PL240905B1

PL240905B1 - Portable air purifier

Info

Publication number: PL240905B1
Application number: PL432387A
Authority: PL
Inventors: Mirosław Kwiatkowski
Original assignee: Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2022-06-27
Also published as: PL432387A1

Description

PL 240 905 B1PL 240 905 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest przenośny oczyszczacz powietrza, który znajduje zastosowanie jako indywidualna efektywna ochrona dróg oddechowych osób narażonych na wdychanie pyłów, lotnych substancji organicznych, alergenów i innych nieporządnych substancji, zapewniający dostarczenie odpowiedniej ilości powietrza w zależności od pojemności płuc i aktualnego zapotrzebowania wywołanego chwilową aktywnością fizyczną użytkownika.The subject of the invention is a portable air purifier, which is used as an individual effective protection of the respiratory tract of people exposed to inhalation of dusts, volatile organic substances, allergens and other undesirable substances, ensuring the supply of an appropriate amount of air depending on the capacity of the lungs and the current demand caused by temporary physical activity of the user .

Jednym z największych problemów nękających mieszkańców zarówno dużych, jak i mniejszych miejscowości, jest zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego pyłami i lotnymi substancjami organicznymi oraz związany z tym problem smogu. Szczególnie duże zagrożenie stwarza obecność pyłów PM2,5 i lotnych związków organicznych. Pyły PM2,5, tj. pyły o cząsteczkach mniejszych od 2,5 mikrometra stanowią szczególnie duże niebezpieczeństwo dla zdrowia ludzi, gdyż wchłaniane przez drogi oddechowe mogą wprowadzić do krwioobiegu szkodliwe gazy i metale ciężkie rozpuszczające się we krwi, powodując duże szkody dla układu sercowo-naczyniowego w tym zaburzenia rytmu serca, podrażnienie dróg oddechowych, kaszel, trudności w oddychaniu, alergie i zmniejszenie wydajności płuc.One of the biggest problems plaguing the inhabitants of both large and smaller towns is air pollution with dust and volatile organic substances and the related problem of smog. Particularly high risk is the presence of PM2.5 dust and volatile organic compounds. PM2.5 dusts, i.e. dusts with particles smaller than 2.5 micrometers, pose a particularly high risk to human health, as if absorbed through the respiratory tract, they can introduce harmful gases and heavy metals dissolving in the blood into the bloodstream, causing great damage to the cardiovascular system. cardiac arrhythmias, respiratory irritation, coughing, difficulty breathing, allergies and decreased lung capacity.

Także lotne substancje organiczne znajdujące się w powietrzu, tj. styren, glikol propylenowy, fenole, ksyleny, etylobenzen, formaldehyd i inne stwarzają znaczne zagrożenia dla życia i zdrowia ludzkiego. Substancje te, przenikając przez błony śluzowe do układu nerwowego, powodują bóle głowy, zmęczenie, senność, a ponadto mają działanie rakotwórcze. W ostatnich kilkunastu latach coraz więcej osób w tym mieszkańców zarówno dużych, jak i małych miejscowości ma także problemy z różnego rodzaju alergiami na pyłki roślin, pyły i inne substancje znajdujące się w powietrzu atmosferycznym. W celu wyeliminowania tych zagrożeń opracowano różne oczyszczacze powietrza w tym domowe wolnostojące lub zamontowane w ścianie zewnętrznej budynku lub stolarce okiennej. Niestety z wielu powodów urządzenia te nie mogą być montowane we wszystkich pomieszczeniach. Z kolei stosowane w przypadku przebywania na zewnątrz budynków proste maski antysmogowe nie spełniają właściwie swoich zadań i stwarzają zbyt duży dyskomfort podczas ich użytkowania. W związku z tym podjęło wiele prób opracowania osobistych urządzeń zapewniających oddychanie oczyszczonym powietrzem poza pomieszczeniami.Also volatile organic substances in the air, ie styrene, propylene glycol, phenols, xylenes, ethylbenzene, formaldehyde and others pose significant threats to human life and health. These substances, by penetrating the mucous membranes into the nervous system, cause headaches, fatigue, drowsiness, and are also carcinogenic. In the last dozen or so years, more and more people, including residents of both large and small towns, also have problems with various types of allergies to pollen, dust and other substances in the atmosphere. In order to eliminate these hazards, various air purifiers have been developed, including domestic, free-standing ones or mounted in the external wall of the building or window frames. Unfortunately, for many reasons, these devices cannot be installed in all rooms. On the other hand, simple anti-smog masks used when staying outside of buildings do not fulfill their tasks properly and create too much discomfort during their use. Consequently, many attempts have been made to develop personal devices for breathing purified air outside the rooms.

Znane jest z opisu patentowego nr CN202315012 z Chin, pt. „Portable air purifier”, rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza, w którego obudowie umieszczony jest wentylator i akumulator. Na ściance tego oczyszczacza zamontowane są kolejno panel słoneczny z otworem wlotowym powietrza oraz filtry, których zadaniem jest usuwanie lotnych substancji organicznych oraz cząstek pyłów. Na drugiej ściance zamontowana jest z kolei rura wylotowa powietrza połączona z maską oddechową mocowaną bezpośrednio na twarzy. Na górnej ściance oczyszczacza zamontowany jest panel sterujący. Zasilanie wentylatora odbywa się za pomocą panelu słonecznego, jak i wbudowanego akumulatora.It is known from the patent description no. CN202315012 from China, entitled "Portable air purifier", a solution for a portable air purifier in which the housing houses a fan and a battery. On the wall of this purifier there are successively mounted a solar panel with an air inlet hole and filters whose task is to remove volatile organic substances and dust particles. On the other side, there is an air outlet pipe connected to a respirator mounted directly on the face. A control panel is mounted on the upper wall of the purifier. The fan is powered by a solar panel and a built-in battery.

Znane jest z opisu patentowego nr CN204563363 z Chin, pt. „Portable air filter device”, rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza, wbudowanego w plecak. W urządzeniu tym zastosowano filtr elektrostatyczny, zbudowany z płyt metalowych naładowanych na przemian ujemnie i dodatnio dzięki podłączeniu do generatora elektrostatycznego zasilanego z baterii ogniw. Przepływ powietrza zapewniony jest dzięki zainstalowanemu wentylatorowi, który tłoczy powietrze do maski nosowej poprzez odpowiednią elastyczną rurkę.It is known from the patent description no. CN204563363 from China, entitled "Portable air filter device", a solution for a portable air purifier built into a backpack. This device uses an electrostatic filter, made of metal plates charged alternately negatively and positively due to connection to an electrostatic generator powered by a battery of cells. The air flow is ensured by the installed fan, which forces air into the nasal mask through a suitable flexible tube.

Znane jest z opisu patentowego nr CN203087656 z Chin, pt. „Air filtering protective hat”, rozwiązanie czapki z daszkiem filtrującej powietrze. Moduł filtrujący powietrze zawierający filtr elektrostatyczny oraz wentylator odśrodkowy znajduje się na przedniej stronie czapki, a przestrzeń filtrowana znajduje się pomiędzy górną krawędzią izolującej maski twarzowej i przednią częścią korpusu czapki.It is known from the patent description no. CN203087656 from China, entitled "Air filtering protective hat", the solution of the air-filtering peaked cap. An air filtering module containing an electrostatic precipitator and a centrifugal fan is located on the front of the cap, and the filtered space is between the top edge of the insulating face mask and the front of the cap body.

Znane jest z opisu patentowego nr CN204815427 z Chin, pt. „Portable air purifier”, rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza, składającego się z maski ochronnej do noszenia na twarzy oraz połączonego z nią elastycznym wężem modułu oczyszczania powietrza, wyposażonego w wylot i wlot powietrza, filtr HEPA, ekran z węglem aktywnym i wentylator odśrodkowy.It is known from the patent description no. CN204815427 from China, entitled "Portable air purifier", a portable air purifier solution consisting of a face mask and a flexible hose connected to it, an air purifier unit, equipped with an air outlet and inlet, HEPA filter, activated carbon screen and centrifugal fan.

Znane jest z opisu patentowego nr CN105571010 z Chin, pt. „One of the portable air cleaner head mounted outdoors”, rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza zbudowanego w formie słuchawek nausznych, z modułami oczyszczania umieszczonymi w nausznikach oraz pałąku je łączącym, połączonymi elastyczną rurką elastyczną z maską twarzową. Moduły czyszczące wyposażone są w przepuszczalne membrany, wysoko efektywną warstwę filtracji elektrostatycznej HAF, warstwę z filtracją HEPA, warstwę włókniny pokrytej selenem, cichy wentylator, panel kontrolny PCB oraz generator jonów ujemnych.It is known from the patent description no. CN105571010 from China, entitled "One of the portable air cleaner head mounted outdoors", a solution of a portable air purifier built in the form of over-ear headphones, with cleaning modules placed in the earcups and a headband connecting them, connected by a flexible flexible tube with the face mask. The cleaning modules are equipped with permeable membranes, a highly effective HAF electrostatic filtration layer, a layer with HEPA filtration, a layer of selenium coated nonwoven fabric, a silent fan, a PCB control panel and a negative ion generator.

PL 240 905 B1PL 240 905 B1

Z opisu patentowego nr CN203634678 z Chin, pt. „Portable air purifying respirator”, znane jest rozwiązanie przenośnego respiratora oczyszczającego powietrze, zawierającego moduł oczyszczania połączony rurką elastyczną z maską. Moduł oczyszczania w tym urządzeniu zawiera potrójny filtr składający się z filtra wstępnego, filtra HEPA oraz HESA. Przepływ powietrza zapewniony jest przez wentylator osiowy.From the patent description no. CN203634678 from China, entitled "Portable air purifying respirator", there is a known design for a portable air purifying respirator having a purification module connected to the mask by a flexible tube. The purification module in this device includes a triple filter consisting of a pre-filter, HEPA filter and HESA filter. The air flow is provided by an axial fan.

Z opisu patentowego nr CN204275324 z Chin, pt. „Portable air purifier”, znane jest rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza wykorzystującego do filtracji wodę. Oczyszczacz ten składa się z zbiornika na wodę z gwintowaną zakrętką, przez które wprowadzone są rurka wlotowa i wylotowa powietrza, przy czym rurka wlotu powietrza jest do zewnętrznej pompy powietrza elastycznym wężykiem, a rura wylotowa powietrza oczyszczonego połączona z maską twarzową analogicznym wężykiem.From the patent description no. CN204275324 from China, entitled "Portable air purifier", there is a known solution of a portable air purifier that uses water for filtration. The purifier consists of a water tank with a threaded cap through which the air inlet and outlet pipes are inserted, the air inlet pipe being a flexible hose to the external air pump, and the purified air outlet pipe connected to the face mask with an analogous hose.

Z opisu patentowego nr CN203852751 z Chin, pt. „Portable air purifier”, znane jest rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza, zawierającego maskę wyposażoną w otwór wdechowy i otwór wydechowy, połączoną elastycznym rurą z obudową oczyszczacza, w której zamontowane są filtr wstępny powietrza, filtr HEPA, siatkę z węgla aktywnego, filtr fotokatalityczny oraz akumulator i wentylator zapewniający przepływ powietrza i wtłaczanie do elastycznej rurki łączącej obudowę oczyszczacza z maską twarzową sterowany za pomocą modułu zarządzania energią.From the patent description no. CN203852751 from China, entitled "Portable air purifier" is a known solution of a portable air purifier, consisting of a mask equipped with an inhalation hole and an exhalation hole, connected by a flexible pipe to the purifier housing, in which there are mounted an air pre-filter, HEPA filter, activated carbon mesh, photocatalytic filter and a battery and a fan for airflow and injection into the flexible tube connecting the purifier housing to the face mask, controlled by the energy management module.

Z opisu patentowego nr WO2011026515 z Wielkiej Brytanii, pt. „Face mask”, znane jest rozwiązanie maski filtrującej na twarz wyposażonej w część filtrującą zakrywającą usta i nos z wielowarstwowym materiałem filtrującym i zaworami wydechowymi oraz cześć do demontowanego umieszczenia wokół głowy użytkownika. Materiał filtracyjny do tej maski zawiera warstwy: rdzeniową, wykonaną z włókniny impregnowanej chlorkiem sodu, zewnętrzną z materiału włókninowego pokrytego nanocząstkami srebra, wewnętrzną zwróconą w kierunku skóry, wykonaną z materiału włókninowego powlekanego nanocząstkami srebra, włókninową warstwę filtracyjną umieszczoną pomiędzy jedną stroną warstwy rdzeniowej a zewnętrzna warstwa skierowana do atmosfery i włókninowa warstwę węgla aktywnego umieszczonaFrom the patent specification WO2011026515 from Great Britain, under the title "Face mask", it is known to provide a filtering face mask having a filtering portion covering the mouth and nose with a multi-layer filtering material and exhalation valves, and a detachable position around the head of a wearer. The filter material for this mask consists of layers: a core layer made of a non-woven fabric impregnated with sodium chloride, an outer layer of a non-woven material coated with silver nanoparticles, an inner layer facing the skin, made of a non-woven material coated with silver nanoparticles, a non-woven filter layer placed between one side of the core layer and the outer layer. a layer facing the atmosphere and a non-woven layer of activated carbon placed

Łt Ł i J ί i i \J J \J i między drugą stroną warstwy rdzeniowej a warstwą skierowaną do skóry.Łt Ł i J ί i i \ J J \ J i between the other side of the core layer and the layer facing the skin.

Z opisu patentowego nr CN202342721 z Chin, pt. „Mouth-nose mask for purifying air in adhering and absorbing ways”, znane jest rozwiązanie ochronnej maski ustno-nosowej o budowie opartej na zasadzie bionicznej. Maska ta składa się z głowicy przylegającej do twarzy oraz połączonego kanału oczyszczania zapewniającego przywieranie i pochłanianie zanieczyszczeń z powietrza oraz elementów mocujących. Oryginalna budowa kanału oczyszczającego zapewnia możliwość naturalnego oddychania, gdyż powietrze nie musi przenikać przez strukturę porów warstwy filtrującej, stawiających znaczący opór przepływu powietrza, a co za tym idzie wpływających na dyskomfort użytkowania masek z klasycznym materiałem filtrującym.From the patent description no. CN202342721 from China, entitled "Mouth-nose mask for purifying air in adhering and absorbing ways", a protective oronasal mask based on the bionic principle is known. The mask consists of a head adjacent to the face and a combined cleansing channel that adheres to and absorbs pollutants from the air, and fasteners. The original structure of the purifying channel ensures the possibility of natural breathing, because the air does not have to penetrate the pore structure of the filtering layer, creating a significant air flow resistance, and thus affecting the discomfort of using masks with classic filtering material.

Z opisu patentowego nr CN104307118 z Chin, pt. „Glasses and nasal mask type air purifier”, znane jest rozwiązanie oczyszczacza powietrza wbudowanego w okulary, połączone z maską nosową. W rozwiązaniu tym kanał transportujący powietrze wbudowany jest w ramie okularów, oczyszczanie powietrza prowadzone jest za pomocą filtra szklanego, a przepływ powietrza realizowany jest za pomocą wentylatora wbudowanego z zauszniki okularów.From the patent description no. CN104307118 from China, entitled "Glasses and nasal mask type air purifier", there is a known solution of an air purifier built into glasses, combined with a nasal mask. In this solution, the air transport channel is built into the glasses frame, air purification is carried out by means of a glass filter, and the air flow is realized by means of a fan built into the glasses' temples.

Z opisu patentowego nr CN104872864 z Chin, pt. „Protective air supply mask with air purifying function”, znane jest rozwiązanie maski filtrującej powietrze składającej się z części twarzowej połączonej elastyczną rurką z obudową, w której zamontowane są filtry HEPA i filtr z węgla aktywnego oraz wentylator, akumulator, płytka sterująca oraz interfejs ładowania USB.From the patent description no. CN104872864 from China, entitled "Protective air supply mask with air purifying function", there is a known solution of an air filtering mask consisting of a face part connected by a flexible tube with a housing, in which HEPA filters and an activated carbon filter are mounted, as well as a fan, battery, control board and USB charging interface .

Z opisu patentowego nr CN104667316 z Chin, pt. „Invisible mask for preventing haze and flue, treating rhinitis and reducing lung cancer”, znane jest rozwiązanie miniaturowej maski nosowej, składającej się z dwóch połączonych zatyczek z warstwą filtracyjną umieszczanych w kanałach nosowych.From the patent description no. CN104667316 from China, entitled "Invisible mask for preventing haze and flue, treating rhinitis and reducing lung cancer" is a solution of a miniature nasal mask consisting of two connected plugs with a filtering layer placed in the nasal passages.

Z opisu patentowego nr JP2002301152 z Japonii, pt. „Nose mask”, znane jest rozwiązanie maski nosowej wykonanej z dwóch połączonych modułów filtrujących zawierających filtry z drobnej siatki utworzone z materiału włóknistego o odpowiedniej przepuszczalności gazu i higroskopijności umieszczanych wewnątrz przedsionków nosa.From Japanese Patent No. JP2002301152, titled "Nose mask", known is the solution of a nasal mask made of two interconnected filter modules containing fine mesh filters made of fibrous material with appropriate gas permeability and hygroscopicity placed inside the nasal vestibules.

Z opisu patentowego nr CN200963450 z Chin, pt. „Near nose cleaned air supplier”, znane jest rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza składającego się z obudowy wyposażonej w warstwę filtracyjną, wentylator z silnikiem elektrycznym i akumulator, połączonej elastyczną rurką z maską nosową.From the patent description no. CN200963450 from China, entitled "Near nose cleaned air supplier", there is a known solution for a portable air purifier consisting of a housing equipped with a filter layer, a fan with an electric motor and a battery connected by a flexible tube to a nasal mask.

PL 240 905 B1PL 240 905 B1

Z opisu patentowego nr CN201200849 z Chin, pt. „Portable air purification instrument”, znane jest rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza, które zawiera obudowę urządzenia z zamontowanymi w niej wentylatorem wyciągowym, akumulatorem, akumulatorem oraz zbiornikiem na pył, połączoną elastyczną rurką i trójnikiem z zatyczkami do nosa, przez które podawane jest oczyszczone powietrze.From the patent description no. CN201200849 from China, entitled "Portable air purification instrument", there is a known portable air purifier solution that includes a device housing with an exhaust fan, a battery, a battery and a dust container mounted in it, a connected flexible tube and a tee with nose plugs through which the purified air is fed.

Z opisu patentowego nr CN104589964 z Chin, pt. „Small-sized high-efficiency air purifier”, znane jest rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza z modułową obudową zewnętrzną w kształcie kubka. W obudowie tej zamontowany jest wentylator z silnikiem elektrycznym, filtr z węgla aktywnego oraz bateria. W dolnej części obudowy umieszczony jest otwór wlotowy, natomiast w górnej części obudowy umieszczony jest ustnik, przez który wdycha się oczyszczone powietrze.From the patent description no. CN104589964 from China, entitled "Small-sized high-efficiency air purifier", the solution of the portable air purifier with the modular outer casing in the shape of a cup is known. The casing houses a fan with an electric motor, an active carbon filter and a battery. In the lower part of the housing there is an inlet, while in the upper part of the housing there is a mouthpiece, through which purified air is inhaled.

Z opisu patentowego nr CN204815427 z Chin, pt. „Portable air purifier”, znane jest rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza składającego się z maski na twarz połączonej elastyczną rurką z obudową oczyszczacza. Obudowa posiada kolejno wlot powietrza, filtr HEPA, akumulator, generator wysokiego napięcia, filtr z węgla aktywnego i dmuchawę odśrodkową z napędem elektrycznym oraz port wylotowy, przez który podawane jest oczyszczone powietrze rurką elastyczną do maski twarzowej.From the patent description no. CN204815427 from China, entitled "Portable air purifier", there is a known portable air purifier solution consisting of a face mask connected by a flexible tube to the purifier housing. The housing has, in turn, an air inlet, a HEPA filter, a battery, a high voltage generator, an active carbon filter and an electrically driven centrifugal blower, and an outlet port through which the purified air is fed through a flexible tube to the face mask.

Z opisu patentowego nr CN204499725 z Chin, pt. „Take the multi-functional knapsack of filtration”, znane jest rozwiązanie wielofunkcyjnego plecaka z filtracją powietrza połączonego elastyczną rurą z maską twarzową. Urządzenie filtrujące umieszczone jest wewnątrz plecaka i składa się z trzech obudów, tj. obudowy środkowej wyposażonej w pompę elektryczną obsługującą dwa zestawy filtrujące umieszczone w dwóch obudowach zewnętrznych. Zestawy filtrujące składają się z generatorów jonów ujemnych, filtrów fotokatalitycznych z źródłami światła UV oraz filtrów z węgla aktywnego i HEPA. Urządzenie to wyposażone zostało także w moduł GPS do wysyłania informacji o lokalizacji, interfejs ładowania telefonu komórkowego i awaryjne światło ostrzegawcze plecaka.From the patent description no. CN204499725 from China, entitled "Take the multi-functional knapsack of filtration" is known for the solution of a multi-functional air filtration backpack connected by a flexible tube to a face mask. The filtering device is placed inside the backpack and consists of three housings, i.e. a middle housing equipped with an electric pump servicing two filtering sets placed in two external housings. Filter sets consist of negative ion generators, photocatalytic filters with UV light sources, and active carbon and HEPA filters. This device is also equipped with a GPS module for sending location information, a mobile phone charging interface and the backpack's emergency warning light.

Z opisu patentowego nr CN204499725 z Korei Południowej, pt. „Purifying mask for infant”, znane jest rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza dla niemowląt składającego się z maski twarzowej zintegrowanej ze smoczkiem, połączonej elastyczną rurką z modułem oczyszczającym wbudowanym do zabawki dziecięcej.From the patent description no. CN204499725 from South Korea, entitled "Purifying mask for infant" is a known solution of a portable air purifier for infants consisting of a face mask integrated with a nipple, connected by a flexible tube with a purifying module built into a children's toy.

Z opisu patentowego nr CN203763696 z Chin, pt. „Movable integrated air purification mask device”, znane jest rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza, składającego się z maski twarzowej z komorą magazynowania powietrza, połączonej elastycznym wężem z modułem urządzeniem oczyszczającym wbudowanym z czapkę z daszkiem zawierającym moduł zasilania, moduł pompy powietrza, moduł systemu sterowania, wlot zasysania powietrza oraz ekrany filtra zamontowane na wlocie zasysania powietrza.From the patent description no. CN203763696 from China, entitled "Movable integrated air purification mask device", there is a known solution of a portable air purifier, consisting of a face mask with an air storage chamber, connected by a flexible hose with a cleaning device module built into a cap with a visor containing a power module, an air pump module, a control system module, air inlet and filter screens mounted on the air inlet.

Z opisu patentowego nr CN203029855 z Chin, pt. „Water layer separated type air purification mask”, znane jest rozwiązanie przenośnego oczyszczacza powietrza z filtrem wodnym. Rozwiązanie to zawiera szczelnie zamknięty pojemnik na wodę, w której są usuwane szkodliwe substancje i pyły, zawierający wejściową rurkę powietrzną i wyjściową rurkę powietrzną; wejściowa rurka powietrzna jest połączona z miniaturową pompą powietrza, zasilaną z akumulatora. Wylotowa rura powietrza jest połączona z miękką plastikową maską twarzową.From the patent description no. CN203029855 from China, entitled "Water layer separated type air purification mask", the water filter portable air purifier solution is known. The solution comprises a sealed water container in which harmful substances and dust are removed, including an inlet air tube and an outlet air tube; the inlet air tube is connected to a miniature air pump, powered by a battery. The exhaust air tube is connected to a soft plastic face mask.

Jednak żadne z tych rozwiązań nie zapewnia w pełni komfortowego oddychania w zależności od pojemności płuc, fizjologicznego rytmu oddychania danego użytkownika i jego aktualnej aktywności fizycznej, ciśnienia atmosferycznego oraz dozowania do oczyszczonego powietrza substancji uzdatniających i leczniczych, jak i samooczyszczania się filtra wstępnego.However, none of these solutions provides fully comfortable breathing depending on the lung capacity, the physiological breathing rhythm of the user and his current physical activity, atmospheric pressure and the dosing of purifying and healing substances into the purified air, as well as the self-cleaning of the pre-filter.

Celem wynalazku było opracowanie przenośnego oczyszczacza powietrza umożliwiającego kompleksową ochronę użytkownika przed toksycznymi substancjami zawartymi w powietrzu oraz efektywne natlenienie jego organizmu w zależności od pojemności płuc użytkownika, jego aktualnego fizjologicznego rytmu oddychania związanego także z określoną aktywnością fizyczną w danej chwili i tętnem.The aim of the invention was to develop a portable air purifier enabling comprehensive protection of the user against toxic substances contained in the air and effective oxygenation of the user's body depending on the user's lung capacity, his current physiological breathing rhythm also related to a specific physical activity at a given moment and heart rate.

Urządzenie to wyposażone jest w zaawansowany moduł sterujący wykorzystujący między innymi sztuczną inteligencję do optymalnego doboru trybu pracy urządzenia w zależności od warunków fizjologicznych użytkownika i jego aktualnej aktywności fizycznej. Ponadto urządzenie to wyposażone jest w moduł dozowania substancji medycznych i uzdatniających (lekarstw, jodu itp.), moduł audio zawierający odbiornik radiowy i odtwarzacz plików muzycznych oraz moduł telefonii komórkowej GSM z systemem automatycznego powiadamiania wskazanych osób lub służb w przypadku problemów użytkownika urządzenia z oddychaniem lub jego ustania.This device is equipped with an advanced control module that uses, inter alia, artificial intelligence to select the optimal operating mode of the device depending on the physiological conditions of the user and his current physical activity. In addition, this device is equipped with a module for dosing medical and treatment substances (medicines, iodine, etc.), an audio module with a radio receiver and a music file player, and a GSM cellular telephone module with an automatic notification system to indicated persons or services in the event of respiratory problems or its cessation.

PL 240 905 B1PL 240 905 B1

Przenośny osobisty oczyszczacz powietrza według wynalazku zawiera korpus, w którym umieszczone są wszystkie podzespoły oraz dwie wymienne maski nosowa i twarzowa oraz opcjonalnie słuchawki bluetooth. Zarówno korpus, jak i maski wykonane są z materiałów hipoalergicznych, o właściwościach przeciwgrzybicznych oraz odpornych na promieniowanie UV.The portable personal air purifier according to the invention comprises a body in which all components and two interchangeable nasal and face masks and, optionally, bluetooth headphones are placed. Both the body and the masks are made of hypoallergenic materials with anti-fungal and UV-resistant properties.

Korpus zaopatrzony jest w otwór wlotowy powietrza z osłoną zewnętrzną, a w części wewnętrznej korpusu od strony wlotowej powietrza zamocowany jest samoczyszczący się hydrofobowy sprężysty filtr siatkowy z naniesioną warstwą nanocząstek srebra, pobudzany okresowo do drgań przez dołączony do niego elektromagnes.The body is equipped with an air inlet with an external cover, and in the internal part of the body from the air inlet side, a self-cleaning hydrophobic elastic mesh filter with a layer of silver nanoparticles is mounted, periodically stimulated to vibrate by an attached electromagnet.

Za filtrem siatkowym w kierunku wylotu powietrza umieszczony jest filtr z granulowanego węgla aktywnego z naniesionymi nanocząstkami srebra lub w innym przykładzie wykonania z aktywowanej włókniny węglowej z również naniesionymi nanocząstkami srebra. Kolejno za filtrem z węgla aktywnego lub aktywowanej włókniny węglowej umieszczony jest hydrofobowy zmywalny filtr HEPA.Downstream of the mesh filter towards the air outlet, a filter made of granulated activated carbon with silver nanoparticles deposited or, in another embodiment, of activated carbon non-woven fabric with silver nanoparticles also applied, is placed. A washable hydrophobic HEPA filter is placed successively behind the activated carbon or activated carbon fleece filter.

Następnie umieszczona jest przegroda komory sprężania z jednokierunkowymi zaworami oraz tłok z jednokierunkowymi zaworami połączony za pomocą korbowodu z kołem napędowym tłoka wyposażonym w układ automatycznej regulacji skoku tłoka z silnikiem krokowym. Koło napędowe tłoka napędzane jest za pomocą silnika krokowego, dzięki czemu możliwa jest precyzyjna regulacja jego obrotów, oraz zapewniona jest szybka reakcja na polecenie zwiększenia lub redukcji obrotów, a co za tym idzie zwiększenia lub zmniejszenia częstotliwości podawanego powietrza, zsynchronizowanego z aktualnym fizjologicznym cyklem oddechowym użytkownika i jego pulsem oraz zapotrzebowaniem na tlen uzależnionym także od ciśnienia atmosferycznego mierzonego wbudowanym czujnikiem ciśnienia atmosferycznego.Next, there is a compression chamber partition with one-way valves and a piston with one-way valves connected by a connecting rod to the piston drive wheel equipped with an automatic piston stroke adjustment system with a stepper motor. The drive wheel of the piston is driven by a stepper motor, thanks to which it is possible to precisely regulate its rotation, and a quick response to the command to increase or decrease the speed, and thus increase or decrease the frequency of the supplied air, is synchronized with the current physiological respiratory cycle of the user and its pulse and the demand for oxygen also dependent on the atmospheric pressure measured with the built-in atmospheric pressure sensor.

Silniki krokowe zasilane są z akumulatora litowo-jonowego, poprzez układ sterujący wyposażony w przyciski ręcznej regulacji wydajności i połączony z bezprzewodowym pulsometrem wbudowanym w opaskę naręczną oraz modułem GSM do zdalnego monitorowania pracy urządzenia.The stepper motors are powered by a lithium-ion battery, through a control system equipped with manual performance adjustment buttons and connected to a wireless heart rate monitor built into a wristband and a GSM module for remote monitoring of the device's operation.

Za zapobieganie rozwojowi mikroorganizmów odpowiada obok zastosowanych odpowiednich materiałów także dioda UV, sterylizująca okresowo wnętrze urządzenia.Apart from the appropriate materials used, the UV diode, which periodically sterilizes the interior of the device, is responsible for preventing the growth of microorganisms.

Przenośny oczyszczacz powietrza według wynalazku wyposażony jest także dodatkowo w moduł bluetooth audio zawierający odbiornik radiowy oraz odtwarzacz plików muzycznych, łączony bezprzewodowo z opcjonalnymi słuchawkami bluetooth za pomocą modułu bluetooth audio i sterowany za pomocą przycisków sterowania modułem audio. Oczyszczone powietrze może zostać uzdatnione poprzez wtryskiwanie jodu lub odpowiednich lekarstw, za pomocą sterowanego elektronicznie dozownika, a następnie jest kierowane poprzez kanał wylotowy i króciec przyłączeniowy, do którego podłączona jest elastycznym karbowanym wężem maska nosowa lub twarzowa wyposażone w zawór wydechowy.The portable air purifier according to the invention is additionally equipped with a bluetooth audio module containing a radio receiver and a music file player, wirelessly connected to the optional bluetooth headphones by means of a bluetooth audio module and controlled by the control buttons of the audio module. Purified air can be treated by injecting iodine or appropriate medications, using an electronically controlled dispenser, and then directed through the outlet duct and connecting stub, to which a nasal or face mask equipped with an exhalation valve is connected with a flexible corrugated hose.

Istotą przenośnego oczyszczacza powietrza jest to, że posiada on umieszczony w korpusie silnik będący silnikiem krokowym, który napędza koło napędowe tłoka połączone z korbowodem zakończonym tłokiem z zaworami jednokierunkowymi. Silnik połączony jest z układem sterowania połączonym także z czujnikiem ciśnienia atmosferycznego oraz modułem łączności bluetooth i pulsometrem oraz modułem GSM.The essence of the portable air purifier is that it has a stepper motor placed in the body, which drives the piston drive wheel connected to a connecting rod ending with a piston with one-way valves. The engine is connected to a control system also connected to an atmospheric pressure sensor and a bluetooth communication module, a heart rate monitor and a GSM module.

Korzystnie w korpusie pomiędzy wlotem powietrza a filtrem HEPA oraz filtrem z węgla aktywnego, znajduje się samoczyszczący się hydrofobowy sprężysty filtr siatkowy z naniesioną warstwą nanocząstek srebra wyposażony w elektromagnes generujący drgania siatki, natomiast wewnątrz korpusu między filtrami a tłokiem z zaworami jednokierunkowymi znajduje się przegroda z zaworami jednokierunkowymi.Preferably, in the body between the air inlet and the HEPA filter and the activated carbon filter, there is a self-cleaning, hydrophobic, elastic mesh filter with a layer of silver nanoparticles, equipped with an electromagnet generating mesh vibrations, while inside the body between the filters and the piston with one-way valves, there is a partition with valves one-way.

Korzystnie koło napędowe tłoka wyposażone jest w układ automatycznej regulacji skoku tłoka z silnikiem krokowym.Preferably, the piston drive wheel is equipped with an automatic piston stroke adjustment system with a stepper motor.

Korzystnie we wnętrzu korpusu umieszczona jest dioda UV, zdolna emitować światło do wnętrza korpusu.Preferably, a UV diode is placed inside the body, capable of emitting light to the inside of the body.

Korzystnie oczyszczacz wyposażony jest w dozownik jodu oraz preparatów medycznych do oczyszczonego powietrza, połączony z układem sterowania.Preferably, the purifier is equipped with a dispenser of iodine and medical preparations for purified air, connected to the control system.

Korzystnie wybrane komponenty urządzenia, takie jak: korpus urządzenia, przegroda z zaworami jednokierunkowymi, tłok z zaworami jednokierunkowymi, korbowód, koło napędowe tłoka z silnikiem krokowym, króciec przyłączeniowy, karbowana rurka elastyczna, wykonane są z materiałów hipoalergicznych, o właściwościach przeciwgrzybicznych oraz odpornych na promieniowanie UV.Preferably selected components of the device, such as: device body, partition with check valves, piston with check valves, connecting rod, piston drive wheel with stepper motor, connection stub, corrugated flexible tube, are made of hypoallergenic materials with antifungal and radiation-resistant properties. UV.

Korzystnie materiałami o właściwościach przeciwgrzybicznych są materiały takie jak polipropylen, polietylen niskiej i wysokiej gęstości, polistyren oraz terpolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy z odpowiednimi dodatkami przeciwgrzybicznymi i dodatkami chroniącymi przed promieniowaniem UV.Preferably, the materials with antifungal properties are polypropylene, low and high density polyethylene, polystyrene, and acrylonitrile butadiene styrene terpolymer with appropriate antifungal additives and UV protection additives.

PL 240 905 B1PL 240 905 B1

Korzystnie maski nosowa i twarzowa wykonane są z materiałów takich jak: hipoalergiczny silikon lub neopren z pamięcią kształtu i dużej odporności na promieniowanie UV.Preferably, the nasal and face masks are made of materials such as: hypoallergenic silicone or neoprene with shape memory and high resistance to UV radiation.

Konstrukcja zaproponowanego rozwiązania z uwagi na uniwersalność i komfort użytkowania sprzyjać będzie rozpowszechnieniu wśród mieszkańców miejscowości o dużym poziomie zanieczyszczeń powietrza w tym np. uprawiających sporty jak bieganie czy jazda rowerem czy hulajnogą, służb porządkowych i wśród osób cierpiących na alergie na pyły i substancje chemiczne obecne w powietrzu. W innej wersji wykonania w tym z wykorzystaniem specjalistycznych filtrów urządzenie to może służyć do ochrony dróg oddechowych przed chemicznymi środkami trującymi i w tym przypadku może znaleźć zastosowanie w przemyśle i służbach mundurowych.The design of the proposed solution, due to its versatility and comfort of use, will be conducive to the dissemination among residents of towns with a high level of air pollution, including, for example, practicing sports such as running, cycling or scooters, security services and among people suffering from allergies to dust and chemical substances present in the air. In another version, including the use of specialized filters, this device can be used to protect the respiratory tract against chemical poisons and in this case it can be used in industry and uniformed services.

Zastosowanie i rozpowszechnienie zaproponowanego przenośnego oczyszczacza powietrza przyczyni się do znacznej ochrony zdrowia jego użytkowników i zapobiegania przyszłym chorobom w tym chorobom zawodowym. Dodatkowo wbudowany moduł GSM umożliwa zdalne monitorowanie pracy urządzenia, jak i jego użytkownika, a co za tym idzie wyśle odpowiedni sygnał alarmowy w przypadku problemów z oddychaniem lub jego ustania.The use and dissemination of the proposed portable air purifier will significantly protect the health of its users and prevent future diseases, including occupational diseases. Additionally, the built-in GSM module enables remote monitoring of the operation of the device and its user, and thus will send an appropriate alarm signal in the event of breathing problems or its cessation.

Zastosowanie odpowiednich materiałów o właściwościach antybakteryjnych i przeciwgrzybicznych oraz diody UV ogranicza rozwój szkodliwych mikroorganizmów takich jak pleśnie i bakterie oraz zapobiega potrzebie częstego czyszczenia i konserwacji elementów wewnętrznych urządzenia.The use of appropriate materials with antibacterial and antifungal properties and UV diodes reduces the development of harmful microorganisms such as molds and bacteria, and prevents the need for frequent cleaning and maintenance of the internal components of the device.

Zastosowanie samoczyszczącego się hydrofobowego i sprężystego filtra siatkowego z naniesioną warstwą nanocząstek srebra, pobudzanego okresowo do drgań przez dołączony do niego elektromagnes, zapobiega przedostawaniu się do systemu większych cząstek pyłów, pyłków roślin i małych owadów, jak i zapewnia dużą skuteczność filtrowania.The use of a self-cleaning, hydrophobic and elastic mesh filter with a layer of silver nanoparticles, periodically stimulated to vibrate by an attached electromagnet, prevents larger particles of dust, pollen and small insects from entering the system, and ensures high filtration efficiency.

Zastosowanie filtra z granulowanego węgla aktywnego z naniesionymi nanocząstkami srebra lub w innym przykładzie wykonania z aktywowanej włókniny węglowej z również naniesionymi nanocząstkami srebra, zapobiega powstawaniu na filtrze pleśni, grzybów i chroni przed wirusami i bakteriami.The use of a granular activated carbon filter with silver nanoparticles applied or, in another embodiment, an activated carbon non-woven fabric with silver nanoparticles also applied, prevents the formation of mold and fungi on the filter and protects against viruses and bacteria.

Zastosowanie hydrofobowego zmywalnego filtra HEPA umożliwia łatwe utrzymanie go w czystości oraz zmniejsza koszty użytkowania urządzenia.The use of a hydrophobic, washable HEPA filter allows it to be easily kept clean and reduces the operating costs of the device.

Zastosowanie układu automatycznej regulacji skoku tłoka z silnikiem krokowym oraz silnika krokowego do napędzania koła napędowego umożliwia szybkie w zależności od sytuacji zwiększenie lub zmniejszenie częstotliwości podawanego powietrza oraz jego objętości, zsynchronizowanego z aktualnym cyklem oddechowym użytkownika i zapotrzebowaniem na tlen uzależnionym także od ciśnienia atmosferycznego mierzonego czujnikiem ciśnienia atmosferycznego.The use of an automatic piston stroke control system with a stepper motor and a stepper motor to drive the drive wheel enables quick, depending on the situation, increase or decrease of the frequency of the supplied air and its volume, synchronized with the user's current breathing cycle and oxygen demand, also dependent on the atmospheric pressure measured with a pressure sensor atmospheric.

Zastosowanie bezprzewodowego pulsometru wbudowanego w opaskę naręczną lub zegarek i łączącego się z urządzeniem przez bluetooth umożliwia poprzez precyzyjny pomiar tętna, dostosowanie parametrów pracy oczyszczacza do aktualnego zapotrzebowania przez użytkownika.The use of a wireless heart rate monitor built into a wristband or watch and connected to the device via bluetooth allows for precise heart rate measurement, adjusting the purifier's operating parameters to the current needs of the user.

Zastosowanie modułu GSM do zdalnego monitorowania pracy urządzenia umożliwia zdalne monitorowanie stanu oddychania użytkownika i szybką reakcję w przypadku problemów z oddychaniem lub jego zatrzymania.The use of the GSM module for remote monitoring of the device operation enables remote monitoring of the user's breathing status and quick reaction in the event of breathing problems or its stoppage.

Zastosowanie modułu audio zawierającego odbiornik radiowy oraz odtwarzacz plików muzycznych, łączony bezprzewodowo z opcjonalnymi słuchawkami bluetooth zwiększa uniwersalność urządzenia oraz umożliwia obieranie informacji o zagrożeniach i zanieczyszczeniu powietrza drogą radiową.The use of an audio module containing a radio receiver and a music file player, wirelessly connected with optional bluetooth headphones, increases the versatility of the device and enables receiving information about hazards and air pollution by radio.

Zastosowanie sterowanego elektronicznie dozownika substancji uzdatniających i leczniczych zwiększa uniwersalność i komfort użytkowania urządzenia.The use of an electronically controlled dispenser of conditioning and therapeutic substances increases the versatility and comfort of use of the device.

Zastosowanie dwóch masek nosowej i twarzowej umożliwia dostosowanie urządzenia do preferencji użytkownika i aktualnego zapotrzebowania.The use of two nasal and face masks allows the device to be adjusted to the user's preferences and current needs.

Zastosowanie do budowy masek materiałów z pamięcią kształtu umożliwia dokładne i komfortowe dopasowanie się ich do budowy twarzy użytkownika.The use of shape memory materials for the construction of masks allows them to be accurately and comfortably adapted to the structure of the user's face.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia korpus urządzenia z umieszczonymi w jego wnętrzu elementami urządzenia, fig. 2 przedstawia maskę nosową z zaworem wydechowym, a fig. 3 - maskę twarzową z zaworem wydechowym.The subject matter of the invention is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows the body of the device with the device elements placed inside it, Fig. 2 shows a nasal mask with an exhalation valve, and Fig. 3 shows a face mask with an exhalation valve.

Przenośny oczyszczacz powietrza posiada korpus 1 z wlotem powietrza, za którym znajduje się filtr z granulowanego węgla aktywnego 3 z naniesionymi nanocząstkami srebra oraz zmywalny hydrofobowy filtr HEPA 4. Pomiędzy wlotem powietrza a filtrem HEPA 4 oraz filtrem z węgl a aktywnego 3, znajduje się samoczyszczący hydrofobowy i sprężysty filtr siatkowy z naniesioną warstwą nanocząstek srebra 2 wyposażony w elektromagnes generujący drgania siatki, natomiast wewnątrz korpusu 1 między filtrami 2, 3, 4 a tłokiem 6 z zaworami jednokierunkowymi znajduje się przegroda z zaworami jednokierunkowymi 5. W korpusie 1 znajduje się silnik wraz z podłączonym do niego akumulatorem 10,The portable air purifier has a body 1 with an air inlet, behind which there is a granular activated carbon filter 3 with silver nanoparticles and a washable hydrophobic HEPA filter 4. Between the air inlet and the HEPA filter 4 and the activated carbon filter 3, there is a self-cleaning hydrophobic and an elastic mesh filter with a layer of silver nanoparticles 2 equipped with an electromagnet generating mesh vibrations, while inside the body 1 between the filters 2, 3, 4 and the piston 6 with non-return valves, there is a baffle with one-way valves 5. In the body 1 there is an engine with a battery 10 connected to it,

Claims

The driving ventilation system, and moreover, the body 1 has a purified air inlet 19, to which a connection pipe 21 is connected, and from which a flexible pipe 22 extends connected to the mask 23, 24 with an exhalation valve. The motor located in the housing is a stepper motor driving the piston 8 drive wheel, having a piston stroke adjustment mechanism 9, connected to a connecting rod 7 ending with a piston 6 with one-way valves, the engine communicating with the control system 12 connected with an atmospheric pressure sensor 11 and a module 14 bluetooth and GSM communication and a heart rate monitor. Inside the body 1 there is a UV diode 15 emitting UV radiation into the body 1 and a dispenser of treatment and medical substances 20 for purified air, connected to the control system 12. The portable air purifier is additionally equipped with an audio module 16 containing a radio receiver and a player. music files, wirelessly connected with the optional bluetooth headphones, via the audio-bluetooth 18 module, controlled by the control buttons of the audio module 17 and connected to the battery. The control system also connects to the manual capacity control buttons 13.

The solution according to the invention enables effective cleaning of the air supplied to the respiratory tract of the user, while providing him with a sufficient amount of oxygen and with minimal breathing discomfort. The solution according to the invention will be used in individual respiratory protection among residents of towns with a high level of air pollution, including, for example, practicing sports such as running, cycling or scooters, security services and people suffering from allergies to dust present in the air. In another version, including the use of specialized filters, the device will find a specialized application in industry and uniformed services in the protection of the respiratory tract against chemical poisonous agents.

Patent claims

1. A portable air purifier having a body (1) with an air inlet, behind which there is a granular activated carbon filter (3) and a washable hydrophobic HEPA filter (4), the body (1) has a motor with a connected battery (10) driving the ventilation system, and moreover the body (1) has a connection stub (21), from which a flexible pipe (22) extends connected to the mask (23), (24) with an exhalation valve, characterized in that in the body, the motor is a stepper motor, driving the piston drive wheel (8) connected with a connecting rod (7) ended with a piston (6) with one-way valves, the engine being connected to the control system (12) connected with the atmospheric pressure sensor (11) and the module bluetooth and GSM connectivity (14), as well as a heart rate monitor.

2. A portable air purifier according to claim 1, 1, characterized in that in the body (1) between the air inlet and the HEPA filter (4) and the activated carbon filter (3), there is a self-cleaning hydrophobic elastic mesh filter (2) equipped with an electromagnet generating filter vibrations, while inside the body ( 1) there is a baffle with check valves (5) between the filters (2), (3), (4) and the piston (6) with check valves.

3. The portable air purifier of Claim The method of claim 1, characterized in that the driving wheel of the piston (8) is connected to the piston (6) by means of a piston stroke adjustment system with a stepper motor (9).

4. The portable air purifier of Claim A device according to claim 1, characterized in that a UV diode is located inside the body (1), capable of emitting light to the inside of the body (1).

5. The portable air purifier of Claim Characterized in that it has a dispenser of iodine and medical preparations for purified air, connected to the control system (12).

6. The portable air purifier of Claim 1, characterized in that selected components of the device, such as: device body (1), baffle with check valves (5), piston with check valves (6), connecting rod (7), piston drive wheel with stepper motor (8), connection piece (21), corrugated flexible tube (22), nasal mask with exhalation valve (23) and face mask with exhalation valve (24) are made of hypoallergenic, anti-fungal and UV-resistant materials.

7. The portable air purifier of Claim 6 characterized in that the materials with antifungal properties are polypropylene, low and high polyethylene