RU2407567C1

RU2407567C1 - Method of respiratory and eye protection against aerosols and protection device for implementation thereof

Info

Publication number: RU2407567C1
Application number: RU2009140206/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Игоревич Осипов (RU); Олег Игоревич Осипов; Александр Борисович Цыганов (RU); Александр Борисович Цыганов
Original assignee: Олег Игоревич Осипов
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2010-12-27
Also published as: WO2011049485A1; US20130118506A1

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: method of respiratory and eye protection against aerosols and a protection device for implementation thereof refers to prevention medicinal products and aims at considerably decreasing the probability of harmful aerosol ingress (bacteria, viruses, allergens in the various form, including in the form of liquid drops, as well as various dust) in a body while breathing. The protection device represents a portable power unit and a pump generating air-curtain air flows in front of the respiratory inlets (nostrils and mouth) with a flow velocity vector being parallel to the inlet planes. The flow velocity (more than 10 m/s) is sufficient to capture aerosol particles trying to penetrate into the respiratory inlets and to carry them out together with air flow from the respiratory apparatus. The pump generates air flows directly from the ambient air containing aerosol particles, however due to the gained velocity the flows holds these particles inside which pass by the respiratory inlet as being enabled by inertia.

EFFECT: decreased power consumption, dimensions and weight, as well as prevention of electrical safety problems and toxic effect of a air-cleaning system.

20 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Заявляемое изобретение относится к средствам гигиены и медицинской профилактики и предназначено для предотвращения попадания вредных аэрозолей (бактерий, вирусов, аллергенов в различной форме, в том числе в виде капель жидкости, а также разнообразных видов пыли) в органы дыхания, включая верхние дыхательные пути, а также в глаза и на кожу лица.The claimed invention relates to hygiene and medical prophylaxis and is intended to prevent the ingress of harmful aerosols (bacteria, viruses, allergens in various forms, including in the form of liquid drops, as well as various types of dust) into the respiratory system, including the upper respiratory tract, and also in the eyes and on the skin of the face.

Уровень техникиState of the art

Известно множество способов и устройств в виде различных видов противогазов для защиты органов дыхания (см., например, патент РФ №2030191 и патент США №4055173), включающих маску, герметично надеваемую на лицо, а также воздушные магистрали и насос для подачи чистого воздуха под маску для дыхания. Общим с заявляемым изобретением признаком является то, что устройство включает воздушные магистрали и насос для подачи воздуха. Однако в указанных устройствах обязательным элементом является герметичная маска, которая создает гигиенические проблемы и дискомфорт для пользователя, а именно: раздражение кожи лица и повышенное выделение пота в местах контакта с маской, ограничения по визуальному наблюдению окружающей обстановки и звуковым коммуникациям. Особенно ясно указанные недостатки проявляются при длительном (несколько часов) ношении такого устройства. Также пользователи, как правило, избегают ношения подобных устройств с маской по эстетическим причинам.There are many methods and devices in the form of various types of gas masks for respiratory protection (see, for example, RF patent No. 2030191 and US patent No. 4055173), including a mask that is tightly worn on the face, as well as air lines and a pump for supplying clean air under mask for breathing. A common feature of the claimed invention is that the device includes air lines and a pump for supplying air. However, in these devices, an indispensable element is an airtight mask, which creates hygienic problems and discomfort for the user, namely: irritation of the skin of the face and increased sweat in the places of contact with the mask, restrictions on visual observation of the environment and sound communications. These drawbacks are especially clearly manifested during prolonged (several hours) wearing of such a device. Also, users generally avoid wearing such masked devices for aesthetic reasons.

Известны также различные варианты защитного шлема (патент РФ №2022579, патенты США №3736927, 6250299), включающие прозрачный щиток, закрывающий лицо, а также фильтры для очистки воздуха, вентилятор с носимым источником питания и воздушные магистрали для подачи очищенного от аэрозолей воздуха под щиток в область лица. Общим с заявляемым изобретением признаком является то, что устройство включает воздушные магистрали и насос для подачи воздуха с носимым источником питания. К недостаткам указанного устройства относятся ограничение визуального обзора и звуковых коммуникаций за счет щитка, а также определенный дискомфорт для пользователя за счет заметных габаритов и веса. Шлем также нарушает эстетику внешнего вида пользователя, закрывая значительную часть прически и часть лица, и нарушает мимические коммуникации с другими людьми. Наличие защитного щитка также может приводить к конденсации влаги на его поверхности и потере прозрачности. Кроме того, устройство не исключает попадания аэрозолей в органы дыхания, т.к. конструкция воздушных магистралей не создает направленного потока воздуха в области ноздрей и рта и скорость движения воздуха в этой области мала из-за наличия лицевого стекла, что позволяет аэрозолям проникать в зону дыхания при вдохе.There are also various options for a protective helmet (RF patent No. 2022579, US patent No. 3736927, 6250299), including a transparent shield that covers the face, as well as filters for air purification, a fan with a portable power source and air lines for supplying cleaned aerosol air under the shield in the face area. A common feature with the claimed invention is that the device includes air lines and a pump for supplying air with a portable power source. The disadvantages of this device include the limitation of visual visibility and sound communications due to the shield, as well as certain discomfort for the user due to the noticeable dimensions and weight. The helmet also violates the aesthetics of the user's appearance, covering a significant part of the hair and part of the face, and disrupts facial expressions with other people. The presence of a protective shield can also lead to condensation of moisture on its surface and loss of transparency. In addition, the device does not exclude the ingress of aerosols into the respiratory system, because the design of the airways does not create a directed air flow in the area of the nostrils and mouth and the air velocity in this area is low due to the presence of the front glass, which allows aerosols to enter the breathing zone when inhaling.

Известны также технические решения (патент РФ №2070823 и европейская патентная заявка ЕР 0368916), включающие средства крепления устройства на голове, насос с носимым источником питания и фильтрами в качестве источника очищенного воздуха и воздушные магистрали для формирования воздушной завесы из очищенного от аэрозолей воздуха в области органов дыхания (ноздрей и рта). Общими с заявляемым изобретением признаками является то, что устройство включает насос для подачи воздуха с носимым источником питания и воздушные магистрали для формирования воздушной завесы, защищающей органы дыхания. К недостаткам указанного технического решения относятся необходимость предварительной очистки воздуха, из которого формируется воздушная завеса, что требует дополнительного расхода энергии и увеличивает стоимость, габариты и вес устройства. Повышенные вес и габариты устройства также уменьшают комфортность и удобство пользования устройством. Кроме того, пассивные системы очистки воздуха (фильтры) не обеспечивают полное удаление бактериальных и вирусных аэрозолей при длительной работе, а все известные активные средства биологической очистки (плазменный разряд, УФ-облучение, озонирование и т.п.) содержат высоковольтные элементы, что может снижать электробезопасность при индивидуальном ношении. Также все активные средства биологической очистки создают при своей работе вредные молекулы и радикалы, которые при вдыхании могут оказывать токсическое воздействие на организм.Technical solutions are also known (RF patent No. 2070823 and European patent application EP 0368916), including means for attaching the device to the head, a pump with a portable power source and filters as a source of purified air, and air lines for forming an air curtain from air cleared of aerosols in the region respiratory organs (nostrils and mouth). Common with the claimed invention, the signs is that the device includes a pump for supplying air with a portable power source and air lines for forming an air curtain that protects the respiratory system. The disadvantages of this technical solution include the need for preliminary cleaning of the air from which the air curtain is formed, which requires additional energy consumption and increases the cost, dimensions and weight of the device. The increased weight and dimensions of the device also reduce the comfort and usability of the device. In addition, passive air purification systems (filters) do not provide complete removal of bacterial and viral aerosols during prolonged operation, and all known active biological purification agents (plasma discharge, UV irradiation, ozonation, etc.) contain high-voltage elements, which can reduce electrical safety when wearing individually. Also, all active biological cleaning agents create harmful molecules and radicals during their work, which when inhaled can have a toxic effect on the body.

Наиболее близким по решению технической задачи к настоящему изобретению является техническое решение (патент РФ №2255778), выбранное за прототип. Согласно прототипу предложен способ защиты органов дыхания с помощью потока предварительно очищенного (стерильного) газа для дыхания, направление оси которого совпадает с направлением касательной к воображаемой поверхности, образуемой кончиком носа, подбородком и челюстями, указанный поток создается с помощью насоса с носимым источником питания и фильтрами для очистки, а также воздушных магистралей. Общими с заявляемым изобретением признаками прототипа являются воздушные магистрали и насос с носимым источником питания, которые формируют поток воздуха в виде воздушной завесы перед выбранными участками лица, включая одновременно или по отдельности ноздри, рот, глаза. Однако согласно прототипу воздух для формирования воздушной завесы приходится подвергать предварительной очистке. Это требует дополнительного расхода энергии от носимого источника питания и увеличивает стоимость, габариты и вес устройства. Повышенные вес и габариты устройства также уменьшают комфортность и удобство пользования устройством. Кроме того, пассивные системы очистки воздуха (фильтры) не обеспечивают полное удаление бактериальных и вирусных аэрозолей при длительной работе, а все известные активные средства биологической очистки (плазменный разряд, УФ-облучение, озонирование и т.п.) содержат высоковольтные элементы, что снижает электробезопасность при индивидуальном ношении. Также все активные средства биологической очистки воздуха создают при своей работе активные молекулы (озон, радикалы, ионы), которые при вдыхании могут оказывать токсическое воздействие на организм.Closest to solving the technical problem to the present invention is a technical solution (RF patent No. 2255778), selected for the prototype. According to the prototype, a method for protecting respiratory organs using a stream of pre-cleaned (sterile) gas for breathing, the axis of which coincides with the direction of the tangent to the imaginary surface formed by the tip of the nose, chin and jaws, the specified stream is created using a pump with a wearable power source and filters for cleaning, as well as airways. Common with the claimed invention, the features of the prototype are air lines and a pump with a portable power source, which form an air flow in the form of an air curtain in front of selected areas of the face, including simultaneously or separately nostrils, mouth, eyes. However, according to the prototype, the air for the formation of the air curtain must be subjected to preliminary cleaning. This requires additional energy consumption from a portable power source and increases the cost, dimensions and weight of the device. The increased weight and dimensions of the device also reduce the comfort and usability of the device. In addition, passive air purification systems (filters) do not provide complete removal of bacterial and viral aerosols during prolonged operation, and all known active biological purification agents (plasma discharge, UV irradiation, ozonation, etc.) contain high-voltage elements, which reduces electrical safety when individually worn. Also, all active means of biological purification of air create during their work active molecules (ozone, radicals, ions), which when inhaled can have a toxic effect on the body.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, является общим для всей группы заявленных изобретений (способ защиты органов дыхания и защитное устройство для его осуществления) и состоит в существенном снижении расхода энергии, габаритов и веса, а также в устранении проблем с электробезопасностью и токсическим влиянием системы очистки воздуха на организм.The technical result achieved by the present invention is common to the entire group of claimed inventions (a method of protecting respiratory organs and a protective device for its implementation) and consists in a significant reduction in energy consumption, dimensions and weight, as well as in eliminating problems with electrical safety and toxic effects of the cleaning system air to the body.

Предлагаемое изобретение имеет целью создание таких средств защиты органов дыхания от вредных аэрозольных частиц, которые бы позволили избежать контакта этих средств с кожей лица для достижения высокого гигиенического и эстетического эффекта при длительном ношении, не блокировали звуковой канал при разговоре, а также имели бы малые габариты, вес и потребление энергии для высокого уровня удобства и комфортности при использовании. Для решения поставленной задачи в известном техническом решении по патенту РФ №2255778 (прототип), заключающемся в том, что создают потоки воздуха в виде воздушной завесы перед защищаемыми участками лица, включая одновременно или по отдельности ноздри, рот, глаза, в отличие от прототипа создают указанные потоки из окружающего воздуха без предварительной очистки, направляют указанные потоки таким образом, чтобы линии тока не пересекали плоскости защищаемых участков лица и уносили аэрозольные частицы мимо этих участков, выбирают конфигурацию указанных потоков таким образом, чтобы любой вектор, проведенный из окружающего пространства через воздух в плоскость защищаемых участков лица, пересекался хотя бы одним из указанных потоков, а также выбирают такие скорость и поперечное сечение потока, чтобы ускорение, приобретаемое аэрозольными частицами, попадающими в поток из окружающего пространства, было достаточно для отклонения их от защищаемых участков лица.The present invention aims to create such means of protecting the respiratory system from harmful aerosol particles, which would avoid contact of these products with the skin of the face to achieve high hygienic and aesthetic effects during prolonged wear, would not block the sound channel during conversation, and would also have small dimensions, weight and energy consumption for a high level of usability. To solve this problem, in the well-known technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2255778 (prototype), which consists in creating air flows in the form of an air curtain in front of the protected areas of the face, including simultaneously or separately the nostrils, mouth, eyes, in contrast to the prototype, create said flows from ambient air without preliminary purification direct these flows so that streamlines do not intersect the planes of the protected areas of the face and carry away aerosol particles past these areas, choose the configuration of these flows in such a way that any vector drawn from the surrounding space through the air into the plane of the protected areas of the face is crossed by at least one of the indicated flows, and the velocity and cross section of the flow are chosen so that the acceleration acquired by aerosol particles entering the flow from the surrounding area was enough to deflect them from the protected areas of the face.

Таким образом, если аэрозольная частица пытается влететь в дыхательное отверстие (ноздри, рот), то она будет вынуждена пересечь воздушный поток, сформированный в виде завесы перед дыхательным отверстием (ноздри, рот, глаза). При определенном соотношении между массой частицы, ее поперечным размером и скоростью потока, частица захватывается (отклоняется и ускоряется) потоком и дальше продолжает движение со скоростью этого потока прочь от защищаемого дыхательного отверстия.Thus, if an aerosol particle tries to fly into the respiratory opening (nostrils, mouth), then it will be forced to cross the air stream formed in the form of a curtain in front of the breathing hole (nostrils, mouth, eyes). At a certain ratio between the mass of the particle, its transverse size and the flow rate, the particle is captured (deflected and accelerated) by the flow and further continues to move at a speed of this flow away from the protected respiratory opening.

В частном случае реализации предлагаемого изобретения можно направить указанные потоки вдоль линии губ в направлении от щек к носу.In the particular case of the implementation of the invention, it is possible to direct these streams along the line of the lips in the direction from the cheeks to the nose.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения можно направить указанные потоки перпендикулярно линии рта сверху вниз.In another particular case of the implementation of the invention, it is possible to direct these flows perpendicular to the line of the mouth from top to bottom.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения указанные потоки создают за счет нагнетания воздуха через воздушные магистрали с помощью компрессора с носимым источником питания.In another particular case of the implementation of the invention, these flows are created by forcing air through the air lines using a compressor with a portable power source.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения воздушные указанные потоки создают за счет откачки воздуха из области перед указанными участками лица через воздушные магистрали с помощью насоса с носимым источником питания.In another particular case of the implementation of the invention, the indicated air flows are created by pumping air from the area in front of the indicated areas of the face through the air lines using a pump with a portable power source.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения указанные воздушные магистрали прикрепляют к оправе очков.In another particular case of the invention, said air lines are attached to the spectacle frame.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения указанные воздушные магистрали крепят к заушной гарнитуре.In another particular case of the implementation of the invention, these airways are attached to the behind-the-ear headset.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения указанные воздушные магистрали крепят на одежде.In another particular case of the implementation of the invention, said air lines are mounted on clothes.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения указанные воздушные магистрали крепят на головном уборе.In another particular case of the implementation of the invention, said air lines are mounted on a headgear.

Также для решения поставленной задачи в известном техническом решении (прототипе), заключающемся в том, что в средстве защиты органов дыхания и глаз от аэрозольных частиц окружающего воздуха, включающем средства крепления указанного устройства относительно лица, а также, по крайней мере, один насос с носимым источником питания и соединенные с насосом воздушные магистрали, выполненные с возможностью формировать потоки воздуха в виде воздушной завесы перед защищаемыми участками лица, включая одновременно или по отдельности ноздри, рот, глаза, в отличие от прототипа насос выполнен с возможностью формировать указанные потоки непосредственно из окружающего воздуха, выходы воздушных магистралей направлены относительно лица таким образом, что линии тока воздушной завесы не пересекают плоскости входных отверстий защищаемых участков лица, при этом форма указанных потоков такова, что любой вектор, проведенный из окружающего пространства через воздух в плоскость входных отверстий защищаемых участков лица, пересекается хотя бы одним из указанных потоков, а поперечное сечение и скорость потоков с учетом производительности насоса выбраны так, что ускорение, приобретаемое аэрозольными частицами, попадающими в поток из окружающего пространства, достаточно для отклонения их от защищаемых участков лица.Also, to solve the problem in the well-known technical solution (prototype), which consists in the fact that in the means of protecting the respiratory system and eyes from aerosol particles of ambient air, including means for attaching the specified device relative to the face, as well as at least one pump with a wearable a power source and air lines connected to the pump, configured to generate air flows in the form of an air curtain in front of the protected areas of the face, including simultaneously or separately nostrils, mouth, g the basics, unlike the prototype, the pump is made with the ability to form the specified flows directly from the surrounding air, the outputs of the air lines are directed relative to the face so that the streamlines of the air curtain do not intersect the planes of the inlets of the protected areas of the face, while the shape of these flows is such that any the vector drawn from the surrounding space through the air into the plane of the inlet openings of the protected areas of the face is crossed by at least one of the indicated flows, and the cross section and the flow rate, taking into account the pump performance, is chosen so that the acceleration acquired by aerosol particles falling into the stream from the surrounding space is sufficient to deviate them from the protected areas of the face.

В частном случае реализации предлагаемого изобретения в качестве насоса может использоваться вакуумное устройство для откачки воздуха.In the particular case of the implementation of the invention, a vacuum device for pumping air can be used as a pump.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения в качестве насоса может использоваться компрессор для нагнетания окружающего воздуха.In another particular embodiment of the invention, a compressor for pumping ambient air can be used as a pump.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения в качестве компрессора используется осевой вентилятор.In another particular embodiment of the invention, an axial fan is used as a compressor.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения в качестве компрессора используется центробежный вентилятор.In another particular embodiment of the invention, a centrifugal fan is used as a compressor.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения указанные воздушные магистрали расположены так, что направляют воздушные потоки вдоль линии губ в направлении от щек к носу.In another particular embodiment of the invention, said airways are positioned to direct airflows along the line of the lips in the direction from the cheeks to the nose.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения указанные воздушные магистрали расположены так, что направляют воздушные потоки перпендикулярно линии рта сверху вниз.In another particular case of the implementation of the invention, said airways are positioned so that they direct air flows perpendicular to the mouth line from top to bottom.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения в качестве средства крепления указанных воздушных магистралей используется оправа очков.In another particular case of the implementation of the invention, a spectacle frame is used as a means of attaching said air lines.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения в качестве средства крепления указанных воздушных магистралей используется заушная гарнитура.In another particular case of the implementation of the invention, a behind-the-ear headset is used as a means of attaching said air lines.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения средства крепления указанных воздушных магистралей имеют средства фиксации на воротнике, одежде или головном уборе.In another particular case of the implementation of the invention, the means of fastening said air lines have means of fixation on the collar, clothes or headgear.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения на указанных воздушных магистралях установлены один или несколько датчиков скорости движения воздуха для автоматического регулирования скорости потока воздушной завесы с целью гарантированного перехвата аэрозольных частиц при увеличении скорости набегающего извне воздуха.In another particular case of the invention, one or more air velocity sensors are installed on said airways to automatically control the air curtain’s flow rate in order to guarantee the interception of aerosol particles while increasing the speed of incoming air.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг.1 изображена схема, поясняющая принципы отклонения движущихся аэрозольных частиц воздушным потоком от центробежного вентилятора, для простоты носимый блок питания в виде батареи аккумуляторов на схеме не показан.Figure 1 shows a diagram explaining the principles of deviation of moving aerosol particles by air flow from a centrifugal fan, for simplicity, a wearable power supply in the form of a battery of batteries in the diagram is not shown.

На Фиг.2 изображена схема устройства, закрепленного на голове человека и формирующего воздушную завесу параллельно линии губ для защиты ноздрей и рта человека от аэрозолей, с креплением на заушной гарнитуре (фронтальный вид), при этом блок питания находится в кармане одежды и на схеме не показан.Figure 2 shows a diagram of a device mounted on a person’s head and forming an air curtain parallel to the lip line to protect the nostrils and mouth of a person from aerosols, mounted on the behind-the-ear headset (front view), while the power supply is located in a clothing pocket and does not shown.

На Фиг.3 изображена схема устройства, закрепленного на голове человека и формирующего воздушную завесу перпендикулярно линии губ (фронтальный вид), блок питания находится в кармане одежды и на схеме не показан.Figure 3 shows a diagram of a device mounted on a person’s head and forming an air curtain perpendicular to the lip line (front view), the power supply is located in a clothing pocket and is not shown in the diagram.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Известно, что воздействие на человека вредных аэрозольных частиц происходит при их вдыхании через ноздри и рот, в частности вирус гриппа и туберкулезная палочка переносятся воздушно-капельным путем от человека к человеку. Аэрозольные частицы, опасные при вдыхании, имеют размеры от 0,1 мкм и более (в аэрозоли меньшего размера не может разместиться бактерия или вирус) и находятся в воздухе во взвешенном состоянии, т.е. достаточно длительно совершают хаотическое броуновское движение до выпадения на землю. С другой стороны, аэрозольные частицы, имеющие размер 100 мкм и более, быстро выпадают из воздушной среды. Кроме того, аэрозольные частицы с размерами более 10 мкм не могут проникнуть в наиболее уязвимые нижние отделы легких, т.к. при движении по сильно изогнутой траектории через дыхательные пути (носоглотку, горло и трахеи) они с большой вероятностью будут оседать на их стенках, где вирулентное действие возбудителей болезни ниже. Также известно, что средняя скорость перемещения при броуновском движении аэрозольных частиц в неподвижном воздухе при нормальных условиях - 0,1 м/сек и менее, т.е. они практически стоят на месте, а человек входит в зону их нахождения и засасывает их при вдохе.It is known that exposure to a person of harmful aerosol particles occurs when they are inhaled through the nostrils and mouth, in particular, the influenza virus and tubercle bacillus are transmitted by airborne droplets from person to person. Aerosol particles hazardous by inhalation have a size of 0.1 microns or more (a bacterium or virus cannot be placed in smaller aerosols) and are suspended in air, i.e. quite a long time make a chaotic Brownian motion before falling to the ground. On the other hand, aerosol particles having a size of 100 μm or more quickly fall out of the air. In addition, aerosol particles with sizes larger than 10 microns cannot penetrate the most vulnerable lower parts of the lungs, because when moving along a strongly curved trajectory through the respiratory tract (nasopharynx, throat and trachea), they are more likely to settle on their walls, where the virulent effect of the pathogens is lower. It is also known that the average velocity during Brownian motion of aerosol particles in still air under normal conditions is 0.1 m / s or less, i.e. they practically stand still, and a person enters the zone of their location and sucks them when inhaling.

Очевидно, что наиболее опасно для человека с точки зрения возможной передачи заболевания пребывание в помещении, где могут присутствовать носители болезни, распространяющие вирусы и бактерии воздушно-капельным путем при чихании, кашле, разговоре, и где отсутствует значительное движение воздуха, которое могло бы уменьшать концентрацию вредного аэрозоля (отсутствие сквозняков). В условиях современной жизни люди большую часть времени находятся именно в помещении или внутри транспортных средств, где и происходит процесс перекрестного заражения во время эпидемий. При этом они вдыхают почти неподвижные в системе координат, связанной с помещением, взвешенные частицы, скорость которых относительно дыхательных отверстий (ноздри, рот) не будет превышать 1,5 м/сек (скорость ходьбы человека). Поэтому, если создать согласно предлагаемому изобретению потоки (воздушные завесы) параллельно поперечному сечению дыхательных отверстий с достаточной скоростью (например, 10 м/сек и более), то аэрозольная частица, попавшая в поток, будет захватываться (отклоняться и ускоряться) потоком. Дальше аэрозольная частица продолжит движение со скоростью потока, что воспрепятствует ее попаданию в органы дыхания. Отметим также, что скорость воздушного потока при вдохе на срезе ноздри в среднем не превышает 2 м/сек и резко падает по мере удаления от нее из-за увеличения поперечного сечения вдыхаемого потока. Поэтому вдох (как наиболее опасная фаза для проникновения аэрозоля) не изменяет заметным образом траектории движения воздушной завесы при ее скорости от 10 м/сек и более. При дыхании через открытый рот общее поперечное сечение воздухозабора еще больше, поэтому скорость вдыхаемого воздуха дополнительно уменьшается, а изменения траектории движения воздушной завесы при вдохе через рот еще меньше. Отметим также, что формирование воздушной завесы вокруг ноздрей и рта не нарушает условий для нормального дыхания. Это происходит за счет того, что молекулы воздуха имеют массу, много меньшую массы аэрозольных частиц, при этом основные молекулы воздуха (кислород, азот, углекислый газ), участвующие в дыхании, движутся со скоростями ~500 м/сек в режиме свободной диффузии и быстро выравнивают любые градиенты концентрации, обеспечивая свободное дыхание (газообмен) защищаемого человека. Таким образом, указанная воздушная завеса будет защищать органы дыхания от проникновения аэрозольных частиц снаружи через завесу, обеспечивая при этом свободное дыхание.Obviously, it is most dangerous for a person from the point of view of a possible transmission of the disease to stay in a room where carriers of the disease can spread, spreading viruses and bacteria by airborne droplets when sneezing, coughing, talking, and where there is no significant air movement that could reduce the concentration harmful aerosol (lack of drafts). In modern life, most of the time people are in the room or inside vehicles, where the process of cross-infection occurs during epidemics. At the same time, they inhale suspended particles in the coordinate system associated with the room, whose velocity relative to the respiratory openings (nostrils, mouth) will not exceed 1.5 m / s (human walking speed). Therefore, if, according to the invention, flows (air curtains) are created parallel to the cross section of the respiratory openings at a sufficient speed (for example, 10 m / s or more), then the aerosol particle entering the flow will be captured (deflected and accelerated) by the flow. Further, the aerosol particle will continue to move at a flow rate, which will prevent it from entering the respiratory system. We also note that the speed of the air flow during inspiration on the nostril section does not exceed 2 m / s on average and decreases sharply with distance from it due to an increase in the cross section of the inhaled stream. Therefore, inhalation (as the most dangerous phase for aerosol penetration) does not noticeably change the trajectory of the air curtain at a speed of 10 m / s or more. When breathing through an open mouth, the total cross-section of the air intake is even greater, so the speed of the inhaled air is further reduced, and the change in the trajectory of the air curtain when inhaling through the mouth is even less. We also note that the formation of an air curtain around the nostrils and mouth does not violate the conditions for normal breathing. This is due to the fact that air molecules have a mass much smaller than the mass of aerosol particles, while the main air molecules (oxygen, nitrogen, carbon dioxide) involved in respiration move at speeds of ~ 500 m / s in free diffusion mode and quickly equalize any concentration gradients, providing free breathing (gas exchange) of the protected person. Thus, the specified air curtain will protect the respiratory system from the penetration of aerosol particles from the outside through the curtain, while ensuring free breathing.

Одновременно если аэрозольная частица оказалась в потоке уже в момент его формирования (если мы исключим предварительную очистку воздуха, а указанная завеса образуется из окружающего воздуха с возможными аэрозолями), то частица ускоряется (увлекается) вместе с потоком завесы и приобретает его скорость и вектор движения параллельно входному сечению дыхательного отверстия, а значит, не сможет попасть в него. Такая система защиты органов дыхания (ноздри, рот) и глаз представляет собой респиратор с инерциальной газодинамической изоляцией и поэтому не требует устройства для предварительной очистки воздуха, из которого формируется завеса.At the same time, if an aerosol particle was already in the stream at the moment of its formation (if we exclude preliminary air purification, and the specified curtain is formed from ambient air with possible aerosols), then the particle is accelerated (carried away) along with the curtain flow and acquires its velocity and motion vector in parallel the inlet section of the respiratory opening, which means it will not be able to get into it. Such a respiratory protection system (nostrils, mouth) and the eye is a respirator with inertial gas-dynamic isolation and therefore does not require a device for preliminary air purification, from which the curtain is formed.

Для того чтобы определить условия формирования защитной воздушной завесы, рассмотрим сферическую каплю 1 на Фиг.1, двигающуюся со скоростью v₀ поперек воздушного потока 2, имеющего скорость v_п и ширину L. Воздушный поток создается компрессором 3 и воздушной магистралью 4, линии тока воздушной завесы показаны на Фиг.1 стрелками, исходящими из воздушной магистрали 4. Вход дыхательного отверстия (ноздря или рот) обозначен 5. Будем считать, что в момент попадания капли в поток поперечная составляющая ее скорости v=0. На каплю 1 действует сила аэродинамического сопротивления F со стороны обтекающего воздушного потока 2, равнаяIn order to determine the conditions for the formation of a protective air curtain, we consider a spherical drop 1 in FIG. 1, moving at a speed v ₀ across an air stream 2 having a speed v _p and a width L. The air stream is created by compressor 3 and the air line 4, the air flow line the veils are shown in FIG. 1 by arrows coming from the airway 4. The inlet of the respiratory opening (nostril or mouth) is designated 5. We assume that at the moment a drop enters the stream, the transverse component of its velocity v = 0. The droplet 1 is affected by the aerodynamic drag force F from the side of the flowing air stream 2 equal to

где ρ - плотность воздуха;where ρ is the density of air;

S - площадь поперечного сечения капли;S is the cross-sectional area of the droplet;

С - безразмерный коэффициент, равный для сферического тела 0,47;C is a dimensionless coefficient equal to 0.47 for a spherical body;

v_п - скорость потока.v _p - flow rate.

Масса капли 1 равна 4/3·ρ₀·π·R³, где ρ₀ - плотность воды, R - радиус капли, а площадь поперечного сечения сферической капли равна π·R². Ускорение, испытываемое каплей 1 в воздушном потоке, в зависимости от времени t равноThe mass of drop 1 is 4/3 · ρ ₀ · π · R ³ , where ρ ₀ is the density of water, R is the radius of the drop, and the cross-sectional area of the spherical drop is π · R ² . The acceleration experienced by drop 1 in the air flow, depending on time t, is

Решая уравнение (2) с учетом начальных условий v(0)=0, найдем, что поперечная скорость капли 1 меняется во времени при прохождении потока согласноSolving equation (2), taking into account the initial conditions v (0) = 0, we find that the transverse velocity of droplet 1 changes in time as the flow passes according to

Из выражения (3) следует, что время t_0,5, за которое капля 1 приобретет в поперечном направлении скорость, равную половине скорости потока v_п,From the expression (3) it follows that the time t _0.5 , during which the drop 1 will acquire in the transverse direction a speed equal to half the flow velocity v _p ,

Учитывая, что ρ/ρ₀ ~ 1000, получим, чтоConsidering that ρ / ρ ₀ ~ 1000, we get that

где R выражен в мкм, a v_п - в м/сек. Расстояние x(t), которое проходит капля 1 в поперечном направлении (вдоль потока), определяется при интегрировании выражения (3) по времениwhere R is expressed in microns, av _p - in m / s. The distance x (t) that drop 1 passes in the transverse direction (along the flow) is determined by integrating expression (3) over time

Пример осуществления изобретения: пусть капля 1 размером 10 мкм пытается проникнуть через воздушную завесу 2, имеющую толщину 2 см и скорость потока 10 м/сек, тогда t_0,5=0,005 сек. При движения капли через завесу со скоростью v₀=2 м/сек (это соответствует очень быстрому движению человека в помещении порядка 7 км/час) время возможного пересечения воздушного потока каплей равно L/v₀=0,01 сек. За это время, равное удвоенному t_0,5, согласно уравнению (3) капля 1 наберет скорость в направлении вдоль потока, равную 6,6 м/сек, и согласно выражению (6) пройдет расстояние х(t)=5 см. Результирующая скорость V_peз составит при этом порядка 7 м/сек, а направление ее вектора показано на Фиг.1. Таким образом, капля 1 пройдет мимо дыхательного отверстия 5 и не сможет в него попасть, т.е. будет отклонена воздушной завесой. Также рассмотрим другую каплю 1a, которая при выключенной воздушной завесе попала бы в дыхательное отверстие 5 (траектория показана пунктирной линией на Фиг.1), а под воздействием завесы пройдет мимо отверстия 5 по траектории, показанной сплошной линией.An example embodiment of the invention: let a drop 1 of size 10 μm try to penetrate through an air curtain 2 having a thickness of 2 cm and a flow velocity of 10 m / s, then t _0.5 = 0.005 sec. When a droplet moves through a curtain with a speed of v ₀ = 2 m / s (this corresponds to a very fast movement of a person in a room of about 7 km / h), the time of a possible intersection of an air flow with a drop is L / v ₀ = 0.01 sec. During this time, equal to twice t _0.5 , according to equation (3), drop 1 will pick up speed in the direction along the stream, equal to 6.6 m / s, and according to expression (6), the distance x (t) = 5 cm will pass. the speed V _pez will be about 7 m / s, and the direction of its vector is shown in Figure 1. Thus, the drop 1 passes by the respiratory opening 5 and cannot get into it, i.e. will be rejected by the air curtain. We also consider another drop 1a, which, with the air curtain turned off, would fall into the breathing hole 5 (the trajectory is shown by the dashed line in Fig. 1), and under the influence of the curtain, it will go past the hole 5 along the trajectory shown by the solid line.

Таким образом, предлагаемое устройство для защиты органов дыхания человека от аэрозолей предназначено для значительного снижения вероятности попадания вредного аэрозоля в организм в процессе дыхания и включает в себя переносной источник питания, насос и воздушные магистрали, формирующие воздушные потоки в виде воздушной завесы перед входными отверстиями органов дыхания (ноздрями и ртом). В качестве насосов могут быть использованы различные компрессоры, а также миниатюрные вакуумные насосы (в варианте аспирации аэрозолей). Можно также использовать выпускаемые промышленностью миниатюрные вентиляторы с вращающимися лопастями, в частности осевые (воздух ускоряется в направлении, параллельном оси вращения лопастей) и центробежные (воздух ускоряется в направлении, перпендикулярном оси вращения лопастей). Такие вентиляторы имеют постоянное напряжение питания 5-12 В и потребляемый ток ~0,1 А, при этом батарея аккумуляторов емкостью 3-5 А·час сможет обеспечить непрерывную работу защитного устройства в течение полного рабочего дня.Thus, the proposed device for protecting human respiratory organs from aerosols is intended to significantly reduce the likelihood of harmful aerosol entering the body during breathing and includes a portable power source, a pump and air lines that form air flows in the form of an air curtain in front of the respiratory organs (nostrils and mouth). Various compressors, as well as miniature vacuum pumps (in the form of aerosol aspiration) can be used as pumps. Miniature fans with rotating blades can also be used, in particular axial fans (air is accelerated in a direction parallel to the axis of rotation of the blades) and centrifugal (air is accelerated in a direction perpendicular to the axis of rotation of the blades). Such fans have a constant supply voltage of 5-12 V and a current consumption of ~ 0.1 A, while a battery of batteries with a capacity of 3-5 A · hour can ensure the continuous operation of the protective device for a full working day.

Согласно предлагаемому изобретению воздушные магистрали могут иметь различную конфигурацию, в частности может использоваться комбинация из одного или нескольких патрубков для защиты каждого из дыхательных отверстий и глаз (см. Фиг.2, при этом патрубки для защиты глаз не показаны для простоты понимания чертежа) или для защиты всех указанных участков лица сразу сразу (на Фиг.3). Известно, что если скорость воздушной завесы не будет превышать несколько десятков м/с, то при использовании гладких изнутри воздушных магистралей формируемый ими воздушный поток будет ламинарным. При этом поперечное сечение формируемого воздушного потока будет повторять форму выходного поперечного сечения воздушной магистрали, а по мере удаления от магистрали воздушный поток будет постепенно расширяться и замедляться. Таким образом, для создания воздушной завесы нужной формы (ширины и толщины) надо придать такую же форму выходному отверстию формирующей воздушной магистрали. Например, для защиты ноздрей и рта, как показано на Фиг.2, можно использовать воздушные магистрали, имеющие прямоугольное поперечное сечение со скругленными углами (для уменьшения возможной турбулентности в районе этих углов). Для варианта на Фиг.3 с учетом анатомических особенностей лица (выступающий нос) можно использовать воздушную магистраль, имеющую в поперечном сечении форму дуги окружности постоянной ширины (как защитный пластиковый щиток на шлеме хоккеистов).According to the invention, the airways can have a different configuration, in particular, a combination of one or more nozzles can be used to protect each of the respiratory openings and eyes (see Figure 2, while the nozzles for eye protection are not shown for ease of understanding of the drawing) or protect all of these areas of the face immediately (Fig.3). It is known that if the speed of the air curtain does not exceed several tens of m / s, then when using airways smooth from the inside, the air flow formed by them will be laminar. In this case, the cross section of the generated air flow will repeat the shape of the output cross section of the air line, and as you move away from the line, the air stream will gradually expand and slow down. Thus, to create the air curtain of the desired shape (width and thickness), it is necessary to give the same shape to the outlet of the forming air line. For example, to protect the nostrils and mouth, as shown in FIG. 2, air lines having a rectangular cross section with rounded corners can be used (to reduce possible turbulence in the region of these corners). For the variant of FIG. 3, taking into account the anatomical features of the face (protruding nose), you can use the air line having a cross section in the form of an arc of a circle of constant width (as a protective plastic shield on the helmet of hockey players).

Линии тока воздушной завесы показаны на Фиг.2 стрелками, исходящими из воздушных магистралей 4 и 4а, а на Фиг.3 - стрелками, исходящими из воздушной магистрали 7. Длина воздушных магистралей также может быть различной, но она должна быть достаточной для выравнивания неоднородностей воздушного потока, возникающих при работе насоса на его выходе. Длина магистралей также определяется из соображений удобного для человека расположения насосов, формирующих защитную завесу, но по возможности она должна быть минимальной для того, чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление на участке от насоса до выходного сечения магистрали и сократить энергопотребление насоса. Магистрали должны иметь гладкий внутренний профиль и постепенное изменение поперечного сечения от входа, соединенного с насосом, до выхода для формирования ламинарного воздушного потока. В этом случае воздушный поток после выхода из магистрали будет максимально долго сохранять скорость и направление движения. Также магистрали могут иметь различную изогнутую форму для того, чтобы в зависимости от профиля лица конкретного человека вектор скорости воздушного потока, защищающего дыхательное отверстие, был направлен вдоль входной плоскости этого отверстия, при этом конфигурация воздушного потока в области дыхательного отверстия должна создавать воздушную завесу, т.е. любой вектор, проведенный из произвольной точки пространства перед лицом человека и пересекающий входную плоскость этого отверстия, должен также пересекаться указанным потоком. В этом случае если аэрозольная частица (частицы 1 и 1а на Фиг.1) пытается попасть в ноздрю (как указывает вектор), то она попадает в воздушный поток завесы, который движется в поперечном направлении и перехватывает ее. При определенном соотношении между массой частицы, ее поперечным размером и скоростью потока частица захватывается (отклоняется и ускоряется) потоком и дальше продолжает движение со скоростью этого потока прочь от защищаемого отверстия.The air curtain current lines are shown in FIG. 2 by arrows emanating from the airways 4 and 4a, and in FIG. 3 by arrows emanating from the airway 7. The length of the airways can also be different, but it should be sufficient to equalize the inhomogeneities of the air flow arising during the operation of the pump at its outlet. The length of the lines is also determined for reasons of a human-friendly arrangement of the pumps forming the protective curtain, but if possible it should be minimal in order to reduce the aerodynamic drag in the area from the pump to the output section of the line and reduce the energy consumption of the pump. The lines should have a smooth internal profile and a gradual change in cross section from the inlet connected to the pump to the outlet to form a laminar air flow. In this case, the air flow after leaving the highway will keep the speed and direction of movement as long as possible. The lines can also have a different curved shape so that, depending on the profile of a person’s face, the airflow velocity vector protecting the respiratory opening is directed along the input plane of this opening, and the airflow configuration in the area of the breathing hole should create an air curtain, t .e. any vector drawn from an arbitrary point in space in front of a person and crossing the input plane of this hole should also intersect with the specified stream. In this case, if the aerosol particle (particles 1 and 1a in FIG. 1) tries to get into the nostril (as the vector indicates), then it enters the airflow of the curtain, which moves in the transverse direction and intercepts it. At a certain ratio between the mass of the particle, its transverse size and flow rate, the particle is captured (deflected and accelerated) by the flow and further continues to move away from the protected hole with the speed of this flow.

Корпус насосов, а также воздушных магистралей может выполняться из пластмассы для уменьшения веса, причем можно использовать пластмассу, прозрачную для видимого и мягкого ультрафиолетового излучения, что позволит обеспечить доступ солнечных лучей к коже лица.The pump casing, as well as the air lines can be made of plastic to reduce weight, and you can use plastic that is transparent to visible and soft ultraviolet radiation, which will allow access to sunlight to the skin of the face.

Так как необходимо обеспечить пространственную фиксацию предлагаемого защитного устройства относительно ноздрей и рта человека, то для крепления устройства можно использовать разнообразные варианты. Например, можно крепить предлагаемое защитное устройство на оправу очков или заушную гарнитуру, положение которых может быть достаточно жестко зафиксировано на голове. Также для удобства пользователя можно закрепить защитное устройство на головном уборе, налобной ленте или элементах одежды.Since it is necessary to provide spatial fixation of the proposed protective device relative to the nostrils and mouth of a person, then for mounting the device, you can use a variety of options. For example, you can mount the proposed protective device on the frame of the glasses or behind-the-ear headset, the position of which can be quite rigidly fixed on the head. Also, for the convenience of the user, it is possible to fasten the protective device to the headgear, headband or clothing items.

Также в защитном устройстве могут быть установлены один или несколько датчиков скорости движения воздуха для автоматического регулирования скорости потока воздушной завесы с целью гарантированного перехвата аэрозольных частиц при увеличении скорости встречного движения окружающего воздуха, а также для экономии заряда источника питания в случае, когда окружающий воздух практически неподвижен. В этом случае, например, могут использоваться известные конструкции из открытых воздушному потоку термисторов со стабилизированным подогревом в качестве датчиков скорости, а также микропроцессор для анализа данных с термистора и DC-DC конвертор для управления напряжением, подаваемым на двигатель насоса.Also, one or more air velocity sensors can be installed in the protective device to automatically control the air curtain's flow rate in order to guarantee the interception of aerosol particles while increasing the speed of oncoming movement of the surrounding air, as well as to save the charge of the power source when the ambient air is practically stationary . In this case, for example, well-known designs of stabilized-heated open-flow thermistors can be used as speed sensors, as well as a microprocessor for analyzing data from a thermistor and a DC-DC converter to control the voltage supplied to the pump motor.

На Фиг.2 показан вариант защитного устройства, закрепленного на голове человека и формирующего воздушную завесу параллельно линии губ. Насосы 3 и 3а (в данном случае в качестве насоса используются центробежные вентиляторы) должны обладать габаритами, мощностью, объемной производительностью и выходным давлением, достаточными для создания воздушных потоков с необходимым сечением и скоростью, как объяснялось на Фиг.1 и при анализе соотношений (1-6). Насосы 3 и 3а плотно соединены с воздушными магистралями 4 и 4а, имеющими прямоугольное поперечное сечение для формирования защитной воздушной завесы требуемой ширины и толщины. Насосы 3 и 3а прикреплены к гарнитуре, имеющей заушины 6 и 6а, которые позволяют надежно зафиксировать устройство на голове пользователя. Воздушные магистрали 4 и 4а закреплены так, чтобы они не были направлены по оси навстречу друг другу (и тормозили друг друга в области встречи), а так, чтобы пересекались под некоторым углом друг к другу (например, 90°), при этом в области пересечения результирующий воздушный поток будет направлен в сторону, противоположную лицу, и будет отбрасывать захваченные аэрозольные частицы прочь. Анатомические особенности лица (овал в горизонтальном сечении) способствуют легкому выполнению этого условия. Насосы также подключены через кабель к источнику питания с тумблером для включения/выключения (не показаны на Фиг.2 для простоты), которые могут находиться в кармане одежды или в любом другом месте, удобном для пользователя.Figure 2 shows a variant of the protective device mounted on the head of a person and forming an air curtain parallel to the line of the lips. Pumps 3 and 3a (in this case, centrifugal fans are used as a pump) must have the dimensions, power, volumetric capacity and outlet pressure sufficient to create air flows with the necessary cross-section and speed, as explained in Fig. 1 and in the analysis of relations (1 -6). Pumps 3 and 3a are tightly connected to air lines 4 and 4a having a rectangular cross-section to form a protective air curtain of the required width and thickness. Pumps 3 and 3a are attached to a headset having a lug 6 and 6a, which allows you to securely fix the device on the user's head. Air lines 4 and 4a are fixed so that they are not directed along the axis towards each other (and inhibit each other in the meeting area), but so that they intersect at a certain angle to each other (for example, 90 °), while in the region At the intersection, the resulting airflow will be directed in the direction opposite to the face, and will throw the captured aerosol particles away. The anatomical features of the face (oval in horizontal section) contribute to the easy fulfillment of this condition. The pumps are also connected through a cable to a power source with a toggle switch for on / off (not shown in FIG. 2 for simplicity), which can be in the clothes pocket or in any other place convenient for the user.

Работа устройства происходит при засасывании насосами 3 и 3а окружающего воздуха (как показано стрелками на Фиг.2, направленными в круглое входное отверстие насосов), при этом предварительная очистка воздуха не является обязательной. С помощью формирующих воздушных магистралей 4 и 4а создаются защитные воздушные завесы в направлениях, показанных стрелками на Фиг.2, причем эти воздушные потоки отклоняют аэрозольные частицы, летящие в направлении входных отверстий ноздрей и рта. При этом воздушные магистрали 4 и 4а направлены относительно лица человека так, что воздушные потоки проходят мимо (не пресекают и не касаются плоскости) входных отверстий ноздрей и рта, что позволяет избежать попадания в дыхательные пути аэрозольных частиц, захваченных воздушным потоком при его формировании.The operation of the device occurs when the pumps 3 and 3a are sucked in ambient air (as shown by the arrows in FIG. 2 directed into the round inlet of the pumps), while preliminary air purification is not necessary. Using the forming air lines 4 and 4a, protective air curtains are created in the directions shown by the arrows in FIG. 2, and these air currents deflect aerosol particles flying in the direction of the inlet openings of the nostrils and mouth. At the same time, the airways 4 and 4a are directed relative to the person’s face so that the air flows pass (do not suppress and do not touch the plane) the inlet openings of the nostrils and mouth, which helps to prevent aerosol particles trapped by the air stream during its formation in the airways.

На Фиг.3 показан другой вариант защитного устройства, закрепленного на голове человека и формирующего воздушную завесу перпендикулярно линии губ. Насосы 3 и 3а с необходимыми параметрами (в данном случае также можно использовать центробежные вентиляторы постоянного тока) плотно соединены с воздушной магистралью 7, имеющей в поперечном сечении форму дуги окружности с шириной, достаточной для одновременной защиты глаз, ноздрей и рта (аналогично защитному пластиковому щитку хоккеистов), причем толщина и скорость формируемой при этом воздушной завесы должны быть достаточными для выполнения защитных функций, как показано в уравнениях 1-6. Ближе к выходному сечению поперечное сечение воздушной магистрали 7 также может иметь скругленные углы для уменьшения турбулентности формируемого воздушного потока. Насосы 3, 3а и магистраль 7 прикреплены к фиксирующей ленте или обручу 8, которые позволяют надежно зафиксировать устройство на голове пользователя или на головном уборе. Насосы также подключены через кабель к источнику питания с тумблером для включения/выключения (не показаны на Фиг.3 для простоты), которые могут находиться в кармане одежды или в любом другом месте, удобном для пользователя.Figure 3 shows another variant of the protective device mounted on the head of a person and forming an air curtain perpendicular to the line of the lips. Pumps 3 and 3a with the necessary parameters (DC centrifugal fans can also be used in this case) are tightly connected to the air line 7, which has a cross-section in the form of a circular arc with a width sufficient to protect the eyes, nostrils and mouth at the same time (similar to a protective plastic shield hockey players), moreover, the thickness and speed of the air curtain formed with this should be sufficient to perform protective functions, as shown in equations 1-6. Closer to the exit section, the cross section of the air line 7 may also have rounded corners to reduce the turbulence of the generated air flow. Pumps 3, 3a and line 7 are attached to a fixing tape or hoop 8, which allows you to securely fix the device on the user's head or on the headgear. The pumps are also connected through a cable to a power source with a toggle switch for on / off (not shown in FIG. 3 for simplicity), which can be in the clothes pocket or in any other place convenient for the user.

Claims

1. A method of protecting the respiratory organs and eyes from aerosol particles of ambient air, which consists in creating air currents in the form of an air curtain in front of the protected areas of the face, including simultaneously or separately the nostrils, mouth, eyes, characterized in that these flows are created from ambient air without preliminary cleaning, direct these flows so that the streamlines do not intersect the planes of the protected areas of the face and carry away aerosol particles past these areas, select the configuration indicated by shackles so that any vector drawn from the surrounding space through the air into the plane of the protected areas of the face is crossed by at least one of the indicated flows, and the velocity and cross-section of the stream are chosen such that the acceleration acquired by aerosol particles falling into the stream from the surrounding space was enough to deflect them from the protected areas of the face.

2. The method according to claim 1, characterized in that they direct these streams along the line of the lips in the direction from the cheeks to the nose.

3. The method according to claim 1, characterized in that they direct these flows perpendicular to the line of the mouth from top to bottom.

4. The method according to claim 1, characterized in that said flows are created by forcing air through the air lines using a compressor with a portable power source.

5. The method according to claim 1, characterized in that these flows are created by pumping air from the area in front of the indicated areas of the face through the air lines using a pump with a portable power source.

6. The method according to any one of claims 4 to 5, characterized in that said air lines are attached to a spectacle frame.

7. The method according to any one of claims 4 to 5, characterized in that said air lines are attached to the behind-the-ear headset.

8. The method according to any one of claims 4 to 5, characterized in that said air lines are mounted on clothes.

9. The method according to any one of claims 4 to 5, characterized in that said air lines are mounted on a headgear.

10. A device for protecting the respiratory organs and eyes from aerosol particles of ambient air, including means for attaching the specified device relative to the face, as well as at least one pump with a portable power source and air lines connected to the pump, configured to generate air flows in in the form of an air curtain in front of the protected areas of the face, including at the same time or separately the nostrils, mouth, eyes, characterized in that the pump is made with the ability to form these flows directly but from ambient air, the airway exits are directed relative to the face in such a way that the streamlines of the air curtain do not intersect the plane of the inlet openings of the protected areas of the face, and the shape of these flows is such that any vector drawn from the surrounding space through the air into the plane of the inlet openings of the protected areas of the face, intersects at least one of these flows, and the cross section and speed of the flows, taking into account the performance of the pump, are selected so that the acceleration acquired by aeros The sol particles falling into the stream from the surrounding space are enough to deflect them from the protected areas of the face.

11. The device according to claim 10, characterized in that the pump uses a vacuum device for pumping air.

12. The device according to claim 10, characterized in that the compressor is used as a pump to pump ambient air.

13. The device according to p. 12, characterized in that the axial fan is used as a compressor.

14. The device according to p. 12, characterized in that a centrifugal fan is used as a compressor.

15. The device according to any one of paragraphs.11-14, characterized in that said air lines are located so that they direct air flows along the line of the lips in the direction from the cheeks to the nose.

16. The device according to any one of paragraphs.11-14, characterized in that said air lines are arranged so that they direct air flows perpendicular to the mouth line from top to bottom.

17. A device according to any one of claims 11-14, characterized in that a spectacle frame is used as a means of attaching said air lines.

18. A device according to any one of claims 11-14, characterized in that a behind-the-ear headset is used as a means of attaching said airways.

19. The device according to any one of paragraphs.11-14, characterized in that the fastening means of these airways have a means of fixation on the collar of clothes or headgear.

20. The device according to any one of paragraphs.11-14, characterized in that one or more air velocity sensors are installed on said airways to automatically control the air curtain’s flow rate in order to guarantee the interception of aerosol particles while increasing the speed of incoming air from outside.