das Hauptgewicht auf den Bereich der Augenmaske fällt, d. h. das Gewicht, das von der Orinasalmaske geteilt wird, relativ gering ist, reicht der gewöhnlich für eine Tauchermaske verwendete Kopfriemen mit zwei Enden aus, um die Maske auf dem Kopf des Benutzers von zwei entgegengesetzten Seiten des Linsenrahmens um den Hinterkopf zu befestigen. Die Bequemlichkeit des Tragens und der Verwendung wird stark verbessert und die Herstellungskosten werden ebenfalls reduziert.
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Figurenliste
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- 1A ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Vollschnorchelmaske.
- 1B ist eine schematische Seitenansicht eines Benutzers, der eine herkömmliche Vollschnorchelmaske trägt.
- 2 ist ein schematisches Diagramm, das die oberen und unteren Volumenaufteilungen einer herkömmlichen Vollschnorchelmaske zeigt.
- 3 ist ein schematisches Diagramm der Einlass- und Auslassluftpfade der 2.
- 4 ist ein konzeptionelles Blockdiagramm, das die Unterdruckbeatmungstheorie zeigt.
- 5A ist eine schematische Vorderansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5B ist ein schematisches Diagramm der Ansicht von hinten der 5A.
- 5C ist eine Querschnittsansicht mit der Sagittalebene entlang der Linie 5C-5C der 5A genommen.
- 5D ist eine Querschnittsansicht einer Scheitelebene entlang der Linie 5D-5D der 5B genommen, die eine schematische Ansicht der Einlass- und Auslasspfade einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 6 ist eine schematische Seitenansicht eines Benutzers, der die atmungsaktive Maske der vorliegenden Erfindung trägt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Wie in den 5A, 5B und 5C gezeigt, beinhaltet eine atmungsaktive Maske 2 im Wesentlichen einen Körper 3, einen Atemschlauch 4, ein Spülventil 5 und ein Befestigungselement 6. Der Atemschlauch 4 ist über dem Körper 3 eingerichtet und steht mit dem Inneren des Körpers 3 derart in Verbindung, dass die Außenluft durch den Atemschlauch 4 in das Innere des Körpers 3 eintreten kann, damit der Benutzer einatmen kann. Der Atemschlauch 4 kann auch einen Pfad bereitstellen, damit der Benutzer Luft nach außen auszuatmen. Natürlich kann die Funktion des Atemschlauch 4 zwei oder drei Kanäle zum Einlassen und Auslassen bereitstellen, oder er kann nur einen einzigen Kanal zum Einatmen bereitstellen, und die Auslassluft wird von einem anderen Mechanismus gehandhabt. Eine typische Inhalationsanordnung ist von der hohlen gepunkteten Linie in 5D gezeigt. Wenn der Benutzer einatmet, kann die saubere Luft typischerweise aus dem Lufteinlasskanal 41 des Atemschlauchs 4 durch die Augentasche 31 (d. h. das obere Volumen), dann das Rückschlagventil 32 und schließlich in die Orinasaltasche 33 (d. h. das untere Volumen) strömen, damit der Benutzer durch seine/ihre Nasenlöcher und seinen/ihren Mund (nicht gezeigt) einatmen kann. Natürlich ist dies nicht der einzige Pfad, es sind auch andere Verfahren möglich. Eine typische Auslassanordnung ist von der durchgezogenen gepunkteten Linie in 5D gezeigt. Wenn der Benutzer ausatmet, kann die kohlendioxidhaltige verschmutzte Luft in dem Körper 3 auf einem typischen Pfad von beiden Seiten der Orinasaltasche 33 in die Auslasspassage 34 strömen (wobei die Auslasspassage 34 entlang des Umfangs beider Seiten der Augentasche 31, entlang des gesamten Pfades bis zu der Auslasspassage 42 innerhalb des Atemschlauchs 4, eingerichtet ist, wodurch sie nach außen abgegeben wird. Selbstverständlich sind auch andere Auslassverfahren möglich. Jede Position zwischen Auslasspassage 34 und der Oberseite des Atemschlauchs 4 kann wahlweise mit einem Auslassrückschlagventil (in den Figuren nicht gezeigt) versehen werden, um den Effekt des Aufteilens des Einlasses und des Auslasses zu verbessern. Bei einem derart begrenzten Innenvolumen des Körpers 3 besteht keine Notwendigkeit, das Rückschlagventil 32 zu installieren, um eine natürliche Belüftung zwischen der Augentasche 31 und der Orinasaltasche 33 zu ermöglichen, die nicht streng voneinander isoliert sind, falls beide frei mit dem Schlauch 4 in Verbindung stehen. Auf diese Weise werden zwar Einlass- und die Auslassluft gemischt, was aber immer noch wirkt, weil ein guter vorübergehender Vakuum-Unterdruck vorhanden ist, der es dem Benutzer erlaubt, sicher und ohne Belastung zu atmen.
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Das Spülventil 5 ist unterhalb der Orinasaltasche 33 derart angeordnet, dass die Orinasaltasche 33 in einer nach außen gerichteten Einweg-Fluidverbindung mit der Außenseite steht. Die Zwangsentladung erfolgt über das Spülventil 5, das nach allgemeinem technischem Verständnis auch einen Teil der Auslasskapazität bereitstellt. Das Befestigungselement 6 wird verwendet, um den Körper 3 der Maske 2 an Kopf des Benutzers zu befestigen, der einen Kopfriemen (nicht gezeigt) und einen Kinnriemen 62 beinhaltet, so dass sich der Körper 3 und der Kopf des Benutzers in einer Dreipunkt-Befestigungsart befinden können. Natürlich ist das Befestigungsverfahren nicht auf diese Weise beschränkt. Alle anderen Maßnahmen, die den Körper 3 der Maske 2 stabilisieren und eine ausreichende Wasserabdichtung sicherstellen können, sind akzeptabel.
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Da der Hauptpunkt der vorliegenden Erfindung darin besteht, das Innenvolumen des Körpers 3 der Maske 2 zu minimieren, sind nur die grundlegende strukturelle Anordnung des Maskenkörpers und das Innenvolumen, das durch diese Anordnung erreicht werden kann, das in der Tat erheblich kleiner als die vorhandene verfügbare Vollgesichtsmaske ist, durch Hinzufügen einiger aktueller Simulationsdaten beschrieben. Andere, die sich auf die Position des Einlass- und Auslassstroms, -pfads und der Einlass- und Auslasspassage beziehen, sowie das Einstellverfahren und die Position des Einlassventils und des Auslassventils, sind nicht von kritischer Bedeutung. Daher werden hier nur ein oder zwei Beispiele als repräsentativ beschrieben, und es werden keine ausführlichen Beschreibungen gegeben.
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Unter erneuter Bezugnahme auf die 5A, 5B und 5C, beinhaltet die Struktur des Körpers 3 ferner eine Augenmaske 35 und eine Nasenmaske 36, wobei die Augenmaske 35 nur die Augen des Benutzers bedeckt und die Orinasalmaske 36 die Nase und den Mund des Benutzers bedeckt. Die Augenmaske 35 weist einen transparenten Linsenabschnitt 350, einen Linsenrahmen 352 und einen Blendenabschnitt 354 auf. Der Linsenrahmen 352 umgibt den Umfang des Linsenabschnitts 350 und die Augenblende 354 erstreckt sich von dem Linsenrahmen 352 nach hinten. Der Linsenabschnitt 350, der Linsenrahmen 352 und die Augenblende 354 sind entlang einer Umfangskontur des Linsenrahmens 352 wasserdicht miteinander verbunden. Die Orinasalmaske 36 erstreckt sich von dem Linsenrahmen 352 und Augenblende 354 nach unten und ist mit der Augenmaske 35 wasserdicht. Die Orinasalmaske 36 weist einen oberen Abschnitt auf, der eine Trennwand 361 bildet, die die innere Struktur des Körpers 3 in eine Augentasche 31 und eine Orinasaltasche 33 unterteilt. Bevorzugt wird der Linsenrahmen 352 kontinuierlich von einem Augenrahmen 356 und einem Nasenrahmen 358 definiert, wobei der Augenrahmen 356 im Wesentlichen eine obere Kante und die zwei äußeren Seitenkanten des Linsenabschnitts 350 umgibt, und der Nasenrahmen 358 im Wesentlichen eine untere Kante des Linsenabschnitts 350 umgibt. Der Augenblende 354 erstreckt sich von dem Augenrahmen 356 nach hinten. Die Orinasalmaske 36 erstreckt sich von dem Nasenrahmen 358 nach unten, und zwei Seiten davon mit der Augenblende 354 zusammenlaufen. Wenn der Benutzer die atmungsaktive Maske 2 trägt, können die Augen in der Augentasche 31 aufgenommen werden, die Nase und der Mund können in der Orinasaltasche 33 aufgenommen werden, und eine Hinterkante 355 der Augenblende 354 und eine Hinterkante 362 der Orinasalmaske 36 können wasserdicht auf das Gesicht des Benutzers gepasst werden, so dass die Augen, die Nase und der Mund des Benutzers von Wasser isoliert werden können. Bevorzugt weist die Orinasalmaske 36 eine weiche Nasenmaske 363, eine weiche Mundmaske 364 und einen starren Mundrahmen 365 auf. Der starre Mundrahmen 365 erstreckt sich von dem Nasenrahmen 358 nach unten, um die Funktion des Stützens der weichen Nasenmaske 363 und der Mundmaske 364 zu erfüllen. Im besten Modus bedeckt der starre Mundrahmen 365 die weiche Nasenmaske 363 nicht, während der starre Mundrahmen 365 und die weiche Mundmaske 364 in Fluidverbindung stehen und das Spülventil 5 dazwischen angeordnet ist, was es dem Benutzer erlaubt auszuatmen und zu blasen, um das Wasser in der Orinasalmaske abzulassen.
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Die Struktur des Körpers 3 kann alternativ auf eine andere Weise definiert werden, die zum Verständnis beitragen kann. Spezifisch beinhaltet der Körper 3 einen transparenten Linsenabschnitt 350, einen Linsenrahmen 352 und eine Wasserabdichtblende 38. Der Linsenrahmen 352 umgibt einen Umfang des transparenten Linsenabschnitts 350. Die Wasserabdichtblende 38 erstreckt sich über das gesamte Gesicht des Benutzers und ist äquivalent zu der oben erwähnten Augenblende 354, der weichen Nasenmaske 363 und der weichen Mundmaske 364, die einstückig gebildet sind. Die Wasserabdichtblende 38 weist eine Trennwand 361 auf, die einstückig oder separat mit der Wasserabdichtblende 38 gebildet sein kann, wobei eine Trennwand 361 die Wasserabdichtblende 38 in eine Augentasche 31 unterteilt, um die Augen eines Benutzers zu bedecken, und eine Orinasaltasche 33, um die Nase und den Mund eines Benutzers zu bedecken. Der transparente Linsenabschnitt 350 erstreckt sich nicht weiter bis zu einem Ausmaß über die Trennwand 361 hinaus nach unten. Der transparente Linsenabschnitt 350, der Linsenrahmen 352 und die Wasserabdichtblende 38 sind entlang des Umfangs des transparenten Linsenabschnitts 350 wasserdicht.
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Weil bei einem derartigen Design das Visier, d. h. der transparente Linsenabschnitt 350, die Nase und den Mund von den Augen des Benutzers nicht vollständig bedeckt, ist die Orinasalmaske 36 nicht darauf beschränkt, den Umriss des Körpers 3 mit der Augenmaske 35 gemeinsam zu nutzen. Sie sind stattdessen voneinander unabhängig. Daher können die Breite und Länge des gesamten Körpers 3 kleiner und flacher sein als bei der herkömmlichen Vollmaske, d. h. die atmungsaktive Maske kann näher am Gesicht des Benutzers sein (siehe 6 und 1B zum Vergleich), die Außenabmessung des gesamten Körpers 3 kann stark reduziert werden, und das Innenvolumen davon kann ebenfalls stark reduziert werden, was natürlich die Wirkung des oben erwähnten Unterdruckzyklus erreichen und die Atembelastung verringern kann. Insbesondere falls der Benutzer die Maske 2 noch nicht aufgesetzt hat, kann die Gesamtheit des Volumens (EP) der Augentasche 31 und des Volumens (OP) der Orinasaltasche 33 auf im Wesentlichen nicht mehr als 500 ml oder sogar nicht mehr als 425 ml reduziert werden. Das Volumen (EP) der Augentasche 31 kann nicht mehr als 350 ml oder sogar nicht mehr als 300 ml betragen, und das Volumen (OP) der Orinasaltasche 33 kann nicht mehr als 200 ml oder sogar nicht mehr als 175 ml betragen. Falls der Benutzer die Maske 2 angelegt hat, beträgt die Gesamtheit des verbleibenden Volumens (REP) der Augentasche 31 und des verbleibenden Volumens (ROP) der Orinasaltasche 33 im Wesentlichen nicht mehr als 400 ml, sogar nicht mehr als 350 ml. Das verbleibende Volumen (REP) der Augentasche 31 beträgt im Wesentlichen nicht mehr als 300 ml, sogar nicht mehr als 250 ml. Das verbleibende Volumen (ROP) der Orinasaltasche 33 beträgt im Wesentlichen nicht mehr als 150 ml und kann sogar nicht mehr als 110 ml erreichen.
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Die folgende Tabelle A, die keine Benutzer aufweist, ist eine Vergleichsliste, die für das Innenvolumen des Körpers 3 der Maske 2 gemessen wird, d. h. das Volumen der Augentasche (EP) und das Orinasaltaschenvolumen (OP) in einem der optimalen Produkte der vorliegenden Erfindung, im Gegensatz zu dem der im Handel erhältlichen Vollschnorchelmaske, unter Verwenden des computergestützten Designs der DASSAULT SYSTEMES-Software namens „CATIA V5“, unter den gleichen Umgebungsbedingungen; wohingegen Tabelle B eine andere Vergleichsliste ist, nachdem ein Benutzer (gemäß ISO-Standard-Kopf eines erwachsenen Mannes) diese Masken trägt und das verbleibende Augentaschenvolumen (REP) und das verbleibende Orinasaltaschenvolumen(ROP) gemessen werden. Darunter ist jede der Volumeneinheiten „ml“. TABELLE A
| Marke | Modell | Augentaschenvolu men (EP) | Orinasaltaschenvolu men (OP) | Gesamtvolu men (EP+OP) |
| WHQQDO C | S/M | 509 | 272 | 781 |
| DECATHL ON | EASY BREA TH | 399 | 206 | 605 |
| MARES | SEA VU DRY | 426 | 317 | 743 |
| BODY GLOVE | AIRE | 435 | 279 | 714 |
| CRESSI | BARO N | 840 | 328 | 1.168 |
| Produkt dieser Erfindung | 229 | 158 | 387 |
TABELLE B
| Marke | Modell | Verbleibendes Augentaschenvolu men (REP) | Verbleibendes Orinasaltaschenvolu men (ROP) | Gesamtes verbleiben des Volumen (REP+ROP ) |
| WHQQDO C | S/M | 462 | 169 | 631 |
| DECATHL ON | EASY BREAT H | 327 | 168 | 495 |
| MARES | SEA VU DRY | 391 | 266 | 631 |
| BODY GLOVE | AIRE | 384 | 239 | 623 |
| CRESSI | BARO N | 739 | 308 | 1.047 |
| Produkt dieser Erfindung | 206 | 83 | 289 |
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Die obigen experimentellen Daten besagen, dass der Körper 3 der vorliegenden Erfindung sein Innenvolumen stark reduziert. Selbst wenn das Volumen des Atemschlauchs als Innenvolumen beinhaltet ist, ist es immer noch viel geringer als das Tidalvolumen einer gewöhnlichen Person. Unabhängig davon wie das Innere des Körpers 3 gestaltet ist, kann der Schnorchler daher die schmutzige Luft in der Maske 2 fast entleeren, solange er/sie mäßig ausatmet, wodurch ein vorübergehender Vakuumzustand entsteht. Physisch hat die saubere Luft außerhalb darauf gewartet, in diese Umgebung mit negativem Druck einzutreten. Solange der Benutzer natürlich atmet, kann die saubere Luft von außen in den Maskenkörper 3 gebracht werden, wodurch ein einfacher Inhalations- und Ausatmungszyklus gebildet wird, der den Benutzer vor Erschöpfung schützt. Und es besteht keine Gefahr, die aus übermäßigem Kohlendioxidgehalt resultiert. Bei der Gestaltung des Maskenkörpers 3 beträgt die Höhe (H) von ganz oben an der Augentasche 31 bis ganz unten an der Orinasaltasche 33 zwischen 115 mm und 155 mm, bevorzugter zwischen 120 mm und 145 mm. Die maximale Breite (W) der Augentasche 31 wird zwischen 125 mm und 160 mm und bevorzugter zwischen 130 mm und 145 mm gemessen. Die maximale Tiefe (D) von dem Linsenabschnitt 350 zu der Hinterkante 362 der Augenblende 354 (d. h. die maximale Tiefe der Augentasche 31) wird zwischen 35 mm und 65 mm gemessen, bevorzugter zwischen 40 mm und 60 mm. Durch dieses Maskendesign wird die gesamte untere Hälfte des Körpers 3, d. h. der Bereich von dem unteren Abschnitt des Linsenrahmens 31 bis ganz nach unten zu der Nasenblende 52 und zu der Mundblende 53, offensichtlich dünner und in der Breite zugespitzt, wie in
5A gezeigt. Das bewirkt, dass die gesamte Schnorchelmaske 2 viel kleiner als die existierende Vollschnorchelmaske 1 und ist tragbarer ist. Die folgende Tabelle C enthält die tatsächlichen Messdaten (Einheit: Millimeter, mm) des Innenraums des Körpers verschiedener Masken, was ausreicht, um die hervorragende Verkleinerung der vorliegenden Erfindung zu beweisen. TABELLE C
| Marke | Modell | max. Innenbreite (W) | max. Innenhöhe (H) | max. Innentiefe (D) |
| WHQQDOC | S/M | 155 | 204 | 77 |
| DECATHLON | EASY BREATH | 147 | 176 | 70 |
| MARES | SEA VU DRY | 155 | 203 | 88 |
| BODY GLOVE | AIRE | 144 | 178 | 76 |
| CRESSI | BARON | 155 | 210 | 89 |
| Produkt dieser Erfindung | 140 | 130 | 44 |
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Zusätzlich zu der oben erwähnten bevorzugten Ausführungsform, die die Struktur und den Betriebsmodus zum Ausführen der Technologie der vorliegenden Erfindung beschreibt, werden im Folgenden einige mögliche Alternativen erwähnt, die als äquivalent zu der im letzten Absatz der Ansprüche dargelegten beanspruchten Erfindung angesehen werden:
- 1. Die erwähnte Orinasalmaske, die von dem Nasenrahmen nach außen vorragt, ist nicht darauf beschränkt, aus weichem Material hergestellt zu sein. Starres Material ist möglich, falls kein Ausgleichsvorgang erforderlich ist.
- 2. Die Orinasalmaske und die Augenblende können integral in ein Stück geformt und aus einem weichen Material, wie Silikon, hergestellt werden.
- 3. Die Hinterkante der Augenblende und eine Hinterkante des unteren Abschnitts der Orinasalmaske sind einstückig zu einem wasserdichten Ring geformt, der eine Schnittfläche sein kann, die in engem Kontakt mit dem Gesicht des Benutzers steht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 63/239597 [0001]
- US 63/297084 [0001]
- US 63/305938 [0001]
- US 63/326418 [0001]
