JP7454314B1 - 空気伝搬性の生物病原体からの保護向上のための電子イオン式マスクデバイス - Google Patents

Abstract

本開示の諸局面には、装用者を周囲の環境空気中のハザードから保護するために、装用者の鼻および口の上に装用される保護マスクが含まれる。マスクは、マスク部分、エアウェイ、およびイオン化フィルターを含む。マスク部分は、装用者の鼻および口の上に延在する内部を含む。エアウェイは、マスク部分の内部と周囲の環境空気との間に延在する。イオン化フィルターは、エアウェイの一部分内のエミッター、および、エミッターを半径方向に包囲しかつエアウェイの少なくとも一部分を規定するコレクタープレートを含む。コレクタープレートは、少なくとも第一および第二の導電性多孔質フィルターに電気的に接続される。第一および第二の導電性多孔質フィルター、ならびにコレクタープレートは、エミッターを封入するファラデーケージの少なくとも一部分を集合的に形成する。TIFF0007454314000002.tif106128

Description

関連出願の相互参照
本出願は、いずれもその全体が参照により本明細書に組み入れられる、2021年3月15日に提出された国際特許出願第PCT/US2021/022386号、2020年3月13日に提出された米国特許仮出願第62/988,991号、2020年5月20日に提出された米国特許仮出願第63/027,746号、2020年6月24日に提出された米国特許仮出願第63/043,424号、2020年6月26日に提出された米国特許仮出願第63/044,768号、2020年8月11日に提出された米国特許仮出願第63/063,968号、2020年11月11日に提出された米国特許仮出願第63/113,598号、2021年8月6日に提出された米国特許仮出願第63/230,273号、および2022年2月16日に提出された米国特許仮出願第63/310,810号による優先権を主張する。本出願はまた、2002年10月28日に提出された米国特許第6,901,930号も参照によりその全体を組み入れる。

発明の分野
本出願は、空気伝搬性の生物病原体からの保護向上のためのデバイスおよび方法に関する。特に、本出願は、粒子を捕らえそして不活化するための、装用可能なデバイス、および装用可能なデバイスを使用する方法に関する。

発明の背景
患者および臨床医にとって、空気伝搬性ウイルスの伝播および感染症を制御することは難しい。そうした感染症の例には、他にもあるがとりわけ、季節性インフルエンザ、感冒、および麻疹などが含まれる。近年では、COVID-19に空気伝搬による伝播および交差感染の構成要素があると考えられている。一部の研究者らは、通常の状況下において、空気伝搬性の小粒子が肺に入った時に、その一部が、鼻および口腔内、ならびに気管支樹内の、粘膜でできた気道防御システムを直接バイパスすると考えている。これらの粒子は遠位の肺胞に入る可能性があり、そこでは内臓の細胞への接触が急速に始まる可能性がある。より大きな粒子は身体自体の濾過システムによって捕捉されるので、遠位の肺胞のそうした侵入は、より小さい粒子に限られると考えられている。

ウイルス伝播の正確な機序は論争のポイントとして残っているものの、一部の研究者らは、接触とそれに続く指の動きとを通じてウイルス伝播が生じ、ウイルスが入り込める場所である粘膜に入るということを支持しつつある。この理論は、ヒトの咳がまき散らすのは、効果的に降下させまたはフィルタリングできる比較的大きな飛沫であり、必ずしも吸息されるわけではない、という考えに基づいている。

伝播の正確な機序は議論の余地が残っているものの、一部の研究者らは、小さい粒子が遠位の肺胞に侵入することが伝播の重大なモダリティであると想定している。ウイルスを含有し咳の噴霧として感染患者から出る唾液飛沫および粘膜飛沫は、部分的に蒸発するかまたは表面上に沈降する。そうしたマイクロ飛沫は蒸発を介してより小さくなり、そして、閉鎖空間の近接状況において、または、建物および飛行機内などの循環空気システムにおいて、再び空気伝搬性になる可能性がある。

空気伝搬による伝播性は、空気中、建物内、または飛行機の換気機内における、体外ウイルスの機能的生存度に基づく。ウイルス粒子がある時間にわたって体外で生存可能なままであるならば、それは、遠位の肺胞を介して身体に感染し、かつ、進化を通じて思いがけない感染に対する防御機構を発達させてきた口腔および鼻の粘膜をバイパスする、空気伝搬性の小粒子として存在する可能性が高い。

小粒子薬剤送達システムの場合と同様に、遠位の肺胞は血流に至る無防御の入口のままとなっている。空気伝搬性COVID-19の同じ局面、ならびに、それが空気中および表面上において体外で長い機能的生存力を有することは、N95マスクのような既存の濾過技術について別の重要な限界をもたらす。この限界が存在するのは、ウイルス粒子をマスク内でフィルター捕捉することによって、マスクが気道の近くで生存ウイルス粒子の二次リザーバになる潜在可能性があり、かつ、蒸発状態の変化によって、捕捉されたウイルスが呼吸器系内に戻される可能性があるからである。ウイルス粒子および飛沫を充分に捕捉できるマスクが、時折かつ一貫性のないマスククリーニングプロトコルを介してではなくリアルタイムでウイルスを死滅させる技術を有することが望ましい。エアウェイ内でウイルスを死滅させることもまた望ましい可能性がある。

本開示の諸局面には、装用者を周囲の環境空気中のハザードから保護するために、装用者の鼻および口の上に装用される保護マスクが含まれる。マスクは、マスク部分、エアウェイ、およびイオン化フィルターを含む。マスク部分は、装用者の鼻および口の上に延在する内部を含む。エアウェイは、マスク部分の内部と周囲の環境空気との間に延在する。イオン化フィルターは、エアウェイの一部分内のエミッター、および、エミッターを半径方向に包囲しかつエアウェイの少なくとも一部分を規定するコレクタープレートを含む。コレクタープレートは、少なくとも第一および第二の導電性多孔質フィルターに電気的に接続される。第一および第二の導電性多孔質フィルター、ならびにコレクタープレートは、エミッターを封入するファラデーケージの少なくとも一部分を集合的に形成する。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、ファラデーケージは、イオン化フィルター内の回路網も封入していてもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、多孔質フィルターは、導電性ワイヤを含む導電材料が導入された非導電性の繊維状メッシュを含んでいてもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、多孔質フィルターが、非導電性メッシュを伴わずに導電材料のメッシュを含んでいてもよい。例えば、導電材料のメッシュは、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム、またはそれらの組み合わせのうち少なくとも1つを含有する合金または酸化物のうち少なくとも1つを含んでいてもよい。多孔質フィルターはオゾンの分解を補助してもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、ファラデーケージはエンドキャップをさらに含む。ファラデーケージのエンドキャップを形成するために使用される導電材料は、銅、アルミニウム、または合金鋼のうち少なくとも1つを含んでいてもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、多孔質フィルターは、1 μm～5 mm、10 μm～2.5 mm、100 μm～2.0 mm、および1 mm～2 mmのうち少なくとも1つの細孔サイズを有する導電性メッシュを有していてもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、エミッターの最初および最後の電極は、コレクタープレートまでのそれらの半径方向距離よりもさらに大きく、それぞれの多孔質フィルターから軸方向に間隔が空けられていてもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、エアウェイはマスクの内部への開口部を含み、この開口部は、イオン化フィルターに入る装用者由来の流体の量を減らすかまたはこれを防ぐように構成された流体フィルターを含んでいてもよい。流体フィルターは、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する合金または酸化物のうち少なくとも1つを含んでいてもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、エミッターは、コレクタープレートの軸中心に格納されていてもよい。エミッターは、クリーニングまたは取り替えのために、軸方向に沿ってコレクタープレート内に挿入されてもよく、またはこれから取り外されてもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、エミッターと相互作用する粒子の発生率を増大させるために、エアウェイ内かつファラデーケージの境界内に乱流ベーンが配置されている。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイは、スパイラルである。スパイラルは、イオン化フィルター内のスパイラルインサートの形態であってもよい。スパイラルは、イオン化フィルターの外側内ハウジング内に規定されたスパイラル経路の形態であってもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、コレクタープレートによってそれぞれ規定されるエアウェイの部分の、各開口端につながるエアウェイはスパイラルであってもよく、第一のスパイラルが時計回りであり第二のスパイラルが反時計回りであってもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイは、スパイラルであってもよく、そしてそのスパイラルは、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する少なくとも1つの合金または酸化物でコーティングされているかまたは少なくとも部分的に形成されていてもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイは、約5 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約10 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約15 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約20 cmを超えるかもしくはこれに等しい、または約22 cmを超えるかもしくはこれに等しい、のうち少なくとも1つの総最小距離を伴う、スパイラルであってもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイは、対向かつオフセットして半径方向内向きに延在するバッフルによって形成された、ジグザグ経路であってもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイは、対向かつオフセットして半径方向内向きに延在するバッフルによって形成された、ジグザグ経路であってもよく、そしてそのジグザグ経路は、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する少なくとも1つの合金または酸化物でコーティングされているかまたは少なくとも部分的に形成されていてもよい。

保護マスクの1つのバージョンにおいて、コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイは、対向かつオフセットして半径方向内向きに延在するバッフルによって形成された、ジグザグ経路であってもよく、そしてそのジグザグ経路は、約5 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約10 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約15 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約20 cmを超えるかもしくはこれに等しい、または約22 cmを超えるかもしくはこれに等しい、のうち少なくとも1つの総最小距離を有していてもよい。

本開示の諸局面には、患者を処置するためのベンチレーターシステムが含まれる。本システムは、気管内チューブ、気管内チューブと流体連絡しているインレットチューブおよびアウトレットチューブ、ベンチレーター、第一のイオン化フィルター、オゾンセンサー、ならびにコントローラーを含む。気管内チューブは患者体内に挿管されるように構成される。ベンチレーターインレットチューブおよびアウトレットチューブと流体連絡しており、かつ、インレットチューブに陽圧を、アウトレットチューブに陰圧を印加するように構成される。少なくともベンチレーターと、インレットチューブと、気管内チューブとが、吸気経路を規定し、少なくともベンチレーターと、アウトレットチューブと、気管内チューブとが、呼気経路を規定する。第一のイオン化フィルターは吸気経路に沿ってポジショニングされる。オゾンセンサーは吸気経路と連絡している。コントローラーはオゾンセンサーと連絡しており、かつ、第一のイオン化フィルターに既定量のオゾンを生成させるように構成される。

ベンチレーターシステムの1つのバージョンにおいて、イオン化フィルターは少なくともオゾンを生成して、粒子を除去する。イオン化フィルターはエミッターおよびコレクタープレートを含む。例えばイオン化フィルターは、吸気経路の一部分内におけるエミッター、および、エミッターを半径方向に包囲しかつ吸気経路の少なくとも一部分を規定するコレクタープレートを含む。イオン化フィルターは、エミッターおよびコレクタープレートを封入するファラデーケージをさらに含んでいてもよい。

ベンチレーターシステムの1つのバージョンにおいて、呼気経路もまた、エミッターおよびコレクタープレートを備えた第二のイオン化フィルターを含む。そしてまた、呼気経路は、第二のイオン化フィルターの下流のオゾン分解デバイスを通過してもよい。オゾン分解デバイスは、周囲環境中への排気前にオゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する合金または酸化物のうち少なくとも1つを含んでいてもよい。ベンチレーターシステムは、呼気経路と連絡しておりかつオゾン分解デバイスの下流にあるオゾンセンサーをさらに含んでいてもよく、その場合にコントローラーは、オゾン分解デバイスの下流のオゾン濃度が0.05 ppm未満であるように第二のイオン化フィルターを制御する。
[本発明1001]
装用者を周囲の環境空気中のハザードから保護するために、該装用者の鼻および口の上に装用される保護マスクであって、
該装用者の該鼻および口の上に延在する内部を含むマスク部分；
該マスク部分の該内部と周囲の環境空気との間に延在するエアウェイ；および
該エアウェイの一部分内のエミッターと、
該エミッターを半径方向に包囲しかつ該エアウェイの少なくとも一部分を規定するコレクタープレートと
を含むイオン化フィルターであって、
該コレクタープレートが少なくとも第一および第二の導電性多孔質フィルターに電気的に接続され、該第一および第二の導電性多孔質フィルターならびに該コレクタープレートが、該エミッターを封入するファラデーケージの少なくとも一部分を集合的に形成している、該イオン化フィルター
を具備する、該保護マスク。
[本発明1002]
ファラデーケージが、イオン化フィルター内の回路網も封入している、本発明1001の保護マスク。
[本発明1003]
多孔質フィルターが、導電性ワイヤを含む導電材料が導入された非導電性の繊維状メッシュを含む、本発明1001の保護マスク。
[本発明1004]
多孔質フィルターが、非導電性メッシュを伴わずに導電材料のメッシュを含む、本発明1001の保護マスク。
[本発明1005]
導電材料のメッシュが、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム、またはそれらの組み合わせのうち少なくとも1つを含有する合金または酸化物のうち少なくとも1つを含む、本発明1004の保護マスク。
[本発明1006]
多孔質フィルターがオゾンの分解を補助する、本発明1005の保護マスク。
[本発明1007]
ファラデーケージがエンドキャップをさらに含む、本発明1005の保護マスク。
[本発明1008]
ファラデーケージのエンドキャップを形成するために使用される導電材料が、銅、アルミニウム、または合金鋼のうち少なくとも1つを含む、本発明1007の保護マスク。
[本発明1009]
多孔質フィルターが、1 μm～5 mm、10 μm～2.5 mm、100 μm～2.0 mm、および1 mm～2 mmのうち少なくとも1つの細孔サイズを有する導電性メッシュを有する、本発明1001の保護マスク。
[本発明1010]
エミッターの最初および最後の電極が、コレクタープレートまでのそれらの半径方向距離よりもさらに大きく、それぞれの多孔質フィルターから軸方向に間隔が空けられている、本発明1001の保護マスク。
[本発明1011]
エアウェイがマスクの内部への開口部を含み、該開口部が、イオン化フィルターに入る装用者由来の流体の量を減らすかまたはこれを防ぐように構成された流体フィルターを含む、本発明1001の保護マスク。
[本発明1012]
前記流体フィルターが、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する合金または酸化物のうち少なくとも1つを含む、本発明1011の保護マスク。
[本発明1013]
エミッターがコレクタープレートの軸中心に格納されている、本発明1001の保護マスク。
[本発明1014]
クリーニングまたは取り替えのために、エミッターが軸方向に沿ってコレクタープレート内に挿入されうるかまたはこれから取り外されうる、本発明1001の保護マスク。
[本発明1015]
エミッターと相互作用する粒子の発生率を増大させるために、エアウェイ内かつファラデーケージの境界内に乱流ベーンが配置されている、本発明1001の保護マスク。
[本発明1016]
コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイが、スパイラルである、本発明1001の保護マスク。
[本発明1017]
スパイラルが、イオン化フィルター内のスパイラルインサートの形態である、本発明1016の保護マスク。
[本発明1018]
スパイラルが、イオン化フィルターの外側ハウジング内に規定されたスパイラル経路の形態である、本発明1016の保護マスク。
[本発明1019]
コレクタープレートによってそれぞれ規定されるエアウェイの部分の、各開口端につながるエアウェイがスパイラルであり、第一のスパイラルが時計回りであり第二のスパイラルが反時計回りである、本発明1016の保護マスク。
[本発明1020]
コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイがスパイラルであり、該スパイラルが、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する少なくとも1つの合金または酸化物でコーティングされているかまたは少なくとも部分的に形成されている、本発明1001の保護マスク。
[本発明1021]
コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイが、約5 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約10 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約15 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約20 cmを超えるかもしくはこれに等しい、または約22 cmを超えるかもしくはこれに等しい、のうち少なくとも1つの総最小距離を伴うスパイラルである、本発明1001の保護マスク。
[本発明1022]
コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイが、対向かつオフセットして半径方向内向きに延在するバッフルによって形成されたジグザグ経路である、本発明1001の保護マスク。
[本発明1023]
コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイが、対向かつオフセットして半径方向内向きに延在するバッフルによって形成されたジグザグ経路であり、該ジグザグ経路が、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する少なくとも1つの合金または酸化物でコーティングされているかまたは少なくとも部分的に形成されている、本発明1001の保護マスク。
[本発明1024]
コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイが、対向かつオフセットして半径方向内向きに延在するバッフルによって形成されたジグザグ経路であり、該ジグザグ経路が、約5 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約10 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約15 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約20 cmを超えるかもしくはこれに等しい、または約22 cmを超えるかもしくはこれに等しい、のうち少なくとも1つの総最小距離を有する、本発明1001の保護マスク。
[本発明1025]
患者体内に挿管されるように構成された気管内チューブ；
該気管内チューブと流体連絡しているインレットチューブおよびアウトレットチューブ；
該インレットチューブおよび該アウトレットチューブと流体連絡しており、かつ、該インレットチューブに陽圧を、該アウトレットチューブに陰圧を印加するように構成された、ベンチレーターであって、少なくとも該ベンチレーターと、該インレットチューブと、該気管内チューブとが、吸気経路を規定し、かつ少なくとも該ベンチレーターと、該アウトレットチューブと、該気管内チューブとが、呼気経路を規定している、該ベンチレーター；
該吸気経路に沿ってポジショニングされた第一のイオン化フィルター；
該吸気経路と連絡しているオゾンセンサー；ならびに
該オゾンセンサーと連絡しており、かつ、該第一のイオン化フィルターに既定量のオゾンを生成させるように構成された、コントローラー
を具備する、患者を処置するためのベンチレーターシステム。
[本発明1026]
前記イオン化フィルターが少なくともオゾンを生成して、粒子を除去する、本発明1025のシステム。
[本発明1027]
前記イオン化フィルターがエミッターおよびコレクタープレートを含む、本発明1025のシステム。
[本発明1028]
前記イオン化フィルターが、
吸気経路の一部分内におけるエミッター；および
該エミッターを半径方向に包囲しかつ該吸気経路の少なくとも一部分を規定するコレクタープレート
を含む、本発明1025のシステム。
[本発明1029]
前記イオン化フィルターが、エミッターおよびコレクタープレートを封入するファラデーケージをさらに含む、本発明1028のシステム。
[本発明1030]
呼気経路が、エミッターおよびコレクタープレートを備えた第二のイオン化フィルターを含む、本発明1027のシステム。
[本発明1031]
呼気経路が、第二のイオン化フィルターの下流のオゾン分解デバイスを通過する、本発明1030のシステム。
[本発明1032]
オゾン分解デバイスが、周囲環境中への排気前にオゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する合金または酸化物のうち少なくとも1つを含む、本発明1031のシステム。
[本発明1033]
呼気経路と連絡しておりかつオゾン分解デバイスの下流にあるオゾンセンサーをさらに具備し、該オゾン分解デバイスの下流のオゾン濃度が0.05 ppm未満であるようにコントローラーが第二のイオン化フィルターを制御する、本発明1027のシステム。

以上の概要、そして以下の本発明の好ましい態様の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むことによってよりよく理解されるであろう。本発明を例証する目的で、現時点で好ましい諸態様が図面に示されている。ただし理解されるべき点として、本発明は図示される通りのアレンジメントおよび手段に限定されるわけではない。

本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 図1による電子イオン式デバイスの透視分解図である。 図1による電子イオン式デバイスの前面図であり、そのコンポーネントのいくつかを示している。 図1による電子イオン式デバイスの前面図であり、そのコンポーネントのいくつかを示している。 図1による電子イオン式デバイスの前面図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づくイオン化フィルターの透視図である。 図6によるイオン化フィルターの透視図である。 本開示の例示的態様に基づくイオン化フィルターの透視図である。 図9Aのイオン化フィルターの、スパイラル式スペーサーを利用したバージョンの透視図である。 図9Bのイオン化フィルターにおいて利用されるスパイラル式スペーサーの前面図である。 図9Cのスパイラル式スペーサーの等角図である。 本開示の例示的態様に基づくマスクフィルターの透視図である。 図10によるマスクフィルターの透視図であり、そのコンポーネントのいくつかを示している。 図10によるマスクフィルターの透視図であり、そのコンポーネントのいくつかを示している。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの前面透視図である。 図13による電子イオン式デバイスの背面透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの前面透視図である。 図15による電子イオン式デバイスの背面透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの前面透視図である。 図17による電子イオン式デバイスの背面透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電源の透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 図27の電子イオン式デバイスの側面図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 図27の電子イオン式デバイスの側面図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 図34による電子イオン式デバイスの側面図である。 図34による電子イオン式デバイスの前面図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。 本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの上面・前面・右側面透視図である。 図39Aによる電子イオン式デバイスの底面・背面・左側面透視図である。 図39Aによる電子イオン式デバイスの上面図である。 図39Aによる電子イオン式デバイスの左側面図である。 図39Aによる電子イオン式デバイスの上面・前面透視図である。 図39Aによる電子イオン式デバイスの右側面図である。 図39Aによる電子イオン式デバイスの底面図である。 図39Aによる電子イオン式デバイスの底面・背面透視図である。 図39Aによるマスクの上面・前面・右側面透視図である。 図40Aによるマスクの底面・背面・左側面透視図である。 図40Aによるマスクの上面図である。 図40Aによるマスクの左側面図である。 図40Aによるマスクの前面図である。 図40Aによるマスクの右側面図である。 図40Aによるマスクの底面図である。 図40Aによるマスクの背面図である。 図39Aによるハウジングの上面・前面・右側面透視図である。 図41Aによるハウジングの底面・背面・左側面透視図である。 図41Aによるハウジングの上面図である。 図41Aによるハウジングの左側面図である。 図41Aによるハウジングの上面・前面透視図である。 図41Aによるハウジングの右側面図である。 図41Aによるハウジングの底面図である。 図41Aによるハウジングの底面・背面透視図である。 図39Aによる電子イオン式デバイスの透視図であり、そのいくつかのコンポーネントを示している。 図43Aは、本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。図43Bは、図43Aによる電子イオン式デバイスの上面図である。図43Cは、図43Aによる電子イオン式デバイスの前面図である。 図44Aは、本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの上面・前面・左側面透視図である。図44Bは、図44Aによる電子イオン式デバイスの上面・前面・右側面透視図である。 図45Aは、本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの上面・前面・左側面透視図である。図45Bは、図45Aによる電子イオン式デバイスの上面・前面・右側面透視図である。 図46Aは、本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。図46Bは、図46Aによる電子イオン式デバイスの側面図である。図46Cは、図46Aによる電子イオン式デバイスの前面図である。 図47Aは、本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。図47Bは、図47Aによる電子イオン式デバイスの側面図である。図47Cは、図47Aによる電子イオン式デバイスの前面図である。 図48Aは、本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。図48Bは、図48Aによる電子イオン式デバイスの側面図である。図48Cは、図48Aによる電子イオン式デバイスの前面図である。 図49Aは、本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。図49Bは、図49Aによる電子イオン式デバイスの側面図である。図49Cは、図49Aによる電子イオン式デバイスの前面図である。 図50Aは、本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。図50Bは、図50Aによる電子イオン式デバイスの側面図である。図50Cは、図50Aによる電子イオン式デバイスの前面図である。 図51Aは、本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。図51Bは、図51Aによる電子イオン式デバイスの側面図である。図51Cは、図51Aによる電子イオン式デバイスの前面図である。 図52Aは、本開示の例示的態様に基づく電子イオン式デバイスの透視図である。図52Bは、図52Aによる電子イオン式デバイスの側面図である。図52Cは、図52Aによる電子イオン式デバイスの前面図である。 さまざまな状態における電子イオン式デバイスを示した透視線図である。 電子イオン式デバイスの透視図である。 図54の電子イオン式デバイスのマスクアセンブリの上面・前面透視図である。 図55のマスクアセンブリの底面・前面透視図である。 図55のマスクアセンブリの底面図である。 図55のマスクアセンブリの上面・前面図である；モジュール式イオン化フィルターがマスクから取り外されており、それによって、イオン化フィルターをマスクアセンブリの残りの部分とは別に衛生化することが可能になる。 図54に示したイオン化フィルターの拡大切取図である。 イオン化フィルターが、その内部をより多く示すためにより大きく切断されている点を除いて、図59と同じ図である；内部は図9Bに示したものと同じである。 本明細書に開示する電子イオン式デバイスのいずれかの態様の電子部品ユニット内に含有されるメインボードの回路略図である。 本明細書に開示する電子イオン式デバイスのいずれかの態様の電子部品ユニット内に含有されるドーターボードの回路略図である；ドーターボードは図61のメインボードに電気的に連結されている。 本明細書に開示する電子イオン式デバイスのいずれかの態様のイオン化フィルターのための電圧変調を示したフローチャートである。 電子イオン式デバイスにおいて使用されるように構成された例示的なマスクアセンブリの部分分解透視図である。 図64に示したマスクアセンブリによるファラデーケージの部分分解透視図である。 電子イオン式デバイスにおいて使用されるように構成されたイオン化フィルターの透視図である。 図66に示したイオン化フィルターの上面図である。 エミッターサブアセンブリの取り外し／挿入中の、図66によるイオン化フィルターの一部分の透視図である。 図66によるイオン化フィルターの一部分の部分分解・部分断面透視図である。 エミッターサブアセンブリの部分分解・部分断面透視図である。 電子イオン式デバイスにおいて使用されるように構成されたイオン化フィルターの断面透視図である。 図71によるイオン化フィルターの断面前面図である。 図73Aは、電子イオン式デバイスにおいて使用されるように構成されたイオン化フィルターの透視図である。図73Bは、図73Aに示したイオン化フィルターの透視断面図である。 図74Aは、外側ハウジングが図から取り除かれている、図73Aに示したイオン化フィルターの前面図である。図74Bは、図74Aに示したイオン化フィルターの透視図である。 図75Aは、コレクタープレートが図から取り除かれている、図74Aに示したイオン化フィルターの前面図である。図75Bは、図75Aに示したイオン化フィルターの透視図である。 外側ハウジングが図から取り除かれている、別のイオン化フィルターの前面図である。 導体板が図から取り除かれている、図76によるイオン化フィルターの前面図である。 電子イオン式デバイスにおいて使用されるように構成された別のイオン化フィルターの部分断面透視図である。 図79Aは、コレクタープレートが図から取り除かれている、図78に示したイオン化フィルターの前面断面図である。図79Bは、図79Aに示したイオン化フィルターの透視断面図である。 図80Aは、イオン化フィルターを含む例示的なベンチレーターシステムの模式図である。図80Bは、イオン化フィルターを含む例示的なベンチレーターシステムの模式図である。 電子イオン式デバイスにおいて使用されるように構成された例示的なマスクアセンブリの部分分解透視図である。 電子イオン式デバイスにおいて使用されるように構成された、別の例示的なマスクアセンブリの部分分解透視図である。 図81Aに示したマスクアセンブリによる例示的な放射線ディスプレイの上面図である。

詳細な説明
運搬可能かつ装用可能な電子イオン式デバイス（例えば静電集塵器）を、そのさまざまな態様およびバージョンにおいて本明細書に開示する。運搬可能かつ装用可能な電子イオン式デバイスは、空気伝搬性の粒子をエアストリームから取り除く。例えば、電子イオン式デバイスは、病原体、毒素、および他の有害粒子を、吸気ストリームから静電集塵によって取り除くように構成される。ゆえに、COVID-19の時代において、運搬可能かつ装用可能な本電子イオン式デバイスとその静電集塵とは、空気伝搬性であるウイルスまたはウイルス粒子を含有する唾液の飛沫を、吸気ストリームから取り除くことができる。

後述する電子イオン式デバイスのいくつかの態様において、電子イオン式デバイス内の吸気および／または呼気のエアフローは、完全にではないとしても実質的に、エミッターとコレクターとの間の強い電界に対して垂直であると理解されるであろう。理想的には、エミッターは電子の排除を促すために尖った尖頭を有し、その電子は空気伝搬性の粒子に電荷を与える。これらの帯電した空気伝搬性の粒子が電子イオン式デバイス内の経路に沿っていくにつれて、この帯電した空気伝搬性の粒子は強い電界にさらされ、それによってコレクターの表面に引き付けられて、その表面上に堆積される。エミッターとコレクターとの間の電界は、電池からの供給とステップアップ電圧モジュールとから生成される。エアフローをこの強い電界にさらすことは、粒子をリアルタイムでエアストリームから取り除く基礎となるモダリティである。

本明細書に開示する電子イオン式デバイスは、充電ごとに少なくとも8～12時間にわたって性能の有効性を維持できるように、充分な電力貯蔵および性能設定点を有する。本電子イオン式デバイスは、刺激または疲労をもたらすことなく顔面に取り付けて長時間装用できるよう、充分に軽量であるように構成される。

本電子イオン式デバイスは、粒子除去という点において適切な性能ウィンドウを維持するために、そして電流利用と装用可能電源の持続時間との両方が適切になるように、電力利用のサーボ制御を利用する。サーボ制御は、これらの目的を達するために、作動中に持続的なベースで電圧および電流の使用をリアルタイムで調整する。換言すると、イオン化フィルターのエミッターとコレクターとの間を流れる電力を制御するためにサーボ機構が使用される。

さまざまな態様において、電子イオン式デバイスの回路網は、エミッターをまたぐ電圧が、過剰なオゾンレベルを伴うことなく最適なフィルタリングレベルとなるように、供給電流をモニターして、固定パラメーターを維持するように電圧を自動調整する。いくつかの態様において、電圧を上昇圧力の関数として設定することによって同じ効果が得られる可能性がある。

本明細書に開示する電子イオン式デバイスの諸態様の少なくともいくつかについて、エア路の距離と幾何学形状とはバランスである。例えば考慮点として、より長くかつより効果的なエアフロー路がもたらされるようにエアフロー通路の幾何学形状が大きく延長されると、その結果としてより大きくなるコレクター表面は、必要とする電力使用が低下するが、イオン化フィルターの重量およびサイズが増大し、加えて、スノーケル効果および死腔も増大して、それは二酸化炭素の停留に助長する。

別の考慮点として、エミッターとコレクターとの間のギャップを大幅に低減して、より狭いエアフロー路を作り出すと、必要な作動電圧が低下する可能性があるが、エアフロー抵抗が増大し、デバイスの材料の重量が増大し、イオン流がトンネル効果およびスパークを生じる潜在可能性が増大し、かつ、製造上の困難がもたらされる。これらの考慮点のバランスを取ると、本明細書に開示する諸態様のいくつかのバージョンにおいて、エミッター先端とコレクターとの間の距離が15 mmである場合、イオン化フィルター用の作動電圧は、海面位で、約5 kV～約15 kV、好ましくは6 kV～11.5 kVであると考えられる。他の態様について、エミッター先端とコレクターとの間の距離が約10 mm～約20 mmである場合、イオン化フィルター用の作動電圧は、海面位で、約4 kV～約20 kVであると考えられる。

本明細書に開示する電子イオン式デバイスの諸態様は、長時間にわたり運搬可能かつ快適で充分軽量であり、単回の充電で少なくとも8～12時間にわたって作動状態を保つことができる、効率的かつ高性能な保護デバイスである。さらに、これらの態様は、許容可能な外見と、水分補給ポートとをもたらす。加えて、本電子イオン式デバイスの構成および視覚的透明性はコミュニケーションを容易にし、さらには、電子イオン式デバイスのマスク内に、そしていくつかのバージョンにおいては水分補給ポートのプラグ内に位置していてもよい、Bluetoothマイクロフォンの配置と、それを介した増幅とによって、コミュニケーションを高める。上述に列記した図面に示した電子イオン式デバイスの多数の態様は、装用性および快適性を促進するために、かつ動きまたは作業能力に対する制限を軽減するために、電子イオン式デバイスの諸特徴および能力がさまざまな構成でもたらされうることを、明らかにする。さらに、Tulane BSL III研究室で試験した本電子イオン式デバイスは、実生活で遭遇するよりはるかに高いレベルのCOVID-19エアロゾル濃度によるCOVID-19エアロゾル研究という文脈において、99.8%のウイルス侵入低減を示した。

本明細書に開示するさまざまな態様を詳しく論じるために、添付の図面に示す例示的態様を参照する。可能な限り、同じまたは同様の部品を参照するうえで図面全体を通して同じ符番を用いる。

電子イオン式デバイス100の例示的態様を図1～5に示す。デバイス100は、ユーザーに向かって最も内側のポジションに基層または濾過層106を含んでいてもよい。濾過層106は、綿、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ウール、レーヨン、またはそれらの組み合わせなど、繊維状または多孔質の媒質で構築されてもよい。濾過層106は、ユーザーの耳に留めるための、またはユーザーの頭部の後ろで結ぶための、紐またはループなどの取り付け部を含んでいてもよい。

微細メッシュの負格子120が濾過層106より外側にポジショニングされていてもよく、そしてより詳しく後述するように、負の荷電粒子をはね返すことを助けるように機能してもよい。負格子120は、ステンレス鋼、または、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム もしくはそれらの組み合わせを含有する、合金もしくは酸化物などの、電気導体で構築されてもよい。上述した金属の非網羅的リストは、オゾンの分解を補助してもよい。加えて、負格子120は、さまざまな金属フォイルで構築されてもよく、かつ／または前述した合金のうち1つでコーティングされてもよい。負格子120は、4つのタブ114など、1つまたは複数のタブ114で濾過層106に取り付けられてもよい。タブ114は濾過層106と同じ材料で構築されてもよく、かつ負格子120をその近くに保持してもよい；または、タブ114は、これらの層の間に空間を提供する剛性もしくは半剛性の構築物を有するスタンドオフとして機能してもよい。負格子120は、導電ワイヤ110を通じて、濾過層106上にポジショニングされたユーザー接触導体108と電気連絡していてもよい。ユーザー接触導体108は、ユーザーの皮膚に接触するために濾過層106の内側上に導電性表面を有してもよく、かつ、それへのより良好な接着のために接着剤を含んでいてもよい。図に示すように、ユーザー接触導体108は、濾過層106のループの外側の強化部分を囲む、輪状の表面である。しかし、図に示していない他の態様において、接触導体108は、耳ループもしくは鼻ブリッジの周りに、または、濾過層106に沿った複数の部分、もしくは濾過層106の外周に沿った全体に、ポジショニングされてもよい。濾過層106それ自体に導電材料が導入されてもよく、その導電材料には、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム、またはそれらの組み合わせを含有する合金または酸化物を含む導電ワイヤが含まれる。

コンポーネント層132が負格子120より外側にポジショニングされる。コンポーネント層132はフレーム128を含む；フレーム128は絶縁材料で構築されてもよく、かつ、負格子120上に直接マウントされるか、または、別個もしくは組込みのスタンドオフを用いてわずかに間隔が空けられてもよい。フレーム128は、半径方向内向きに開口部を規定する連続的な外面を有してもよく、かつ、呼吸経路中の吸気および呼気の全部または大部分がその開口部を通って流れるよう、呼吸経路を囲むように構成されてもよい。フレーム128は、電子イオン式デバイス100の口腔カバー部分の外側で互いから正反対にポジショニングされた2つの電子部品コンパートメントなど、1つまたは複数の電子部品コンパートメント122と；口腔カバー部分の下方にポジショニングされた1つまたは複数の電池コンパートメント112と；ユーザーの呼吸経路内に直接的に、口腔カバー部分の前に直接ポジショニングされた、エミッター124とを格納してもよい。タブ114、フレーム128、および他のスタンドオフは、エミッター124を、ユーザーの顔面から少なくとも0.5 mm、1.0 mm、または2.0 mmに保ってもよい。各電子部品コンパートメント122は、1つまたは複数の回路を含んでいてもよく、かつプロセッサーまたはコントローラーをさらに含んでいてもよい。電子部品コンパートメント122の各々は、エミッター124方向を向いた、外側に面した導電性の側面などのコレクタープレート116を伴う、金属ハウジングを有していてもよい。他の態様において、コレクタープレート116は、電子部品コンパートメント122とは別個であってもよい。コレクタープレート116はフレーム内の開口部の外側に置かれてもよい。

エミッター124は、呼吸経路に対して垂直に配向された複数の電極126を具備していてもよい。電極126の各々は互いに対して平行に配向されてもよい。電極126は機械加工またはレーザー切断されてもよく、そして、コレクタープレート116に向かって配向された、複数の鋭いステンレス鋼または他の耐酸化性の導電材料を形成してもよい。いくつかの態様において、エミッター124は、複数の鋭く細い尖端を有するスチールウールを具備していてもよい。いくつかの態様において、エミッター124はカーボンナノチューブを具備していてもよい。高電圧勾配の存在下で導電性のスチール格子上にナノチューブを堆積させる処理は、それらの間に好適な分離または間隔を伴って、それらを実質的に垂直な様式に配向させる可能性がある。下層にある導電性のワイヤまたはワイヤ格子の表面にナノチューブが結合されると、エミッター124は、機械加工またはレーザー切断によって鋭い尖端を作ることに比べて、製造上の大幅な節約をして、より向上した性能を有する可能性がある。さらに、電極126の先端は、電子のワークフォース（workforce）を低減させて電子イオン式デバイス100の効率を向上させることを助けるために、金属コーティングを有していてもよい。そうしたコーティングは、他にもあるがとりわけ、マンガン、イリジウム、タンタル、および亜鉛などを含んでいてもよい。電子のワークフォースを低減させると、エミッター電圧の低減が可能になる可能性があり、それによって、下層にある電源および下層にあるコンポーネントの実現性を向上させる可能性がある。

電池コンパートメント112は1つまたは複数の電池118を含んでいてもよい。図に示すように、電子イオン式デバイス100は、それぞれが電池118を格納している2つの電池コンパートメント112を含む。電池118は、例えばAAアルカリ電池、AAAアルカリ電池、またはさまざまなサイズの他のアルカリ電池を含んでいてもよい。電池118はまた、18650リチウム電池のセットなど、NiCd、NiMH、またはリチウムイオンを含む充電式電池も含んでいてもよい。電子イオン式デバイス100をユーザーの顔面から取り外す必要なしに電池118を取り替えることもまた、可能であってもよい。電子イオン式デバイス100は、勤務日または旅行の間、長時間にわたって装用されてもよい。そうであるから、電子イオン式デバイス100は、少なくとも8時間の機能的キャパシティを有する電池118を含んでいてもよい。電池は、さまざまな回路に電力を提供するために、電子部品コンパートメント122に作動的に接続されてもよい。使用中に、これら回路は24ボルトで1ワット未満を消費するのであってもよく、好ましくは24ボルトで0.2ワットを消費するのであってもよい。そうした1つの回路は、電池118が少なくなった時に音響的アラート、視覚的アラート、または触覚的アラートのいずれかでユーザーに注意喚起してもよい電池モニタリング回路を含んでいてもよい。

電子部品コンパートメント122は、電子イオン式デバイス100をオンまたはオフにするためのスイッチ（図示せず）に作動的に接続されていてもよい。電子部品コンパートメント122はまた、フレーム128の後ろに配線された導電ワイヤ130を介してエミッター124にも、ならびに、負格子120、加速格子102、および、1つまたは複数のコレクタープレート116にも、接続されていてもよい；これらの作動についてより詳しく後述する。加速格子102およびコレクタープレート116は、コンポーネント層132に対してさらに外側の、外層内に位置していてもよい。加速格子102は、負格子120およびフレーム128と実質的に同じ外形を有し、かつ、同様にユーザーの呼吸経路内にポジショニングされる。しかし、他の態様において、3つのそれぞれの層の外形はさまざまであってもよく、同一である必要はない。加速格子102は、負格子120の細孔または穴より大きい直径をそれぞれ有する細孔または穴を形成している、電気導体のメッシュを含む。しかし他の態様において、加速格子102の細孔は、負格子120の細孔と同じであるかまたはそれより小さい。コレクタープレート116は、呼吸と干渉しないように、フレームの側方など、フレームの縁部の周りにポジショニングされてもよい。図に示すように、コレクタープレート116は、呼吸経路の前における多孔質層の断面積を最適化しながら、一方で電子イオン式デバイス100の全体的なサイズを最小にするために、電子部品コンパートメント122の前にポジショニングされてもよい。コレクタープレート116は、集められたウイルスまたは細菌を確実に死滅させることを助けるために、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム、または塩化ベンザルコニウムなど、殺ウイルス性の酸化剤が埋め込まれたヒドロゲル104を含んでいてもよい。図に示す態様において、エミッター124はコレクタープレート116の後方にポジショニングされているが、他の態様において、エミッター124は、コレクタープレート116の前方に、またはコレクタープレート116の前方および後方の両方に、ポジショニングされてもよい。

電子部品コンパートメント122は、高電圧出力を生成するために、Cockcroft-Waltonジェネレーターなどの高電圧回路を含んでいてもよい。作動中、電子部品コンパートメント122内の高電圧回路は、エミッター124とコレクタープレート116との間に、100 V超、好ましくは500 V～20 kVの電圧ポテンシャル（voltage potential）を印加してもよく、ここでエミッター124は負に帯電し、コレクタープレート116は正に帯電して、静電集塵器を作り出す。いくつかの態様において、印加される電圧は1 kV～14 kV、好ましくは2 kV～12 kVであってもよい。エミッター124がコレクタープレート116に対して帯電している時、電子が電極126上のそれぞれの先端上に蓄積する。いくつもの要因しだいであるが、一部の電子はエミッター124とコレクタープレート116との間のギャップをまたいで伝わる。優先的に、電子はギャップ内で空気伝搬性の小粒子と結びつき、それに負電荷を与える。これらの荷電粒子は、正に帯電した近くのコレクタープレート116に集塵されかつ／または引き付けられて、慣性ダイバージョン（inertial diversion）を作り出す。加えて、加速格子102もまた、エミッター124に対して正に帯電されてもよい。この電荷によって、負の荷電粒子が加速格子102に引き付けられる可能性があり、そしてそれは、ユーザーの顔面から遠ざかるイオンの動きを作り出すことを補助する可能性がある。加速格子102の電荷はコレクタープレート116と同じであってもよく、または、加速格子102に接触した後に顔面から遠ざかってコレクタープレート116に向かうように粒子を引き付け続けるために、より低い正の電荷であってもよい。

エミッター124に加えて、負格子120もまた負に帯電されてもよい。負格子120はエミッター124と同じ電荷を有してもよく、またはより低い電荷であってもよい。負格子120は、負電荷をエアウェイに入らないようはね返すのに役立ちうる。ユーザー接触導体108もまた、負の荷電粒子をユーザーの身体の表面上に沈降しないようさらにはね返すために、ユーザーの身体上、特に口および鼻孔への開口部など、マスク近くの組織上に負電荷を与えてもよい。負格子120は、オゾンなど、空気のイオン化の副産物としてエミッター124によって生成された正の荷電粒子を引き付けそして中和しうる。

上述したように、空気のイオン化の副産物としてオゾンが産生される可能性がある。オゾンはそれ自体が酸化剤であり、ウイルスおよび細菌を死滅させるうえで有効である。しかし、いくらかの濃度において、オゾンは肺に対して刺激性でもある。したがって、電子部品コンパートメント122内の回路網が、生成されるオゾンの量を制御してもよい。例えば、ウイルス死滅を補助するための安全なレベルのオゾンを生成するために、エミッター124とコレクタープレート116との間の電圧ポテンシャルが最適化されてもよい。例えば、エミッター124が、吸息の0.1 ppm未満を生成してもよい。エミッター124は好ましくは0.05 ppm未満を生成する。電子イオン式デバイス100は、吸気および呼気を検出および測定するためのセンサー（図示せず）を組み込んでいてもよい。例えば、電子イオン式デバイス100は、サーミスタおよび／または圧力センサーもしくはストレインゲージを組み込んでいてもよい。これらのセンサーは、呼気中は高レベルのオゾンを生成し、吸気中はより低レベルのオゾンを生成するために、エミッター124とコレクタープレート116との間の電圧ポテンシャルを制御するための制御回路と通信してもよい。呼気中の高レベルのオゾンは、電子イオン式デバイス100のコンポーネントに付着して蓄積したウイルスを死滅させることに役立ちうる。制御回路は、エミッター124とコレクタープレート116との間の電圧を、吸気中および呼気中のそれぞれ1.2 kVおよび12 kVの間で変動させてもよい。より好ましくは、制御回路は、エミッター124とコレクタープレート116との間の電圧を、吸気中および呼気中のそれぞれ2.4 kVおよび12 kVの間で変動させてもよい。電圧勾配は根本的にDCバイアス電圧であるが、機能向上のため、周波数50 Hz～100 kHzのAC電圧成分がDC電圧上に重畳されてもよい。負格子120に戻ると、負格子120は、ニッケル、クロム、マンガン、またはこれら金属で構築されたステンレス鋼合金などの合金で構築されるので、表面が酸化して、オゾンを二原子の酸素に分解することを補助する可能性があり、ゆえに呼吸可能なオゾンの濃度をさらに低減させる可能性がある。

電子イオン式デバイス100はまた、皮膚へのデバイスのフィットと密封とを向上させるために、濾過層106の周りにガスケット（図示せず）も含んでいてもよい。ガスケットは、ポリマー材料またはエラストマー材料の中でもとりわけ、シリコーンゲル、ヒドロゲル、またはポリビニルポリマーで構築されてもよい。ガスケットの厚さは0.5～6.0 mm、好ましくは1～4 mmであってもよく、そして、濾過層106の両側に適用されるかまたは濾過層106の両側上に折り重ねられてもよい。加えて、ガスケットは、顔面からの取り外しにおいてユーザーを補助するためのタブまたは突起を含んでいてもよい。

電子イオン式デバイス100の1つの態様において、または後述する以下の態様のいずれかにおいて、電子イオン式デバイス100はまた、電子イオン式デバイス100をユーザーの顔面から取り外すことなく水分補給レベルを終日維持するために飲み物からのストローを受けるための、自己密封ポート（図示せず）も有していてもよい。代わりに、別の態様において、自己密封ポートはプラグポートであってもよい；プラグポートは、飲用ストローをポート部分に通すことを可能にするためにプラグ部分をポート部分から引き抜くことができるように、係留部を介してポート部分に取り付けられたプラグ部分を有する。ストローがポート部分から引き抜かれたら、ポート部分を密封するためにプラグ部分が再びポート部分に挿入されてもよい。いくつかの場合において、プラグ部分は、ポート部分内に置かれた時に、電子イオン式デバイス100を装用している人の声を受けそして放送できる、Bluetooth装備のマイクロフォンであってもよい。

オゾンはいくらかの濃度において肺を刺激する可能性があるが、治療的にもなり得る。事実、エアウェイ内に導入されたオゾンがCovid-19感染の処置を助ける可能性があることが見いだされている。治療用として、いくつかのケースにおいてオゾンの濃度は0.1 ppm未満であってもよいが、他のケースにおいてそのレベルを上回ってもよい。例えば、濃度は0.1～0.15 ppm、0.15～0.2 ppm、または0.2 ppm超であってもよい。電子イオン式デバイス100は、治療モードまたは治療的設定においてオゾンを送達するように構成されてもよい。さらに、以降に説明するいずれかの電子イオン式デバイスもまた、治療的オゾンを送達するように構成されてもよい。

電子イオン式デバイスの別の例示的態様200を図6に示す。電子イオン式デバイス200は、電子イオン式デバイス100と同様のまたは同じコンポーネントを含んでいてもよい。可能であれば、簡潔さのために同じ符番が用いられる。

電子イオン式デバイス200は、それ自体を頭部に取り付けかつ電子イオン式デバイス200のさまざまなコンポーネントを支持するための、調整可能なヘッドバンド202を含んでいてもよい。マスクサブアセンブリ210のためのクリアランスを少なくとも提供するため、フェイスシールド204を、ヘッドバンド202から実質的に同心状に外側に、かつ顔面から外側にポジショニングするよう、ヘッドバンド202の前にポジショニングされたフェイスシールドスペーサー206上に、透明なフェイスシールド204がマウントされてもよい。フェイスシールドスペーサー206は、ユーザーの前頭の形状に合致することを可能にするために、独立気泡フォームまたはエラストマーなど半剛性の材料で構築されてもよい。フェイスシールドスペーサー206は、フェイスシールド204をそこに可逆的にマウントするための、いくつかのマウント用タブ208を含んでいてもよい。フェイスシールド204はポリカーボネートなどのプラスチックで構築されてもよく、かつ、マウント用タブ208を介して取り替えられるように構成されてもよい。

マスクサブアセンブリ210は、シリコーンまたはポリビニルなど、透明な軟質プラスチックで構築されたマスク212を含んでいてもよい。マスク212は、吸気および／または呼気用の、1つまたは複数の開口部214を有していてもよい。図6に示す態様において、マスク212は、図6に示すように適切に装用された時に顔面から遠ざかった2つの開口部214を含むが、他の態様において（例えば図26～30に関して以下に示しかつ説明するように）、マスク212が単一の開口部を含んでいてもよい。開口部214の各々は、別々に吸気もしくは呼気のみの専用とされてもよく、または、両方が吸気および呼気の両方のために構成されてもよい。開口部214の各々は、上述した濾過層106とサイズ以外は実質的に同じである濾過層216を有していてもよい。マスクサブアセンブリ210は、マスクサブアセンブリ210をユーザーの頭部に取り付けるためのストラップ218を含んでいてもよい。ストラップ218は弾性かつ可撓性であってもよい。図6に示す電子イオン式デバイス200など、いくつかの態様において、ストラップ218はヘッドバンド202に接続していてもよく、またはこれと統合されていてもよい。ヘッドバンド202を伴わない態様（例えば図27および28など、以下に示しかつ説明する態様）など、他の態様において、ストラップ218はユーザーの頭部と直接的に係合してもよい。

電子イオン式デバイス200はまた、皮膚へのデバイスのフィットと密封とを向上させるために、マスク212の周りにガスケット（図6には示していないが、例えば図27～30におけるガスケット312を参照）も含んでいてもよい。ガスケット312は、ポリマー材料またはエラストマー材料の中でもとりわけ、シリコーンゲル、ヒドロゲル、またはポリビニルポリマーで構築されてもよい。ガスケットの厚さは0.5～6.0 mm、好ましくは1～4 mmであってもよく、そして図27～30から理解されるように、マスク212の顔面接触縁に沿って延在してもよい。ガスケットは、顔面からの取り外しにおいてユーザーを補助するためのタブまたは突起を含んでいてもよい。既に上述したように、電子イオン式デバイス200はまた、電子イオン式デバイス200を取り外すことなく水分補給レベルを終日維持するために飲み物からのストローを受けるための、自己密封ポートまたは他のタイプのポートも有していてもよい。

図10～12に、スノーケル死腔を軽減する、二方向弁で制御されたエアフローを伴うマスク212を示す。より具体的には、かつ図12に示すように、開口部214は、ゴムダイアフラムまたは逆止弁などの一方向弁220もまた含む。弁220は、開口部214の1つが吸気のみに、そして他方の開口部214が呼気のみに使われることを許容するように構成されてもよい。

再び図6を参照すると、開口部214の各々は、そこに接続されかつイオン化フィルター250まで延在して、それらの間に流体通路またはコンジットを規定する、可撓性チュービング222を有していてもよい。可撓性チュービング222はさまざまなアダプターおよびチュービングセグメントを含んでいてもよく、加えて、チュービング222は、可撓性の向上を提供するためのひだ223を有してもよく、かつ、12～25 mm、好ましくは15 mmの内部直径を有してもよい。

いくつかの態様において、図26～30に示すように、滑らか222であるかまたはひだ223がついていてもよい可撓性チュービングを利用することに加えて、開口部214とイオン化フィルター250または電子イオン式デバイス200の他のコンポーネントとの間のチュービング区画の長さの調整を可能にするためチュービングのセグメントを雄雌式にアレンジできるよう、流体通路またはコンジットがモジュール式であってもよい。そうした調整可能なモジュール式アレンジメントは、サイズが異なるユーザー頭部に対応するための調整を可能にする。

デバイス200が吸息および呼息の両方に単一のエアフローコンジットを利用しているか、または複数のエアフローコンジットが吸息および呼息の両方に利用される、いくつかの態様において、デバイス200の調整可能なモジュール式アレンジメントは、電子イオン式デバイス200の体積が、スノーケル効果の問題（例えば、再呼吸、および充分な換気の失敗）を回避するためにユーザーの至適体積に調整された総体積（すなわち、マスク212の体積と、チュービング222, 223の体積と、イオン化チャンバー250の体積とを組み合わせた体積）を有することを可能にする。1つの態様において、デバイス200は、約80 ml～約100 mlの範囲にわたる調整可能な総体積を有する。いくつかの態様において、デバイス200はその総体積に関して調整可能ではなく、単純に、異なるサイズのユーザー頭部用に、特小、小、中、大、および特大など異なる段階的なサイズで利用可能であり、80 ml～100 mlの範囲にわたる異なる総体積（例えば、特小、小、中、大、および特大のサイズについて、それぞれ80 ml、85 ml、90 ml、95 ml、および100 ml）を提供する。

ヘッドバンド202はまた、電子部品ユニット224およびイオン化フィルター250も支持してもよい。電子部品ユニット224は、電子イオン式デバイス100に関して上述したような電子部品コンパートメント122内の電池118および回路網と同じであるかまたは同様の、電源および電子回路網を含んでいてもよい。加えて、電子部品ユニット224は、電源スイッチ226およびインジケーター灯228を含んでいてもよい。

図7、8、および14に示すように、電子部品ユニット224はケーブル230を介してイオン化フィルター250に接続されてもよい。特に、ケーブル230の端部が、イオン化フィルター250内に形成された雌コネクター252とインターフェースする雄コネクター232を含有していてもよい。ケーブル230は、雄コネクター232に低圧電力を提供する2つの導体（図示せず）を含んでいてもよい。雄コネクター232は、低圧電力をイオン化フィルター250への高電圧供給に変換するために、Cockroft-Waltonジェネレーターなどの高電圧回路網を含んでいてもよい。他の態様において、イオン化フィルター250が、イオン化フィルター250内部で低圧電力を変換するための高電圧回路網を含んでいてもよい。なお他の態様において、電子部品ユニット224が高電圧回路網を含んでいてもよく、そしてケーブル230がイオン化フィルター250に高圧電力を提供してもよい。雄コネクター232は、イオン化フィルター250内の残留高電圧を安全に消散させるため、および、雄コネクター232が最初に雌コネクター252内に差し込まれた時の初期充電中にイオン化フィルター250への電流を制限するために、雄コネクター232との脱係合中または雄コネクター232の抜き取り中に雌コネクター252上の導体パッドと断続的に接触するように構成された、100オーム～10,000オームなどのばね荷重抵抗器（図示せず）もまた含んでいてもよい。ケーブル230は、雄コネクター232をイオン化フィルター250から断路した際に、電子部品ユニット224によって供給される電圧を取り除くための、ピンループコネクター（図示せず）もまた含んでいてもよい。

図7、9A、および9Bにシングルイオン化フィルター250を示す；そして図8に、デュアルイオン化フィルターアセンブリ251を形成するために同じハウジング内で一緒に接合された、2つのイオン化フィルター250を示す。図7、9A、および9Bに示すイオン化フィルター250は、やや異なる幾何学形状を有するが、実質的に同じ要素と機能とを実質的に同じように含んでいる。イオン化フィルター250は、対向する端部に開口部254を伴うチューブ形状のハウジングを有していてもよい。イオン化フィルター250が吸気または呼気のうち1つのみのために構成されている場合など、開口部254のいずれか1つがインレットとしてのみ作動し、他方の開口部254がアウトレットとして作動してもよい。いくつかの態様において、吸気および呼気の両方がシングルイオン化フィルター250を通って生じてもよく、両方の開口部がインレットおよびアウトレットの両方であってもよい。可撓性チュービング222をそこに取り付けることができるように、ハウジングは開口部にすぐ隣接して円柱状または円錐台状の延長部262を有していてもよい。

図9Aおよび9Bに最もよく示されているように、イオン化フィルター250のキャビティの内部を通る中心軸に沿って縦方向にエミッター256が延在し、内部でこれはスペーサー257によって中心に保持される。図に示していない他の態様において、エミッター256はハウジングの壁に沿って縦方向に延在する。加えて、エミッターは、セラミック材料、または高い放射率を有する他の遮蔽材料で保護されてもよい。エミッター256は、上述したエミッター124と実質的に同じ様式で機能してもよい。エミッター256は、電子イオン式デバイス100に関して上述したものと同様の材料を含む、エミッター256から半径方向外向きに延在する複数の電極258を含んでいてもよい。電極258は、互いから軸方向に間隔が空けられていてもよく、かつ、半径方向に延在する1つまたは複数の尖頭を任意の軸ポジションに有していてもよい。

図9Aおよび9Bに示すように、イオン化フィルター250のチャンバーもまた、1つまたは複数のコレクタープレート260を含んでいてもよい。コレクタープレート260は、ハウジングの内部に沿ってエミッター256を囲んでいてもよく、かつ、エミッター256の軸方向長さに沿って実質的に円形または長方形の断面を有してもよい。コレクタープレート260は、電子イオン式デバイス100に関して上述したコレクタープレート116と同様の材料で構築されてもよい。イオン化フィルター250はクリーニングのために電子イオン式デバイス200から取り外されてもよい。イオン化フィルターのクリーニングは、水で、または、洗浄剤、溶媒、および／もしくは酸化剤を含む他の溶液で、洗うことを含んでもよい。

図9Aおよび9Bをなお参照すると、イオン化フィルター250のキャビティを通るエアフローの全般的方向を表す矢印Cから理解されるように、エアフローの方向は、完全にではないとしても実質的に、コレクター260の表面およびエミッター256の縦軸に平行である。イオン化フィルター250のキャビティを通るエアフローの全般的方向はまた、完全にではないとしても実質的に、電極258の半径方向外向きに突出している先端に垂直である。

図9Aおよび9Bにおいて矢印Dで示されているように、本明細書に開示する諸態様のいくつかのバージョンにおいて、エミッター先端とコレクターとの間の距離（矢印D）が15 mmである場合、イオン化フィルター用の作動電圧は、海面位で、約5 kV～約15 kV、好ましくは6 kV～11.5 kVであると考えられる。他の態様について、エミッター先端とコレクターとの間の距離（矢印D）が約10 mm～約20 mmである場合、イオン化フィルター用の作動電圧は、海面位で、約4 kV～約20 kVであると考えられる。

いくつかの態様において、標高および状況に合わせてイオン化フィルターの濾過を微調整するために、電圧および電流が調整可能である。加えて、いくつかの態様において、電流および電圧の設定に対応して濾過を最適化するためにコレクターとエミッター先端との間の距離（矢印D）を設定できるように、コレクターはエミッターに対して機械的かつ選択的にポジショニング可能である。そうした態様は、コレクターの、その内側に囲まれたエミッターからのオフセットを、半径方向に増大または低減させる機械的なアレンジメントを介して実現されてもよい。代替的に、異なるコレクターを入れ替えることを可能にするように、イオン化フィルターのハウジングが構成されていてもよい；ここで異なるコレクターは異なる半径を有し、したがってその内側に囲まれたエミッターからのオフセット距離（矢印D）が異なる。

図9Aに示すように、スペーサー257は、エミッター256とコレクター260との間のチャンバー路に沿ってエアフローをスパイラル状にしないように、まっすぐまたは非スパイラルの、ベーンまたはスポークを有していてもよい。しかし、図9B、9C、および9Dから理解されるように、イオン化チャンバー250のチャンバー内におけるエアフローおよびその粒子の滞留時間をより長くして、粒子がエアフローから引かれてコレクター260に付着する可能性を高めるために、チャンバー内におけるエアフローの有効長さを延長することを助けるため、スペーサー257は、エアフローをスパイラル状にするかまたは少なくともエアフローの乱流を引き起こす、スパイラルベーン259を有していてもよい。スパイラル状のエアフローを促すそうしたアレンジメントは、イオン化フィルター250のチャンバーが、他の場合にあり得るよりも短い縦方向長さと、サイズと、重量とを有することを可能にする。図9Bに見られるように、スパイラルベーン259は、チャンバー内でエアフローがスパイラル状となる見込みを高めるために、積み重なった一連の層のアレンジメントとしてイオン化チャンバー250のチャンバー内まで延在してもよい。

図9Bに示されているように、そして本明細書に開示するイオン化フィルター250の他のすべての態様についてもそうであるように、電源および電子部品ユニット224の電子部品からエミッターまで導体261が延在し、かつ、電池および電子部品ユニット224の電子部品からエミッター260まで別の導体263が延在する。図9Aに見られるように、これらの導体はケーブル230を介して電子部品ユニット224からイオン化フィルター250まで配線される。

いくつかの態様において、電子イオン式デバイス200は、開口部254のうち1つが他方の開口部254よりマスクサブアセンブリ210の近くに配向されるなどの、好ましい配向を有してもよい。そうした態様において、マスクアセンブリ210に近いほうの延長部262が、材料および機能において負格子120と実質的に同様である負格子を含んでいてもよく、そして、マスクアセンブリ210から遠いほうの延長部262が、材料および機能において加速格子102と実質的に同様である加速格子を含んでいてもよい。

デュアルイオン化フィルターアセンブリ251を利用する、図6、13、および14に示す態様において、呼息経路が矢印Aによって示されており、それは、マスク212から、1つめの開口部214を通り、1つめの可撓性チュービング222を通り、1つめのイオン化フィルター250を通って、1つめの開口部254から出る、第一の経路として存在する；この一方向エアフローは、第一の濾過層216の下にある第一の開口部214内に位置する、一方向エアフローのための（例えば図12に示すような）第一の弁220によって促される。

図6、13、および14をなお参照すると、吸息経路が矢印Bによって示されており、それは、2つめの開口部254から、2つめのイオン化フィルター250を通り、2つめの可撓性チュービング222を通り、2つめの開口部214を通って、マスク212内に入る、第二の経路として存在する；この一方向エアフローは、第二の濾過層216の下にある第二の開口部内に位置する、一方向エアフローのための（例えば図12に示すような）第二の弁220によって促される。そうした態様において、第二の経路に入った空気は、吸息される前にフィルタリングされてもよく、かつ、呼息された後にフィルタリングされて第一の経路を通過してもよい。第二の経路を通過する空気は吸息されるために構成されるので、第二のイオン化フィルター250内で生成されるオゾンの量は、0.1 ppmまたはそれ未満など、安全なレベルに保たれてもよい。他方で、第一のイオン化フィルター250から出る空気は直接的に吸息されるように構成されるわけではないので、生成されるオゾンの量は第二のイオン化フィルター250のそれより高くてもよい。

図6、13、および14に示す態様の別の構成において、電子イオン式デバイス200を通した呼吸に対する総抵抗を低減させるために、吸気および呼気が第一および第二の経路の両方において生じてもよいように、開口部214の両方とも弁220なしであってもよい。

電子イオン式デバイス200は、本発明の範囲から逸脱することなく、上述したモジュール式の態様のいくつかを含めて、異なるさまざまな方式で構成できるように、モジュール式のコンポーネントを有していてもよい。例えば、図13および14は、図6に示した態様と同様であるがフェイスシールド204を伴わない電子イオン式デバイス200を示している。図15および16は、図13に示した態様と同様であるが、電子部品ユニット224がイオン化フィルター250の上方かつ最上部にマウントされた電子イオン式デバイス200を示している。

図17および18は、図6に示した態様と同様であるが、ユーザーの背部上の肩ストラップ264上でデュアルイオン化フィルターアセンブリ251を支持するための肩ストラップ264を有する、電子イオン式デバイス200の別の態様を示している。本態様はまた、図19に示す背部ストラップ266など、電子部品ユニット224を確実固定するための背部ストラップ266または他のデバイス、例えばベルトクリップなども含んでいてもよい。

図20に、シングルイオン化フィルター250のみが胸部上で肩ストラップ264に取り付けられてもよく、そして電子部品ユニット224が背部上で背部ストラップに取り付けられてもよい、電子イオン式デバイス200の構成を示す。シングルイオン化フィルター250を有する電子イオン式デバイス200について、マスクサブアセンブリ210は、イオン化フィルター250を通る吸気を許容するための、第一の開口部214内の弁220と、濾過層216を通って直接的に環境に至る直接的な呼気を許容するための、第二の開口部214内における弁220とを伴って構成されてもよい。

図20の態様の代替的なバージョンにおいて、呼息がシングルイオン化フィルター250を介して処置されるように、シングルイオン化フィルター250を通っている経路で吸気および呼気が生じるよう、開口部214が弁220なしであってもよい。

図13～20に描かれた態様の検討および比較から理解されるように、これらの態様は、ユーザーの快適性と装用性とに対処するさまざまな身体フィッティングアレンジメントを例証している。図13～20に示す態様はまた、電子部品ユニット224がイオン化チャンバー250とは別になっている、電子イオン式デバイス200のモジュール式アレンジメントである。

図21～25に、閉塞されておらず吸気および呼気の両方に利用可能な単一の開口部214と、完全に閉塞されているかまたはフィルタリングされた排気ポートとして使用されるかのいずれかである他の開口部214とを備えた、電子イオン式デバイス200の諸態様を示す。図21の態様を参照すると、この態様もまた図20の態様と同様であるが、シングルイオン化フィルター250が肩ストラップによって支持される代わりにヘッドセット268によって支持されることが理解される。

図22および23に、シングルイオン化フィルター250がヘッドバンド202によって支持される、電子イオン式デバイス220の別の構成を示す。これらの態様において、イオン化フィルター250は、電子部品ユニット224と同様のサイズおよび／または重量を有するように形状決定されてもよい。

図24および25に、シングルイオン化フィルター250がヘッドバンドの横断面に対して10～80度、より好ましくは20～70度の角度でヘッドバンド202によって支持されている、電子イオン式デバイス200の他の態様を示す。角度を付けてアライメントされたイオン化フィルター250を有することは、開口部214をマスク212により近くポジショニングすることを可能にして、呼吸抵抗を低減しかつスノーケル効果を低減する可能性がある。

図26～30に、単一の開口部214と単一の濾過層216とを有するマスクサブアセンブリ210を備えた、電子イオン式デバイス200のさまざまな構成を示す。さらに、これらの態様は、互換可能なマスク212と、イオン化チャンバー250と、電子部品ユニット224のさまざまなマウントとを伴う、さまざまなモジュール式構成を示している。

図31～33に、2つの開口部と単一の濾過層216とを伴うマスクサブアセンブリ210を備えた、電子イオン式デバイス200の別の構成を示す。図26～33の態様について、区画化されたチューブ222, 223およびそれらの雄／雌接続は、さまざまなユーザー頭部サイズにフィットするようにデバイス200を調整することを容易にし、かつ、スノーケル効果を最小にするようにデバイス200を適合させる。図33の文脈において、電子イオン式デバイス200の重量は肩に載るように構成され、それは、重量が完全にではないとしても実質的に頭部で支持される図31および32の態様と対照的である。

図34～36に、上述した電子イオン式デバイス100および200と同様のコンポーネントを有する、電子イオン式デバイスの別の態様300を示す。特に、電子イオン式デバイス300は、同じハウジング内に、または互いに一体的に接続されたハウジングユニット内に格納された、イオン化フィルター250および電子部品ユニット224を有してもよい。ハウジングは、電子イオン式デバイス300をユーザーの頚部の後ろで支持するように、かつ、イオン化フィルター250と電子部品ユニット224との間に延在する導電ワイヤを格納するように構成された、頚部ストラップ270を含んでいてもよい。ゆえに、図34～36の態様について、電子イオン式デバイス200の重量はユーザーの頚部で支持される。

加えて、図34～36の態様について、マスクアセンブリ210は単一の開口部214を含んでいてもよく、かつ、さまざまなアレンジメントとそのコンポーネントの調整とを可能にするためにモジュール式であってもよい。電子イオン式デバイス100と同様に、電子部品ユニット224は、吸気および呼気を検出するように構成されたセンサーを有していてもよく、そして、吸気または呼気が検出されたかに基づいてエミッター256とコレクタープレート260との間の電圧を変化させてもよい。そうするうえで、エミッターは、吸気中より呼気中に高レベルのオゾンを放出するように構成されてもよい。そうしたオゾン調節制御シーケンスは、単一のエアフローコンジットが吸気および呼気の両方を扱う、本明細書において論じるいずれかの態様でもまた、利用されてもよい。

図37に、イオン化フィルター250および電子部品ユニット224の両方を格納する組み合わせたハウジング302を有する、電子イオン式デバイス300の別の構成を示す。

図38～39Hおよび42に、電子イオン式デバイス300の別の態様を示す；図40A～40Hに、図38による電子イオン式デバイス300のマスク212の異なる図面を示す；図41A～41Hに、図38による電子イオン式デバイス300のハウジング302の異なる図面を示す。図38から理解されるように、ハウジング302は2つの大まかな区画にカテゴリー化できる：片側はイオン化フィルター250を含み、反対側は電子部品ユニット224を含む。ハウジング302は、イオン化フィルター250と電子部品ユニット224との間にブリッジ部分322を形成してもよく、かつこれら2つのユニットを互いに接続する電気導体を格納してもよい。

図38および40Aに示すように、電子イオン式デバイス300は、材料および機能においてマスク212と同様であるマスク304を含んでいてもよい。マスク304は、電子イオン式デバイス300が非言語コミュニケーションに及ぼす影響を最小にするために、妨げなくかつ歪みなくユーザーの口をはっきり見ることを可能にするため、フラットな窓306を前部に有していてもよい。加えて、窓306は、ハウジングに取り付けるためにハウジング302の対応する垂直溝314（図41Aおよび41Bに示す）内にスライドするように構成された、垂直にアライメントされたリブ308を含んでいてもよい。

図40Aに示すように、マスク304は、イオン化フィルター250の対応する開口部内に開口する開口部310を有していてもよい。電子イオン式デバイス300はまた、皮膚へのデバイスのフィットと密封とを向上させるために、マスク304の周りにガスケット312も含んでいてもよい。ガスケット312は、ポリマー材料またはエラストマー材料の中でもとりわけ、シリコーンゲル、ヒドロゲル、またはポリビニルポリマーで構築されてもよい。ガスケット312の厚さは0.5～6.0 mm、好ましくは1～4 mmであってもよく、そして、マスク304の両側に適用されるかまたはマスク304の両側上に折り重ねられてもよい。ガスケット312は、顔面からの取り外しにおいてユーザーを補助するためのタブまたは突起を含んでいてもよい。デバイス100および200を参照して上述したように、電子イオン式デバイス300もまた、電子イオン式デバイス300を取り外すことなく水分補給レベルを終日維持するために飲み物からのストローを受けるための、ポート（図示せず）も有していてもよい。

マスク窓のリブ308およびハウジングの溝314に加えて、図40Aおよび41Bに示すように、マスク304をハウジング302にアライメントおよび確実固定することを助けるために、ハウジング302のマスク下部のフック316が、対応するスロット320を係合してもよい。マスク窓306のリブ308とハウジング302の溝314とがアライメントした後に、図38および43Aに描かれているように、取り外し可能なマスク上部のクリップ318が、マスク304をハウジング302に確実固定するように構成される。

図39Bに示すように、電子イオン式デバイス300のハウジング302は、イオン化フィルター250へのインレットおよびアウトレットとして機能してもよい開口部324を含んでいてもよい。イオン化フィルター250および電子部品ユニット224は、電子イオン式デバイス200および300に関して上述したものと同じコンポーネントを含み、かつ同じまたは同様の様式で作動する。

図42に示すように、イオン化フィルター250は、エミッター256から間隔が空けられたコレクタープレート260を含み、そして電子部品ユニット224は反対側に位置する。他の態様において、電子イオン式デバイス300は、デバイスのそれぞれの側に1つが格納された、2つのイオン化フィルター250を含んでいてもよい。

図43A～43Cに、視界の妨げを低減させる、サイズがより小さいハウジング302を伴う、図38～42に示した態様と同様の電子イオン式デバイス300の別の態様を示す。しかしこの態様もまた、上述した態様のいくつかと同様の、ハウジング302内部のデュアルイオン化フィルター250と、外部の電子部品ユニット224とを含んでいてもよく、外部の電子部品ユニット224はケーブル230を介してデバイス300の残りの部分に係留されている。

図44Aおよび44Bに、なお小さくそして視界妨害をさらに低減させる異なるハウジング302を伴う、図43A～43Cに示した態様と同様の電子イオン式デバイス300の別の態様を示す。この態様もまた、上述した態様のいくつかと同様の、ハウジング302内部のデュアルイオン化フィルター250と、外部の電子部品ユニット224とを含んでいてもよく、外部の電子部品ユニット224はケーブル230を介してデバイス300の残りの部分に係留されている。

図45Aおよび45Bにもまた、図43A～43Cに示した態様と同様であるが、異なるハウジング302を伴いそして同様の恩典および特徴をもたらす、電子イオン式デバイス300の別の態様を示す。

図46A～46C、47A～47C、48A～48C、49A～49C、50A～50C、51A～51C、および52A～52Cに示す電子イオン式デバイス300の諸態様は図43A～43Cに示した態様と同様であるが、異なるサイズおよび形状のハウジング302を伴う。

図53に電子イオン式デバイス400およびシステム450の例示的態様を示す。システム450は、イオン化フィルター250と互換可能なフィルターカートリッジ406を有するマスク404、および、図17に示した態様と同様の、関連したチュービング222、電子部品ユニット224などを具備していてもよい。特に、マスク404は、使い捨てのフィルターカートリッジ406を第一の構成にフィットさせるように構成された開口部408を有していてもよい。カートリッジ406はマスクから取り外されてもよく、そして、弁220、濾過層216、開口部214、およびチュービング222と取り替えられてもよい；チュービング222は、例えばユーザーの背部上に遠隔的に載せられたイオン化フィルター250に接続してもよい。換言すると、イオン化フィルター250は、使い捨てのフィルターカートリッジ406を利用するように構成された、現在市販されているマスク404とともにはたらくように適合されてもよい。

図54～60に、電子イオン式デバイス200およびそのさまざまなコンポーネントの別の態様のさまざまな図面を示す；本態様は、クリーニング／衛生化の目的のために電子イオン式デバイスの残りの部分から取り外し可能なモジュール式イオン化フィルターを含む。図54に示すように、電子イオン式デバイス200は、ストラップ218を介してユーザーに連結されたマスクアセンブリ500を含む。電子部品ユニット224はマスクアセンブリ500とは別個であり、ケーブル230を介してマスクアセンブリ500に連結される。

図56～57に示すように、マスクアセンブリ500は、レセプタクル502と一体的に形成されたマスク212を含む；図58に示すように、イオン化フィルター250がレセプタクル502の中に取り外し可能式に収容され、それによって、マスクアセンブリ500の残りの部分とは別個にイオン化フィルター250を洗浄／クリーニング／衛生化することを可能にする。マスク212はまた、他の態様に関して詳しく上述したガスケット312も含む。

図59は、図54に描いた図のイオン化フィルターの拡大切取図である；図60は、その内部をより多く示すためにイオン化フィルターがより大きく切断されている点を除いて、図59と同じ図である。図9Bと図60とを比較すると、これら2つの図に描かれたイオン化フィルターの内部コンポーネントは、エミッター256、コレクター260、スペーサー257のスパイラルベーン259、ならびに、エミッター256およびコレクター260につながる導体261, 263を含めて、同一であることが明らかである。したがって、図9Bに関して上述したこれらコンポーネントについての議論は、図60に描かれたものにも適用でき、ここでは繰り返さない。

図59に示すように、マスク221の装用者による吸息時に、周囲環境からの汚染空気は開口部254に入り、スパイラル式スペーサー257を通過する。スパイラル式スペーサーのベーン259は、コレクター260とエミッター256との間でエアフローがエミッター256の長さに沿って動く際に、エアフローがイオン化フィルター250のチャンバーをスパイラル状に通るようにする。チャンバー内におけるエアフローのこのスパイラル化は、チャンバー内のエアフローの滞留時間を増大させて、長さがそのように短くなった他のチャンバーで可能であるものよりも、エミッターおよびコレクターへの曝露を増大させる。上述したように、エミッターおよびコレクターは、エアフローがエミッターに沿ってスパイラル状になる際に、エアフローから汚染物質を集塵するように一緒にはたらく。

理解されるべき点として、スペーサー257のスパイラルベーン259によってエアフローはチャンバー内でスパイラル状になり、またはチャンバー内の層流とは対照的に乱流になる可能性すらあり、そのすべてがチャンバー内のエアフロー滞留時間の増大に役立つが、チャンバー内におけるエアフローの全般的方向は、図9Aおよび9Bに関する矢印Cについての上述の議論から理解されるように、完全にではないとしても実質的にエミッターおよびコレクターの縦軸に平行である。そしてまた、図9Aおよび9Bに描かれるように、エミッター先端とコレクターとの間のオフセット距離（矢印D）は、図59および60に描かれる態様におけるエミッターおよびコレクターのアレンジメントについても同じである。

図59に示すように、吸息のスパイラルエアフローは、最終的に、マスク212の体積（すなわちマスク空間）内に至る開口部に達する。この時点でエアフローは、イオン化フィルター250の開口部254に入りそしてイオン化フィルター250のチャンバー内でエアフローから集塵された汚染物質からマスク212の装用者を保護するために、フィルタリングされている。上述したように、このイオン化フィルター250について試験された濾過率は、実生活で遭遇するよりはるかに高いレベルのCOVID-19エアロゾル濃度によるCOVID-19エアロゾル研究という文脈において、99.8%のウイルス侵入低減となっている。

図59をなお参照すると、態様に応じて、そして電子イオン式デバイス200のさまざまな態様についての上述の議論から理解されるように、マスク212の装用者による呼息の際に、装用者によって汚染された呼息のエアフローは、さらなるイオン化濾過を伴わずにマスク体積からマスク外部に直接運ばれてもよく、一方向弁が、吸息イオン化フィルター250内への逆流を防ぐ。代替的に、呼息は、周囲環境に達する前に、既述と同様の濾過のために第二のまたは呼息用のイオン化フィルターを通る経路にされてもよく、ここでも一方向弁が吸息イオン化フィルター250内への逆流を防ぐ。

さらに、図54～60に描かれた特定の態様において、イオン化フィルター250は吸息および呼息の両方をフィルタリングするのに役立つ。そうするうえで、呼息のエアフローは、フィルタリングのため単純に逆方向に戻されてイオン化フィルター250を通ってから、フィルタリングされた呼息として開口部254から周囲環境中に出てもよい。シングルイオン化フィルター250が吸息用および呼息用の二重の役目を果たす同様の態様に関して上述したように、センサーが吸息 対 呼息の期間を同定し、そして、オゾンレベルが吸息時により低く、呼息時により高くなるように、電圧を変調させる。

図64および65に、上述したマスクアセンブリ500と同様の様式で電子イオン式デバイス200において使用するための、マスクアセンブリ800およびそのさまざまなコンポーネントの別の態様の部分分解図を示す。マスクアセンブリ800は、以下に論じる相違点を除いて、マスクアセンブリ500と同様である。

図64および65を参照すると、マスクアセンブリ800は、エミッター256とコレクター260とを封入する多孔質ファラデーケージ802を含む。多孔質ファラデーケージ802は、中空の内部を有する固体シェル804と、固体シェル804の各端部における多孔質フィルター810とを含んでいてもよい。固体シェル804は、金属もしくは炭素繊維のチューブまたはフォイル、導電性塗料、ならびに／または、導電性プラスチック、例えばとりわけポリアセチレン、ポリピロール、ポリインドール、およびポリアニリンなど、1つまたは複数の導電材料から形成されてもよい。図64に示すように、固体シェル804は、導電性のプラスチックまたは樹脂から形成されるなど、イオン化フィルター250のハウジングの外側半径方向部分を形成してもよく、一方で、ハウジングの内側部分は、固体シェル804をコレクタープレート260から間隔を空けかつ絶縁するために、非導電性のプラスチックまたは樹脂から形成されてもよい。固体シェル804は、円筒形部分804と、円筒形部分804をイオン化フィルター250のハウジングの円筒形内面に接続する半径方向内向きの突出縁部808とを含んでいてもよい。図示していない他の態様において、イオン化フィルター250のハウジングは、中央セクションおよび2つの端部セクションなど、複数の区画から形成されてもよい；中央セクションの外面および側部は導電性の塗料またはフォイルで被覆されてもよく、そして、ハウジングの各セクションが機械的に一緒に連結された時に、外面上の導電性の塗料またはフォイルがハウジングの内面と電気的に連絡する。

図64および65の各々が、共通の縦軸Aに沿って固体シェル804から軸方向に分解された多孔質フィルター810を示している。多孔質フィルター810は、導電ワイヤを含む導電材料が導入された非導電性の繊維状メッシュなど、上述の濾過層106と同様であってもよい。多孔質フィルター810は、非導電性メッシュを伴わずに導電材料のメッシュで構築されてもよい。多孔質フィルター810内の導電材料は、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム、またはそれらの組み合わせを含有する合金または酸化物を含んでいてもよい。さらに、多孔質フィルター810は、銅、アルミニウム、合金鋼など、ファラデーケージ802のエンドキャップを形成するための任意の導電材料、および、上述に列挙した合金または酸化物など、オゾンの分解を補助するためのオゾン分解材料を含有していてもよい。いくつかの態様において、導電材料および分解材料は互いに電気連絡しており、他の態様において、それらは電気連絡していない。多孔質フィルター810はタイトなメッシュになっていてもよいが、細孔サイズは、それを通る呼吸がエアフローに対する著明な抵抗なしで可能となるよう充分に大きい。例えば、多孔質フィルター810は、1 μm～5 mm、好ましくは10 μm～2.5 mm、より好ましくは100 μm～2.0 mm、そして、なおより好ましくは1 mm～2 mmの細孔サイズを有する導電性メッシュを有してもよい。2.5 mm未満の濾過細孔サイズは、電圧クリープおよびクリアランスを効果的に低減させ、それによってマスクアセンブリ800の安全性を向上させる可能性があることが、見いだされている。加えて、多孔質フィルター810はまた、ファラデーケージ802の有効性をさらに向上させるために、多孔質フィルター810の外軸端に導電性のフォイルまたはプレート814も含んでいてもよい。

図64に戻ると、イオン化フィルター250のハウジングは、前後のスペーサー257のそれぞれ前および後ろにキャビティ812を含んでいてもよい。キャビティ812の各々は、半径方向内向きの突出縁部808からの円筒形内面を含み、かつ多孔質フィルター810を格納するように構成される。多孔質フィルター810がキャビティ812内部にポジショニングされた時に、ファラデーケージ802を形成してエミッター256およびコレクター260を完全に囲むために、多孔質フィルター810はその外周に沿って内向きの突出縁部808と電気的に接触する。エミッター256はファラデーケージ802に電気的に接続されてもよく、その結果として、それらの間に共通の電圧ポテンシャルがもたらされる。エミッター256の最初および最後の電極258は、コレクタープレート260までのそれらの半径方向距離よりもさらに大きく、それぞれの多孔質フィルター810から軸方向に間隔が空けられていてもよい。

図66～69に、電子イオン式デバイス200、300、400、または500などの電子イオン式デバイスにおいて、ただしイオン化フィルター250の代わりに使用するための、イオン化フィルターの別の態様850を示す。図66および67を参照すると、イオン化フィルター850は、エミッター256を封入するファラデーケージを集合的に形成する、第一および第二の導電性多孔質フィルター854および856に電気的に接続されたコレクタープレート260と、導電性のエンドキャップ852とを含む。第一の導電性多孔質フィルター854は、導電性端部852の円形縁部に接する第一の円形縁部と、内側を向いたスレッドを有するスレッド付きカラー872に接する第二の円形縁部とを有する、円筒形状であってもよい。第二の導電性多孔質フィルター856は、ドーム形状または部分的に球状であってもよく、かつ、同じく内側を向いたスレッドを有するスレッド付きカラー872に接する円形縁部を有してもよい。第一および第二の多孔質フィルターのスレッド付きカラー872は、組み付けおよび解体できるように、捕集プレート260の対応する外向きスレッド部分870とスレッド式に係合するように構成される。

第一および第二の多孔質フィルター854および856は、非導電性メッシュを伴わずに導電材料のメッシュで構築されてもよい。多孔質フィルター854および856内の導電材料は、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム、またはそれらの組み合わせを含有する合金または酸化物を含んでいてもよい。さらに、多孔質フィルター854および856は、銅、アルミニウム、合金鋼など任意の導電材料、および、上述に列挙した合金または酸化物など、オゾンの分解を補助するためのオゾン分解材料を含有していてもよい。いくつかの態様において、導電材料および分解材料は互いに電気連絡しており、他の態様において、それらは電気連絡していない。多孔質フィルター854および856はタイトなメッシュになっていてもよいが、細孔サイズは、それを通る呼吸がエアフローに対する著明な抵抗なしで可能となるよう充分に大きい。例えば、多孔質フィルター854および856は、1 μm～5 mm、好ましくは10 μm～2.5 mm、より好ましくは100 μm～2.0 mm、そして、なおより好ましくは1 mm～2 mmの細孔サイズを有する導電性メッシュを有してもよい。2.5 mm未満の濾過細孔サイズは、電圧クリープおよびクリアランスを効果的に低減させ、それによってイオン化フィルター850の安全性を向上させる可能性があることが、見いだされている。

多孔質フィルター854および856を通るエアフローに加えて、イオン化フィルターは、マスク212（図示せず）またはマウスピースアセンブリ（図示せず）における開口部とインターフェースするように構成された、マウスピース部分858における開口部860も含む。開口部860は、唾液がイオン化フィルターに入る量を減らすこと、または入らないように防ぐことを助けるように構成された、マウスピースフィルター862を含んでいてもよい。マウスピースフィルター862は、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム、またはそれらの組み合わせを含有する合金または酸化物を含んでいてもよい。マウスピースフィルター862の下には、多孔質フィルター863の外周に沿ってコレクタープレート260と電気連絡している導電性多孔質フィルター863がある（図71および72）。いくつかの態様において、マウスピースフィルター862がコレクタープレート260に電気的に接続されていてもよい。

図68および69に示すように、エミッター256はコレクタープレート260の軸中心に格納される。エミッター256およびコレクタープレート260は、電子イオン式デバイス200、300、400、または500において上述したものと実質的に同じ様式で作動する。エミッター256は、イオン化フィルターの第一および第二の軸端にてスペーサー257によって軸中心に保持されてもよい。コレクター内におけるエアフローおよびその粒子の滞留時間をより長くして、粒子がエアフローから引かれてコレクター260に付着する確率を高めるために、コレクター260内におけるエアフローの有効長さを延長することを助けるため、スペーサー257は、エアフローをスパイラル状にするかまたは少なくともエアフローの乱流を引き起こす、スパイラルベーン259を有していてもよい。

Oリング868が、スペーサー257の外側に面した円筒形表面上にポジショニングされてもよい；Oリング868は、ホイール257を、コレクタープレート260と直接接触しないように間隔を空けて保つための絶縁体として機能してもよい。スペーサー257と、フレーム866と、エミッター256と、Oリング868とが、集合的にエミッターアセンブリ864を形成しうるように、スペーサー257はフレーム866によって互いから間隔を空けて保たれてもよい。図68に示すように、エミッターアセンブリ864は、クリーニングまたは取り替えのために軸方向876に沿ってコレクタープレート260の中に挿入されまたはこれから取り外されてもよい。

図70に、スペーサー257と同様であるが以下のような相違点がある、別のスペーサー257Aを描写する。スペーサー257は、ベーン259の（吸気中の）風下側の縁部上に鋸歯状のプロフィル874を含む。鋸歯状のプロフィル874は、滞留時間のさらなる増大を助けるために吸息のエアフローを乱流に変換することを助けてもよい。エミッター258からの電圧クリープをさらに低減することを助け、したがって電気的な非効率性を低減させて性能および電池寿命を向上させるために、スペーサー257Aは、スペーサーから軸方向内向きに延在し、かつ半径方向外向きに延在する半径方向突起を有する、軸方向延長部276も含んでいてもよい。

図71および72に、イオン化フィルター850と実質的に同じであるが、スペーサー257の代わりにスペーサー257Aを伴う、イオン化フィルターの別の態様850Aを示す。図72に、イオン化フィルター850Aを通るエアフロー経路878を示す；この経路において、スペーサーの幾何学形状のゆえに、エアフローはコレクタープレート260の各側方から、かつ開口部860に向かって、スパイラル状になってもよい。エアフローが、その各半分が反対側の鏡像となる状態でエアフロー経路878に沿ってスパイラル状になるように、スペーサー257Aは互いの鏡像として配向されてもよい。吸気中は空気が多孔質フィルター854および856を通って流入しそしてマウスピースフィルター862を通って流出し、呼気中は空気がマウスピースフィルター862を通って流入しそして多孔質フィルター854および856を通って流出するように、吸気中と呼気中とでエアフロー経路878が同じであってもよい。

図73A～73Bに、電子イオン式デバイス200、300、400、または500などの電子イオン式デバイスにおいて使用するための、ただしイオン化フィルター250ではない、イオン化フィルターの別の態様950を示す。上述したファラデーケージ802と同様に、イオン化フィルター950は、安全性強化の特徴を含む。具体的には、イオン化フィルター950は、エミッター256の上流または下流のいずれかで、非導電性表面に沿ってまたはエミッター256とユーザーの身体との間の空気を通って電子が潜在的に移動しうる最小総距離を増大させることによって、電圧クリープおよびクリアランスを低減させるための、安全性強化の特徴を含んでいてもよい。

図73Aを参照すると、イオン化フィルター950の透視図が示されている。イオン化フィルター950は、上述により詳しく説明したエミッター256およびコレクタープレート260など、イオン化フィルター950の内部コンポーネントを格納する外側ハウジング952を含んでいてもよい。外側ハウジング952は、電子イオン式デバイス500のレセプタクル502（図58）など、電子イオン式デバイスのレセプタクル内に、取り外し可能式に挿入されるように構成される。その挿入においてユーザーを補助するために、外側ハウジング952は、挿入の方向を示す矢印など、挿入指示を有するインディシア960をその外面上に含んでいてもよい。インディシア960は、外側ハウジング952に形成されるか、外側ハウジング952上に印刷されるか、または外側ハウジング952上にポジショニングされたステッカー上に印刷されてもよい。

図73Bに示すように、外側ハウジング952の各軸端はスパイラルインサート960を含んでいてもよい；スパイラルインサート960は、スパイラルインサート960の縦軸に沿って円柱状キャビティを規定する管状側壁956を有する。スパイラルインサート960は単一のスレッド958を含んでいてもよい；単一のスレッド958は、管状側壁956から半径方向に延在し、かつ、軸方向外端から、内側の軸ポジションにて円柱状キャビティを閉じる円形キャップ964まで、管状側壁956に沿って螺旋状に巻いている。他の態様において、スパイラルインサートは、例えば2つ、3つ、または4つのスレッドなど、任意の数のスレッド958を含んでいてもよい。円形キャップ964は中央ボアを含んでいてもよい；中央ボアは、エミッター256を保持するように、かつ、高電圧信号を提供するためにケーブル230（図54を参照）からの導電ワイヤでエミッター256を電子部品ユニット224に接続できるように、構成される。円形キャップ964は、ケーブル230からの導電ワイヤでコレクタープレート260を電子部品ユニット224に接続できるようにするための、縦軸からオフセットされたボア962もまた含んでいてもよい。

図73Bに示す態様において、スパイラルインサート960のスレッド958は、外側ハウジング952の内側に面した表面に形成された、対応する螺旋状の溝またはスレッドにねじ込まれるように構成される。しかし、図示していない他の態様において、スパイラルインサート960は外側ハウジング952と一体的に形成されてもよい。この態様において、外側ハウジング952は、後で組み付け中に再接合される、半径方向の2つの半分になるように射出成形されてもよい。図73Aに戻ると、スレッド958の軸方向最外部の2つの重なり部分は、空気がイオン化フィルター950に入ることを可能にするために、外側ハウジング952とともにインレット954を形成する。空気は次に、隣接する、スパイラルインサート958の重なり部分によって螺旋状経路に沿ってガイドされて、イオン化フィルター950の中央部分にあるエミッター256およびコレクタープレート260に向かって軸方向に進む。螺旋状経路は、スパイラル状のエアフロー、乱流の増大、または、エミッター256とコレクタープレート260との間におけるエアフローの滞留時間の増大を引き起こしうる。

図74A～75Bによりよく示されているように、スパイラルインサート960は、インレット954から中央部分までの時計回りのスレッド、および中央部分からアウトレット（図示せず）までの反時計回りのスレッドなど、対向するスレッド配向を有していてもよい。ゆえに、中央部分を通るエアフローは、角度方向が逆転するように構成され、それは、さらなる乱流、混合、および、エミッター256とコレクタープレート260との間における滞留時間の増大を引き起こす。ユーザーとエミッター256との間のスパイラルインサート960は、空気がユーザーの肺に入る前にオゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム、またはそれらの組み合わせを含有する合金または酸化物を含んでいてもよい。いくつかの態様において、スパイラルインサート960の両方が、上述の材料を含んでいてもよい。

図76および77に、図74Aおよび75Aに示した態様と同様であるが、インレット954から中央部分までの時計回りのスレッド958、そしてそれに続いた中央部分からアウトレット（図示せず）までの時計回りのスレッド958など、同じスレッド配向をスパイラルインサート960が有している、イオン化フィルター950の代替的態様を示す。そうした配向は、呼吸中のエアフロー抵抗を低減させるために、エミッター256とコレクタープレート260との間のエアフロースパイラルを保つことを助ける可能性がある。

図73A～77に示した両方の態様において、スパイラルインサート960は、エミッター256の上流または下流のいずれかで、非導電性表面に沿ってまたはエミッター256とユーザーの身体との間の空気を通って電子が潜在的に移動しうる総最小距離を増大させる。例えば、中央部分からインレットまで1つまたは複数の表面に沿った最小距離または最短距離は、スレッド958と管状側壁956の内側に面した表面とのインターフェース部に沿っている。したがって最小距離は、管状側壁956の半径と、スレッドのピッチと、回転数との関数である。いくつかの態様において、総最小距離は、約5 cmを超えるかもしくはこれに等しく、約10 cmを超えるかもしくはこれに等しく、約15 cmを超えるかもしくはこれに等しく、または、約20 cmを超えるかもしくはこれに等しい。好ましい態様において、最小距離は約22 cmを超えるかもしくはこれに等しい。

図78～79Bを参照すると、イオン化フィルター950と同様であるイオン化フィルター1050が示されている。イオン化フィルター950と同様に、本イオン化フィルターは、上述と実質的に同じ様式で作動するエミッター256およびコレクタープレート260を含む。イオン化フィルター950においてスパイラルインサート960のスレッド958によって規定される経路など、螺旋状のエアフロー経路を有する代わりに、イオン化フィルター1050のエアフローは、インレット1054から外側ハウジング1052の中央部分まで軸方向に段階的に進む、半径方向に交互になった経路を有する。特に、外側ハウジング1052は、次に来る各バッフル1058が半径方向反対側に開口している、一体的に形成された半径方向バッフル1058のアレイを含む。半径方向バッフル1058の、この交互になったアレンジメントは、エアフローを各半径方向バッフル1058を回って180度逆転させ、かつ、イオン化フィルター1050の軸方向に対して実質的に垂直に流れさせる。

図79Bに示すように、ケーブル230は、軸方向にアライメントされた第一のデテント1060内において、外側ハウジング1052に沿って進む；第一のデテント1060は、エアフローへの干渉を最小にするために、バッフル1058の開口部から離れた外周上で半径方向外側のポジションに位置する。外側ハウジング1052は、デテント1060から角度的に間隔が空けられかつバッフル1058の開口部から同じく離れた、第二のデテント1062もまた含んでいてもよい。第二のデテント1062はケーブル230からコレクタープレート260まで導体を配線するために使用されてもよく、一方で、第一のデテント1060はエミッター256に接続する導体を配線するために使用されてもよい。

半径方向バッフル1058は、非導電性表面に沿った最短経路を、半径方向バッフル1058間の、外側ハウジング1052の内側に面した表面に沿った、ジグザグにしてもよい。ゆえにその最小値は、外側ハウジング1052の半径と、半径方向バッフル1058の開口部の形状および幅と、半径方向バッフル1058の数との関数である。いくつかの態様において、総最小距離は、約5 cmを超えるかもしくはこれに等しく、約10 cmを超えるかもしくはこれに等しく、約15 cmを超えるかもしくはこれに等しく、または、約20 cmを超えるかもしくはこれに等しい。好ましい態様において、最小距離は約22 cmを超えるかもしくはこれに等しい。

ユーザーとエミッター256との間のスパイラルインサート960と同様に、半径方向バッフル1058は、空気がユーザーの肺に入る前にオゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム、またはそれらの組み合わせを含有する合金または酸化物を含んでいてもよい。いくつかの態様において、半径方向バッフル1058の両方のアレイが、上述の材料を含んでいてもよい。

図80Aに、吸気中および呼気中にそれぞれ陽圧および陰圧を印加することによって患者の呼吸を補助するように構成されたベンチレーター1102を含む、例示的なベンチレーターシステム1100を示す。ベンチレーター1102は、吸気経路1116を有する回路に沿ったチュービングまたはチャネル1104のネットワークを通して、空気（または酸素を付加した空気）を送達する。吸気経路1116は、ベンチレーター1102を出た後、空気をコンディショニングするために、ヒーター1108を有する加湿器1106を通過してもよい。図80Aにおいてヒーター1108は加熱コイルで表されているが、当業者に認識されるであろう点として、ヒーター1108は、加湿器内の水および／または空気に熱を伝えるための、公知である任意の加熱要素またはプロセスを含んでいてよい。吸気経路1116は、加湿器1106を出た後、少なくともオゾンを生成して、粒子を除去するために、イオン化フィルター1150を通過してもよい。イオン化フィルター250、950、および1050と同様に、イオン化フィルター1150は、上述のようなエミッター256およびコレクタープレート260を含む。

イオン化フィルター1150の後、吸気経路1116はY字管1110に続き、そこで回路の呼気経路1118と交差する。Y字管1110は、呼気経路1118の一部分に沿った吸気と、吸気経路1116の一部分に沿った呼気とを防ぐように構成された、一対の逆止弁を含んでいてもよい。吸気経路および呼気経路1116、1118は、Y字管1110の共通出口と、患者への挿管用に構成された気管内チューブ1112への入口とに沿って集まる。イオン化フィルター1150とY字管1110との間のチュービング1104、またはY字管1110それ自体が、酸素および／またはオゾンの濃度、ならびにいくつかの態様においてそこを通る空気の空気圧および流量を、測定するように構成された、1つまたは複数のセンサーの第一のセット1120を含んでいてもよい。

図80Aに示すように、呼気経路1118は気管内チューブ1112からY字管1110に戻り、そして、ベンチレーター1102に隣接するフィルター1114を通ってベンチレーター1102まで戻る。フィルター1114はHEPAフィルターなどの多孔質フィルターであってもよく、または、図示していない他の態様において、フィルター1114はイオン化フィルター1150と同様のイオン化フィルターであってもよい。

呼気経路1118は、フィルター1114とベンチレーター1102との間でオゾン分解デバイス1122を通過してもよい。オゾン分解デバイス1122は、大気中への排気前にオゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム、またはそれらの組み合わせを含有する合金または酸化物を含んでいてもよい。

ベンチレーター1102は、排気されたオゾンの濃度、ならびにいくつかの態様において酸素の濃度および大気の空気圧を測定するように構成された、1つまたは複数のセンサーの第二のセット1124を含んでいてもよい。1つまたは複数のセンサーの第二のセット1124は、排気中のオゾン濃度が、例えば0.05 ppm未満など、既定の濃度未満に維持されることを確実にするために、少なくとも排気中のオゾン濃度を表す信号を電子部品ユニットに送ってもよい。

ベンチレーターシステム1100の作動は、呼吸サイクルの吸気相と呼気相とに分けることができる。吸気相の間、ベンチレーター1102は、陽圧を印加することによって、吸気経路1116に沿って患者の肺の中まで空気を押しやる。上述したように、空気は大気レベルの酸素を有していてもよく、または酸素が注入されてもよい。空気は、加湿器1106内で（ヒーター1108を介して）加湿および加温されて、コンディショニングされてもよい。次に、加湿された空気はイオン化フィルター1150を通過してもよく、そこでオゾンが生成されて空気中に導入される。

イオン化フィルター1150は、電圧を制御し、ひいてはイオン化フィルター1150によって生成されるオゾンを制御するために、上述した電子部品ユニット224などの電子部品ユニットに接続されてもよい。電子部品ユニットは、専用のスタンドアローンのユニットであってもよく、またはベンチレーター1102内に組み込まれていてもよい。電子部品ユニットは、オゾン濃度のフィードバック制御を提供するために、オゾン濃度を表す信号を1つまたは複数のセンサーの第一のセット1120から受け取ってもよい。加えて、イオン化フィルター1150の電子部品ユニットは、特定の条件が存在する時にオゾン生成をシャットダウンするなどの目的で、ベンチレーター1102がイオン化フィルター1150を制御することを可能にするために、ベンチレーター1102と通信してもよい。二原子酸素の一部はイオン化中に最終的に三原子酸素（オゾン）を形成するので、その気体の密度および圧力はイオン化フィルター1150を通過した後に低減する可能性があり、1つまたは複数のセンサーの第一のセット1120は、そう望まれるのであれば酸素の濃度および圧力のフィードバック制御を可能にするために、酸素濃度、空気圧、および流量についての情報を提供する信号をベンチレーターに送ってもよい。オゾン化および酸素付加された空気は、次に、Y字管1110および気管内チューブ1112を通って患者に送達されてもよい。

呼気相の間、ベンチレーター1102は、患者の肺からの脱気を補助するために真空を印加してもよい。そうすることで、呼気は、呼気経路1118に沿って流れて、フィルター1114およびオゾン分解デバイス1122を通ってベンチレーター1102まで戻りうる。上述したように、フィルター1114は多孔質フィルターまたは別のイオン化フィルターであってもよいが、オゾン生成を最小にしながら粒子を除去するように最適化される。

図80Bに、ベンチレーターシステム1100と同様であるが、吸気経路1116に沿った加湿器1106およびイオン化フィルター1150について順序が逆になった例示的なベンチレーターシステム1100Aを示す。例えば、静電フィルター1150内で高電圧に供した後に空気を加湿および加温することが望ましい可能性がある。

図81Aおよび81Bに、上述したマスクアセンブリ800と同様の様式で電子イオン式デバイス200において使用するための、マスクアセンブリの他の態様1200および1200A、ならびにそのさまざまなコンポーネントの部分分解図を示す。マスクアセンブリ1200および1200Aは、空気伝搬性の放射性粒子を除去するように構成される。マスクアセンブリ800は、以下に説明する相違点を除いて、マスクアセンブリ500と同様である。

図81Aに示すように、ファラデーケージ802の固体シェル804の外部表面上に放射線検出器1206が位置していてもよい。ファラデーケージ802は、イオン化フィルター250内部の高電圧回路網によって生成されうる何らかの潜在的な電磁干渉から放射線検出器1206を遮蔽することに役立ちうる。ファラデーケージ802を含まない他の態様において、放射線検出器1206は、イオン化フィルター250のハウジングの外側上に位置していてもよい。代替的に図81Bに示すように、放射線検出器1206は、固体シェル804の内側に面した表面および内向きの突出縁部808に隣接するなど、ファラデーケージ802内部に、および／またはイオン化フィルター250のハウジング内部に位置していてもよい。放射線検出器1206がファラデーケージ802および／またはハウジングの内部にポジショニングされている場合に、放射線検出器1206は、放射性粒子に対する感度が高められたイオン化フィルター250のハウジング内部でエアフロー経路にさらされてもよい。

放射線検出器1206は、その上面上に（図81A）、またはハウジングの外面上に（図81B）、表示パネル1208を含んでいてもよい。図81Bに示すように、表示パネル1208は、放射線検出器1206から反対側の、ハウジングの外面上に位置する。この態様において、放射線検出器1206と表示パネル1208とは、ファラデーケージ802の固体シェル804および突出縁部808の周りに配線されたケーブル（図示せず）を介して互いに電気的に接続されてもよい。

図82に、放射線検出器1206の表示パネル1208の上面図を示す。表示パネル1208は、アレイになるようアレンジされた、LEDなど複数のインジケーター灯1210を含んでいてもよい。インジケーター灯1210の各々は、テキストまたは記号など、隣接するインディシアであってもよく、他にもあるがとりわけ、パワーがオンもしくはオフであるか；放射線が現在検出されているか；および／または、既定レベルの累積放射線に達したかを示してもよい。例えば、放射線検出器1206は電子部品ユニット224から電力を受け取ってもよく（図54を参照）、したがって、電子部品ユニット224および／または放射線検出器1206がオンであることをインジケーター灯が示してもよい。インジケーター灯1210は、例えば測定された累積放射線における変化を決定するなどによって、放射線検出器1206が放射線を現在検出していることを示してもよい。検出された放射線の強度を示すために複数のインジケーター灯1210が使用されてもよい。図82は3つのLEDを有するインジケーター灯1210を示しているが、他の態様において、3つより多いかまたは少ないLEDをインジケーター灯1210が有していてもよい。

表示パネル1208は、図82に示すデジタル数値ディスプレイ1212など、数値ディスプレイ1212も有していてもよい。他の態様において、表示パネル1210は、他のタイプのディスプレイもあるがとりわけ、1つより多い数値ディスプレイ1212、アナログ数値ディスプレイ、lcdディスプレイを含んでいてもよい。数値ディスプレイ1212は、所与の瞬間における放射線の強度、蓄積放射線、または、マスクアセンブリ1200および1200A内に集められた粒子から発している放射線の量を示してもよい。マスクアセンブリ1200および1200Aはイオン化フィルター250を通過する放射性粒子を除去するように構成されているので、そうすることは、放射性環境から放射性粒子を取り除き、そしてその環境を出た際に放射性粒子をユーザー顔面のすぐ近くに保ってしまうという、意図しない効果をもたらす潜在可能性がある。ゆえに、マスクから発する放射線をモニターすることは、コレクタープレート260またはマスクアセンブリ1200および1200Aをいつ廃棄するかを決定するうえで有用である可能性がある。

図61および62は、図54に描写したデバイス200、図64および65に描写したマスクアセンブリ800を含む電子イオン式デバイス200、または、図66～79Bに描写したイオン化フィルター850、850A、950、もしくは1050を含む電子イオン式デバイス500を含む、電子イオン式デバイス100、200、300、400、および500の上述の諸態様のいずれかの、電子部品ユニット224内に含有されるメインボード600およびドーターボード602の回路略図である。図61に示すように、メインボード600は、マイクロコントローラー604と、充電制御および保護制御を備えた電池モジュール606と、2.5 Vレギュレーター608と、出力電流測定モジュール610と、BuckレギュレーターおよびBaxandall発振器モジュール612と、SWIMおよびUART 614とを含む。

マイクロコントローラー604は赤色および緑色LED制御616を介して赤色／青色／緑色LED（インジケーター灯228）と連絡し、電池モジュール606は青色LED制御618を介してインジケーター灯228と連絡する。電池モジュール606は電池電圧ADC 620を介してマイクロコントローラー604と連絡する。電池モジュール606は2.5 Vレギュレーター608に公称3.7 Vを送り、2.5 Vレギュレーター608はマイクロコントローラー604に2.5 Vを送る。電池モジュール606はBuckレギュレーターおよびBaxandall発振器モジュール612に公称3.7 Vを送る。

マイクロコントローラー604と、SWIMおよびUART 614とは、プログラミングおよび較正に関してリンクしている。

出力電流測定モジュール610はエミッター端子256を読み取り、出力電流ADC 622を介してマイクロコントローラー604に報告する。BuckレギュレーターおよびBaxandall発振器モジュール612は、出力電圧ADC 624および発振器電流ADC 626を介してマイクロコントローラー604と連絡する。マイクロコントローラー604は、手動PWM、フィードバックSSR、HVEN、および電力PWMのマイクロコントローラー信号に関して、BuckレギュレーターおよびBaxandall発振器モジュール612と通信する。BuckレギュレーターおよびBaxandall発振器モジュール612は、図62内に続くように、ドーターボード602上の電圧増倍器／ラダー630に最大で2 kV p-pを送る。

図61をなお参照すると、1つの態様において、手動PWMは、高容量性負荷での始動を確実にするために、それ自体にフィードバックを提供できるだけの充分な電圧をビルドアップするように発振器をスタートさせるために使用される、2つのPWM信号である。フィードバックSSRは、オフの時に手動PWM信号が発振器を制御することを可能にし、そしてオンにされた時は、発振が自己持続になった後に変圧器を介した自動フィードバックを可能にするために用いられる、固体リレー用の制御である。HVENは、発振器に給電するBuckレギュレーターを有効にする高電圧イネーブル信号である。そして電力PWMは、Buckレギュレーターの望ましい作動ポイントを設定し、したがって出力を設定するための、単一のPWM信号である。

図62に示すように、電子部品ユニット224のドーターボード602は、電圧増倍器／ラダー630および限流抵抗器モジュール632を含む。電圧増倍器／ラダー630は、メインボード600のBuckレギュレーターおよびBaxandall発振器モジュール612から2 kV p-pを受け取って、限流抵抗器モジュール632に最大21 kV（負荷なし）を送り、限流抵抗器モジュール632は、コレクター端子260に送る。メインボード600とドーターボード602とは、共通のファラデーケージまたは別個のファラデーケージ内に含有されていてもよい。

図63は、本明細書に開示する電子イオン式デバイスのいずれかの態様のイオン化フィルターのための電圧変調を示したフローチャートである。図63に示すように、電圧および最大電流限界が設定される（700）。電流は、許容可能であるかを決定するためにモニターされる（702）。電流が許容可能でないならば（704）、電圧を下方調整する（706）。電流が許容可能ならば、電子イオン式デバイスのイオン化フィルター250のアノード（710）およびカソード（712）の作動を続ける（708）。

上述したように、エミッター／コレクターのオフセット距離および電圧は、イオン化フィルターが使用される場所の局所的標高と同様に、イオン化フィルターの性能に影響を及ぼす変数である。局所的標高および全体的情況に対してイオン化フィルターの性能を較正するうえで、有効な粒子除去が90%を上回り、同時にイオン化フィルターによるオゾン生成が低レベルにとどまるところに、作動ポイント（例えば作動電圧）が設定されてもよい。いくつかの態様および情況において、最適作動ポイントは、粒子の低減が最大になり、かつ経時的なオゾン生成が吸息中の百万分率0.1未満に保たれるところであってもよい。

局所的標高および全体的情況に対する最適作動ポイントに合わせて較正されたイオン化フィルターは、新たな標高または新たな情況に対して再び最適作動ポイントを実現するように再較正されてもよい。これは電子的または機械的に行われてもよい。いくつかの態様は機械的な調整のみに頼ると考えられ、そうするうえで、エミッター／コレクターのオフセット距離、および／またはエミッター／コレクターの関係性の幾何学形状が修正／調節されてもよい。新たな標高または情況に対する、エミッター／コレクターのオフセット距離、および／またはエミッター／コレクターの関係性の幾何学形状の、機械的な修正／調節は、イオン化フィルターを以前の最適作動ポイントの12%～20%以内に微調整できてもよい。

いくつかの態様は電子的な再較正のみに頼ると考えられ、そうするうえで、新たな標高または情況に対して再較正するために電圧および電流の制御が修正／調節されてもよい。電圧および電流の制御の電子的な修正／調節は、イオン化フィルターを以前の最適作動ポイントの10%～12%以内に微調整できてもよい。

いくつかの態様は機械的および電子的な再較正の両方を利用する可能性がある。そうするうえで、機械的な再較正を介して提供される12%～20%に加えて、さらに10%～12%の修正を得るために、電子部品を介して電圧および電流の制御が修正／調節されてもよい。

標高がより高いと、必要とされる電圧がより低く、それは電気コンポーネント上でより容易であるので、いくつかの態様において、イオン化フィルターの性能の較正および最適化が海面位で行われてもよい。

以上から理解されるべき点として、特定の諸局面を図示および説明したが、当業者に明らかであるように、本発明の精神および範囲から逸脱することなくさまざまな修正が行われうる。そうした変更および修正は、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の教示の範囲内である。

Claims (24)

1. 装用者を周囲の環境空気中のハザードから保護するために、該装用者の鼻および口の上に装用される保護マスクであって、
   該装用者の該鼻および口の上に延在する内部を含むマスク部分；
   該マスク部分の該内部と周囲の環境空気との間に延在するエアウェイ；および
   該エアウェイの一部分内のエミッターと、
   該エミッターを半径方向に包囲しかつ該エアウェイの少なくとも一部分を規定するコレクタープレートと
   を含むイオン化フィルターであって、
   該コレクタープレートが少なくとも第一および第二の導電性多孔質フィルターに電気的に接続され、該第一および第二の導電性多孔質フィルターならびに該コレクタープレートが、該エミッターを封入するファラデーケージの少なくとも一部分を集合的に形成している、該イオン化フィルター
   を具備する、該保護マスク。
2. ファラデーケージが、イオン化フィルター内の回路網も封入している、請求項1記載の保護マスク。
3. 多孔質フィルターが、導電性ワイヤを含む導電材料が導入された非導電性の繊維状メッシュを含む、請求項1記載の保護マスク。
4. 多孔質フィルターが、非導電性メッシュを伴わずに導電材料のメッシュを含む、請求項1記載の保護マスク。
5. 導電材料のメッシュが、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、セリウム、またはそれらの組み合わせのうち少なくとも1つを含有する合金または酸化物のうち少なくとも1つを含む、請求項4記載の保護マスク。
6. 多孔質フィルターがオゾンの分解を補助する、請求項5記載の保護マスク。
7. ファラデーケージがエンドキャップをさらに含む、請求項5記載の保護マスク。
8. ファラデーケージのエンドキャップを形成するために使用される導電材料が、銅、アルミニウム、または合金鋼のうち少なくとも1つを含む、請求項7記載の保護マスク。
9. 多孔質フィルターが、1 μm～5 mm、10 μm～2.5 mm、100 μm～2.0 mm、または1 mm～2 mmのうち少なくとも1つの細孔サイズを有する導電性メッシュを含有する、請求項1記載の保護マスク。
10. エミッターの最初および最後の電極が、コレクタープレートまでのそれらの半径方向距離よりもさらに大きく、それぞれの多孔質フィルターから軸方向に間隔が空けられている、請求項1記載の保護マスク。
11. エアウェイがマスクの内部への開口部を含み、該開口部が、イオン化フィルターに入る装用者由来の流体の量を減らすかまたはこれを防ぐように構成された流体フィルターを含む、請求項1記載の保護マスク。
12. 前記流体フィルターが、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する合金または酸化物のうち少なくとも1つを含む、請求項11記載の保護マスク。
13. エミッターがコレクタープレートの軸中心に格納されている、請求項1記載の保護マスク。
14. クリーニングまたは取り替えのために、エミッターが軸方向に沿ってコレクタープレート内に挿入されうるかまたはこれから取り外されうる、請求項1記載の保護マスク。
15. エミッターと相互作用する粒子の発生率を増大させるために、エアウェイ内かつファラデーケージの境界内に乱流ベーンが配置されている、請求項1記載の保護マスク。
16. コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイが、スパイラルである、請求項1記載の保護マスク。
17. スパイラルが、イオン化フィルター内のスパイラルインサートの形態である、請求項16記載の保護マスク。
18. スパイラルが、イオン化フィルターの外側ハウジング内に規定されたスパイラル経路の形態である、請求項16記載の保護マスク。
19. コレクタープレートによってそれぞれ規定されるエアウェイの部分の、各開口端につながるエアウェイがスパイラルであり、第一のスパイラルが時計回りであり第二のスパイラルが反時計回りである、請求項16記載の保護マスク。
20. コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイがスパイラルであり、該スパイラルが、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する少なくとも1つの合金または酸化物でコーティングされているかまたは少なくとも部分的に形成されている、請求項1記載の保護マスク。
21. コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイが、約5 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約10 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約15 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約20 cmを超えるかもしくはこれに等しい、または約22 cmを超えるかもしくはこれに等しい、のうち少なくとも1つの総最小距離を伴うスパイラルである、請求項1記載の保護マスク。
22. コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイが、対向かつオフセットして半径方向内向きに延在するバッフルによって形成されたジグザグ経路である、請求項1記載の保護マスク。
23. コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイが、対向かつオフセットして半径方向内向きに延在するバッフルによって形成されたジグザグ経路であり、該ジグザグ経路が、オゾンの分解を補助するために、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト、鉄、銅、白金、銀、ロジウム、またはセリウムのうち少なくとも1つを含有する少なくとも1つの合金または酸化物でコーティングされているかまたは少なくとも部分的に形成されている、請求項1記載の保護マスク。
24. コレクタープレートによって規定されるエアウェイの部分の、一方または両方の開口端につながるエアウェイが、対向かつオフセットして半径方向内向きに延在するバッフルによって形成されたジグザグ経路であり、該ジグザグ経路が、約5 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約10 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約15 cmを超えるかもしくはこれに等しい、約20 cmを超えるかもしくはこれに等しい、または約22 cmを超えるかもしくはこれに等しい、のうち少なくとも1つの総最小距離を有する、請求項1記載の保護マスク。

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