JP3234702U - Electronic cooling mask - Google Patents
Electronic cooling mask Download PDFInfo
- Publication number
- JP3234702U JP3234702U JP2021002859U JP2021002859U JP3234702U JP 3234702 U JP3234702 U JP 3234702U JP 2021002859 U JP2021002859 U JP 2021002859U JP 2021002859 U JP2021002859 U JP 2021002859U JP 3234702 U JP3234702 U JP 3234702U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- cooling
- heat exchange
- oral cavity
- nasal cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
【課題】呼気及び吸気の温度を外気温や呼気温度より下げることができる電子冷却マスクを提供する。
【解決手段】日常保護用品の技術分野における、健康を維持するための呼吸安全に用いる鼻腔及び口腔に用いるマスクであって、外側のマスク部と内側のフィルター部3000の間に、櫛状をはじめとする任意の凹凸のある熱交換部3001を、具備する。
【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic cooling mask capable of lowering the temperature of exhaled air and inhaled air to an outside air temperature or an exhaled air temperature.
SOLUTION: In the technical field of daily protective products, a mask used for nasal cavity and oral cavity used for respiratory safety to maintain health, including a comb shape between an outer mask portion and an inner filter portion 3000. The heat exchange unit 3001 having an arbitrary unevenness is provided.
[Selection diagram] Fig. 3
Description
本考案は、日常保護用品の技術分野に関し、特に呼吸のためのマスクに関するものである。
The present invention relates to the technical field of everyday protective products, especially to masks for breathing.
マスクは、日常生活に広く適用され、鼻部と口部を遮り、花粉、微粒子、埃、ウィルスや病原菌などの空気における汚染物質を防いで健康維持のための保護機能を果たすものである。
Widely applied in daily life, masks block the nose and mouth, prevent pollutants such as pollen, fine particles, dust, viruses and pathogens in the air, and perform a protective function for maintaining health.
これら特許文献によれば、電子冷却で身体を冷却する方法や大型冷媒循環を用いた呼吸冷却が提案されている。
According to these patent documents, a method of cooling the body by electronic cooling and respiratory cooling using a large refrigerant circulation are proposed.
2020年、外で涼むなら首掛けクーラー!「ネッククーラーNeo」の冷却効果をチェック!
https://kaden.watch.impress.co.jp/docs/column_review/kdnreview/1259705.html
スポーツのお供にも。フィリップスから息がしやすい電動ファン内蔵マスクが登場
https://www.gizmodo.jp/2020/12/philips-face-mask.html
2020年12月03日調査
If you want to cool outside in 2020, check the cooling effect of "Neck Cooler Neo"!
https://kaden.watch.impress.co.jp/docs/column_review/kdnreview/1259705.html
Also to accompany sports. Introducing a mask with a built-in electric fan that makes it easy to breathe from Philips
https://www.gizmodo.jp/2020/12/philips-face-mask.html
Survey on December 03, 2020
非特許文献によれば、一つ目のリンクは首に直接ペルチェ素子の冷却面を接触させて、外部電源からの九電で猛暑を乗り切ろうとするための商品が開発されている。また、適当な先行特許文献は国内では検索できなかった。また、二つ目のリンクは呼吸を楽にするために電動ファンで空気の吸引を行い、呼吸を楽にする製品が開発されている。
According to the non-patent literature, a product has been developed for the first link, in which the cooling surface of the Pelche element is brought into direct contact with the neck to survive the intense heat with Kyushu Electric Power from an external power source. In addition, suitable prior patent documents could not be searched in Japan. In addition, for the second link, a product has been developed that makes breathing easier by sucking air with an electric fan to make breathing easier.
昨今のコロナウイルスの蔓延により、真夏の暑い時期でもマスクをする必要が生じているが、呼吸における熱気がマスク内に滞留し、マスク内の気体が体温相当もしくはそれ以上の温度と高湿度となるため、呼吸による体内温度や温度の調整を目的とした熱排出ができないという課題が生じており、熱中症や熱射病などの健康被害が懸念されている。
Due to the recent spread of coronavirus, it is necessary to wear a mask even in the hot summer months, but the hot air in breathing stays in the mask, and the gas in the mask becomes a temperature and high humidity equivalent to or higher than the body temperature. Therefore, there is a problem that heat cannot be discharged for the purpose of adjusting the body temperature and temperature by breathing, and there is a concern about health hazards such as heat stroke and heat stroke.
真夏の屋外で、安定的に体温より低い気体の吸気を行わないことには、前記健康被害の懸念を払拭することはできない。このため、本課題を解決するために想到可能な方法として、上述の先行文献における非特許文献で参照されるサイト情報と同様に、ペルチェ素子を具備したマスクで内側と外側の熱交換を行い、内側にペルチェ素子の冷却面を備えるように構成することが検討できる。
更には、近年開発された特殊塗装による冷却効果などのある塗料を用いるなどの方法によって実現してもよい。
暑さ対策にも効果アリ、地球上で最も白い塗料ができました(2021.04.24確認)
https://www.gizmodo.jp/2021/04/white-paint-for-global-warming.html
The concern about health hazards cannot be dispelled by not stably inhaling gas below body temperature outdoors in midsummer. Therefore, as a conceivable method for solving this problem, heat exchange between the inside and the outside is performed with a mask provided with a Perche element, as in the case of the site information referred to in the non-patent documents in the above-mentioned prior documents. It can be considered to be configured to have a cooling surface of the Pelche element inside.
Further, it may be realized by a method such as using a paint having a cooling effect by a special coating developed in recent years.
Effective against heat, ants have made the whitest paint on the planet (confirmed 2021.04.24)
https://www.gizmodo.jp/2021/04/white-paint-for-global-warming.html
しかしながら、考案者が実際に作成してみたところ、内側にペルチェ素子の冷却面を向けても、呼吸における十分な温度低下。特に呼吸において生じる気体の温度はどうしても体温相当となり、呼気排気に伴う蒸散効果による体の上昇温抑制を十分には行えないという課題がさらに見つかるという結果を得ることになった。 However, when the inventor actually created it, even if the cooling surface of the Pelche element was turned inward, the temperature dropped sufficiently in breathing. In particular, the temperature of the gas generated during respiration is inevitably equivalent to the body temperature, and the result is that the problem of not being able to sufficiently suppress the temperature rise of the body due to the transpiration effect associated with the exhaled exhaust is further found.
このような状況において、呼吸排気に伴う体温かかる廃熱において蒸散効果を含め、より呼吸に伴う廃熱効率を改善するためには、冷却部における呼気気体の接触面積をより広くする必要があると考えに至り、ペルチェ素子の冷却面に呼吸中の空気との接触面を広げることのできる櫛状の熱交換部品を更に設けることで、呼吸時の気体が口腔部とマスクの内側に滞留する部分を設けるとともに、冷却面と口腔部の間に櫛状の追加冷却部を設けることで、課題の効率的な解決を行った。 In such a situation, in order to improve the waste heat efficiency associated with respiration, including the evaporation effect in the waste heat required by body temperature associated with respiratory exhaust, it is necessary to widen the contact area of the exhaled gas in the cooling section. By further providing a comb-shaped heat exchange part that can expand the contact surface with the air during breathing on the cooling surface of the Pelche element, the part where the gas during breathing stays inside the oral cavity and the mask can be prevented. In addition to the provision, a comb-shaped additional cooling section was provided between the cooling surface and the oral cavity to efficiently solve the problem.
加えて、呼気の湿気が呼気の冷却に伴い、本件の櫛状冷却部に結露するため、結露した水分をドレインホースなどにより外側に排出し、排出された水分を本件の発熱廃熱面に導出させることにより、廃熱面上の内部に結露した水分を蒸散させることで、放熱効率を結露水分の気化に伴う蒸散廃熱効果を利用し、より高性能な廃熱若しくは冷却効率の改善を実現できるようにしてもよい。 In addition, since the moisture of the exhaled air condenses on the comb-shaped cooling part of the present case as the exhaled air cools, the condensed water is discharged to the outside by a drain hose or the like, and the discharged water is led out to the heat-generating waste heat surface of the present case. By evaporating the moisture that has condensed inside on the waste heat surface, the heat dissipation efficiency is improved by utilizing the evaporation waste heat effect that accompanies the vaporization of the condensed moisture, and achieving higher performance waste heat or improvement of cooling efficiency. You may be able to do it.
さらには、無線通信機能などによりウィルスや細菌、化学毒、粉塵などへの人体の暴露を減らすことで、呼吸を安全にできるように構成できる。
Furthermore, it can be configured to make breathing safe by reducing the exposure of the human body to viruses, bacteria, chemical poisons, dust, etc. by using a wireless communication function or the like.
上述の非特許文献1にあるネッククーラーのように単純な面冷却ではなく高さが0.3cm−5cm程度ある櫛状の熱交換部品をペルチェ素子の冷却面に具備することで、呼気及び吸気の温度を外気温や呼気温度より下げることができるという効果が確認された。 By providing a comb-shaped heat exchange component having a height of about 0.3 cm to 5 cm on the cooling surface of the Pelche element instead of simple surface cooling like the neck cooler in Non-Patent Document 1 described above, exhalation and inspiration are performed. It was confirmed that the temperature of the air can be lowered below the outside air temperature and the exhaled air temperature.
さらに、実用新案003227863に対しては、通常マスクにおけるマスク抗菌性に関し、“抗菌処理を施した布”と記載されている。本考案においては熱交換金属部などによる金属イオンによる抗菌設計がなされているため、一般的な抗菌処理をした布とは抗菌設計が根本的に異なるため特段の効果がある。 Further, with respect to the utility model 003227863, regarding the mask antibacterial property in a normal mask, it is described as "cloth subjected to antibacterial treatment". In the present invention, since the antibacterial design by the metal ion by the heat exchange metal part or the like is made, the antibacterial design is fundamentally different from the cloth subjected to the general antibacterial treatment, so that there is a special effect.
さらに、実用新案003229764に対しては、ファンによる外気吸入による気体を電子冷却する。該当新案は本考案のような滞留した気体に熱交換を行うのではなく、ファンによる強制吸気と強制冷却を行っているため相対的に新案と本考案において同一時間あたりに冷却部と接触する空間における気体の滞留時間に差が生じ、本考案よりも新案の方の滞留時間が減少してしまうため冷却性能が著しく低下してしまう問題がある。本考案は強制吸気ファンによる動的吸気冷却ではなく人の自然呼吸若しくは単なるファン吸気でのマスク内に滞留した気体の温度を下げることが目的であり、体温相当温度でマスク内に滞留している気体を十分に冷却する特段の効果がある。 Further, for the utility model 003229764, the gas by inhaling the outside air by the fan is electronically cooled. Since the new plan does not exchange heat with the stagnant gas as in the present invention, but performs forced intake and forced cooling by a fan, the space that comes into contact with the cooling unit at the same time in the new plan and the present invention is relatively high. There is a problem that the cooling performance is remarkably deteriorated because the residence time of the gas in the new invention is different from that of the present invention and the residence time of the new proposal is shorter than that of the present invention. The purpose of the present invention is to lower the temperature of the gas staying in the mask by natural breathing of a person or mere fan intake instead of dynamic intake cooling by a forced intake fan, and the gas stays in the mask at a temperature equivalent to body temperature. It has a special effect of sufficiently cooling the gas.
特開2008−031581に対しては、半導体素子により冷媒を冷却し衣服との接触部で熱交換することで衣服に装着された冷却部品を冷却し、体温を下げることが記載されている。本考案は呼気に対し冷媒等を使わず直接冷却することにより、体表ではなく体内の肺に吸引される気体の温度を下げることで、体内からの冷却を促し肺におけるガス交換と同時に血液の熱交換に伴う血液冷却によって生じる身体の血液循環に伴った身体冷却効率などの改善という効果がある。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-031581 describes that a semiconductor element cools a refrigerant and exchanges heat at a contact portion with clothes to cool a cooling component attached to clothes and lower the body temperature. The present invention cools the exhaled breath directly without using a refrigerant or the like to lower the temperature of the gas sucked into the lungs in the body instead of the body surface, thereby promoting cooling from the body and exchanging gas in the lungs and at the same time blood. It has the effect of improving the body cooling efficiency associated with the blood circulation of the body caused by the blood cooling associated with heat exchange.
特開2012−533327に対しては、出願内容の0053セクションによるとマスク内洗浄を水で行う際にファンなどの電気的可動部品に悪影響を与える可能性が指摘されている。本考案は洗浄部に電気的可動部などがないため記載されているような問題は起きないという特段の効果がある。 Regarding Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-533327, according to the section 0053 of the application contents, it is pointed out that when the inside of the mask is washed with water, it may adversely affect electrically moving parts such as a fan. The present invention has a special effect that the problem described above does not occur because there is no electrically moving part in the cleaning part.
国際出願WO/2010−047382に対しては、冷媒を冷やすことにより身体に装着するパッド内に冷媒を循環させて身体冷却を行う。本考案は冷却媒体を使わないためポンプなどが必要なくなり電力効率が改善するとともに肺における血液の熱交換によって体温を下げる効果がある。 With respect to the international application WO / 2010-407382, the refrigerant is cooled so that the refrigerant is circulated in the pad attached to the body to cool the body. Since the present invention does not use a cooling medium, a pump or the like is not required, power efficiency is improved, and the body temperature is lowered by heat exchange of blood in the lungs.
国際出願WO/2017−057168に対しては、水による冷却媒体により口部と鼻孔部を覆う部品で部品内の気体を冷却し呼吸気体の温度を下げるとともに、弁を用いた部品により呼気を排気することで部品内の呼気による熱が留まらないように構成されている。本考案は国際出願のような冷媒を用いないため冷媒循環ポンプなどが必要なくなり電力効率が改善するとともに、非常にコンパクトな構成となる。
この際、口唇部前部と鼻孔下部というマスクと身体の隙間という非常に狭い空間に熱交換部を構成し収めることが可能な小型熱交換部を具備することで、従来品と比較して非常に小さな単位容積あたりの空気冷却を可能とするとともに、特に体温で上昇した呼気を効率的に冷却することにより、周辺温度が体温程度もしくはそれ以上に高い場所であっても身体への悪影響を回避することを可能とする。
特に本国際先願に関し冷媒が水であるため氷点下以下への冷却が事実上不可能な構成(食塩水であっても−4℃程度)であるため、冷媒を用い冷媒循環を行う冷却部と比較して、本考案においては直接熱交換を行う電子冷却部により十分に低いマイナス温度を提供することができるが、冷媒に安全のために水などを用いる冷却マスクでは吸気気体温度を十分に下げることは不可能という課題を解決する効果がある。
For international application WO / 2017-057168, the gas inside the part is cooled by the part that covers the mouth and nostril with a cooling medium with water to lower the temperature of the breathing gas, and the exhaled breath is exhausted by the part using the valve. By doing so, the heat generated by the exhaled air in the parts does not stay. Since the present invention does not use a refrigerant as in the international application, a refrigerant circulation pump or the like is not required, power efficiency is improved, and the configuration is very compact.
At this time, by providing a small heat exchange part that can form and store the heat exchange part in a very narrow space such as the gap between the mask and the body, which is the front part of the lip and the lower part of the nostril, it is very much compared with the conventional product. By enabling air cooling per unit volume and efficiently cooling the exhaled breath that has risen due to body temperature, it avoids adverse effects on the body even in places where the ambient temperature is about or higher than body temperature. It is possible to do.
In particular, regarding this international prior application, since the refrigerant is water, it is virtually impossible to cool below the freezing point (even if it is salt solution, it is about -4 ° C). In comparison, in the present invention, an electronic cooling unit that directly exchanges heat can provide a sufficiently low negative temperature, but a cooling mask that uses water or the like for safety as a refrigerant sufficiently lowers the intake gas temperature. It has the effect of solving the problem that it is impossible.
すなわち、上述されるすべての先行事例はマスク単体の内側と外側とがフィルタにより確実に分離された設計における熱交換において、冷媒を用いずに直接熱交換を行う構成にはなっておらず、冷媒を介してマスク内側の熱を別段の設置による専用の冷媒冷却装置部で冷却する構成であり、特に冷媒の搬送にポンプなどを用いる形となっているため電力効率が非常に悪いという課題がある。もしくは強制吸入される気体を直接冷却する構成となっているため熱交換構造が非常に非効率であるものばかりとなっている。更には冷媒を用いずに大型ファンを駆動するため電力効率や容積率が大幅に悪化しているものもある。加えて、フィルタが冷却部とフェイスラインの間にある冷却構造となっていることで、呼気がフィルタ通過後に冷却され、使用者が罹患している場合でも外排気に対しても充分に汚染された呼気を輩出しない構成となっている。更には、右に吸気ファン、中央に冷却部、左側に排気ファンという構成にすることで、呼気の循環性を上げるようにすることもできる。 That is, in all the above-mentioned prior cases, in the heat exchange in the design in which the inside and the outside of the mask unit are surely separated by the filter, the heat exchange is not directly performed without using the refrigerant, and the refrigerant is used. The heat inside the mask is cooled by a dedicated refrigerant cooling device unit installed separately, and there is a problem that the power efficiency is very poor, especially because a pump or the like is used to convey the refrigerant. .. Alternatively, since the gas that is forcibly inhaled is directly cooled, the heat exchange structure is very inefficient. Furthermore, since a large fan is driven without using a refrigerant, there are some that have significantly deteriorated power efficiency and floor area ratio. In addition, the filter has a cooling structure between the cooling section and the face line, which cools the exhaled air after passing through the filter and sufficiently contaminates the outside exhaust even when the user is affected. It is structured so that it does not produce exhaled breath. Furthermore, by configuring the intake fan on the right side, the cooling unit in the center, and the exhaust fan on the left side, it is possible to improve the circulation of exhaled air.
本考案は容積率や電力効率を改善し、ポンプなどの機械系の故障の生じる可能性の低減や、ファンによる強制吸引で多量の空気を強制的に冷却している訳ではないので、大型吸気ファンによる強制吸気において単位時間当たりの冷却性能を極端に上げる必要がなくなり、十分に低い電力で呼吸に必要な量の空気の温度を下げることが可能となるばかりではなく、呼気のフィルタリングも充分に行うことができ、ファンの循環によりマスクの外側のメッシュが荒くても罹患者の呼気をフィルタリングして排気できるという特徴がある。 The present invention improves the volume ratio and power efficiency, reduces the possibility of mechanical system failure such as pumps, and does not forcibly cool a large amount of air by forced suction by a fan, so large intake air It is no longer necessary to extremely increase the cooling performance per unit time in forced inspiration by a fan, and not only is it possible to lower the temperature of the amount of air required for respiration with sufficiently low power, but also the exhalation filtering is sufficient. It can be done, and even if the mesh on the outside of the mask is rough due to the circulation of the fan, the exhaled air of the affected person can be filtered and exhausted.
このように従来の条件と比較して、本考案はマスク内に滞留する体温を帯びた呼気を冷却するとともに、容積の少ない冷却部を用いて呼吸に伴うマスク内に滞留する体温を帯びた気体を冷却することで、温度の高いマスク内の気体の冷却を実現し、呼吸に伴う呼気の滞留時間内に呼吸に必要な気体に充分な冷却を行うことを可能とする効果がある。
As described above, as compared with the conventional conditions, the present invention cools the exhaled air having a body temperature that stays in the mask, and also uses a cooling unit having a small volume to cool the gas that has a body temperature that stays in the mask due to respiration. By cooling the gas, the gas in the mask having a high temperature can be cooled, and the gas required for respiration can be sufficiently cooled within the residence time of exhaled breath accompanying respiration.
まず、図1に基づいて、外観側から説明する。この写真にあるマスクはウレタン製で多少の厚みがあるものの、冷却部品をマスクに固定するには、十分な強度が無いという課題があり、その課題を解決するために、マスクにスペーサー若しくはフレームとして樹脂などで構成された部品をマスクに具備させることで、冷却ユニットを保持できる強度を保てるように構成する。なお、ウレタンマスクに限らず適当なメッシュ素材で構成されたそれなりの強度のある繊維でマスクを構成してもよい。更には電子冷却部に電動ファンを適宜具備することで、冷却効率を改善できるように構成してもよい。 First, it will be described from the appearance side based on FIG. Although the mask shown in this photo is made of urethane and has some thickness, there is a problem that it is not strong enough to fix the cooling parts to the mask. To solve this problem, the mask is used as a spacer or frame. By equipping the mask with parts made of resin or the like, the strength is such that the cooling unit can be held. The mask is not limited to the urethane mask, and the mask may be made of fibers having a certain strength made of an appropriate mesh material. Further, the electronic cooling unit may be appropriately provided with an electric fan so that the cooling efficiency can be improved.
外観としては、図1のように外部からUSB給電などにより冷却素子が動作するように構成され、電子冷却素子によってマスク一体型の冷却部を備えることができる。この給電は太陽電池などであってもよく、この冷却ユニットにはペルチェ素子などの電子熱交換部が具備され、簡便な構造にすることを可能としている。更には画像の様な空冷ではなく、より大きな、液冷などの熱交換部を備えてもいいが、重量的には軽量なペルチェ素子などが好ましい。 As for the appearance, as shown in FIG. 1, the cooling element is configured to operate by USB power supply or the like from the outside, and a mask-integrated cooling unit can be provided by the electronic cooling element. This power supply may be a solar cell or the like, and the cooling unit is provided with an electronic heat exchange unit such as a Pelche element, which makes it possible to have a simple structure. Further, instead of air cooling as shown in the image, a larger heat exchange unit such as liquid cooling may be provided, but a lightweight Perche element or the like is preferable in terms of weight.
このようにして構成された冷却部は、呼吸における気体を一時的に滞留するだけの容積が冷却部と顔面との間の隙間に存在する構成となっており、顔面部と冷却部の構造は側面から観察した場合、図4においてフェイスライン4000と櫛状冷却部3001の間にある隙間の構造が想定される。そして、マスクのフェイスライン4000に伴う口腔・鼻腔部と櫛状熱交換冷却部3001の間に、マスクに用いられるフィルタ部3002が構成されている。このフィルタ部の素材の違いによりマスクの性能自体は任意に設計できるものと考えることが好ましい。
The cooling unit configured in this way has a structure in which a volume sufficient to temporarily retain gas during respiration exists in the gap between the cooling unit and the face, and the structure of the face portion and the cooling unit is When observed from the side, the structure of the gap between the
前述のように構成された櫛状冷却部によって、呼吸気体の滞留する容積を十分に確保することができる。この構成により、一呼吸の呼吸のタイミングの短い時間で、冷却に伴う熱交換に十分な容積を確保することができるため、呼吸に伴う身体的熱交換における吸気を十分に冷却できるようになり、呼気によって温度の上昇したままの気体を再度吸い込むという可能性が激減し、マスクを常用することによって呼吸に伴う廃熱効率が悪化しないようにすることが可能なフィルタ付きマスクを構成することができる。更には、通気性を改善するための構成として、マスク素材をメッシュ状の素材を用いたり、電動ファンを用いて内部を陽圧にしたりすることで呼吸における負荷が軽減されるように構成してもよい。 The comb-shaped cooling unit configured as described above can sufficiently secure the volume in which the respiratory gas stays. With this configuration, it is possible to secure a sufficient volume for heat exchange associated with cooling in a short time of the breathing timing of one breath, so that the intake air in the physical heat exchange associated with breathing can be sufficiently cooled. It is possible to construct a mask with a filter that can drastically reduce the possibility of inhaling the gas whose temperature has risen again due to exhalation, and can prevent the waste heat efficiency associated with respiration from deteriorating by using the mask regularly. Furthermore, as a configuration for improving breathability, the mask material is made of a mesh-like material, or the inside is made positive pressure by using an electric fan so that the load in breathing is reduced. May be good.
図2は本考案の外観を表示している。マスクの構成として、通常のゴムひもなどによるマスクより強度のあるマスクと、必要であれば、それなりに重量のある電子クーラー1001を支えるために、樹脂などで構成された固定具1002(電子クーラーを固定することでクーラー付きマスクを実現する)と、によって電子冷却マスク1000は構成されており、マスク素材の強度が充分にあるならば、固定具1002は具備しない構成であってもよい。
FIG. 2 shows the appearance of the present invention. The mask consists of a mask that is stronger than a mask made of ordinary rubber strings, and if necessary, a fixture 1002 (electronic cooler) made of resin or the like to support the
図3の(a)は本考案のマスクの内側に、櫛状熱交換冷却部3001が構成されている様子を示している。さらに、(b)は櫛状熱交換部の上にマスクの主たる機能であるフィルタが構成され固定されている。また、それぞれの図3(a)(b)の中央から見て左右に具備された円状の部分は、呼気(排気)する際に、弁状の構造物を持たせることで、呼気(排気)を楽に排出できるように構成されてるものと考えてもよい。また、マスクの性能は(b)に図示されるフィルタの性能によって、変化するものと考えてもよい。
FIG. 3A shows a state in which the comb-shaped heat
さらに、本考案の冷却部は結露することも十分考えられるため、外部に排水するためのドレインホースや、結露に伴う湿度上昇によって生じるカビや雑菌の増殖などへの対策のために、銀や銅などのイオンコートなどをはじめとする適切な抗菌・殺菌素材を用いることで、本考案に用いられる呼吸に伴う感染などのリスクを下げるように構成されたり、電気的なプラズマやイオンによる消臭や殺菌といった機能を、更に具備したりする構成であってもよい。 Further, since it is fully conceivable that dew condensation occurs in the cooling part of the present invention, silver or copper is used as a countermeasure against the growth of mold and germs caused by the increase in humidity caused by the dew condensation and the drain hose for draining to the outside. By using appropriate antibacterial and bactericidal materials such as ion coats such as, it is configured to reduce the risk of respiratory infections used in the present invention, and deodorization by electrical plasma or ions. It may be configured to further have a function such as sterilization.
なお、冷却部の気体接触面積を広げるための櫛状熱交換金属部分は熱伝導率の高いモノであることがより効果的であり、接触面積を広げるために3mm程度の起伏による熱交換部から5cm程度の起伏による熱交換部といった、幅の広い設計が可能であり、熱力学的に、より、熱交換効率を高めるための工夫がなされていることが好まく、考案者は3mmから15mm程度の高さを持つ櫛状・フィン状・刺状・柱状とそれらの林立形状の熱交換部を用いて実験をしている。更には電子冷却素子を二枚重ねにするなど複数枚重ねることで、より利用者にとって効率的に十分な冷却を実現できるように構成することも可能である。 It is more effective that the comb-shaped heat exchange metal part for expanding the gas contact area of the cooling part has a high thermal conductivity, and the heat exchange part due to undulations of about 3 mm is used to expand the contact area. It is possible to design a wide area such as a heat exchange part with undulations of about 5 cm, and it is preferable that the heat exchange efficiency is improved thermodynamically, and the inventor is about 3 mm to 15 mm. We are conducting experiments using the heat exchange parts of comb-shaped, fin-shaped, spiny-shaped, columnar and their forest-shaped parts with the height of. Further, by stacking a plurality of electronic cooling elements, such as by stacking two electronic cooling elements, it is possible to configure the structure so that sufficient cooling can be realized more efficiently for the user.
更には、前述の結露で生じる水分をドレインホースでマスクの内側から外側に排出するとともに、外側に具備される電子部品などで構成される熱交換部の放熱部にドレインホースなどにより排出された結露に伴う水分を流入させることで、放熱部上で前記水分を蒸散させることにより、外側の放熱効率を改善させることにより本考案のマスクにおける全体的な冷却性能の改善を行ってもよい。 Further, the moisture generated by the above-mentioned dew condensation is discharged from the inside to the outside of the mask by the drain hose, and the dew condensation discharged by the drain hose or the like to the heat dissipation part of the heat exchange part composed of electronic parts provided on the outside. The overall cooling performance of the mask of the present invention may be improved by improving the heat dissipation efficiency on the outside by evaporating the moisture on the heat radiating portion by inflowing the moisture accompanying the above.
更には、半導体冷却素子1004を挟む形で構成された冷却部と廃熱部の熱交換部の構造を図5のように内側から外側へ向けたドレインホース5001を用いて、熱交換部品の内側冷却面で結露した水分をマスク外側蒸散廃熱部5002に流すことで、結露水分の蒸散に伴う気化熱としての吸熱により廃熱効率をより改善することができるように構成することも可能である。
Further, the inside of the heat exchange component is provided with the
更に、本考案におけるフィルタ部3002を任意の固定手段を用いてPM2.5対応やN95相当に交換可能とすることで利用目的に応じて性能を変化させたり、クーラー固定具1002部分にスプリングやラチェット機構などで取外し可能な機能を具備する固定機構を備えさせることによって電動ファン部や電動ファン付き冷却部1001を取り外し可能としたりすることで、本考案による製品の洗浄をより容易に行ったりすることができるようにしてもよい。
Further, the
更に、マスクフィルタやマスク製品の口腔よりの内側、例えばマスク外側の部品とフィルタの間やフィルタの内側、マスクにフィルタを固定するためのパーツの内側などの音を拾いやすい任意の場所にマイクを、マスク外側にスピーカを具備し、マスク内の声を外部に伝達したり、マイクで拾った音声信号とスピーカやイヤホンと連携した無線通信機能(より具体的にはWi−FiやBluetoothなど※登録商標含む)によって遠隔通話を実現したりしてもよく、マイク内で得た音声にボイスチェンジャーやイコライザー、ノイズキャンセラのような音及び若しくは音質を変化・改善させる回路やプログラムを通して、図4の4011、4012、4013といった部品構成により外部に聞こえる音声を最適に構成したり、ノイズリダクションを行ったりしてもよい。 In addition, place the microphone anywhere inside the mouth of the mask filter or mask product, such as between the parts outside the mask and the filter, inside the filter, or inside the parts for fixing the filter to the mask. , A speaker is provided on the outside of the mask to transmit the voice inside the mask to the outside, and a wireless communication function linked with the voice signal picked up by the microphone and the speaker or earphone (more specifically, Wi-Fi, Bluetooth, etc. * Registration Remote communication may be realized by means of (including trademarks), and through circuits and programs that change or improve the sound and / or sound quality of the voice obtained in the microphone, such as a voice changer, equalizer, and noise canceller, 4011 in FIG. Depending on the component configuration such as 4012 and 4013, the sound heard to the outside may be optimally configured, or noise reduction may be performed.
そして、このような機能をマスクに具備することにより、隔離状態の患者に本マスクを提供することで、患者との音声コミュニケーションの改善及び若しくは円滑化を図ることが可能となる。加えて、スマートフォンとの連動をするように構成してもよい。更には、電源供給用のUSB接続にデータリンク機能を持たせ、Bluetooth(登録商標)やWi−Fi(登録商標)などのコンピュートモジュールを外部に持たせたり、バッテリーと合わせて持たせたりするように構成してもよい。 By providing the mask with such a function, it is possible to improve and / or facilitate voice communication with the patient by providing the mask to the patient in the isolated state. In addition, it may be configured to work with a smartphone. Furthermore, the USB connection for power supply should have a data link function, and a compute module such as Bluetooth (registered trademark) or Wi-Fi (registered trademark) should be externally provided or combined with a battery. It may be configured as.
更に、電子的殺菌デバイス(イオンやプラズマクラスタ、金属イオン発生器、オゾン発生器、次亜塩素酸などの発生器類※登録商標含む)により、吸気や呼気の殺菌を行えるように構成してもよい。そのような消毒された空気が適切に循環するように電動ファンを具備したり、前述のごとくマスク内が適切な陽圧になるような電動ファンを具備したり、排気性を高めるファンを具備するようにしてもよいし、湿度による雑菌の増加を回避するためにマスクに用いる部品類に抗菌処理を行ってもよい。このような電子殺菌デバイス類は、例えば排気弁側に持たせることで、患者の呼気をできるだけ消毒する構造にすることにより、患者からの呼気による感染リスクを低減するように構成してもよい。 Furthermore, even if it is configured to sterilize inspiration and exhaled breath with an electronic sterilization device (generators such as ions, plasma clusters, metal ion generators, ozone generators, hypochlorous acid, etc. * including registered trademarks). good. An electric fan is provided so that such sterilized air circulates appropriately, an electric fan is provided so that the inside of the mask has an appropriate positive pressure as described above, and a fan for enhancing exhaustability is provided. Alternatively, antibacterial treatment may be applied to the parts used for the mask in order to avoid an increase in germs due to humidity. Such electronic sterilization devices may be configured to reduce the risk of infection due to exhaled breath from the patient by having a structure for disinfecting the exhaled breath of the patient as much as possible by, for example, holding it on the exhaust valve side.
更には、太陽電池を用いることで、屋外などにおける使用中同時充電を可能としたり、電子熱交換部品の外側に液冷用の熱交換媒体循環部を更に備えることで冷却構造を二重化といった多重化構造を用いることで、核燃料再処理炉などで用いられるような二重媒体冷却構造での高温度熱交換効率化を実現したりすることも可能である。この二重媒体は、電子熱交換素子から液冷却やガス冷却の構造、電子熱交換素子からガス冷却、さらに加えて液冷却を行うような三重化などの多次冷却構成で実現されてもよい。なお、電源としてのバッテリーは内蔵しても、優先無線を問わず外部配線接続であっても、任意の方法で実装することが可能である。 Furthermore, by using a solar cell, it is possible to charge the battery at the same time during use outdoors, and by further providing a heat exchange medium circulation unit for liquid cooling on the outside of the electronic heat exchange component, the cooling structure is duplicated. By using the structure, it is possible to realize high temperature heat exchange efficiency in a dual medium cooling structure as used in a nuclear fuel reprocessing furnace or the like. This dual medium may be realized by a multi-order cooling configuration such as a structure of liquid cooling or gas cooling from an electronic heat exchange element, gas cooling from an electronic heat exchange element, and further liquid cooling. .. It should be noted that the battery as a power source can be mounted by any method regardless of whether it is a built-in battery or an external wiring connection regardless of priority radio.
更に図6の(a)及び(b)によれば、吸気部孔6001からファンなどで吸引した空気を冷却部6002の櫛状冷却部を経由して排気部孔6003からファンなどで排気する構造とし、フィルタを別途6004などの固定具で冷却部などを覆うように固定するなどといった方法で、呼吸におけるフィルタ処理されている空気と強制循環されている空気とを分離することにより、利用者が罹患している場合であっても細菌類やウィルスなどが外排気されないように構成することもできる。もちろん、吸排気孔が無く強制的なファンによる強制循環なしでも、本考案の構成は実施可能と考えてもらいたいし、吸排気孔なしで、かつ、排気弁の無い状態での実施も可能であると考えてもらいたい。
Further, according to FIGS. 6A and 6B, the air sucked from the intake hole 6001 by a fan or the like is exhausted by a fan or the like from the
また、吸排気ファンとして記載されている仕様を両方とも吸気のみにしたり、排気のみにしたりする構成であってもよいし、マスク外装部としてのクーラー付きマスク(1001・3009)と交換可能な内側フィルタ部(3002)との間に冷却部3001が構成されていることは、冷却部がフィルタ部に対して非侵襲であるため、フィルタと冷却部の隙間などを考慮する必要がなくなるためフィルタ交換に影響を与えず、フィルタ交換を容易にするとともにマスクの安全性を担保・維持できる構成となるので、本考案の利用時において好ましい構造となると考えて良い。なお、吸排気孔の穴は必ずしも必要なわけではない。
In addition, both specifications described as intake / exhaust fans may be configured to have only intake or only exhaust, or the inside can be replaced with a mask with a cooler (1001/3009) as a mask exterior. The fact that the
更には、図7のようにいくつかのバリエーションが考えられ、(a)であれば専用のフィルタを用いずに通常の市販マスク(7001)を内側のフィルタとして用いることによりフィルタ部を容易に調達できるようにしたり、(b)であれば、冷却部をマスクの内側に金属などの高熱伝導率の部品を用いて延長させた口部周辺冷却部品(7002)を装備することで、体表冷却部品としての口部周辺冷却部品を具備し、体表をじかに冷却することを可能とし、マスク装着時の冷感を改善したりすることも可能である。更には前述の口部周辺冷却部品をメッシュ状のパネルにすることで呼吸用の隙間面積を確保したり、半導体冷却部品からパイプ状の冷媒循環部品を用いて口唇部周辺を直接冷却したりすることも可能である。
Furthermore, as shown in FIG. 7, some variations are conceivable, and in the case of (a), the filter unit can be easily procured by using a normal commercially available mask (7001) as the inner filter without using a dedicated filter. In the case of (b), the body surface can be cooled by equipping the mask with a cooling part (7002) around the mouth, which is an extension of the cooling part using a part with high thermal conductivity such as metal. It is equipped with a cooling component around the mouth as a component, which makes it possible to directly cool the body surface and improve the feeling of coldness when wearing a mask. Furthermore, the above-mentioned cooling parts around the mouth are made into a mesh-shaped panel to secure a gap area for breathing, and the semiconductor cooling parts are directly cooled around the lips using a pipe-shaped refrigerant circulation part. It is also possible.
呼吸に伴う廃熱を阻害する要因となるマスク内の気体の温度を下げるために、接触面積を広げた櫛状の冷却部を備えることにより、十分冷却することを可能とし、夏季の口腔・鼻腔部に用いるマスクによる体温上昇を回避することで、熱射病や熱中症といった健康面での問題が生じないように配慮できるとともにフィルタ素材の性能によってはサージカルマスクレベルの電動電子冷却マスクを実現し、コロナなどのウィルス環境下であっても人の活動・運動環境をより快適化することが期待できるとともに電気回路を構成可能とすることで従来では、なしえなかった遠隔通話などが可能な利便性と安全性の高いマスクを実現することができる。更には、太陽電池を用いることで、屋外などにおける使用中同時充電を可能としたり、電子熱交換部品の外側に液冷用の熱交換媒体循環部を更に備えることで冷却構造を二重化するといった任意の多重化構造を用いることで、核燃料再処理炉などで用いられるような二重媒体冷却構造での高温度熱交換効率化を実現したりすることも可能である。また、呼気に対する電子消毒デバイスにより呼気を無毒化するように構成されていてもよい。
In order to lower the temperature of the gas inside the mask, which is a factor that inhibits waste heat associated with breathing, it is possible to sufficiently cool by providing a comb-shaped cooling part with a wider contact area, and it is possible to cool the oral cavity and nasal cavity in summer. By avoiding the rise in body temperature due to the mask used for the part, it is possible to take care not to cause health problems such as heat stroke and heat stroke, and depending on the performance of the filter material, a surgical mask level electric electronic cooling mask is realized. , Even in a virus environment such as corona, it can be expected to make people's activities and exercise environment more comfortable, and by making it possible to configure an electric circuit, it is convenient to make remote calls that could not be done in the past. It is possible to realize a mask with high property and safety. Furthermore, by using a solar cell, it is possible to charge the battery at the same time during use outdoors, and by further providing a heat exchange medium circulation unit for liquid cooling on the outside of the electronic heat exchange component, the cooling structure can be duplicated. By using the multiplex structure of, it is also possible to realize high temperature heat exchange efficiency in a dual medium cooling structure such as that used in a nuclear fuel reprocessing furnace. It may also be configured to detoxify the exhaled breath with an electronic disinfectant device for the exhaled breath.
1000 クーラー付きマスク外側
1001 電動ファン付き電子クーラー
1002 クーラー付きマスク固定具
1003 電子クーラー電源ケーブル
1004 半導体冷却素子
3000 クーラー付きマスク内側
3001 クーラー付きマスク内側櫛状熱交換部
3002 クーラー付きマスク内側防塵・防疫フィルタ
3003 排気弁
4000 フェイスライン
4011 マイク部
4012 スピーカ部
4013 コンピュータ及びWiFi部
5001 ドレインホース
5002 マスク外側蒸散廃熱部
6001 吸気部孔
6002 電子冷却部
6003 排気部孔
6004 フィルタ固定具
7001 市販マスク
7002 口部周辺冷却部品
1000 Mask outside with cooler 1001 Electronic cooler with
Claims (6)
健康を維持するための呼吸安全に用いる鼻腔及び口腔に用いるマスクであって、
マスクの内側とマスクの外側の熱交換を直接行う熱交換部品を具備し、
前記熱交換部品の内側に具備された冷却部において、呼吸における呼気がマスク内に体温の影響を受けた状態で残存し、
残存した体温の影響下にある呼気を前記冷却部で冷却することにより、
体温を帯びたままの呼気の再吸引を回避する構造で構成されるとともに、
前記マスクの内側に具備される櫛状及び若しくは柱状といった任意の凹凸状に構成された熱交換部品を、
鼻孔下及び口唇前部における身体とマスクとの隙間空間に具備することを特徴とする、
鼻腔及び口腔に用いる電子冷却マスク
In the technical field of everyday protective products,
A mask used for the nasal cavity and oral cavity used for respiratory safety to maintain health.
Equipped with heat exchange parts that directly exchange heat between the inside of the mask and the outside of the mask,
In the cooling unit provided inside the heat exchange component, exhaled breath during respiration remains in the mask under the influence of body temperature.
By cooling the exhaled air under the influence of the remaining body temperature with the cooling unit,
It has a structure that avoids re-aspiration of exhaled breath while it is still warm, and also has a structure that avoids re-aspiration.
A heat exchange component having an arbitrary uneven shape such as a comb shape or a columnar shape provided inside the mask.
It is characterized by being provided in the gap space between the body and the mask under the nostrils and in the anterior part of the lips.
Electronic cooling mask for nasal cavity and oral cavity
健康を維持するための呼吸安全に用いる鼻腔及び口腔に用いるマスクであって、
外側のマスク部と内側のフィルター部の間に、
櫛状をはじめとする任意の凹凸のある熱交換部を、
具備することを特徴とする、
鼻腔及び口腔に用いる電子冷却マスク
In the technical field of everyday protective products,
A mask used for the nasal cavity and oral cavity used for respiratory safety to maintain health.
Between the outer mask and the inner filter,
A heat exchange part with any unevenness such as a comb
Characterized by having
Electronic cooling mask for nasal cavity and oral cavity
健康を維持するための呼吸安全に用いる鼻腔及び口腔に用いるマスクであって、
外側のマスク部に具備された冷却部の一部を延長し、
体表を直接冷却することを特徴とする体表冷却部品を、
具備することを特徴とする、
鼻腔及び口腔に用いる電子冷却マスク
In the technical field of everyday protective products,
A mask used for the nasal cavity and oral cavity used for respiratory safety to maintain health.
A part of the cooling part provided on the outer mask part is extended,
A body surface cooling component characterized by directly cooling the body surface,
Characterized by having
Electronic cooling mask for nasal cavity and oral cavity
マスク内側のマイクと外側のスピーカ及び若しくはイヤフォンとを用いて、
直接及び若しくは無線による
使用者間の通話を可能及び若しくは改善することにより、
ウイルスや細菌・毒物などの健康を害する環境への接触率を下げることを特徴とする、
鼻腔及び口腔に用いるマスク
The mask of claim 1 and / or claim 2 and / or claim 3.
Using the microphone inside the mask and the outside speaker and / or earphones,
By enabling and / or improving direct and / or wireless communication between users
It is characterized by reducing the contact rate with environments that are harmful to health such as viruses, bacteria and poisons.
Masks used for the nasal cavity and oral cavity
除菌・抗菌・抗ウイルス機能を、
具備することを特徴とする、
鼻腔及び口腔に用いるマスク
The mask of claim 1 and / or claim 2 and / or claim 3.
Bactericidal, antibacterial, antiviral functions,
Characterized by having
Masks used for the nasal cavity and oral cavity
マスク内で結露した水分を外部に導出させ、
導出した水分の蒸発に伴う熱放散によって、
マスク外部の熱放散を行くことを特徴とする、
鼻腔及び口腔に用いるマスク The mask of claim 1 and / or claim 2 and / or claim 3.
Moisture condensed inside the mask is led out to the outside,
By the heat dissipation accompanying the evaporation of the derived water
Characterized by going heat dissipation outside the mask,
Masks used for the nasal cavity and oral cavity
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020183385 | 2020-11-02 | ||
JP2020183385 | 2020-11-02 | ||
JP2021113946 | 2021-07-09 | ||
JP2021113946 | 2021-07-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3234702U true JP3234702U (en) | 2021-10-28 |
Family
ID=78118125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021002859U Active JP3234702U (en) | 2020-11-02 | 2021-07-23 | Electronic cooling mask |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3234702U (en) |
-
2021
- 2021-07-23 JP JP2021002859U patent/JP3234702U/en active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11425945B2 (en) | Anti-microbial, disinfection chamber respiratory face mask/shield | |
WO2022039764A1 (en) | Portable air powered respirator | |
CN210205641U (en) | Respiration support equipment and totally-enclosed isolation protective clothing comprising same | |
CN111529989A (en) | Mask structure for filtering type mask and use method thereof | |
CN111134403A (en) | Positive pressure protective clothing with strong virus and bacterium isolation function | |
ES2862347B2 (en) | Personal protection device against viruses and particles in aerosols and for the ventilation of spaces | |
CN215024359U (en) | Breathing apparatus | |
JP3234702U (en) | Electronic cooling mask | |
JP3234066U (en) | Electronic cooling mask | |
JP3234066U6 (en) | Electronic cooling mask | |
CN211961035U (en) | Protective and isolation clothes | |
WO2023021901A1 (en) | Respiratory protection with electronic cooling function | |
CN114304799A (en) | Anti-virus helmet | |
JP2022073937A (en) | Electronic cooling mask | |
WO2023244841A2 (en) | Ambulatory disinfection with near field far uv-c or other safe antimicrobial light waves for human or veterinary animate/inanimate personal and public surfaces and spaces especially medical ppes, apparatus | |
CN213154302U (en) | Anti-virus helmet | |
CN212650491U (en) | Integrated power air supply protective helmet | |
JP2011041686A (en) | Multi-modular spray infection preventive device | |
CN212282597U (en) | Mask structure for filtering type mask | |
CN212679879U (en) | Aseptic face guard that induced drafts | |
CN212585137U (en) | Regional air purification device | |
CN212260528U (en) | Gauze mask for epidemic prevention | |
CN212590395U (en) | Detachable disinfection gauze mask | |
KR20230033098A (en) | wearable cooling and heating system | |
WO2022097292A1 (en) | Electronically coolable mask |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3234702 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |